Bài tập Năng lượng điện lớp 11 (có lời giải)

Nhiệt lượng bếp điện trong 1 giờ là:

Q = I$^{2}$.R.t = 5$^{2}$.100.(1.3600) = 9000000 J = 9000 kJ

Nhiệt lượng cung cấp cho 1,2 lít nước từ 20$^{0}$C đến sôi ở 100$^{0}$C là:

Q = mc∆t = 1,2.4200.(100 - 20) = 403200 J

Điện năng tiêu thụ của bếp là: A = U.I.t = 220.4.(10.60) = 528000 J

Hiệu suất của bếp là: $H = \frac{Q}{A}.100\% = \frac{{403200}}{{528000}}.100\% = 76{,}4\%$

Đổi 30 phút = 0,5h

Điện năng tiêu thụ khi sử dụng bàn là này trong 30 ngày là:

A = U.I.t = 220.5.(0,5.30) = 16500 Wh = 16,5 kWh

Số tiền điện phải trả là: M = 16,5.2500 = 41250 đ

Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng 1 kg nước thêm 1$^{0}$C là:

Q = mc∆t = 1.4200.1 = 4200 J

Thời gian cần để điện trở 10 Ω tỏa ra nhiệt lượng trên là

$t = \frac{Q}{{{I^2}.R}} = \frac{{4200}}{{{1^2}.10}} = 420$s = 7 phút

Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chứa điện trở R$_{1}$, ta có ${{\rm{I}}_{\rm{1}}}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{U}}_{\rm{1}}}}}{{{{\rm{R}}_{\rm{1}}}}}\,\,{\rm{ = }}\,\,\frac{{\rm{9}}}{{{\rm{15}}}}{\rm{ = 0{,}6(A)}}$

Vì hai điện trở mắc nối tiếp nên I = I$_{1}$ = I$_{2}$ = 0,6 A

Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chứa điện trở R$_{2}$.

Ta có ${{\rm{I}}_2}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{U}}_2}}}{{{{\rm{R}}_2}}} \Rightarrow {{\rm{R}}_{\rm{2}}}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{U}}_{\rm{2}}}}}{{{{\rm{I}}_{\rm{2}}}}} = \frac{6}{{0{,}6}}{\rm{ = 1}}{{\rm{0}}_{}}{\rm{(}}\Omega {\rm{)}}$

Nhiệt lượng tỏa ra trên R$_{2}$ trong 2 phút là $Q = I_2^2.{R_2}.t = 0,{6^2}.10.\left( {5.60} \right) = 1080{\rm{ }}J$

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) sai; d) đúng.

Giải thích:

a) Đúng. Dòng điện có thể truyền năng lượng cho các thiết bị điện.

b) Đúng. Năng lượng điện có thể chuyển hóa thành nhiệt năng, cơ năng, quang năng, hóa năng,...

c) Sai. Năng lượng điện không chỉ chuyển hóa thành nhiệt năng mà còn có thể chuyển hóa thành nhiều dạng năng lượng khác.

d) Đúng. Mỗi thiết bị điện có chức năng và hình thức chuyển hóa năng lượng khác nhau.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) sai; d) đúng.

Giải thích:

a) Đúng. Bóng đèn nhận năng lượng điện từ nguồn.

b) Đúng. Điện năng được chuyển hóa một phần thành quang năng.

c) Sai. Ngoài quang năng, bóng đèn còn chuyển hóa một phần năng lượng điện thành nhiệt năng.

d) Đúng. Bóng đèn khi hoạt động thường tỏa nhiệt ra môi trường.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.

Giải thích:

a) Đúng. Khi hoạt động, ấm điện nhận năng lượng từ nguồn điện.

b) Đúng. Bộ phận đun nóng chuyển hóa năng lượng điện chủ yếu thành nhiệt năng.

c) Đúng. Nhiệt năng được truyền từ bộ phận đun nóng cho nước.

d) Sai. Năng lượng điện được chuyển hóa thành nhiệt năng và làm nhiệt độ nước tăng.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) sai; d) đúng.

Giải thích:

a) Đúng. Động cơ điện nhận năng lượng từ nguồn điện.

b) Đúng. Động cơ điện biến đổi năng lượng điện thành cơ năng.

c) Sai. Đây chính là chức năng của động cơ điện.

d) Đúng. Do điện trở của dây dẫn và các nguyên nhân khác, một phần năng lượng chuyển hóa thành nhiệt năng.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.

