Lời giải Câu 13.8 Bài 13. Năng lượng của dòng điện và công suất điện (trang 34, 35, 36) – SBT Khoa học tự nhiên (KHTN) lớp 9 Kết nối tri thức. Tham khảo: Vận dụng kiến thức về mạch điện.
Câu hỏi/Đề bài:
Trên bóng đèn dây tóc Đ1 có ghi 220 V – 100 W và trên bóng đèn dây tóc Đ2 có ghi 220 V – 40 W.
a) So sánh điện trở của hai bóng đèn khi chúng sáng bình thường.
b) Mắc nối tiếp hai bóng này vào hiệu điện thế 220 V thì đèn nào sáng hơn vì sao? Tính điện năng mà mạch điện này sử dụng trong 1 giờ. Cho rằng điệu trở của các bóng đèn có giá trị như khi chúng sáng bình thường.
c) Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V thì đèn nào sáng hơn, vì sao? Tính điện năng mà mạch điện này sử dụng trong 1 giờ.a
Hướng dẫn:
Vận dụng kiến thức về mạch điện
Lời giải:
a) Đèn sáng bình thường, tức là đúng công suất định mức:
\({R_1} = \frac{{{U_1}^2}}{{{P_1}}} = \frac{{{{220}^2}}}{{100}} = 484(\Omega )\)
\({R_2} = \frac{{{U_2}^2}}{{{P_2}}} = \frac{{{{220}^2}}}{{40}} = 1210(\Omega )\)
→ R2 > R1
b) Đèn Đ2 sáng hơn.Vì khi mắc nối tiếp hai đèn, đèn Đ2 có điện trở lớn hơn nên hiệu điện thế giữa hai đầu đèn lớn hơn, do đó công suất tiêu thụ lớn hơn.
Điện năng đoạn mạch tiêu thụ trong 1 giờ:
\(A = \frac{{{U^2}}}{R}.t = \frac{{{{220}^2}}}{{484 + 1210}}.60.60 \approx 103000(J)\)
c) Đèn 1 sáng hơn, vì hai đèn được dùng đúng hiệu điện thế định mức nên đèn nào có công suất định mức lớn hơn thì sáng hơn.
Điện năng mà mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ:
\(A = \frac{{{U^2}}}{R}.t = \frac{{{{220}^2}}}{{345,7}}.60.60 = 504000(J)\)