Một mạch điện gồm 3 bóng đèn sợi đốt mắc nối tiếp nếu có một bóng bị đứt sợi tóc thì

Đề bài

Hãy lý giải điều nêu ra trong phần mở màn của bài : Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn phần nhiều không nóng lên ?

Video hướng dẫn giải

Phương pháp giải – Xem chi tiết

Áp dụng định luật Jun – len-xơ.

Lời giải chi tiết

Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng được mắc tiếp nối đuôi nhau nhau. Theo định luật Jun – Len-xơ, nhiệt lượng tỏa ra ở dây tóc và dây nối tỉ lệ với điện trở của từng đoạn dây. Dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng tỏa ra nhiều, do đó dây tóc nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng. Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng tỏa ra ít và truyền hầu hết cho thiên nhiên và môi trường xung quanh, do đó dây nối phần đông không nóng lên và có nhiệt độ gần như nhiệt độ của thiên nhiên và môi trường .

Loigiaihay.com

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

Giải Sách Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 12 : Công suất điện giúp HS giải bài tập, nâng cao năng lực tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành những khái niệm và định luật vật lí : A. P = U.I
B. P = U / I
C. P = U2 / R
D. P = I2R

Lời giải:

Chọn B. P = U / I vì hiệu suất tiêu thụ điện năng P = U.I = I2R = U2 / R nên đáp án B sai a ) Cho biết ý nghĩa của những số ghi này
b ) Tính cường độ định mức của dòng điện chạy qua đèn
c ) Tính điện trở của đèn khi đó

Lời giải:

a ) Số 12V cho biết hiệu điện thế định mức cần đặt vào hai đầu bóng đèn để đèn sáng thông thường .
Số 6W cho biết hiệu suất định mức của đèn .
b ) Cường độ định mức của dòng điện chạy qua đèn là :
Ta có : P = U.I ⇒ I = P. / U = 6/12 = 0.5 A
c ) Điện trở của đèn khi đó là : R = U2 / P. = 122 / 6 = 24 Ω

Lời giải:

Khi bị đứt và được nối dính lại thì dây tóc của bóng đèn ngắn hơn trước nên điện trở của dây tóc nhỏ hơn trước. Trong khi đó, hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc vẫn như trước nên hiệu suất P = U2 / R sẽ lớn hơn. Do vậy đèn sẽ sáng hơn so với trước.

Lời giải:

Ta có :Mặt khác hiệu suất tiêu thụ trên điện trở R là : Cho nên khi hai đèn hoạt động giải trí cùng hiệu điện thế định mức thì đèn nào có hiệu suất lớn hơn sẽ có điện trở nhỏ hơn .
Vậy, đèn 2 có điện trở nhỏ hơn nên dây tóc đèn 2 nhỏ hơn dây tóc đèn 1
Ta có :
Vậy dây tóc của bòng đèn 60W sẽ dài hơn và dài hơn 1,25 lần. a ) Tính cường độ định mức của dòng điện chạy qua dây nung của nồi
b ) Tính điện trở dây nung của nồi khi nồi đang hoạt động giải trí thông thường

Lời giải:

a ) Cường độ định mức của dòng điện chạy qua dây nung của nồi là :
Ta có : P = UI ⇒ I = P. / U = 528 / 220 = 2,4 A
b ) Điện trở của dây nung khi nồi đang hoạt động giải trí thông thường là :
R = U / I = 220 / 2,4 = 91,7 Ω

Lời giải:

Công thức tính hiệu suất : P = U2 / Rđèn
⇒ Rđèn = U2 / P. = 2202 / 60 = 806,67 Ω
Vì điện trở R của đèn không đổi, nên khi mắc đèn vào hiệu điện thế 110V thì đèn chạy với hiệu suất :
P. = U2 / Rđèn = 1102 / 806,67 = 15W

Cách 2:

– Công thức tính hiệu suất : P = U2 / Rđèn ⇒ P tỉ lệ thuận với U2
– Theo đề bài : đèn có hiệu suất 60W khi mắc đèn vào hiệu điện thế 220V và hiệu suất của đèn không biến hóa .
Do đó khi mắc đèn vào hiệu điện thế 110V ( ta thấy hiệu điện thế giảm 220 : 110 = 2 lần ) nên hiệu suất đèn sẽ giảm 22 = 4 lần .
⇒ Công suất của đèn là : P = 60 : 4 = 15W A. 120 kW
B. 0,8 kW
C. 75W
D. 7,5 kW

Tóm tắt:

Trọng lượng P = 2000N ; h = 15 m ; t = 40 s
Công suất ℘ = ?

