Một quạt điện dùng trên xe ô tô có ghi 12V – 15W

Giải SBT Vật Lí 9 Bài 14:

Bài 14.6 trang 41 SBT Vật Lí 9: 

a) Cần phải mắc quạt vào hiệu điện thế là bao nhiêu để cho nó chạy bình thường? Tính cường độ dòng điện chạy qua quạt khi đó.

b) Tính điện năng mà quạt sử dụng trong một giờ khi chạy bình thường.

c) Khi quạt chạy, điện năng được biến đổi thành các dạng năng lượng nào? Cho rằng hiệu suất của quạt là 85%, tính điện trở của quạt.

Tóm tắt:

U_đm = 12V; P_đm = 15W;

a) Quạt hoạt động bình thường thì

U = ?; I = ?

b) t = 1h = 3600s; A = ?

c) Hiệu suất H = 85%; R = ?

Lời giải:

a) Phải mắc quạt vào hiệu điện thế định mức U = 12V.

Điện trở của quạt là:

R = U² : P = 12²/15 = 9,6Ω.

Cường độ dòng điện chạy qua quạt là:

I = U : R = 12 : 9,6 = 1,25A.

b) Điện năng quạt tiêu thụ trong 1 giờ là:

A = P_đm.t = 15.3600 = 54000J = 0,015kW.h.

c) Điện năng được biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

Phần điện năng biến đổi thành cơ năng trong 1 giây là:

P_cơ = P_{toàn phần} . H

      = 15 . 85% = 12,75 J/s

Mặt khác ta có: P_{oàn phần} = P_cơ + P_nhiệt

⇒ Phần điện năng biến đổi thành nhiệt năng trong 1 giây là

P_nhiệt = P_{toàn phần} - P_cơ 

          = 15 – 12,75 = 2,25 J/s

Điện trở của quạt: P_nhiệt = I² . R

⇒ R = P_nhiệt : I² = 1,44Ω.