Vật lí 9 Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxo Soạn Lý 9 trang 47, 48

Vật lí 9 Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxo giúp các em học sinh lớp 9 nắm vững kiến thức về nội dung định luật và cách tính công suất tỏa nhiệt của dây dẫn. Đồng thời giải nhanh được các bài tập Vật lí 9 trang 47, 48.

Vật lý 9 bài 17 được biên soạn chi tiết, chính xác, đầy đủ lý thuyết và giải các bài tập trong SGK phần câu hỏi in nghiêng và phần bài tập. Qua đó giúp các bạn học sinh có thể so sánh với kết quả mình đã làm, củng cố, bồi dưỡng và kiểm tra vốn kiến thức của bản thân. Vậy sau đây là nội dung chi tiết soạn Vật lý 9 Bài 17 Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxo, mời các bạn cùng theo dõi và tải tại đây.

Lý thuyết định luật Jun – Lenxo

I. Nội dung định luật

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.

– Hệ thức của định luật: Q = I².R.t

Trong đó: R là điện trở của vật dẫn (Ω)

I là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn (A)

t là thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn (s)

Q là nhiệt lượng tỏa ra từ vật dẫn (J)

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1. Tính công suất tỏa nhiệt của dây dẫn

Áp dụng công thức:

Trong đó: Q là nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J)

t là thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn (s)

P là công suất tỏa nhiệt của dây dẫn (W)

2. Phương trình cân bằng nhiệt

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Q_tỏa = Q_thu

Trong đó Q_tỏa là nhiệt lượng tỏa ra của dây dẫn

Q_thu là nhiệt lượng thu vào

Lưu ý: Trong trường hợp điện trở của dây dẫn là điện trở thuần thì điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng. Khi đó Q = A.

Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxo

Câu 1

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

a.Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1 s

b.Dùng bếp điện trên để đun sôi 1,5l nước có nhiệt độ ban đầu là 25^o C thì thời gian đun nước là 20 phút. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để lun sôi nước là có ích, tính hiệu suất của bếp. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/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 1 kWh.h là 700 đồng

Tóm tắt:

R = 80Ω; I = 2,5A

a) Q = ?

b) V = 1,5 lít ↔ m = 1,5kg; t₀º = 25ºC, nước sôi: to = 100ºC, c = 4200J/kg.K, t = 20 phút = 1200s;

Hiệu suất H = ?

c) t = 3.30 = 90h; 700đ/kW.h; tiền = ?đồng

Gợi ý đáp án

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

Q = R.I² .t₁ = 80.(2,5)².1 = 500J

b) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là:

Q_ích = Q_i = m.c.Δt = 1,5.4200.(100º – 25º) = 472500J

Nhiệt lượng do bếp tỏa ra là:

Q_tp = R.I² .t = 80.(2,5)².1200 = 600000J

Hiệu suất của bếp là:

c) Điện năng sử dụng trong 30 ngày là:

A = P.t = I².R. t = (2,5)² .80.90h = 45000W.h = 45kW.h

Tiền điện phải trả là:

Tiền = 700.45 = 31500 đồng

Câu 2

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 được coi là có ích.

a. Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K.

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

c. Tính thời gian đun sôi lượng nước trên.

Tóm tắt:

U_đm = 220V; P_đm = 1000W = 1kW; U = 220V; T₀ = 20ºC, nước sôi T = 100ºC

Hiệu suất H = 90%

a) c = 4200 J/kg.K; Q_i = ?

b) Q_ấm = Q = ?

c) t = ?

Gợi ý đáp án 

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

Q = cm(t₂ – t₁) = 4200.2.(100-20) = 672000 J.

b) Với hiệu suất của ấm là 90% thì nhiệt lượng bếp tỏa ra là:

Q_TP = Q/H = 672000 / 90% = 746700 J.

c) Thời gian cần để đun sôi lượng nước trên là:

t = A/P = Q_TP / P= 746700 /1000 = 746,7 (s)

Câu 3

Đường dây dẫn từ mạng điện chung tới một gia đình có chiều dài tổng cộng là 40m và có lõi đồng với tiết diện là 0,5mm². 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^-8Ω.m.

a) Tính điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình.

b) Tính cường độ dòng điện chạy trong đường dây dẫn khi sử dụng công suất đã cho trên đây.

c) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h.

Gợi ý đáp án

a) Điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình là:

Từ công thức:

b) Cường độ dòng điện chạy trong đường đây dẫn khi sử dụng công suất đã cho trên đây là:

Từ công thức P = UI, suy ra

c) Nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h là: