Trắc nghiệm Bài 16. Định luật Jun-Lenxơ - Vật Lí 9Đề bài
Câu 1 :
Định luật Jun-Lenxơ cho biết điện năng biến đổi thành:
Câu 2 :
Câu phát biểu nào dưới đây là không đúng? Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua:
Câu 3 :
Biểu thức nào sau đây là công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua:
Câu 4 :
Đặt một hiệu điện thế \(U\) vào hai đầu của một biến trở \(R\) thì cường độ dòng điện chạy qua là \(I\). Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn trong thời gian t?
Câu 5 :
Mắc các dây dẫn vào hiệu điện thế không đổi. Trong cùng một thời gian thì nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào điện trở dây dẫn?
Câu 6 :
Chọn câu trả lời đúng. Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào:
Câu 7 :
Nếu đồng thời giảm điện trở của dây dẫn, cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn đi một nửa thì nhiệt lượng tỏa ra trên dây sẽ thay đổi như thế nào?
Câu 8 :
Chọn câu trả lời sai Nhiệt lượng \(Q\) được dùng để đun nóng nước có khối lượng \({m_1}\) , nhiệt dung riêng \({c_1}\) và cốc đựng nước có khối lượng \({m_2}\), nhiệt dung riêng \({c_2}\) tăng từ nhiệt độ \({t_1}^0C\) lên \({t_2}^0C\) được liên hệ với nhau bởi công thức:
Câu 9 :
Phương trình nào sau đây là phương trình cân bằng nhiệt:
Câu 10 :
Dòng điện có cường độ \(2mA\) chạy qua một điện trở \(3k\Omega \) trong thời gian \(10\)phút thì nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở này có giá trị nào dưới đây?
Câu 11 :
Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở \(R = 100\Omega \) và cường độ dòng điện qua bếp là \(I = 4{\rm{A}}\). Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong mỗi phút là:
Câu 12 :
Thời gian đun sôi \(1,5l\) nước của một ấm điện là \(10\) phút. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây nung của ấm là \(220V\). Điện trở của dây nung này có giá trị là bao nhiêu? Biết rằng nếu kể cả nhiệt lượng hao phí để đun sôi \(1l\) nước thì cần nhiệt lượng là \(420000J\)
Câu 13 :
Khi mắc một bàn là vào hiệu điện thế \(110V\) thì dòng điện chạy qua nó có cường độ \(5{\rm{A}}\). Bàn là này sử dụng như vậy trung bình \(15\) phút mỗi ngày. Hỏi nhiệt lượng tỏa ra trong $30$ ngày là bao nhiêu?
Câu 14 :
Một bình nóng lạnh có ghi \(220V - 1100W\) được sử dụng với hiệu điện thế \(220V\). Thời gian để bình đun sôi \(10\) lít nước từ nhiệt độ \({24^0}C\) là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nước là \(4200J/kg.K\) và nhiệt lượng bị hao phí là rất nhỏ.
Câu 15 :
Khi cho dòng điện có cường độ \({I_1} = 1{\rm{A}}\) chạy qua một thanh kim loại trong thời gian \(\tau \) thì nhiệt độ của thanh tăng lên là \(\Delta {t_1} = {8^0}C\). Khi cho cường độ dòng điện \({I_2} = 2{\rm{A}}\) chạy qua thì trong thời gian đó nhiệt độ của thanh tăng thêm là \(\Delta {t_2}\) bằng:
Câu 16 :
Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế \(220V\) thì dòng điện chạy qua bếp có cường độ \(2{\rm{A}}\). Dùng bếp này thì đun sôi được \(1,5\) lít nước từ nhiệt độ ban đầu \({25^0}C\) trong thời gian \(20\) phút. Nhiệt dung riêng của nước là \(c = 4200J/kg.K\) . Hiệu suất của bếp là:
Trong mùa đông, một lò sưởi điện có ghi \(220V - 880W\) được sử dụng với hiệu điện thế \(220V\) trong \(4\) giờ mỗi ngày. Câu 17
Nhiệt lượng mà lò sưởi này tỏa ra trong mỗi ngày là:
Câu 18
Tiền điện phải trả cho việc dùng lò sưởi điện này trong suốt mùa đông là bao nhiêu? Biết mùa đông thường kéo dài trong \(3\) tháng (\(90\) ngày) và giá tiền điện là \(1549\) đồng/kWh.
Câu 19 :
Đường dây dẫn từ mạng điện chung tới một gia đình có chiều dài tổng cộng là 40m và có lõi đồng vói tiết diện là 0,5mm2. Hiệu điện thế ở cuối đường dây (tại nhà) là 220V. Gia đình này sử dụng các đèn dây tóc nóng sáng có tổng công suất là 165W trung bình 4 giờ mỗi ngày. Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10-8 Ω.m. a) Tính điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình. b) Tính cường độ dòng điện chạy trong đường dây dẫn khi sử dụng công suất đã cho trên đây. c) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h.
Câu 20 :
Một đoạn mạch gồm hai dây dẫn mắc nối tiếp, một dây bằng nikêlin dài 1m có tiết diện 1mm2 và dây kia bằng sắt dài 2m có tiết diện 0,5mm2. Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch này trong cùng một thời gian thì dây nào tỏa ra nhiều nhiệt lượng hơn? Vì sao? Biết điện trở suất của nikêlin là 0,40.10-6Ω.m và điện trở suất của sắt là 12,0.10-8Ω.m
Câu 21 :
Một bình nóng lạnh có ghi 220V – 1100W được sử dụng với hiệu điện thế 220V a) Tính cường độ dòng điện chạy qua bình khi đó b) Tính thời gian để bình đun sôi 10 lít nước từ nhiệt độ 200C, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và nhiệt lượng bị hao phí là rất nhỏ c) Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bình như trên trong 30 ngày, biết rằng thời gian sử dụng trung bình mỗi ngày là 1 giờ, và giá tiền điện là 3500đ/kW.h
Câu 22 :
Một ấm điện có ghi 220V - 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 200C. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường, tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước 4 200 J/kg.K.
Câu 23 :
Cho mạch điện như hình
Trong đó \({R_1} = 8\Omega ,{R_2} = 2\Omega \). Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch UAB = 12V. a) Tính cường độ dòng điện qua mạch và hiệu điện thế giữa 2 đầu mỗi điện trở? b) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi điện trở trong 10 phút?
Câu 24 :
Hai dây dẫn đồng chất được mắc nối tiếp, một dây có chiều dài l1 = 2m, tiết diện S1 = 0,5mm². Dây kia có chiều dài l2 = 1m, tiết diện S2 = 1mm². Cho dòng điện có cường độ I chạy qua hai dây. Mối quan hệ của nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi dây dẫn được viết như sau:
Câu 25 :
Có hai điện trở R1 và R2. Nếu cùng mắc vào một hiệu điện thế thì nếu chỉ mắc R1 thì sau 15 phút nước sôi. Nếu chỉ mắc R2 thì sau 30 phút nước sôi. Hãy tính thời gian nước sôi nếu mắc hai điện trở nối tiếp.
Lời giải và đáp án
Câu 1 :
Định luật Jun-Lenxơ cho biết điện năng biến đổi thành:
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
Định luật Jun - Lenxơ cho biết điện năng biến đổi thành nhiệt năng
Câu 2 :
Câu phát biểu nào dưới đây là không đúng? Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua:
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Ta có: Định luật Jun-Lenxơ Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, tỉ lệ thuận với điện trở và thời gian dòng điện chạy qua A - sai vì nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện B, C, D - đúng
Câu 3 :
Biểu thức nào sau đây là công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua:
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
Ta có: \(Q = {I^2}Rt\) Trong đó: + Q: nhiệt lượng tỏa ra (J) + I: cường độ dòng điện (A) + R: điện trở \(\left( \Omega \right)\) + t: thời gian (s)
Câu 4 :
Đặt một hiệu điện thế \(U\) vào hai đầu của một biến trở \(R\) thì cường độ dòng điện chạy qua là \(I\). Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn trong thời gian t?