Giải thích:

a) Đúng. Năng lượng điện mà thiết bị nhận được được tính bằng $W = UIt$.

b) Đúng. Trong hệ SI, đơn vị của năng lượng là jun (J).

c) Đúng. Với $U$ và $I$ không đổi, $W$ tăng theo thời gian $t$.

d) Sai. Năng lượng điện phụ thuộc vào thời gian hoạt động.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) sai; d) đúng.

Giải thích:

a) Đúng. Theo $W = UIt$, khi $U$, $I$ không đổi thì $W$ tăng theo $t$.

b) Đúng. Khi $t$ tăng gấp đôi thì $W$ cũng tăng gấp đôi.

c) Sai. Khi thời gian giảm một nửa thì năng lượng điện cũng giảm một nửa.

d) Đúng. $W = UIt$.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) đúng.

Giải thích:

a) Đúng. $5$ phút $= 300$ s.

b) Đúng. Năng lượng điện được tính bằng $W = UIt$.

c) Đúng. $W = 220 \cdot 2 \cdot 300 = 132000$ J.

d) Đúng. kWh cũng là một đơn vị thường dùng để đo năng lượng điện.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.

Giải thích:

a) Đúng. Jun là đơn vị năng lượng trong hệ SI.

b) Đúng. kWh được dùng để biểu diễn năng lượng điện.

c) Đúng. $1$ kWh $= 1000$ W $\times 3600$ s $= 3600000$ J.

d) Sai. Đơn vị của cường độ dòng điện là ampe (A).

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.

Giải thích:

a) Đúng. Điện năng tiêu thụ thường được tính bằng kWh.

b) Đúng. Công tơ điện dùng để đo điện năng tiêu thụ.

c) Đúng. Đơn vị kWh thường được sử dụng trên công tơ điện.

d) Sai. Công tơ điện đo điện năng tiêu thụ, không chỉ đo hiệu điện thế.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.

Giải thích:

a) Đúng. Đây chính là sự khác nhau về lượng năng lượng điện mà hai thiết bị nhận được.

b) Đúng. Với $U$ và $I$ không đổi, $W = UIt$ nên thời gian lớn hơn thì năng lượng nhận được lớn hơn.

c) Đúng. Tùy thiết bị, năng lượng điện có thể chuyển hóa thành nhiệt năng, cơ năng, quang năng, hóa năng,...

d) Sai. Các thiết bị khác nhau có mục đích sử dụng và hình thức chuyển hóa năng lượng khác nhau.

Đáp án: 13200

Giải:

Đổi $2$ phút $= 120$ s.

Năng lượng điện: $W = UIt = 220 \cdot 0{,}5 \cdot 120 = 13200$ J.

Đáp án: 7200

Giải:

$5$ phút $= 300$ s.

$W = UIt = 12 \cdot 2 \cdot 300 = 7200$ J.

Đáp án: 660000

Giải:

10 phút $= 600$ s.

$W = 220 \cdot 5 \cdot 600 = 660000$ J.

Đáp án: 150

Giải:

Từ $W = UIt$, suy ra $t = \frac{W}{{UI}}$.

$t = \frac{{36000}}{{120 \cdot 2}} = 150$ s.

Đáp án: 1

Giải:

$5$ phút $= 300$ s.

Từ $W = UIt$, suy ra $I = \frac{W}{{Ut}}$.

$I = \frac{{66000}}{{220 \cdot 300}} = 1$ A.

Đáp án: 6000

Giải:

$W = UIt = 100 \cdot 3 \cdot 20 = 6000$ J.

Đáp án: 1

Giải:

10 phút $= 600$ s.

$I = \frac{W}{{Ut}} = \frac{{72000}}{{120 \cdot 600}} = 1$ A.

Đáp án: 600

Giải:

$t = \frac{W}{{UI}} = \frac{{60000}}{{200 \cdot 0{,}5}} = 600$ s.

Đáp án: 0,44

Giải:

Vì $1$ giờ và 220 V, $2$ A nên năng lượng điện theo kWh là $W = 220 \cdot 2 \cdot 1 = 440$ Wh $= 0{,}44$ kWh.

Đáp án: 2,5

Giải:

Điện năng tiêu thụ bằng độ tăng số chỉ công tơ:

$W = 128{,}1 - 125{,}6 = 2{,}5$ kWh.