Khái niệm và phương pháp tính công, công suất, năng lượng điện năng cùng định lý lẽ Jun- Lenxơ được trình bày rất chi tiết, một số bài tập ví dụ có hướng dẫn giải và bài bác tập tự luyện giúp cho bạn đọc gắng chắc kiến thức hơn.

Bạn đang xem: Điện năng công suất điện


ĐIỆN NĂNG, CÔNG SUẤT ĐIỆN, ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

A. KIẾN THỨC.

I. CÔNG, CÔNG SUẤT DÒNG ĐIỆN.

1. Công của dòng điện- điện năng tiêu thụ.

+ Lượng năng lượng điện năng cơ mà một đoạn mạch tiêu thụ khi gồm dòng điện chạy qua để chuyển hóa thành những dạng tích điện khác được đo bởi công của lực điện triển khai khi di chuyển có hướng các điện tích.

Công của loại điện là công của lực điện tiến hành khi làm dịch chuyển các điện tích thoải mái trong đoạn mạch. Công này chính là điện năng cơ mà đoạn mạch tiêu tốn và được xem bởi: A = U.q = U.I.t (J)

U : hiệu điện chũm (V) I : cường độ mẫu điện (A); q : điện lượng (C); t : thời hạn (s)

2 .Công suất của chiếc điện.

+ năng suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ năng lượng điện năng của đoạn mạch kia và bao gồm trị số bằng điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, hoặc bởi tích của hiệu điện vậy giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

P = (fracAt) = UI. (W) t

3. Định luật pháp Jun - Len-xơ.

Nếu đoạn mạch chỉ bao gồm điện trở thuần R, công của lực năng lượng điện chỉ làm tăng nội năng của trang bị dẫn. Hiệu quả là đồ dùng dẫn nóng lên và toả nhiệt.

Kết hợp với định chế độ ôm ta có: (A=Q=R.I^2.t=fracU^2R.t(J))

4. Đo công suất điện cùng điện năng tiêu thụ bởi vì một đoạn mạch

Ta sử dụng một ampe - kế để đo cường độ mẫu điện và một vôn - kế để đo hiệu điện thế. Năng suất tiêu thụ được xem hởi: phường = U.I (W)

- người ta chế tạo ra oát-kế cho biết thêm P nhờ vào độ lệch của kim chỉ thị.

- Trong thực tế ta có công tơ năng lượng điện (máy đếm năng lượng điện năng) cho biết công mẫu điện tức năng lượng điện năng tiêu tốn tính ra kwh. (1kwh = 3,6.106J)

II. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN.

1.Công của mối cung cấp điện.


Công của nguồn điện áp là công của lực lạ khi làm dịch rời các điện tích giữa hai rất để bảo trì hiệu điện cầm cố nguồn. Đây cũng là điện năng sản ra trong toàn mạch.

Ta có: A = qξ = ξIt (J)

ξ : suất điện hễ nguồn (V) I: cường độ loại điện (A) q : năng lượng điện tích dịch chuyển (C)

2. Công suất nguồn. Ta có : p = (fracAt) = ξ .I (W)

III. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA CÁC DỤNG CỤ TIÊU THỤ ĐIỆN

1. Công và công suất của lý lẽ toả nhiệt:

- Công (điện năng tiêu thụ): (A=Q=R.I^2.t=fracU^2R.t(J)) (định mức sử dụng Jun - Len-xơ)

- công suất : (P=R.I^2=fracU^2R) 

2. Công và công suất của dòng sản phẩm thu điện

a) Suất bội nghịch điện

- thứ thu điện có tác dụng chuyển hoá năng lượng điện năng thành các dạng năng lượng khác chưa hẳn là nội năng (cơ năng; hoá năng ; . . )

Lượng điện năng này (A’) tỉ lệ thành phần với năng lượng điện lượng truyền qua thiết bị thu điện.

A′ = ξ p.q = ξ p.I.t

ξ phường : đặc thù cho khả năng thay đổi điện năng thành cơ năng, hoá năng, .. . Của dòng sản phẩm thu

điện và điện thoại tư vấn là suất phản bội điện.

- ngoài ra cũng có 1 phần điện năng mà máy thu điện dìm từ mẫu điện được gửi thành nhiệt bởi vì máy gồm điện trở trong rp.


(Q"=r_p.I^2.t)

- Vậy công mà mẫu điện tiến hành cho vật dụng thu điện có nghĩa là điện năng tiêu thụ bởi máy thu điện là:

A = A′ + Q′ = ξ p .I .t + (r_p.I^2.t)

- Suy ra sức suất của máy thu điện: p = (fracAt) = ξ phường .I + (r_p.I^2.t) = P’ + r.(I^2) 

ξ phường .I: hiệu suất có ích; (r_p.I^2.t): công suất hao phí tổn (toả nhiệt)

(Với P’ = ξ .I là phần hiệu suất mà thứ thu năng lượng điện chuyển trở thành dạng năng lượng có ích, chưa hẳn là nhiệt. Ví dụ: Điện năng chuyển trở thành cơ năng )

b) Hiệu suất của máy thu điện

Tổng quát : H(%) = Acó ích / Atoàn phần = phường có ích/ p toàn phần

ξ phường .I .t ξ phường rp .I

Với sản phẩm thu năng lượng điện ta có: (H=fracxi _p.I.tU.I.t=fracxi _pU=1-fracr_p.IU)

Ghi chú : Trên những dụng thay tiêu thụ điện gồm ghi hai bỏ ra số: (Ví dụ: 100W-220V)

* Pđ: năng suất định mức.

* Uđ: hiệu điện cố định mức.

Đơn vị của công (điện năng) cùng nhiệt lượng là Jun (J); đơn vị của công suất là oát (W)

MỘT SỐ BÀI TOÁN THƯỜNG GẶP

- Ở chủ thể này, các thắc mắc và bài xích tập đa phần về: Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện của một đoạn mạch. Tính hiệu suất tỏa nhiệt cùng nhiệt lượng tỏa ra bên trên một đồ vật dẫn.


Tính công và hiệu suất của nguồn điện.

- Cần lưu ý những vụ việc sau:

+ trong số công thức tính công, tính nhiệt độ lượng: Để tất cả công, nhiệt độ lượng tính ra có đơn vị là Jun (J) cần chú ý đổi đối kháng vị thời hạn ra giây (s).

+ Mạch điện bao gồm bóng đèn:(R_d=fracU_dm^2P_dm)(Coi như năng lượng điện trở không dựa vào vào hiệu điện nỗ lực đặt vào đèn, không chuyển đổi theo nhiệt độ.)

Nếu đèn sáng bình thường thì Ithực = Iđm (Lúc này cũng có thể có Uthực = Uđm; Pthực = Pđm)

Nếu Ithực Iđm thì đèn sáng hơn bình thường.

Điện năng tiêu thụ thường được tính ra kilôoat giờ đồng hồ (kWh). 1kW.h = 3 600 000J

VÍ DỤ MINH HỌA

VD1. Hai đèn điện Đ1( 220V – 25W), Đ2 (220V – 100W) lúc sáng thông thường thì

A. Cường độ loại điện qua đèn điện Đ1 lớn gấp đôi lần cường độ mẫu điện qua đèn điện Đ2.

B. Cường độ cái điện qua đèn điện Đ2 béo gấp tư lần cường độ mẫu điện qua đèn điện Đ1.

C. Cường độ loại điện qua bóng đèn Đ1 bằng cường độ loại điện qua đèn điện Đ2.

D. Điện trở của bóng đèn Đ2 to gấp tứ lần năng lượng điện trở của bóng đèn Đ1.


HD. Hai đèn điện Đ1( 220V – 25W), Đ2 (220V – 100W) lúc sáng thông thường thì hiệu điện ráng đặt vào hai đầu bóng đèn là U = 220 (V), công suất của mỗi đèn điện lần lượt là P1 = 25 (W) với P2 = 100 (W) = 4P1. Cường độ chiếc điện qua bóng đèn được xem theo bí quyết I = P/U suy ra cường độ loại điện qua bóng đèn Đ2 mập gấp tứ lần cường độ chiếc điện qua bóng đèn Đ1.

VD2. Hai bóng đèn có công suất định mức bằng nhau, hiệu điện cố kỉnh định nấc của chúng lần lượt là U1 = 110 (V) và U2 = 220 (V). Tỉ số điện trở của chúng là:

A. (fracR_1R_2=frac12) B. (fracR_1R_2=frac21) C. (fracR_1R_2=frac14) D. (fracR_1R_2=frac41) 

HD. Điện trở của nhẵn đèn được xem theo bí quyết R = (fracU^2P) . Với bóng đèn 1 tao gồm R1= (fracU^2_1P) 

Với đèn điện 2 tao tất cả R2 = (fracU^2_2P) . Suy ra (fracR_1R_2=fracU_1^2U_2^2=frac14)

VD3. Để bóng đèn loại 120V – 60W sáng thông thường ở mạng điện bao gồm hiệu điện núm là 220V, bạn ta cần mắc thông liền với đèn điện một điện trở có mức giá trị


A. R = 100 (Ω). B. R = 150 (Ω). C. R = 200 (Ω). D. R = 250 (Ω).

HD.

- đèn điện loại 120V – 60W sáng thông thường thì hiệu điện nắm giữa nhì đầu đèn điện là 120 (V), cường độ chiếc điện qua bóng đèn là I = P/U = 0,5 (A).

- Để đèn điện sáng thông thường ở mạng điện bao gồm hiệu điện cố kỉnh là 220V, bạn ta đề nghị mắc thông liền với đèn điện một năng lượng điện trở làm sao để cho hiệu điện chũm giữa nhị đầu năng lượng điện trở là UR= 220 – 120 = 100 (V). Điện trở của bóng đèn là R = UR/I = 200 (Ω).

BÀI TẬP TỰ LUẬN

1. mang lại mạch năng lượng điện như hình, trong những số đó U = 9V, R1 = 1,5 Ω. Biết hiệu điện gắng hai đầu R2 = 6v. Tính nhiệt độ lượng tỏa ra trên R2 trong 2 phút ?

*

Đs: 1440 J.

2. tất cả hai năng lượng điện trở mắc giữa hai điểm tất cả hiệu điện vắt 12 V. Khi R1 nối tiếp R2 thì công suất của mạch là 4 W. Khi R1 mắc tuy vậy song R2 thì hiệu suất mạch là 18 W. Hãy xác minh R1 và R2 ?

Đs: R1 = 24 Ω, R2 = 12 Ω, hoặc ngược lại.

3. Hai bóng đèn Đ1 ghi 6v – 3 W với Đ2 ghi 6V - 4,5 W được mắc vào mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện tất cả hiệu điện thế U không cố kỉnh đổi.


*

a. Biết lúc đầu biến trở Rb sinh hoạt vị trí làm sao cho 2 đèn sáng bình thường. Tìm điện trở của đổi thay trở hôm nay ? trên mạch điện, đâu là Đ1, đâu là Đ2 ?

b. đưa sử từ bỏ vị trí thuở đầu ta dịch rời biến trở con

chạy quý phái phải một chút thì độ sáng các đèn chuyển đổi thế như thế nào ?

Đ/s: Rb = 24 Ω 

4. cho mạch năng lượng điện thắp sáng sủa đèn như hình, Nguồn tất cả suất điện hễ 12 V. Đèn các loại 6 V – 3 W. Điều chỉnh R để đèn sáng sủa bình thường. Tính công của điện áp nguồn trong khoảng thời gian 1h ? Tính công suất của mạch đựng đèn khi sáng bình thường ?

*

Đ/s: 21600 J, 50 %.

5. Để loại đèn điện loại 120 V – 60 W sáng bình thường ở mạng điện gồm hiệu đện cụ 220V, người ta mắc tiếp liền với nó một năng lượng điện trở phụ R. Tính R ?

Đs: 200 Ω 

6. cho mạch điện như hình cùng với U = 9V, R1 = 1,5 Ω, R2 = 6 Ω. Biết cường độ cái điện qua R3 là một trong những A. a. Tìm kiếm R3 ? b. Tính nhiệt lượng tỏa ra bên trên R2 trong 2 phút ? c. Tính công suất của đoạn mạch chứa R1 ?

*
Đ/s: 6 Ω, 720 J, 6 W.7. Một quạt năng lượng điện được áp dụng dưới hiệu điện nắm 220 V thì chiếc điện chạy qua quạt bao gồm cường độ là 5 A.a. Tính nhiệt lượng mà quạt tỏa ra trong trong vòng 30 phút theo đơn vị chức năng Jun ?


b. Tính chi phí điện bắt buộc trả đến việc thực hiện quạt trong 30 ngày, hằng ngày sử dụng 30phút, biết giá điện là 600 đồng / Kwh. (Biết 1 wh = 3600 J, 1 Kwh = 3600 KJ).

Đ/s: 1980000 J. (hay 0,55 kw). 9900 đồng.

8. Một ấm điện tất cả hai dây dẫn R1 cùng R2 nhằm đun nước. Nếu cần sử dụng dây R1 thì nước trong ấm sẽ sôi sau khoảng thời gian 40 phút. Còn nếu sử dụng dây R2 thì nước sẽ sôi sau 60 phút. Vậy nếu sử dụng cả hai dây kia mắc tuy vậy song thì nóng nước vẫn sôi sau khoảng thời hạn là bao nhiêu ?

(Coi năng lượng điện trở của dây biến đổi không đáng chú ý theo nhiệt độ độ.)

Đs:24 phút.

9. Bố điện trở kiểu như nhau được mắc như hình, nếu năng suất tiêu thụ trên năng lượng điện trở (1) là 3 W thì công suất toàn mạch là từng nào ?

*

Đ s: 18 W.

III. ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP:

Câu hỏi 1: chiêu tập t cỗ acquy tất cả suất điện đụng 6V có dung lượng là 15Ah. Acquy này hoàn toàn có thể sử dụng thời hạn bao lâu cho tới khi ph ải n ạp lại, tính điện năng khớp ứng dự trữ vào acquy nếu như coi nó cung ứng dòng năng lượng điện không thay đổi 0,5A:

A. 30h; 324kJ B. 15h; 162kJ C. 60h; 648kJ D. 22h; 489kJ


Câu hỏi 2: Mạch điện bao gồm điện trở R = 2Ω mắc thành mạch điện kín đáo với mối cung cấp ξ = 3V, r = 1Ω thì công suất tiêu thụ sống mạch ko kể R là:

A. 2W B. 3W C. 18W D. 4,5WCâu hỏi 3: Một nguồn có ξ = 3V, r = 1Ω nối với năng lượng điện trở bên cạnh R = 1Ω thành mạch điện kín. Công suất của nguồn tích điện là:

A. 2,25W B. 3W C. 3,5W D. 4,5W

Câu hỏi 4: Một mạ ch điện kín đáo gồm nguồn điện suất đi ện đụng ξ = 6V, năng lượng điện tr ở trong r = 1Ω nối cùng với mạch không tính là vươn lên là trở R, điều chỉnh R để hiệu suất tiêu thụ bên trên R đạt cực hiếm cực đại. Công suất kia là:

A. 36W B. 9W C. 18W D. 24W

Câu hỏi 5: Một mạ ch điện kín đáo gồm nguồn điện áp suất đi ện hễ ξ = 3V, điện tr nghỉ ngơi trong r = 1Ω nối với mạch kế bên là biến đổi trở R, kiểm soát và điều chỉnh R để năng suất tiêu thụ trên R đạt cực hiếm cực đại. Khi kia R có mức giá trị là:


A. 1Ω B. 2Ω C. 3Ω D. 4ΩCâu hỏi 6: Một mối cung cấp điện gồm suất điện cồn ξ = 12V điện trở trong r = 2Ω nối với năng lượng điện trởR tạo thành mạch kín. Xác minh R biết R > 2Ω, năng suất mạch quanh đó là 16W:

A. 3 Ω B. 4 Ω C. 5 Ω D. 6 ΩCâu hỏi7: Một mối cung cấp điện tất cả suất điện đụng ξ = 12V điện trở trong r = 2Ω nối với điện trở R sản xuất thành mạch kín.Tính cường độ loại đi ện và hiệu su ất mối cung cấp đi ện, bi ết R > 2Ω, công suất mạch ko kể là 16W:

A. I = 1A. H = 54% B. I = 1,2A, H = 76,6%

C. I = 2A. H = 66,6% D. I = 2,5A. H = 56,6%

Câu hỏi 8: Hai điện trở mắc tuy vậy song vào nguồn điện nếu R1

A. R12 nhỏ tuổi hơn cả R1và R2.Công suất tiêu tốn trên R2 nhỏ hơn bên trên R1.

Xem thêm: Các Dạng Toán Lớp 2 Tìm X Nâng Cao Lớp 2, Các Dạng Toán Tìm X Lớp 2 Cơ Bản Và Nâng Cao

B.R12 bé dại hơn cả R1và R2.Công suất tiêu hao trên R2 to hơn trên R1.