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Ta có: \(Q = {I^2}Rt\) Lại có: \(I = \dfrac{U}{R}\) => Nhiệt lượng \(Q\) còn được tính bởi các công thức khác: \(Q = UIt = \dfrac{{{U^2}}}{R}t\)
Câu 5 :
Mắc các dây dẫn vào hiệu điện thế không đổi. Trong cùng một thời gian thì nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào điện trở dây dẫn?
Đáp án : A Phương pháp giải :
Sử dụng công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn: \(Q = {I^2}Rt\) Lời giải chi tiết :
Ta có nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn tỉ lệ thuận với điện trở R => Khi tăng gấp đôi điện trở của dây dẫn thì nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn cũng tăng gấp đôi
Câu 6 :
Chọn câu trả lời đúng. Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào:
Đáp án : D Phương pháp giải :
Sử dụng công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn: \(Q = {I^2}Rt\) Lời giải chi tiết :
Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn: \(Q = {I^2}Rt\) => Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn phụ thuộc vào: cường độ dòng điện chạy qua dây, điện trở dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua
Câu 7 :
Nếu đồng thời giảm điện trở của dây dẫn, cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn đi một nửa thì nhiệt lượng tỏa ra trên dây sẽ thay đổi như thế nào?
Đáp án : D Phương pháp giải :
Sử dụng công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn: \(Q = {I^2}Rt\) Lời giải chi tiết :
Ta có: Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn: \(Q = {I^2}Rt\) => Khi đồng thời giảm điện trở của dây dẫn, cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn đi một nửa: \(I' = \dfrac{I}{2},R' = \dfrac{R}{2},t' = \dfrac{t}{2}\) Nhiệt lượng tỏa ra trên dây khi đó: \(Q' = I{'^2}R't' = \dfrac{{{I^2}}}{4}.\dfrac{R}{2}\dfrac{t}{2} = \dfrac{{{I^2}Rt}}{{16}}\) => Nhiệt lượng sẽ giảm đi 16 lần
Câu 8 :
Chọn câu trả lời sai Nhiệt lượng \(Q\) được dùng để đun nóng nước có khối lượng \({m_1}\) , nhiệt dung riêng \({c_1}\) và cốc đựng nước có khối lượng \({m_2}\), nhiệt dung riêng \({c_2}\) tăng từ nhiệt độ \({t_1}^0C\) lên \({t_2}^0C\) được liên hệ với nhau bởi công thức:
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Ta có, nhiệt lượng: \(Q = mc\Delta t\) Nhiệt lượng \(Q\) được dùng để đun nóng nước có khối lượng \({m_1}\) , nhiệt dung riêng \({c_1}\) và cốc đựng nước có khối lượng \({m_2}\), nhiệt dung riêng \({c_2}\) tăng từ nhiệt độ \({t_1}^0C\) lên \({t_2}^0C\) được liên hệ với nhau bởi công thức: \(Q = {m_1}{c_1}\left( {{t_2} - {t_1}} \right) + {m_2}{c_2}\left( {{t_2} - {t_1}} \right)\) => A, B, D - đúng C - sai
Câu 9 :
Phương trình nào sau đây là phương trình cân bằng nhiệt:
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Phương trình cân bằng nhiệt: \({Q_{toa}} = {Q_{thu}}\)
Câu 10 :
Dòng điện có cường độ \(2mA\) chạy qua một điện trở \(3k\Omega \) trong thời gian \(10\)phút thì nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở này có giá trị nào dưới đây?
