Khái niệm và bí quyết tính công, công suất, năng lượng điện năng và định luật Jun- Lenxơ được trình bày rất chi tiết, một số bài tập ví dụ được bố trí theo hướng dẫn giải và bài xích tập từ luyện giúp cho bạn đọc chũm chắc kỹ năng và kiến thức hơn.Bạn đang xem: Điện năng công suất điện
ĐIỆN NĂNG, CÔNG SUẤT ĐIỆN, ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ
A. KIẾN THỨC.
I. CÔNG, CÔNG SUẤT DÒNG ĐIỆN.
1. Công của chiếc điện- năng lượng điện năng tiêu thụ.
+ Lượng điện năng nhưng một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng năng lượng điện chạy qua để đưa hóa thành những dạng năng lượng khác được đo bởi công của lực điện tiến hành khi dịch rời có hướng những điện tích.
Công của dòng điện là công của lực điện thực hiện khi làm dịch rời các năng lượng điện tích thoải mái trong đoạn mạch. Công này đó là điện năng nhưng đoạn mạch tiêu hao và được tính bởi: A = U.q = U.I.t (J)
U : hiệu điện ráng (V) I : cường độ loại điện (A); q : điện lượng (C); t : thời hạn (s)
2 .Công suất của cái điện.
+ hiệu suất điện của một quãng mạch là năng suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch kia và bao gồm trị số bởi điện năng mà lại đoạn mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, hoặc bởi tích của hiệu điện núm giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ cái điện chạy qua đoạn mạch đó.
P = (fracAt) = UI. (W) t
3. Định phương tiện Jun - Len-xơ.
Nếu đoạn mạch chỉ tất cả điện trở thuần R, công của lực điện chỉ có tác dụng tăng nội năng của thiết bị dẫn. Kết quả là đồ dùng dẫn tăng cao lên và toả nhiệt.
Kết phù hợp với định hiện tượng ôm ta có: (A=Q=R.I^2.t=fracU^2R.t(J))
4. Đo hiệu suất điện với điện năng tiêu thụ vị một đoạn mạch
Ta cần sử dụng một ampe - kế nhằm đo cường độ loại điện với một vôn - kế để đo hiệu năng lượng điện thế. Công suất tiêu thụ được tính hởi: p. = U.I (W)
- người ta chế tạo ra oát-kế cho biết P dựa vào độ lệch của kim chỉ thị.
- Trong thực tế ta tất cả công tơ năng lượng điện (máy đếm điện năng) cho thấy công mẫu điện tức năng lượng điện năng tiêu hao tính ra kwh. (1kwh = 3,6.106J)
II. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN.
1.Công của mối cung cấp điện.
Công của nguồn tích điện là công của lực lạ khi làm di chuyển các năng lượng điện giữa hai cực để duy trì hiệu điện chũm nguồn. Đây cũng là điện năng sản ra trong toàn mạch.
Ta có: A = qξ = ξIt (J)
ξ : suất điện hễ nguồn (V) I: cường độ cái điện (A) q : điện tích dịch rời (C)
2. Hiệu suất nguồn. Ta có : p. = (fracAt) = ξ .I (W)
III. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA CÁC DỤNG CỤ TIÊU THỤ ĐIỆN
1. Công và công suất của quy định toả nhiệt:
- Công (điện năng tiêu thụ): (A=Q=R.I^2.t=fracU^2R.t(J)) (định cơ chế Jun - Len-xơ)
- năng suất : (P=R.I^2=fracU^2R)
2. Công với công suất của dòng sản phẩm thu điện
a) Suất bội phản điện
- thiết bị thu điện có chức năng chuyển hoá điện năng thành các dạng tích điện khác không phải là nội năng (cơ năng; hoá năng ; . . )
Lượng điện năng này (A’) tỉ lệ với điện lượng truyền qua trang bị thu điện.
A′ = ξ p.q = ξ p.I.t
ξ p : đặc trưng cho khả năng biến đổi điện năng thành cơ năng, hoá năng, .. . Của dòng sản phẩm thu
điện và hotline là suất làm phản điện.
