Bài 16+17. Định luật Jun - Len-xơ - Giải bài tập SGK Vật Lý 9

Đang tải...

Giải sách vật lý 9 định luật Jun Len xơ

Giải sách vật lý 9 định luật Jun Len xơ

Hình 16.1 mô tả thí nghiệm xác định điện năng sử dụng và nhiệt lượng tỏa ra. Khối lượng nước $m_{1}$ = 200g được đựng trong bình bằng nhôm có khối lượng $m_{2}$ = 78g và được đun nóng bằng một dây điện trở. Điều chỉnh biến trở để ampe kế chỉ I = 2,4A và kết hợp với chỉ số của vôn kế biết được điện trở của dây là R = 5Ω. Sau thời gian t = 300s, nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng Δt = 9,5^oC. Biết nhiệt dung riêng của nước là $c_{1}$ = 4200J/kg.K và của nhôm là $c_{2}$ = 880J/Kg.K

C1 (SGK, trang 45)

Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.

Giải:

C2 (SGK, trang 45)

Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.

Giải:

Nhiệt lượng nước nhận được là:

Nhiệt lượng bình nhôm nhận được là:

Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là:

C3 (SGK, trang 45)

Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.

Giải:

Ta thấy: Q ≈ A.

Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì Q = A.

C4 (SGK, trang 45)

Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài: Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên?

Giải:

Theo hệ thức định luật Jun – Len-xơ:

Trong đó, cường độ dòng điện I chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối bằng nhau vì chúng được mắc nối tiếp, dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối trong cùng thời gian t.

Như vậy, nhiệt lượng tỏa ra ở dây tóc bóng đèn và dây nối tỉ lệ thuận với điện trở của chúng. Dây-tóc bóng đèn có điện trỏ’ lớn nên nhiệt lượng tỏa ra nhiều, nó nóng đến nhiệt độ cao và phát sáng. Dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng tỏa ra ít và truyền phần lớn cho môi trường xung quanh nên dây nối hầu như không nóng lên.

C5 (SGK, trang 45)

Một ấm điện có ghi 220V – 1 000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là $20^{0} C$ . Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường, tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước 4 200 J/kg.K.

Giải:

Vì ấm điện sử dụng đúng hiệu điện thế định mức 220V nên công suất tiêu thụ của ấm điện là 1000W.

Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có:

BÀI 1 (SGK, trang 47)

Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R = 80Ω và cường độ dòng điện qua bếp khi đó là I = 2,5A.

a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong1s.

b) Dùng bếp điện để đun sôi 1,5l nước có nhiệt độ ban đầu là 25^oC thì thời gian đun nước là 20 phút. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước là có ích, tính hiệu suất của bếp. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4 200J/kg.K.

c) Mỗi ngày sử dụng bếp điện này 3 giờ. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bếp điện đó trong 30 ngày, nếu giá 1kW.h là 700 đồng.

Giải:

a) Nhiệt lượng bếp tỏa ra trong 1 giây là:

b) Nhiệt lượng cung cấp đê đun sôi nước là:

Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra là:

Hiệu suất của bếp là:

c) Công suất của bếp điện có giá trị bằng nhiệt lượng bếp tỏa ra trong 1 giây:

Điện năng bếp điện tiêu thụ trong 30 giây là:

Tiền điện phải trả là:

T = 45.700 = 31500 (đồng)

BÀI 2 (SGK, trang 48)

Một ấm điện có ghi 220V – 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu 20^oC. Hiệu suất của ấm là 90%, trong đó nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước đước coi là có ích.

a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên, biết nhiệt dung riêng của nước là 4 200J/kg.K.

b) Tính nhiệt lượng mà ấm điện tỏa ra khi đó.

c) Tính thời gian đun sôi lượng nước trên.

Giải:

a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước là:

b) Nhiệt lượng ấm điện tỏa ra là:

c) Vì ấm điện sử dụng đúng hiệu điện thể định mức 220V nên công suất tiêu thụ của ấm điện là 1000W. Thời gian cần để đun sôi nước là:

BÀI 3 (SGK, trang 48)

Đường dây dẫn từ mạng điện chung tới một gia đình có chiều dài tổng cộng là 40m và có lõi đồng vói tiết diện là 0,5 $mm^{2}$ . Hiệu điện thế ở cuối đường dây (tại nhà) là 220V. Gia đình này sử dụng các đèn dây tóc nóng sáng có tổng công suất là 165W trung bình 3 giờ mỗi ngày. Biết điện trở suất của đồng là 1,7. $10^{-8}$ Ω.m.