C. R12 to hơn cả R1 và R2.

D. R12 bởi trung bình nhân của R1 cùng R2

Câu hỏi 9: ba điện trở đều bằng nhau R1 = R2 = R3 mắc như hình vẽ. Năng suất tiêu thụ:

*
A. Lớn nhất ở R1 B. Nhỏ nhất nghỉ ngơi R1 R1

C. đều nhau ở R1 với hệ tiếp liền R23 D. Cân nhau ở R1, R2 ,

Câu hỏi 10: hai bóng đèn có hiệu điện nạm định mức theo thứ tự là U1 = 110V, U2 = 220V. Bọn chúng có hiệu suất định mức bằng nhau, tỉ số năng lượng điện trở của bọn chúng bằng:

A. (fracR_2R_1=2) B. (fracR_2R_1=3) C. (fracR_2R_1=4) D. (fracR_2R_1=8)Câu hỏi 11: Để bóng đèn 120V – 60W sáng thông thường ở mạng điện tất cả hiệu điện núm 220V fan ta mắc

nốitiếp nó với năng lượng điện trở phụ R. R có giá trị:

A. 120Ω B. 180 Ω C. 200 Ω D. 240 ΩCâu hỏi 12: ba điện trở đều bằng nhau R1 = R2 = R3 nối vào nguồn như hình vẽ. Công suất tiêu thụ :


A. Lớn nhất ở R1

B. Nhỏ nhất ngơi nghỉ R1

C. Cân nhau ở R1 và cỗ hai điện trở mắc song song

D. Bằng nhau ở R1, R2 cùng R3

Câu hỏi 13: khi hai năng lượng điện trở giống như nhau mắ c tuy nhiên song cùng mắ c vào nguồn điện áp thì năng suất tiêu thụ là 40W. Nếu hai điện trở này mắc tiếp nối vào mối cung cấp thì năng suất tiêu thụ là:

A. 10W B. 80W C. 20W D. 160W

Câu hỏi 14: Mắc nhì đi ện trở R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω vào nguồn tất cả hiệu điện cố U không đổi. đối chiếu công suất tiêu hao trên những điện trở này khi bọn chúng mắc thông suốt và mắc tuy nhiên songthấy:

A. Nối liền P1/P2 = 0,5; tuy nhiên song P1/P2 = 2 P1/P2 = 0,75

C. Tiếp nối P1/P2 = 2; tuy nhiên song P1/P2 = 0,5 P1/P2 = 2B. Nối tiếp P1/P2 = 1,5; song song

D. Tiếp liền P1/P2 = 1; tuy vậy song

Câu hỏi 15: Một bếp từ gồm nhị dây năng lượng điện trở R1 với R2. Ví như chỉ dùng R1 thì thời gian đun sôi nước là 10 phút, trường hợp chỉ dùng R2 thì thời gian đun sôi nước là đôi mươi phút. Hỏi khi sử dụng R1nối tiếp R2 thì thời gian đun sôi nước là bao nhiêu:


A. 15 phút B. đôi mươi phút C. 30 phút D. 10phút

Câu hỏi 16: Một bếp từ gồm nhị dây điện trở R1 cùng R2. Nếu như chỉ cần sử dụng R1 thì thời hạn đun sôi nước là 15 phút, nếu chỉ dùng R2 thì thời hạn đun sôi nước là 30 phút. Hỏi khi sử dụng R1song song R2 thì thời gian đun sôi nước là bao nhiêu:

A. 15 phút B. 22,5 phút C. 30 phút D. 10phút

Câu hỏi 17: một bàn là cần sử dụng điện 220V. Gồm thể thay đổi giá trị điệ n trở của cuộn dây vào bàn là thế nào để cần sử dụng điện 110V mà năng suất không cố đổi:

A. Tăng gấp rất nhiều lần B. Tăng 4 lần C. Giảm 2 lần D. Bớt 4 lần

Tải về

Luyện bài tập trắc nghiệm môn đồ lý lớp 11 - coi ngay