- hình như cũng có một phần điện năng mà máy thu điện nhận từ chiếc điện được gửi thành nhiệt bởi vì máy bao gồm điện trở vào rp.
(Q"=r_p.I^2.t)
- Vậy công mà chiếc điện triển khai cho sản phẩm thu điện có nghĩa là điện năng tiêu thụ vì máy thu năng lượng điện là:
A = A′ + Q′ = ξ phường .I .t + (r_p.I^2.t)
- Suy ra công suất của sản phẩm thu điện: p. = (fracAt) = ξ p .I + (r_p.I^2.t) = P’ + r.(I^2)
ξ p. .I: công suất có ích; (r_p.I^2.t): năng suất hao phí tổn (toả nhiệt)
(Với P’ = ξ .I là phần công suất mà lắp thêm thu điện chuyển hóa thành dạng năng lượng có ích, chưa phải là nhiệt. Ví dụ: Điện năng chuyển trở thành cơ năng )
b) Hiệu suất của dòng sản phẩm thu điện
Tổng quát mắng : H(%) = Acó ích / Atoàn phần = p. Có ích/ p. Toàn phần
ξ phường .I .t ξ p. Rp .I
Với trang bị thu năng lượng điện ta có: (H=fracxi _p.I.tU.I.t=fracxi _pU=1-fracr_p.IU)
Ghi chú : Trên các dụng gắng tiêu thụ điện bao gồm ghi hai bỏ ra số: (Ví dụ: 100W-220V)
* Pđ: hiệu suất định mức.
* Uđ: hiệu điện chũm định mức.
Đơn vị của công (điện năng) cùng nhiệt lượng là Jun (J); đơn vị của năng suất là oát (W)
MỘT SỐ BÀI TOÁN THƯỜNG GẶP
- Ở chủ thể này, các câu hỏi và bài tập đa phần về: Tính điện năng tiêu tốn và công suất điện của một quãng mạch. Tính hiệu suất tỏa nhiệt và nhiệt lượng lan ra bên trên một trang bị dẫn.
Tính công và năng suất của mối cung cấp điện.
- Cần lưu ý những vấn đề sau:
+ trong số công thức tính công, tính nhiệt lượng: Để bao gồm công, sức nóng lượng tính ra có đơn vị là Jun (J) cần chú ý đổi solo vị thời hạn ra giây (s).
+ Mạch điện tất cả bóng đèn:(R_d=fracU_dm^2P_dm)(Coi như năng lượng điện trở không nhờ vào vào hiệu điện cầm cố đặt vào đèn, không thay đổi theo nhiệt độ.)
Nếu đèn sáng bình thường thì Ithực = Iđm (Lúc này cũng đều có Uthực = Uđm; Pthực = Pđm)
Nếu Ithực Iđm thì đèn sáng hơn bình thường.
Điện năng tiêu thụ thường được xem ra kilôoat giờ đồng hồ (kWh). 1kW.h = 3 600 000J
VÍ DỤ MINH HỌA
VD1. Hai bóng đèn Đ1( 220V – 25W), Đ2 (220V – 100W) khi sáng thông thường thì
A. Cường độ cái điện qua bóng đèn Đ1 lớn gấp rất nhiều lần lần cường độ dòng điện qua bóng đèn Đ2.
B. Cường độ chiếc điện qua bóng đèn Đ2 bự gấp bốn lần cường độ dòng điện qua bóng đèn Đ1.
C. Cường độ loại điện qua bóng đèn Đ1 bởi cường độ loại điện qua đèn điện Đ2.
Xem thêm: Các Loại Máy Làm Mộc Liên Hợp Hàng Chất Lượng Tốt Nhất Cho Xưởng Gỗ
D. Điện trở của đèn điện Đ2 khủng gấp tứ lần điện trở của đèn điện Đ1.
HD. Hai bóng đèn Đ1( 220V – 25W), Đ2 (220V – 100W) khi sáng thông thường thì hiệu điện vậy đặt vào hai đầu bóng đèn là U = 220 (V), năng suất của mỗi đèn điện lần lượt là P1 = 25 (W) với P2 = 100 (W) = 4P1. Cường độ chiếc điện qua bóng đèn được tính theo bí quyết I = P/U suy ra cường độ mẫu điện qua đèn điện Đ2 lớn gấp bốn lần cường độ dòng điện qua bóng đèn Đ1.