Lời giải:

Chọn câu B .
Công suất của máy nâng là :
Nếu bỏ lỡ hiệu suất hao phí, để nâng được vật trên thì phải dùng động cơ điện có hiệu suất ℘ ≥ 0,75 kW
→ Công suất tương thích cho máy nâng là : ℘ = 0,8 kW A. Là nguồn năng lượng của dòng điện chạy qua đoạn mạch đó
B. Là điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ trong một đơn vị chức năng thời hạn
C. Là mức độ mạnh yếu của dòng điện chạy qua đoạn mạch đó
D. Là những loại tính năng mà dòng điện gây ra ở đoạn mạch

Lời giải:

Chọn B. Công suất điện của một đoạn mạch là điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ trong một đơn vị chức năng thời hạn. A. P = U2R
B. P = U2 / R
C. P = I2 R
D. P = UI

Lời giải:

Chọn A. P = U2R vì hiệu suất tiêu thụ điện năng P = U.I = I2R = U2 / R nên P = U2. R là công thức không đúng. A. P1 = P2
B. P2 = 2P1
C. P1 = 2P2
D. P1 = 4P2

Lời giải:

Chọn C. P1 = 2P2
A. Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với những hiệu điện thế nhỏ hơn 220V
B. Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V
C. Công mà dòng điện triển khai trong một phút khi dụng cụ này sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V
D. Điện năng mà dụng cụ tiêu thụ trong một giờ khi nó sử dụng đúng với hiệu điện thế 220V

Lời giải:

Chọn B. Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế A. 18A

B. 3A

C. 2A
D. 0,5 A

Lời giải:

Chọn D. 0,5 A
Khi đèn sáng thông thường thì dòng điện chạy qua đèn có cường độ là : I = P. / U = 3/6 = 0,5 A A. 0,2 Ω
B. 5 Ω
C. 44 Ω
D. 5500 Ω

Tóm tắt:

U = 220V ; P = 1100W ; R = ?

Lời giải:

Chọn C
Áp dụng công thức :Khi bàn là này hoạt động giải trí thông thường thì nó có điện trở là :
A. R1 = 4R2
B. 4R1 = R2
C. R1 = 16R2
D. 16R1 = R2

Tóm tắt:

U = U1 = U2 = 220V ; P1 = 100W ; P2 = 25W ; R1 = ? R2

Lời giải:

Chọn B. 4R1 = R2
Áp dụng công thức :Khi đèn sáng thông thường thì điện trở của hai đèn lần lượt là :Ta có tỷ suất :a ) Vẽ sơ đồ mạch điện thỏa mãn nhu cầu nhu yếu nói trên và lý giải tại sao khi đó hai bóng đèn hoàn toàn có thể sáng
b ) Tính điện trở của mỗi bóng đèn và của biến trở khi đó
c ) Tính hiệu suất điện của biến trở khi đó

Tóm tắt:

Đèn 1 : Uđm1 = U1 = 3V ; Pđm1 = P1 = 1,2 W ;
Đèn 2 : Uđm2 = U2 = 6V, Pđm2 = P2 = 6W ; U = 9V
a ) Vẽ sơ đồ mạch điện ; lý giải ?
b ) R1 = ? R2 = ?
c ) Pbếp = Pb = ?

Lời giải:

a ) Vì Uđm1 + Uđm2 = 3 + 6 = 9V = U nên mắc bóng đèn Đ1 tiếp nối đuôi nhau với đèn Đ2
Mặt khác cường độ dòng điện định mức qua hai đèn lần lượt là :
Ta thấy I2 > I1 nên để hai đèn sáng thông thường thì phải mắc Rb song song với đèn Đ1 như hình vẽ .
b ) Vì đèn 1 song song với biến trở nên U1 = Ub = 3V và I1 + Ib = I2 = I
→ Ib = I2 – I1 = 1 – 0,4 = 0,6 A
Điện trở của mỗi đèn và biến trở khi đó :
c ) Công suất của biến trở khí đó : Pb = Ub. Ib = 3.0,6 = 1,8 W

Lời giải:

Trường hợp 1 : những dụng cụ mắc tiếp nối đuôi nhau
Giả sử có n dụng cụ mắc tiếp nối đuôi nhau với nhau vào nguồn điện U. Khi đó cường độ dòng điện qua mạch là I .
Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi dụng cụ lần lượt là : U1, U2, …, Un
Cường độ dòng điện chạy trong mỗi dụng cụ lần lượt là : I1, I2, …, In
Vì những dụng cụ ghép tiếp nối đuôi nhau nên ta có : U = U1 + U2 + … + Un và I = I1 = I2 = … = In
Công suất toàn mạch là :
P. = U.I = ( U1 + U2 + … + Un ). I = I.U 1 + I.U 2 + … + I.Un ( 1 )
Công suất trên mỗi dụng cụ điện lần lượt là : P1 = U1. I1 ; P2 = U2. I2 ; … ; Pn = Un. In
Vì I = I1 = I2 = … = In nên P1 = U1. I ; P2 = U2. I ; … ; Pn = Un. I ( 2 )
Từ ( 1 ) và ( 2 ) ta được : P = P1 + P2 + … + Pn ( đpcm )
Trường hợp 2 : những dụng cụ mắc song song
Giả sử có n dụng cụ mắc song song với nhau vào nguồn điện U. Khi đó cường độ dòng điện qua mạch là I .
Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi dụng cụ lần lượt là : U1, U2, …, Un
Cường độ dòng điện chạy trong mỗi dụng cụ lần lượt là : I1, I2, …, In
Vì những dụng cụ ghép song song nên ta có :
U = U1 = U2 = … = Un và I = I1 + I2 + … + In
Công suất toàn mạch là :
P. = U.I = U. ( I1 + I2 + … + In ) = U.I 1 + U.I 2 + … + U.In ( 3 )
Công suất trên mỗi dụng cụ điện lần lượt là : P1 = U1. I1 ; P2 = U2. I2 ; … ; Pn = Un. In
Vì U = U1 = U2 = … = Un nên P1 = U.I 1 ; P2 = U.I 2 ; … ; Pn = U.In ( 4 )
Từ ( 3 ) và ( 4 ) ta được : P = P1 + P2 + … + Pn ( đpcm ) a ) Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V. Tính hiệu suất của đoạn mạch song song này và cường độ dòng điện mạch chính .
b ) Mắc hai đèn trên dây tiếp nối đuôi nhau với nhau rồi mắc đoạn mạch này vào hiệu điện thế 220V. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đèn và hiệu suất điện của đoạn mạch tiếp nối đuôi nhau này cho rằng điện trở của mỗi đèn khi đó bằng 50 % điện trở của đèn đó khi sáng thông thường

Tóm tắt:

Đèn 1 : Uđm1 = U1 = 220V ; Pđm1 = P1 = 100W ;
Đèn 2 : Uđm2 = U2 = 220V, Pđm2 = P2 = 75W ;
a ) Đ1 mắc / / Đ2 ; U = 220V ; Psongsong = Pss = ? ; I = ?
b ) Đ1 mắc / nt Đ2 ; U = 220V ; R ’ 1 = 50 % R1 ; R ’ 2 = 50 % R2 ; U ’ 1 = ? ; U ’ 2 = ? ; Pnt = ?

Lời giải:

a ) Điện trở của dây tóc bóng đèn Đ1 và Đ2 :
Cường độ dòng điện chạy trong mỗi đèn lần lượt là :
Cường độ dòng điện mạch chính :
Công suất điện của đoạn mạch song song : P = P1 + P2 = 100 + 75 = 175W

Lưu ý: Ta có thể tìm I nhanh hơn bằng cách tính Ptoàn mạch trước:

P. = P1 + P2 = 100 + 75 = 175W
Vì P = U.I nên I = P. / U = 175 / 220 = 0,795 A
b ) Đ1 mắc / nt Đ2, khi đó điện trở của mỗi đèn là :
R ’ 1 = 50 % R1 = 0,5. 484 = 242 Ω ; R ’ 2 = 50 % R2 = 0,5. 645,33 = 322,67 Ω
Điện trở tương tự của đoạn mạch tiếp nối đuôi nhau :
R ’ = R ’ 1 + R ’ 2 = 242 + 322,67 = 564,67 Ω
Cường độ dòng điện qua mạch : I ’ = U / R ’ = 220 / 564,67 ≈ 0,39 A
⇒ I ’ = I ’ 1 = I ’ 2 = 0,39 A .
Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn Đ1 và Đ2 :

U’1 = I’. R’1 = 0,39.242 = 94,38V.

U ’ 2 = I ’. R ’ 2 = 0,39. 322,67 = 125,84 V .
Công suất điện của đoạn mạch : Pnt = U ’. I ’ = 220.0,39 = 85,8 W