Đáp án : A Phương pháp giải :
sử dụng công thức tính nhiệt lượng \(Q = {I^2}Rt\) Lời giải chi tiết :
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}I = {2.10^{ - 3}}A\\R = {3.10^3}\Omega \\t = 10phut = 10.60s = 600{\rm{s}}\end{array} \right.\) Nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở này là: \(Q = {I^2}Rt = {\left( {{{2.10}^{ - 3}}} \right)^2}{.3.10^3}.600 = 7,2J\)
Câu 11 :
Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở \(R = 100\Omega \) và cường độ dòng điện qua bếp là \(I = 4{\rm{A}}\). Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong mỗi phút là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
sử dụng công thức tính nhiệt lượng \(Q = {I^2}Rt\) Lời giải chi tiết :
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}I = 4A\\R = 100\Omega \\t = 1phut = 60s\end{array} \right.\) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong mỗi phút là: \(Q = {I^2}Rt = {\left( 4 \right)^2}.100.60 = 96000J = 96kJ\)
Câu 12 :
Thời gian đun sôi \(1,5l\) nước của một ấm điện là \(10\) phút. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây nung của ấm là \(220V\). Điện trở của dây nung này có giá trị là bao nhiêu? Biết rằng nếu kể cả nhiệt lượng hao phí để đun sôi \(1l\) nước thì cần nhiệt lượng là \(420000J\)
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi số lít nước cần đun + Sử dụng công thức tính nhiệt lượng: \(Q = {I^2}Rt = \frac{{{U^2}}}{R}t\) Lời giải chi tiết :
Ta có: + Đun \(1l\) nước thì cần nhiệt lượng là \(420000J\) => Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi \(1,5l\) nước là: \(Q = 1,5.420000 = 630000J\) + Mặt khác, ta có: \(Q = {I^2}Rt = \dfrac{{{U^2}}}{R}t\) => Điện trở của dây nung: \(R = \dfrac{{{U^2}}}{Q}t = \dfrac{{{{220}^2}}}{{630000}}.10.60 = 46,1\Omega \)
Câu 13 :
Khi mắc một bàn là vào hiệu điện thế \(110V\) thì dòng điện chạy qua nó có cường độ \(5{\rm{A}}\). Bàn là này sử dụng như vậy trung bình \(15\) phút mỗi ngày. Hỏi nhiệt lượng tỏa ra trong $30$ ngày là bao nhiêu?
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Tính công suất tiêu thụ của bàn là: \(P = UI\) + Sử dụng công thức tính điện năng tiêu thụ: \(A = Pt\) + Nhiệt lượng tỏa ra của bàn là chính bằng điện năng tiêu thụ Lời giải chi tiết :
Ta có: + Công suất tiêu thụ của bàn là là: \(P = UI = 110.5 = 550{\rm{W}}\) + Điện năng tiêu thụ của bàn là trong 1 ngày là: \({A_1} = P{t_1} = 550.\dfrac{{15}}{{60}} = 137,5Wh\) => Điện năng tiêu thụ của bàn là trong 30 ngày là: \(A = 30{{\rm{A}}_1} = 30.137,5 = 4125Wh\) + Nhiệt lượng tỏa ra của bàn là tỏa ra trong 30 ngày là: \(Q = A = 4125Wh = 4125.60.60 = 14850000J = 14850kJ\)
Câu 14 :
Một bình nóng lạnh có ghi \(220V - 1100W\) được sử dụng với hiệu điện thế \(220V\). Thời gian để bình đun sôi \(10\) lít nước từ nhiệt độ \({24^0}C\) là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nước là \(4200J/kg.K\) và nhiệt lượng bị hao phí là rất nhỏ.
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Vận dụng công thức tính công suất: \(P = UI\) + Sử dung công thức tính điện năng: \(A = Pt\) + Sử dụng công thức tính nhiệt lượng: \(Q = mc\Delta t\) Lời giải chi tiết :
+ Cường độ dòng điện qua bình: \(P = UI \to I = \frac{P}{U} = \frac{{1100}}{{220}} = 5{\rm{A}}\) + Ta có: Điện năng tiêu thụ chính bằng nhiệt lượng: \(\begin{array}{l}A = Q = mc\Delta t = Pt\\ \to t = \frac{{mc\Delta t}}{P} = \frac{{10.4200.\left( {100 - 24} \right)}}{{1100}} = 2901,82{\rm{s}}\end{array}\) Ta có: \(2901,82{\rm{s}} \approx 48\) phút \(22\) giây
Câu 15 :
Khi cho dòng điện có cường độ \({I_1} = 1{\rm{A}}\) chạy qua một thanh kim loại trong thời gian \(\tau \) thì nhiệt độ của thanh tăng lên là \(\Delta {t_1} = {8^0}C\). Khi cho cường độ dòng điện \({I_2} = 2{\rm{A}}\) chạy qua thì trong thời gian đó nhiệt độ của thanh tăng thêm là \(\Delta {t_2}\) bằng:
Đáp án : D Phương pháp giải :
Sử dụng công thức tính nhiệt lượng + \(Q = mc\Delta t\) Lời giải chi tiết :
Ta có: Nhiệt lượng được tính bởi các công thức \(\left\{ \begin{array}{l}Q = {I^2}Rt\\Q = mc\Delta t\end{array} \right.\) Gọi \({Q_1},{Q_2}\) lần lượt là nhiệt lượng của thanh kim loại khi có cường độ dòng điện \({I_1},{I_2}\) chạy qua Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{Q_1} = I_1^2Rt = mc\Delta {t_1}{\rm{ }}\left( 1 \right)\\{Q_2} = I_2^2Rt = mc\Delta {t_2}{\rm{ }}\left( 2 \right)\end{array} \right.\) Từ (1) và (2), ta suy ra: \(\frac{{{Q_1}}}{{{Q_2}}} = \frac{{I_1^2}}{{I_2^2}} = \frac{{\Delta {t_1}}}{{\Delta {t_2}}} = \frac{1}{{{2^2}}} \to \Delta {t_2} = 4\Delta {t_1} = 4.8 = {32^0}C\)
Câu 16 :
Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế \(220V\) thì dòng điện chạy qua bếp có cường độ \(2{\rm{A}}\). Dùng bếp này thì đun sôi được \(1,5\) lít nước từ nhiệt độ ban đầu \({25^0}C\) trong thời gian \(20\) phút. Nhiệt dung riêng của nước là \(c = 4200J/kg.K\) . Hiệu suất của bếp là:
Đáp án : C Phương pháp giải :
Sử dụng công thức tính nhiệt lượng + \(Q = mc\Delta t\) Lời giải chi tiết :
+ Nhiệt lượng dùng để đun sôi nước là: \({Q_1} = mc\Delta t = 1,5.4200\left( {100 - 25} \right) = 472500J\) + Nhiệt lượng bếp tỏa ra trong \(20\) phút: \({Q_2} = {I^2}Rt = UIt = 220.2.20.60 = 528000J\) Hiệu suất của bếp là: \(H = \frac{{{Q_1}}}{{{Q_2}}}.100\% = \frac{{472500}}{{528000}} = 89,49\% \) Trong mùa đông, một lò sưởi điện có ghi \(220V - 880W\) được sử dụng với hiệu điện thế \(220V\) trong \(4\) giờ mỗi ngày. Câu 17
Nhiệt lượng mà lò sưởi này tỏa ra trong mỗi ngày là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Sử dụng biểu thức tính công suất: \(P = UI\) + Sử dụng công thức tính nhiệt lượng: \(Q = UIt\) Lời giải chi tiết :
+ Ta có: \(P = UI\) => Cường độ dòng điện chạy qua lò sưởi là: \(I = \frac{P}{U} = \frac{{880}}{{220}} = 4{\rm{A}}\) + Nhiệt lượng tỏa ra của lò sưởi mỗi ngày là: \(Q = UIt = 220.4.\left( {4.60.60} \right) = 12672000J = 3,52kWh\) Câu 18
Tiền điện phải trả cho việc dùng lò sưởi điện này trong suốt mùa đông là bao nhiêu? Biết mùa đông thường kéo dài trong \(3\) tháng (\(90\) ngày) và giá tiền điện là \(1549\) đồng/kWh.
Đáp án : C Phương pháp giải :
+ Tính nhiệt lượng tỏa ra trong 3 tháng mùa đông + Điện năng tiêu thụ chính bằng nhiệt lượng tỏa ra Lời giải chi tiết :
Ta có: + Nhiệt lượng tỏa ra của lò sưởi trong 3 tháng mùa đông là: \(Q' = 90Q = 90.3,52 = 316,8kWh\) + Điện năng mà lò sưởi sử dụng trong 3 tháng mùa đông là: \(A = Q'\) Tiền điện phải trả trong 3 tháng mùa đông với lò sưởi này là: \(T = 316,8.1549 = 490723,2\) đồng
Câu 19 :
Đường dây dẫn từ mạng điện chung tới một gia đình có chiều dài tổng cộng là 40m và có lõi đồng vói tiết diện là 0,5mm2. Hiệu điện thế ở cuối đường dây (tại nhà) là 220V. Gia đình này sử dụng các đèn dây tóc nóng sáng có tổng công suất là 165W trung bình 4 giờ mỗi ngày. Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10-8 Ω.m. a) Tính điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình. b) Tính cường độ dòng điện chạy trong đường dây dẫn khi sử dụng công suất đã cho trên đây. c) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h.
Đáp án : B Phương pháp giải :
Công thức tính điện trở của dây dẫn: \(R = \dfrac{{\rho l}}{S}\) Công suất: \(P = U.I \Rightarrow I = \dfrac{P}{U}\) Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn: \(Q = {I^2}Rt\) Lời giải chi tiết :
a) Điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình là: \(R = \rho \dfrac{l}{S} = 1,{7.10^{ - 8}}.\dfrac{{40}}{{0,{{5.10}^{ - 6}}}} = 1,36\Omega \) b) Cường độ dòng điện chạy trong đường đây dẫn khi sử dụng công suất đã cho trên đây là: \(I = \dfrac{P}{U} = \dfrac{{165}}{{220}} = 0,75A\) c) Nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h là: \(Q = {I^2}Rt = 0,{75^2}.1,36.30.4 = 91,8{\rm{ }}W.h = 0,0918kW.h.\)
Câu 20 :
Một đoạn mạch gồm hai dây dẫn mắc nối tiếp, một dây bằng nikêlin dài 1m có tiết diện 1mm2 và dây kia bằng sắt dài 2m có tiết diện 0,5mm2. Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch này trong cùng một thời gian thì dây nào tỏa ra nhiều nhiệt lượng hơn? Vì sao? Biết điện trở suất của nikêlin là 0,40.10-6Ω.m và điện trở suất của sắt là 12,0.10-8Ω.m
Đáp án : B Phương pháp giải :
Công thức tính điện trở của dây dẫn: \(R = \dfrac{{\rho l}}{S}\) Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn: \(Q = {I^2}Rt\) Sử dụng công thức của đoạn mạch nối tiếp. Lời giải chi tiết :
Điện trở của dây nikêlin là: \({R_1} = {\rho _1}\dfrac{{{l_1}}}{{{S_1}}} = 0,{4.10^{ - 6}}\dfrac{1}{{{{10}^{ - 6}}}} = 0,4\Omega \) Điện trở của dây sắt là: \({R_2} = {\rho _2}\dfrac{{{l_2}}}{{{S_2}}} = {12.10^{ - 8}}\dfrac{2}{{0,{{5.10}^{ - 6}}}} = 0,48\Omega \) Nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi dây dẫn: \(\left\{ \begin{array}{l}{Q_1} = I_1^2{R_1}t\\{Q_2} = I_2^2{R_2}t\end{array} \right.\) Vì hai dây dẫn mắc nối tiếp với nhau và theo tính toán ở trên ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{I_1} = {I_2}\\{R_2} > {R_1}\end{array} \right. \Rightarrow {Q_2} > {Q_1}\) Vậy dây sắt tỏa ra nhiều nhiệt lượng hơn.
Câu 21 :
Một bình nóng lạnh có ghi 220V – 1100W được sử dụng với hiệu điện thế 220V a) Tính cường độ dòng điện chạy qua bình khi đó b) Tính thời gian để bình đun sôi 10 lít nước từ nhiệt độ 200C, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và nhiệt lượng bị hao phí là rất nhỏ c) Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bình như trên trong 30 ngày, biết rằng thời gian sử dụng trung bình mỗi ngày là 1 giờ, và giá tiền điện là 3500đ/kW.h
Đáp án : D Phương pháp giải :
Công suất: \(P = U.I \Rightarrow I = \dfrac{P}{U}\) Công thức tính điện năng tiêu thụ: \(A = P.t\) Công thức tính nhiệt lượng nước thu vào: \(Q = m.c.\Delta t\) Nhiệt lượng hao phí rất nhỏ thì: \(A = Q\) Lời giải chi tiết :
\(\begin{array}{*{20}{l}}{{U_{dm}} = 220V;{P_{dm}} = 1100W;U = 220V}\\{a){\rm{ }}I = ?}\\{b){\rm{ }}m = 10kg;{t_1} = {{20}^0}C,{t_2} = {{100}^0}C;c = 4200J/kg.K;t = ?}\\{c){\rm{ }}t' = 30h;1000d/kW.h;T = ?}\end{array}\) a) Vì bình nóng lạnh được sử dụng với hiệu điện thế bằng hiệu điện thế định mức nên công suất tiêu thụ của bình nóng lạnh bằng công suất định mức: P = 1100W Cường độ dòng điện qua bình: \(I = \dfrac{P}{U} = \dfrac{{1100}}{{220}} = 5A\) b) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 10 lít nước từ 200C là: \(Q = m.c.\left( {{t_2}--{t_1}} \right) = 10.4200.\left( {100--20} \right) = 3,{36.10^6}{\rm{ }}J\) Vì nhiệt lượng bị hao phí là rất nhỏ nên nhiệt lượng Q để đun sôi nước sẽ chính bằng lượng điện năng A mà ấm đã tiêu thụ. Ta có: \(A = Q \Leftrightarrow P.t = Q \Leftrightarrow 1100.t = 3,{36.10^6} \Rightarrow t \approx 51'\) c) Điện năng tiêu thụ của bình trong một tháng là: \(A = P.t' = 1,1kW.30h = 33kW.h\) Tiền phải trả: \(T = 33.3500 = 115\,\,500d\)
Câu 22 :
Một ấm điện có ghi 220V - 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 200C. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường, tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước 4 200 J/kg.K.
Đáp án : B Phương pháp giải :
Điện năng tiêu thụ: \(A = P.t\) Nhiệt lượng thu vào: \(Q = m.c.\Delta t\) Theo bài ra ta có: \(A = Q \Rightarrow t\) Lời giải chi tiết :
Ấm điện được được sử dụng với hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức nên công suất tiêu thụ của ấm chính bằng công suất định mức (1000W). Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường, nên nhiệt lượng Q để đun sôi nước sẽ chính bằng lượng điện năng A mà ấm đã tiêu thụ. Ta có:\(A = Q \Leftrightarrow P.t = m.c.\Delta t\) \( \Rightarrow t = \dfrac{{m.c.\Delta t}}{P} = \dfrac{{2.4200.\left( {100 - 20} \right)}}{{1000}} = 672s\)
Câu 23 :
Cho mạch điện như hình
Trong đó \({R_1} = 8\Omega ,{R_2} = 2\Omega \). Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch UAB = 12V. a) Tính cường độ dòng điện qua mạch và hiệu điện thế giữa 2 đầu mỗi điện trở? b) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi điện trở trong 10 phút?