VD2. Hai bóng đèn có năng suất định mức bởi nhau, hiệu điện thay định nút của bọn chúng lần lượt là U1 = 110 (V) và U2 = 220 (V). Tỉ số điện trở của chúng là:
A. (fracR_1R_2=frac12) B. (fracR_1R_2=frac21) C. (fracR_1R_2=frac14) D. (fracR_1R_2=frac41)
HD. Điện trở của bóng đèn được xem theo phương pháp R = (fracU^2P) . Với bóng đèn 1 tao gồm R1= (fracU^2_1P)
Với đèn điện 2 tao có R2 = (fracU^2_2P) . Suy ra (fracR_1R_2=fracU_1^2U_2^2=frac14)
VD3. Để bóng đèn loại 120V – 60W sáng thông thường ở mạng điện có hiệu điện thay là 220V, người ta cần mắc tiếp nối với đèn điện một điện trở có mức giá trị
A. R = 100 (Ω). B. R = 150 (Ω). C. R = 200 (Ω). D. R = 250 (Ω).
HD.
- bóng đèn loại 120V – 60W sáng bình thường thì hiệu điện rứa giữa hai đầu đèn điện là 120 (V), cường độ chiếc điện qua bóng đèn là I = P/U = 0,5 (A).
- Để đèn điện sáng thông thường ở mạng điện có hiệu điện ráng là 220V, người ta bắt buộc mắc tiếp liền với bóng đèn một năng lượng điện trở thế nào cho hiệu điện nạm giữa nhì đầu điện trở là UR= 220 – 120 = 100 (V). Điện trở của đèn điện là R = UR/I = 200 (Ω).
BÀI TẬP TỰ LUẬN
1. đến mạch điện như hình, trong những số đó U = 9V, R1 = 1,5 Ω. Biết hiệu điện nỗ lực hai đầu R2 = 6v. Tính sức nóng lượng lan ra bên trên R2 trong 2 phút ?
Đs: 1440 J.
2. tất cả hai năng lượng điện trở mắc giữa hai điểm tất cả hiệu điện nắm 12 V. Khi R1 thông liền R2 thì công suất của mạch là 4 W. Khi R1 mắc tuy vậy song R2 thì công suất mạch là 18 W. Hãy khẳng định R1 và R2 ?
Đs: R1 = 24 Ω, R2 = 12 Ω, hoặc ngược lại.
3. Hai đèn điện Đ1 ghi 6v – 3 W với Đ2 ghi 6V - 4,5 W được mắc vào mạch điện như hình vẽ. Mối cung cấp điện gồm hiệu điện thế U không thế đổi.
a. Biết lúc đầu biến trở Rb ngơi nghỉ vị trí làm sao để cho 2 đèn sáng bình thường. Tìm điện trở của biến chuyển trở từ bây giờ ? trên mạch điện, đâu là Đ1, đâu là Đ2 ?
b. Mang sử trường đoản cú vị trí lúc đầu ta dịch chuyển biến trở con
chạy quý phái phải một ít thì độ sáng các đèn biến đổi thế làm sao ?
Đ/s: Rb = 24 Ω
4. đến mạch điện thắp sáng đèn như hình, Nguồn gồm suất điện cồn 12 V. Đèn các loại 6 V – 3 W. Điều chỉnh R để đèn sáng sủa bình thường. Tính công của nguồn điện áp trong khoảng thời hạn 1h ? Tính năng suất của mạch chứa đèn khi sáng thông thường ?
Đ/s: 21600 J, 50 %.
5. Để loại đèn điện loại 120 V – 60 W sáng thông thường ở mạng điện tất cả hiệu đện cố 220V, người ta mắc thông suốt với nó một năng lượng điện trở phụ R. Tính R ?
Đs: 200 Ω
6. đến mạch điện như hình cùng với U = 9V, R1 = 1,5 Ω, R2 = 6 Ω. Biết cường độ loại điện qua R3 là một trong những A. a. Tìm kiếm R3 ? b. Tính nhiệt lượng lan ra trên R2 trong 2 phút ? c. Tính hiệu suất của đoạn mạch chứa R1 ?
b. Tính chi phí điện phải trả cho việc thực hiện quạt vào 30 ngày, hằng ngày sử dụng 30phút, biết giá năng lượng điện là 600 đồng / Kwh. (Biết 1 wh = 3600 J, 1 Kwh = 3600 KJ).
Đ/s: 1980000 J. (hay 0,55 kw). 9900 đồng.
8. Một nóng điện tất cả hai dây dẫn R1 với R2 để đun nước. Nếu dùng dây R1 thì nước trong nóng sẽ sôi sau khoảng thời hạn 40 phút. Còn nếu dùng dây R2 thì nước đang sôi sau 60 phút. Vậy nếu sử dụng cả hai dây kia mắc song song thì ấm nước đang sôi sau khoảng thời gian là bao nhiêu ?
(Coi điện trở của dây chuyển đổi không đáng chú ý theo nhiệt độ độ.)
Đs:24 phút.
9. Cha điện trở tương đương nhau được mắc như hình, nếu năng suất tiêu thụ trên năng lượng điện trở (1) là 3 W thì công suất toàn mạch là bao nhiêu ?
Đ s: 18 W.
III. ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP:
Câu hỏi 1: chiêu tập t cỗ acquy gồm suất điện hễ 6V có dung lượng là 15Ah. Acquy này có thể sử dụng thời gian bao lâu tính đến khi ph ải n ạp lại, tính năng lượng điện năng tương xứng dự trữ vào acquy trường hợp coi nó cung ứng dòng năng lượng điện không thay đổi 0,5A:
A. 30h; 324kJ B. 15h; 162kJ C. 60h; 648kJ D. 22h; 489kJ
Câu hỏi 2: Mạch điện có điện trở R = 2Ω mắc thành mạch điện kín đáo với mối cung cấp ξ = 3V, r = 1Ω thì năng suất tiêu thụ sống mạch ngoài R là:
A. 2W B. 3W C. 18W D. 4,5WCâu hỏi 3: Một nguồn bao gồm ξ = 3V, r = 1Ω nối với điện trở kế bên R = 1Ω thành mạch điện kín. Công suất của nguồn điện áp là:
A. 2,25W B. 3W C. 3,5W D. 4,5W
Câu hỏi 4: Một mạ ch điện kín đáo gồm điện áp nguồn suất đi ện hễ ξ = 6V, năng lượng điện tr ở trong r = 1Ω nối cùng với mạch ko kể là đổi thay trở R, điều chỉnh R để công suất tiêu thụ trên R đạt cực hiếm cực đại. Công suất đó là:
A. 36W B. 9W C. 18W D. 24W
Câu hỏi 5: Một mạ ch điện bí mật gồm điện áp nguồn suất đi ện rượu cồn ξ = 3V, điện tr sống trong r = 1Ω nối với mạch ko kể là trở thành trở R, kiểm soát và điều chỉnh R để công suất tiêu thụ bên trên R đạt giá trị cực đại. Khi đó R có mức giá trị là:
A. 1Ω B. 2Ω C. 3Ω D. 4ΩCâu hỏi 6: Một mối cung cấp điện có suất điện hễ ξ = 12V điện trở vào r = 2Ω nối với năng lượng điện trởR sinh sản thành mạch kín. Xác minh R biết R > 2Ω, hiệu suất mạch ko kể là 16W:
A. 3 Ω B. 4 Ω C. 5 Ω D. 6 ΩCâu hỏi7: Một nguồn điện bao gồm suất điện động ξ = 12V năng lượng điện trở trong r = 2Ω nối với năng lượng điện trở R chế tạo thành mạch kín.Tính cường độ cái đi ện và hiệu su ất nguồn đi ện, bi ết R > 2Ω, công suất mạch ngoại trừ là 16W:
A. I = 1A. H = 54% B. I = 1,2A, H = 76,6%
C. I = 2A. H = 66,6% D. I = 2,5A. H = 56,6%
Câu hỏi 8: Hai năng lượng điện trở mắc tuy vậy song vào nguồn điện áp nếu R1
A. R12 nhỏ tuổi hơn cả R1và R2.Công suất tiêu hao trên R2 nhỏ hơn trên R1.
B.R12 nhỏ tuổi hơn cả R1và R2.Công suất tiêu thụ trên R2 to hơn trên R1.
C. R12 lớn hơn cả R1 với R2.
D. R12 bởi trung bình nhân của R1 và R2
Câu hỏi 9: tía điện trở cân nhau R1 = R2 = R3 mắc như hình vẽ. Năng suất tiêu thụ:
C. đều nhau ở R1 với hệ nối tiếp R23 D. đều bằng nhau ở R1, R2 ,
Câu hỏi 10: nhị bóng đèn gồm hiệu điện ráng định mức thứu tự là U1 = 110V, U2 = 220V. Chúng có công suất định mức bằng nhau, tỉ số điện trở của bọn chúng bằng:
A. (fracR_2R_1=2) B. (fracR_2R_1=3) C. (fracR_2R_1=4) D. (fracR_2R_1=8)Câu hỏi 11: Để đèn điện 120V – 60W sáng bình thường ở mạng điện tất cả hiệu điện nuốm 220V người ta mắc
nốitiếp nó với năng lượng điện trở phụ R. R có giá trị:
A. 120Ω B. 180 Ω C. 200 Ω D. 240 ΩCâu hỏi 12: bố điện trở cân nhau R1 = R2 = R3 nối vào nguồn như hình vẽ. Hiệu suất tiêu thụ :
A. Lớn số 1 ở R1
B. Bé dại nhất sinh hoạt R1
C. Bằng nhau ở R1 và bộ hai điện trở mắc tuy vậy song
D. Bằng nhau ở R1, R2 và R3
Câu hỏi 13: lúc hai điện trở tương tự nhau mắ c tuy nhiên song với mắ c vào nguồn điện áp thì công suất tiêu thụ là 40W. Trường hợp hai năng lượng điện trở này mắc tiếp liền vào nguồn thì công suất tiêu thụ là:
A. 10W B. 80W C. 20W D. 160W
Câu hỏi 14: Mắc nhị đi ện trở R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω vào nguồn bao gồm hiệu điện nắm U ko đổi. đối chiếu công suất tiêu tốn trên các điện trở này khi bọn chúng mắc tiếp nối và mắc tuy vậy songthấy:
A. Thông liền P1/P2 = 0,5; tuy nhiên song P1/P2 = 2 P1/P2 = 0,75
C. Nối liền P1/P2 = 2; tuy vậy song P1/P2 = 0,5 P1/P2 = 2B. Tiếp nối P1/P2 = 1,5; tuy vậy song
D. Nối liền P1/P2 = 1; tuy vậy song
Câu hỏi 15: Một bếp từ gồm nhị dây năng lượng điện trở R1 với R2. Ví như chỉ dùng R1 thì thời hạn đun sôi nước là 10 phút, ví như chỉ sử dụng R2 thì thời gian đun sôi nước là trăng tròn phút. Hỏi khi dùng R1nối tiếp R2 thì thời gian đun sôi nước là bao nhiêu:
A. 15 phút B. 20 phút C. 30 phút D. 10phút
Câu hỏi 16: Một bếp từ gồm nhì dây điện trở R1 cùng R2. Giả dụ chỉ dùng R1 thì thời gian đun sôi nước là 15 phút, giả dụ chỉ dùng R2 thì thời gian đun sôi nước là 30 phút. Hỏi khi dùng R1song tuy vậy R2 thì thời gian đun sôi nước là bao nhiêu:
A. 15 phút B. 22,5 phút C. Nửa tiếng D. 10phút
Câu hỏi 17: một bàn là dùng điện 220V. Bao gồm thể đổi khác giá trị điệ n trở của cuộn dây trong bàn là thế nào để cần sử dụng điện 110V mà công suất không rứa đổi:
A. Tăng gấp rất nhiều lần B. Tăng 4 lần C. Giảm 2 lần D. Sút 4 lần
Tải về
Luyện bài bác tập trắc nghiệm môn vật dụng lý lớp 11 - coi ngay
