Tóm tắt: Bàn là: Udm1 = 110V; Pdm1 = 550W

Giải VBT Lí 9 Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng

Câu 14.5 trang 44 VBT Vật Lí 9:

Tóm tắt:

Bàn là: U_dm1 = 110V; P_dm1 = 550W

Đèn: U_dm2 = 110V; P_dm2 = 40W

a) R₁ = ?; R₂ = ?

b) U = 220V; có thể mắc nối tiếp bàn là và bóng đèn không? Vì sao?

c) Đèn mắc nối tiếp bàn là; U_max = ? để đèn và bàn là không bị hỏng?

Hướng dẫn giải

a) Điện trở của bàn là khi hoạt động bình thường là:

$R_1=\frac{U_{dm1}^2}{P_{dm1}}=\frac{{110}^2}{550}=22\Omega$

Điện trở của bóng đèn dây tóc khi hoạt động bình thường là:

$R_2=\frac{U_{dm2}^2}{P_{dm2}}=\frac{{110}^2}{40}=302,5\Omega$

b) Không thể mắc nối tiếp bàn là và đèn vào hiệu điện thế 220V, vì:

Điện trở tương đương của mạch là:

R₁₂ = R₁ + R₂ = 22 + 302,5 = 324,5 Ω

Suy ra dòng điện chạy qua chúng có cường độ là:

$I_1=I_2=I=\frac{U}{R_{12}}=\frac{220}{324,5}=0,678A$ 

Khi đó hiệu điện thế đặt vào bàn là là:

U₁ = I₁.R₁ = 0,678.22 = 14,9V

Hiệu điện thế đặt vào đèn là:

U₂ = I₂.R₂ = 0,678.302,5 = 205,1V

Ta thấy U₂ > U_dm2 nên đèn sẽ hỏng do vậy không thể mắc nối tiếp hai dụng cụ điện này vào hiệu điện thế 220V.

c) Hiệu điện thế lớn nhất có thể mắc nối tiếp đèn và bàn là:

Ta có cường độ định mức của bàn là và đèn tương ứng là:

$\begin{array}{l}{I}_{dm1}=\frac{P_{dm1}}{U_{dm1}}=\frac{550}{110}=5A\\ I_{dm2}=\frac{P_{dm2}}{U_{dm2}}=\frac{40}{110}=0,364A\end{array}$ 

Khi mắc nối tiếp hai dụng cụ điện này thì dòng điện chạy qua chúng có cùng cường độ và chỉ có thể lớn nhất là I_max = I_dm2 = 0,364 A, vì nếu lớn hơn thì bóng đèn sẽ hỏng.

Vậy có thể mắc nối tiếp hai dụng cụ này vào hiệu điện thế lớn nhất là:

U_max = I_max.(R₁ + R₂) = 118V

Công suất của bàn là khi đó:

P₁ = R₁.I² = 22.0,364² = 2,91W

Công suất của đèn khi đó:

P₂ = R₂.I² = 302,5.0,364² = 40W