Đáp án : C Phương pháp giải :
- Định luật Ôm cho đoạn mạch: \(I = \dfrac{U}{R}\) - Khi mắc nối tiếp thì: \(\left\{ \begin{array}{l}I = {I_1} = {I_2}\\U = {U_1} + {U_2}\\R = {R_1} + {R_2}\end{array} \right.\) - Nhiệt lượng tỏa ra: \(Q = {I^2}.Rt\) Lời giải chi tiết :
a) Điện trở tương đương của đoạn mạch: \(R = {R_1} + {R_2} = 8 + 2 = 10\Omega \) Cường độ dòng điện qua mạch: \(I = \dfrac{U}{R} = \dfrac{{12}}{{10}} = 1,2A \Rightarrow {I_1} = {I_2} = 1,2A\) Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở: \(\left\{ \begin{array}{l}{U_1} = I.{R_1} = 1,2.8 = 9,6V\\{U_2} = I.{R_2} = 1,2.2 = 2,4V\end{array} \right.\) b) Nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi điện trở trong t = 10 phút = 600s là: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{Q_1} = {I^2}{R_1}t = 1,22.8.600 = 6912J}\\{{Q_2} = {I^2}{R_2}t = 1,22.2.600 = 1728J}\end{array}} \right.\)
Câu 24 :
Hai dây dẫn đồng chất được mắc nối tiếp, một dây có chiều dài l1 = 2m, tiết diện S1 = 0,5mm². Dây kia có chiều dài l2 = 1m, tiết diện S2 = 1mm². Cho dòng điện có cường độ I chạy qua hai dây. Mối quan hệ của nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi dây dẫn được viết như sau:
Đáp án : C Phương pháp giải :
Công thức tính nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn và công thức tính điện trở của dây dẫn: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{Q = {I^2}Rt}\\{R = \dfrac{{\rho l}}{S}}\end{array}} \right.\) Lời giải chi tiết :
Ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}\begin{array}{l}{Q_1} = {I^2}{R_1}t\\{R_1} = \dfrac{{\rho {l_1}}}{{{S_1}}}\end{array}\\\begin{array}{l}{Q_2} = {I^2}{R_2}t\\{R_2} = \dfrac{{\rho {l_2}}}{{{S_2}}}\end{array}\end{array}} \right. \Rightarrow \dfrac{{{Q_1}}}{{{Q_2}}} = \dfrac{{{R_1}}}{{{R_2}}} = \dfrac{{{l_1}{S_2}}}{{{l_2}{S_1}}} = 4 \Rightarrow {Q_1} = 4{Q_2}\)
Câu 25 :
Có hai điện trở R1 và R2. Nếu cùng mắc vào một hiệu điện thế thì nếu chỉ mắc R1 thì sau 15 phút nước sôi. Nếu chỉ mắc R2 thì sau 30 phút nước sôi. Hãy tính thời gian nước sôi nếu mắc hai điện trở nối tiếp.
Đáp án : A Phương pháp giải :
Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm 2 điện trở mắc nối tiếp: \({R_{nt}} = {R_1} + {R_2}\) Công thức tính nhiệt lượng toả ra: \(Q = {I^2}Rt = \dfrac{{{U^2}}}{R}.t\) Lời giải chi tiết :
Khi dùng R1 để đun nước → Nhiệt lượng để đun nước là: \(Q = I_1^2{R_1}{t_1} = \dfrac{{{U^2}}}{{{R_1}}}.{t_1} \Rightarrow {R_1} = \dfrac{{{U^2}.{t_1}}}{Q}\) Khi dùng R2 để đun nước → Nhiệt lượng để đun nước là: \(Q = I_2^2{R_2}{t_2} = \dfrac{{{U^2}}}{{{R_2}}}.{t_2} \Rightarrow {R_2} = \dfrac{{{U^2}.{t_2}}}{Q}\) Khi dùng (R1 nt R2) để đun nước \( \Rightarrow \) Nhiệt lượng để đun nước là: \(Q = {I^2}{R_{nt}}t = \dfrac{{{U^2}}}{{{R_{nt}}}}.t \Rightarrow {R_{nt}} = \dfrac{{{U^2}.t}}{Q}\) Lại có: \({R_{nt}} = {R_1} + {R_2} \Leftrightarrow \dfrac{{{U^2}.t}}{Q} = \dfrac{{{U^2}.{t_1}}}{Q} + \dfrac{{{U^2}.{t_2}}}{Q}\) \( \Rightarrow t = {t_1} + {t_2} = 15 + 30 = 45\left( {phut} \right)\)
|
