Giải SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo Ôn tập chủ đề 3

A. Tóm tắt kiến thức

B. Bài tập vận dụng

Bài tập 1: Một đoạn dây điện bằng đồng có tiết diện 2,5 mm² và chiều dài 20 m. Biết đồng có điện trở suất 1,7.10^-8 Ω.m. Tính điện trở của đoạn dây điện.

Lời giải:

$R=\frac{\rho l}{S}=\frac{1,7.10^{-8}.20}{2,5.10^{-6}}=0,136\Omega$

Bài tập 2: Trên nhãn đèn 1 có ghi 220 V – 40 W và đèn 2 có ghi 220 V – 20 W.

a. Tính năng lượng điện mà mỗi đèn tiêu thụ khi sử dụng ở hiệu điện thế 220 V trong 1 giờ.

b. Tính tổng công suất điện của hai đèn tiêu thụ và nêu nhận xét về độ sáng của mỗi đèn trong hai trường hợp:

- Mắc song song hai đèn vào hiệu điện thế 220 V.

- Mắc nối tiếp hai đèn vào hiệu điện thế 220 V.

Lời giải:

a. Năng lượng điện mà đèn 1 tiêu thụ là: W₁=P₁.t=40.3600=144000J

Năng lượng điện mà đèn 2 tiêu thụ là: W₂=P₂.t=20.3600=72000J

b.

- Trường hợp: 2 đèn mắc song song, U_nguồn = U_đ1 = U_đ2 = 220 V cả hai đèn đều được cung cấp hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức của đèn nên chúng sáng bình thường.

+ Tổng công suất điện của hai đèn tiêu thụ là P=P₁+P₂=40+20=60W

- Trường hợp: 2 đèn mắc nối tiếp, U_nguồn = U_đ1 + U_đ2 = 220 V, I = I_đ1 = I_đ2

+ Cả hai đèn đều có hiệu điện thế nhỏ hơn hiệu điện thế định mức nên chúng sáng yếu hơn bình thường.

- Điện trở của đèn 1 là: $R_{1}=\frac{U^{2}}{P_{1}}=\frac{220^{2}}{40}=1210\Omega$

- Điện trở của đèn 2 là: $R_{2}=\frac{U^{2}}{P_{2}}=\frac{220^{2}}{20}=2420\Omega$

- Điện trở tương đương của đoạn mạch là: R = R₁ + R₂ = 1210 + 2420 = 3630 Ω

=> Tổng công suất điện của hai đèn tiêu thụ là: $P'=\frac{U^{2}}{R_{td}}=\frac{220^{2}}{3630}=13,33W$

Bài tập 3: Trên nhãn một bếp điện có ghi 220 V – 800 W

a. Để bếp điện hoạt động bình thường thì hiệu điện thế đặt vào bếp điện phải bằng bao nhiêu? Tính cường độ dòng điện chạy qua bếp điện khi đó

b. Tính năng lượng điện mà bếp điện tiêu thụ khi hoạt động liên tục trong 45 phút theo đơn vị J và số đếm tương ứng của đồng hồ đo điện năng

Lời giải:

a) Để bếp điện hoạt động bình thường, hiệu điện thế đặt vào bếp điện cần phải là 220 V, với công suất tiêu thụ là 800 W. Để tính cường độ dòng điện chạy qua bếp điện, ta sử dụng công thức: P = UI

Thay các giá trị vào công thức, ta có:

800W = 220V × I

$I=\frac{800}{220}\approx 3,64A$

Vậy, để bếp điện hoạt động bình thường, cường độ dòng điện chạy qua bếp điện là khoảng 3.64 A.

b) Để tính năng lượng điện mà bếp điện tiêu thụ trong 45 phút, ta sử dụng công thức: E = P × t

Thay các giá trị vào công thức, ta có:

E = 800W × 2700s = 2,160,000 J

Vậy, năng lượng điện mà bếp điện tiêu thụ khi hoạt động liên tục trong 45 phút là 2,160,000 J.

Bài tập 4: Cho đoạn mạch điện AB như hình bên.

Điện trở R có trị số 10 Ω. Khi biến trở Rb được điều chỉnh từ giá trị 0 đến 40 Ω thì số chỉ nhỏ nhất và lớn nhất của vôn kế bằng bao nhiêu? Biết U_AB = 12 V.

Lời giải:

Bài tập 5: Cho đoạn mạch điện AB như hình bên.

Biết U_AB = 6 V, R₁ = 4 Ω, R₂ = 6 Ω.

a) Xác định số chỉ của ampe kế.

b) Tính công suất điện của đoạn mạch điện AB.

Lời giải:

Vì R₁ // R₂ nên ta có: 

Điện trở tương đương mạch AB là: $R_{AB}=\frac{R_{1}.R_{2}}{R_{1}+R_{2}}=\frac{4.6}{4+6}=2,4\Omega$

a. Số chỉ của ampe kế chính là cường độ dòng điện mạch chính: $I\frac{U_{AB}}{R_{AB}}=\frac{6}{2,4}=2,5A$

b. Công suất điện của đoạn mạch điện AB là: P=U.I=6.2,5=15W