Mở đầu trang 64

Đề bài: Gia đình em thường sử dụng những loại bóng đèn điện nào để thắp sáng? Em có biết ý nghĩa của các số liệu ghi trên nhãn bóng đèn điện hay không?

Lời giải:

• Gia đình thường sử dụng các loại bóng đèn như: bóng đèn LED, bóng đèn sợi đốt, bóng đèn huỳnh quang (đèn ống), bóng đèn compact,…
• Trên nhãn bóng đèn thường ghi hai số liệu: hiệu điện thế định mức (V) và công suất điện định mức (W). Ví dụ ghi “220 V – 25 W” nghĩa là: khi mắc bóng đèn vào hiệu điện thế 220 V thì bóng đèn hoạt động bình thường và tiêu thụ công suất 25 W.

I. Năng lượng điện

Câu hỏi 1 trang 64

Đề bài: Tìm ví dụ trong thực tế chứng tỏ dòng điện có năng lượng.

Lời giải:

Một số ví dụ:

• Bàn là điện: dòng điện làm bàn là nóng lên → điện năng chuyển thành nhiệt năng.
• Bóng đèn: dòng điện làm bóng đèn phát sáng → điện năng chuyển thành quang năng và nhiệt năng.
• Quạt điện: dòng điện làm cánh quạt quay → điện năng chuyển thành cơ năng.
• Nồi cơm điện: dòng điện làm nồi nóng để nấu chín cơm → điện năng chuyển thành nhiệt năng.

Câu hỏi 2 trang 64

Đề bài: Những thiết bị tiêu thụ điện sau đây hoạt động nhờ có năng lượng điện (điện năng): đèn dây tóc, quạt điện, đèn huỳnh quang (đèn ống), bàn là điện, nồi cơm điện. Năng lượng điện sử dụng trong các thiết bị này đã chuyển hoá thành các dạng năng lượng nào?

Lời giải:

Câu hỏi 1 trang 64 (sau công thức)

Đề bài: Tính năng lượng điện mà động cơ điện một chiều tiêu thụ trong thời gian 30 phút, biết hiệu điện thế giữa hai đầu động cơ là 12 V và cường độ dòng điện chạy qua động cơ là 0,5 A.

Lời giải:

Tóm tắt: $U = 12$ V; $I = 0{,}5$ A; $t = 30$ phút $= 1\,800$ s.

Áp dụng công thức tính năng lượng điện:

$$W = U \cdot I \cdot t = 12 \cdot 0{,}5 \cdot 1\,800 = 10\,800 \text{ (J)}$$

Vậy năng lượng điện mà động cơ tiêu thụ là 10 800 J (hay 10,8 kJ).

Câu hỏi 2 trang 64 (sau công thức)

Đề bài: Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc một bóng đèn sợi đốt là 3,5 V, điện trở của dây tóc bóng đèn khi phát sáng là 12 Ω. Năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 4 phút là bao nhiêu?

Lời giải:

Tóm tắt: $U = 3{,}5$ V; $R = 12$ Ω; $t = 4$ phút $= 240$ s.

Bước 1: Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn (áp dụng định luật Ohm):

$$I = \dfrac{U}{R} = \dfrac{3{,}5}{12} \approx 0{,}292 \text{ (A)}$$

Bước 2: Tính năng lượng điện bóng đèn tiêu thụ:

$$W = U \cdot I \cdot t = 3{,}5 \cdot \dfrac{3{,}5}{12} \cdot 240 = 245 \text{ (J)}$$

Vậy năng lượng điện bóng đèn tiêu thụ trong 4 phút là 245 J.

II. Công suất điện

Câu hỏi trang 65

Đề bài: Tính công suất điện của một bóng đèn và năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 3 h. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là 220 V và cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là 0,3 A.

Lời giải:

Tóm tắt: $U = 220$ V; $I = 0{,}3$ A; $t = 3$ h $= 3 \cdot 3\,600 = 10\,800$ s.

Bước 1: Tính công suất điện của bóng đèn:

$$\mathscr{P} = U \cdot I = 220 \cdot 0{,}3 = 66 \text{ (W)}$$

Bước 2: Tính năng lượng điện bóng đèn tiêu thụ trong 3 h:

$$W = \mathscr{P} \cdot t = 66 \cdot 10\,800 = 712\,800 \text{ (J)} = 712{,}8 \text{ (kJ)}$$

Vậy công suất điện của bóng đèn là 66 W, năng lượng điện tiêu thụ trong 3 h là 712 800 J.

III. Công suất điện định mức

Câu hỏi 1 trang 65

Đề bài: Giải thích các chữ số ghi trên các thiết bị tiêu thụ điện dưới đây:

• Bóng đèn pin: 2,5 V – 2,5 W;
• Bàn là điện: 220 V – 1 000 W;
• Bóng đèn sợi đốt: 110 V – 100 W.

Lời giải:

Trên mỗi thiết bị, số đầu là hiệu điện thế định mức, số sau là công suất điện định mức – tức là công suất mà thiết bị tiêu thụ khi hoạt động bình thường ở hiệu điện thế định mức đó.

• Bóng đèn pin 2,5 V – 2,5 W: Khi mắc bóng đèn vào hiệu điện thế 2,5 V thì bóng hoạt động bình thường và tiêu thụ công suất 2,5 W.
• Bàn là điện 220 V – 1 000 W: Khi mắc bàn là vào hiệu điện thế 220 V thì bàn là hoạt động bình thường và tiêu thụ công suất 1 000 W.
• Bóng đèn sợi đốt 110 V – 100 W: Khi mắc bóng đèn vào hiệu điện thế 110 V thì bóng hoạt động bình thường và tiêu thụ công suất 100 W.

Câu hỏi 2 trang 65

Đề bài: Một bóng đèn điện 220 V – 60 W, nếu được dùng đúng công suất điện định mức thì năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 4 giờ là bao nhiêu? Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là bao nhiêu?

Lời giải:

Tóm tắt: $U = 220$ V; $\mathscr{P} = 60$ W; $t = 4$ h $= 4 \cdot 3\,600 = 14\,400$ s.

Bước 1: Tính năng lượng điện bóng đèn tiêu thụ trong 4 giờ:

$$W = \mathscr{P} \cdot t = 60 \cdot 14\,400 = 864\,000 \text{ (J)} = 864 \text{ (kJ)}$$

Bước 2: Tính cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn:

Từ công thức $\mathscr{P} = U \cdot I$, suy ra:

$$I = \dfrac{\mathscr{P}}{U} = \dfrac{60}{220} \approx 0{,}27 \text{ (A)}$$

Vậy năng lượng điện bóng đèn tiêu thụ trong 4 giờ là 864 000 J (hay 864 kJ) và cường độ dòng điện qua dây tóc bóng đèn khoảng 0,27 A.

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu