Giáo án Bồi dưỡng điện học 9

NS : 9/10/2007 Tiết : 1,2 ND : 10/10/2007 §1. SỰ PHỤ THUỘC CỦA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀO HIỆU ĐIỆN THẾ - ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN – ĐỊNH LUẬT ÔM. A.Tóm tắt lý thuyết : I.Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế : -Tỉ số luôn luôn không đổi : I ~ U -U=0 thì I=0, I và U là hai đại lượng tỉ lệ thuận, đồ thị là đường thẳng đi qua gốc toạ độ. II. Điện trở : -Cường độ dòng điện phụ thuộc bản chất của vật dẫn. - =R R là điện trở của dây dẫn -U không đổi, R càng lớn thì I càng nhỏ và ngược lại. -R đặc trưng cho tính cản trở dòng điện. -I~ III. Định luật ôm : I = U = IR B.Hướng dẫn giải bài tập : 1.Vấn đề 1. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn. - hay = const -Ngoài ra : U2 = U1 + DU I2 = I1 + DI Hs vận dụng giải bài tập 1.1, 1.2 sách bồi dưỡng hs giỏi lý 9 – NXBĐH Quốc gia. 2.Vấn đề 2. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ dòng điện chạy trong dây và hiệu điện thế giữa hai đầu của dây dẫn đó. Nếu U = 0 thì I = 0 U, I tỉ lệ thuận với nhau. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ U, I là đường thẳng đi qua gốc toạ độ và có hệ số góc a = â Bài tập vận dụng : Nếu áp hai đầu dây dẫn vào hiệu điện thế U = 6v, thì cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn là I = 0,5A. a)Vẽ Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa I và U (I = a.U) b)Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa U và I (U = b.I) Giải. Tỉ số U = 12I Hay I = a)Đồ thị biểu diễn U = 12I Đồ thị hàm số luôn luôn đi qua gốc toạ độ o I 0 0,5 U 0 6 b) Đồ thị hàm số I = Đồ thị hàm số luôn luôn đi qua gốc toạ độ o U 0 12 I 0 1 3.Vấn đề 3. Điện trở của dây dẫn - Định luật ôm : -R = -So sánh hai điện trở : lập tỉ số giữa hai điện trở. -Định luật ôm : I = â Bài tập vận dụng : cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ. khi đóng khoá K, ampe kế chỉ 0,8A. a)Nếu thay điện trở M1N1 bằng điện trở mới M2N2 thì ampe kế chỉ 1,6A. So sánh điện trở của hai dây dẫn nói trên, cho rằng nguồn U không đổi. b)Biết U=6v. Muốn chỉ số của ampe kế trong cả hai trường hợp là không đổi và bằng 0,8A; thì đối với điện trở M2N2 ta phải thay hiệu điện thế U một hiệu điện thế khác có giá trị là bao nhiêu ? V A M1 N1 + - U K Giải a)Gọi R1, R2 lần lượt là điện trở của dây M1N1 và M2N2, ta có : R1 = (1) R2 = (2) Lập tỉ số (1)/(2) suy ra Vậy R1 = 2R2 b) Điện trở dây M1N1 R1 = = 7,5W Điện trở dây M2N2 R2 = = 3,75W Hiệu điện thế nguồn cần thay thế U2 = I2R2 = 0,8.3,75 = 3v NS : 16/10/2007 Tiết : 3,4,5,6 ND : 17,24/10/2007 §2. ĐOẠN MẠCH MẮC NỐI TIẾP-ĐOẠN MẠCH MẮC SONG SONG. ĐỊNH LUẬT ÔM TRONG ĐOẠN MẠCH MẮC NỐI TIẾP VÀ SONG SONG. A.Tóm tắt lý thuyết : I. Đoạn mạch mắc nối tiếp-Định luật ôm trong đoạn mạch mắc nối tiếp : - I1=I2=I3=...=In=I - U1+U2+U3+...+Un=UAB - U1=I1.R1=I.R1 - U2=I2.R2=I. R2 - U3=I3.R3=I.R3 - Un=In.Rn=I.Rn - UAB=I.RAB RAB= R1+ R2+ R3+...+ Rn - I= II. Đoạn mạch mắc song song-Định luật ôm cho đoạn mạch mắc song song : - I=I1+I2+I3++In - UAB=U1=U2=U3==Un - I1= - I2= - I3= - In= - - Định luật ôm : I= B.Hướng dẫn giải toán : 1.vấn đề 4. Tính điện trở tương đương. - Quan sát mạch điện theo dạng nào ? - Mạch điện phức tạp có đoạn nối tắt, chập hai điểm nối tắt, vẽ lại mạch. - Mạch điện phức tạp có nhiều cụm, phải chia thành các cụm nhỏ, sau đó mới gộp lại tuỳ theo dạng. â Bài tập vận dụng : 1.a)cho hai điện trở R1=40W và R2=60W mắc nối tiếp với nhau. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch nói trên. b)Nếu R1 và R2 nói trên được mắc song song. Điện trở tương đương của chúng là bao nhiêu ? 2.Cho mạch điện như hình vẽ. với R1=R2=R3=60W; R4=40W. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch nói trên. A B R1 C R2 R3 D R4 Quan sát hình vẽ ta thấy (A,B) và (C,D) là hai cặp điểm được nối tắt, mạch điện có thể vẽ lại : AºB R1 CºD R4 R2 R3 R1//R2//R3 R123=20(W) à R123 nối tiếp R4 Rtđ=R123+R4=20+40=60(W) 2.Vấn đề 5. Tính điện trở tương đương trong đoạn mạch phức tạp. Công thức biến đổi từ mạch tam giác (D) thành mạch sao (å) : A A R12 R1 R2 R13 R23 B C B R3 C R12= R13= R23= à Bài tập áp dụng : cho mạch điện tam giác như hình vẽ (hình trên) Hãy biến đổi mạch tam giác nói trên thành mạch sao tương đương (định luật Kennơli) Áp dụng cho R1=1W, R2=2W, R3=3W. Tính R12, R13, R23 Giải Điện trở tương đương của cả hai mạch bằng nhau bất kể xét giữa hai điểm nào - Xét giữa hai điểm AB : RAB==R12+R13 (1) - Xét giữa hai điểm AC : RAC==R12+R23 (2) - Xét giữa hai điểm BC : RBC==R13+R23 (3) (1)-(2) R13-R23= (4) (3)+(4) 2R13= = R13= R23= Thế R13 vào (1) R12= Áp dụng : R12==W R13==W R23==1W 3.Vấn đề 6. Tìm số điện trở giống nhau ít nhất có trong đoạn mạch có điện trở xác định. Nếu Ri> điện trở thành phần R0 : R0 Ri - Nếu Ri< điện trở thành phần R0 : R0 Ri 4.Vấn đề 7. Áp dụng định luật ôm trong đoạn mạch mắc nối tiếp : - Định luật : I= - Đặc điểm : + Dòng điện chạy từ điện trở này đến điện trở kia. + Cường độ dòng điện I=I1=I2=I3==In + Hiệu điện thế U=U1+U2++Un 5.Vấn đề 8. So sánh độ sáng của đèn. - Trên mỗi đèn có (Udm-Pdm).Nếu số liệu này bé hơn thực tế, đèn cháy sáng hơn bình thường và có thể bị hư. - Có thể so sánh : + U>Udm : đèn sáng hơn bình thường. + U<Udm : đèn sáng yếu hơn bình thường. + I>Idm : đèn sáng hơn bình thường. + I<Idm : đèn sáng yếu hơn bình thường. 6.Vấn đề 9. Định luật ôm trong đoạn mạch chỉ mắc song song. I1 R1 I2 R2 I3 R3 à Đặc điểm và tính chất : - Các điện trở đều nối chung vào hai đầu A,B. Dòng điện tới A sẽ phân thành nhiều nhánh rẽ qua các điện trở, sau đó nhập chung trở lại điểm B. - Các điểm A,B nói trên gọi là mútđộ dòng điện qua mạch chính : I=I1+I2+I3 - Hiệu điện thế : U=U1=U2=U3 7.Vấn đề 10. Định luật ôm trong đoạn mạch vừa mắc nối tiếp vừa mắc song song. Chia đoạn mạch thành nhiều đoạn mạch nhỏ gồm chỉ có nối tiếp (hoặc chỉ có song song) sau đó lại gộp nhiều mạch nhỏ này lại với nhau tuỳ theo đặc điểm và tính chất của mỗi mạch. I1 R1 C I2 R2 I5 A R5 B I3 R3 D I4 R4 8.Vấn đề 11. Định luật ôm trong mạch cầu - Nếu R1.R4=R2.R3 Mạch cầu cân bằng, không có dòng điện chạy qua R5 (I5=0) - Nếu R1.R4KR2.R3 Mạch cầu không cân bằng, có dòng điện qua R5 Ta biến đổi mạch D135, D254 thành mạch sao để tính điện trở tương đương, từ đó suy ra cường độ dòng điện trong mạch. Hoặc có thể giải bằng cách chọn gốc điện trở. UAB=VA-VB Chọn VB=0 UAB=VA Giả sử chiều dòng điện như hình vẽ Tại nút C ta có : I1=I2+I5 (1) Tại nút D ta có : I4=I3+I5 (2) I1= (3) I2= (4) I3= (5) I4= (6) I5= (7) Thế (3,4,5,6,7) vào (1,2) (8) (9) Từ (8,9) suy ra VC và VD Lần lượt thế VC, VD vào (3,4,5,6,7) ta tính được I2,I3,I4,I5 NS : 29/10/2007 Tiết : 7,8 ND : 31/10/2007 §3. ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN PHỤ THUỘC VÀO NHỮNG YẾU TỐ NÀO ? A.Tóm tắt lý thuyết : -Tiết diện dây dẫn là di tích mặt cắt ngang của dây đó. -R~l -R~ -Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chất liệu làm nên dây dẫn đó. -Hệ thức : R=p. (1) P : điện trở suất (Wm) L :chiều dài dây (m) S : tiết diện dây (m2) R : điện trở dây dẫn (W) -Từ (1) suy ra p=R. -Bảng kê điện trở suất của một số chất. B.Hướng dẫn giải bài tập : 1.Vấn đề 12. Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài. Hai dây dẫn đồng chất, cùng tiết diện, thì điện trở của chúng tỉ lệ thuận với chiều dài của dây dẫn (1) Biết được ba trong bốn đại lượng có trong (1) ta dễ dàng suy ra được đại lượng còn lại. á Áp dụng : một dây dẫn có tiết diện đều, được áp vào nguồn điện có hiệu điện thế U=30v, thì cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn là I=1,5A. Người ta cắt dây dẫn nói trên thành hai đoạn l1 và l2 biết rằng l1:l2= a)Tính điện trở của mỗi dây l1 và l2. b)Nếu mắc nối tiếp hai dây dẫn nói trên với nhau và cũng áp vào nguồn điện U=30v thì hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi dây là bao nhiêu ? c)Nếu mắc chúng song song với nhau và cũng áp vào nguồn điện U=30v nói trên. Cường độ dòng điện qua mỗi dây dẫn là bao nhiêu ? Giải a)Điện trở dây dẫn nói trên R==20(W) Vì dây dẫn cắt làm hai d0oạn với l1:l2= =4 R1=8(W) R2=12(W) b)Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi dây U1=I.R1=1,5.8=12v U2=I.R2=1,5.12=18v c)cường độ dòng điện qua mỗi dây I1= =3,75A I2= =2,5A 2.Vấn đề 13. Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn. -Hai dây dẫn đồng chất, đồng chiều dài, thì điện trở của chúng tỉ lệ nghịch với tiết diện của chúng. -Hai dây dẫn đồng chất, điện trở của chúng tỉ lệ với chiều dài và tỉ lệ nghịch với tiết diện của chúng ò Lưu ý : ta có tỉ số , không cần thiết phải đổi đơn vị tiết diện ra m2, chỉ cần đổi chúng cùng đơn vị. â Áp dụng : Hai dây dẫn đồng chất, dây thứ nhất có chiều dài l1=80cm và tiết diện S1=0,2cm2. Dây thứ hai có chiều dài 1,2m và tiết diện 4mm2. Biết dây thứ nhất có điện trở R1=0,8W. Tính điện trở dây thứ hai. Giải Vì hai dây dẫn đồng chất nên R2==2(W) 3.Vấn đề 14. Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm điện trở. -Điện trở suất của một vật liệu là điện trở của một dây dẫn làm bằng vật liệu đó có chiều dài là 1m và có tiết diện là 1m2 -p là điện trở suất của vật liệu R là điện trở của vật liệu đó Vì đồng chất nên ta có : Suy ra R=p. â Áp dụng : một cuộn dây đồng có khối lượng 220kg, tỉ khối là 8,8 và có điện trở R=0,68W. Tính chiều dài và tiết diện dây đồng nói trên. Cho điện trở suất của đồng là 1,7.10-8Wm. Giải Ta có tỉ khối d=8,8 D=1000d=1000.8,8=8800kg/m3 Mà D= Vậy V= =0,025m3=25,10-3m3 Gọi S,l lần lượt là tiết diện và chiều dài dây dẫn Thể tích đồng V=S.l=25,10-3m3 (1) Điện trở cuộn dây đồng nói trên R=p. =4.107 (2) Từ (1,2) ta có S=2,5.10-5m2=25mm2 l=4.S=4.2,5.10-5.107=1000m NS : 5/11/2007 Tiết : 9,10 ND : 7/11/2007 §4. BIẾN TRỞ. A.Tóm tắt lý thuyết : -Biến trở là một điện trở mà ta có thể thay đổi trị số của điện trở đó. -Người ta dùng biến trở để thay đổi cường độ dòng điện trong mạch. -Chỉ số (aW, bA) ghi trên biến trở cho ta biết trị số lớn nhất của biến trở là aW và biến trở có thể chịu được cường độ dòng điện tối đa là bA B.Hướng dẫn giải bài tập : 1.vấn đề 15. các dạng toán về biến trở. Biến trở thường gặp nhất là biến trở có con chạy. Được cấu tạo bởi dây dẫn dài được quấn đều và cách điện với nhau trên một lõi sứ hình trụ. Các dạng thường gặp : -Giải thích số liệu ghi trên biến trở. -Xác định chiều dài dây dẫn. l=R. -Xác định tiết diện dây S=p. Với R=Rmax của biến trở. -Xác định các đại lượng I, U và R của biến trở : sử dụng định luật ôm. â Áp dụng : Một biến trở trên đó có ghi (6W- 2A) a)Nêu ý nghĩa các số ghi trên biến trở. b)Biến trở làm bằng chất có điện trởsuất p=5.10-7Wm, tiết diện dây S=0,03mm2. Tính chiều dài dây làm biến trở. c)Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai đầu biến trở đó là bao nhiêu ? Từ đó đưa ra công dụng của biến trở. Giải a)Biến trở có điện trở tối đa 6W Biến trở chịu được cường độ dòng điện tối đa là I=2A b)Chiều dài dây làm biến trở l= c)Hiệu điện thế lớn nhất có thể áp vào hai đầu biến trở Umax=Imax.Rmax=6.2=12(v) Với mức hiệu điện thế này, biến trở phải để ở mức tối đa Nếu Rb<6W, biến trở sẽ hư Công dụng của biến trở : với hiệu điện thế không đổi, biến trở giúp ta thay đổi được cường độ dòng điện trong mạch. 2.Vấn đề 16. Sử dụng định luật ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn. -Công thức định luật ôm : I= R= (1) -Công thức tính điện trở của dây dẫn R=p (2) Từ (1,2) ta có : = p Hay U= l= p= : tên vật liệu làm dây dẫn I= S= â Áp dụng : một bóng đèn có ghi (6v-0,75A), biến trở (12W-2A) và một nguồn điện U=12v được mắc như hình vẽ : U C B C B U A A + - + - Hình 1 Hình 2 Trong cả hai trường hợp, đèn đều sáng bình thường. Tính giá trị của biến trở tham gia vào mạch điện trong mỗi trường hợp. Định vị trí con chạy C trên biến trở, biết rằng điện trở được phân bố đều trên ống dây AB. Giải a)Trường hợp 1. Đèn sáng bình thường, do đó I=Idm=0,75A Điện trở tương đương của cả đoạn mạch R==16W Điện trở của đèn Rd= =8W Vì Rb nối tiếp với đèn Ro=R-Rd=16-8=8W vậy giá trị biến trở tham gia mạch điện là Ro=8W Vì Rb=12W. Vị trí con chạy ở C sao cho b)Trường hợp 2.(Rd//RAC) và nối tiếp RCB, đèn sáng bình thường Ud=Udm=6v Mà Ud+UCB=12v UCB=U-Ud=12v-6v=6v Ta có : Rb=RAC+RCB=12W Rd=8W RDC= Cường độ dòng điện trong mạch I=ICB= Hiệu điện thế toàn mạch U=UDB=UDC+UCB=12v I.RDC+I.RCB=12v 8RAC=RCB(8+RAC)=(12- RAC)(8+ RAC) 8 RAC=96+4 RAC-R2AC R2AC+4 RAC-96=0 RAC=8W (nhận) R’AC=-12W (loại) Vậy biến trở tham gia mạch điện R0=8W Vì Rb=12W, vị trí con chạy C ở vị trí C sao cho NS : Tiết : 11,12 ND : §5.CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN. A.Tóm tắt lý thuyết: -Trên các bóng đèn hay các dụng cụ khác, nhà sản suất thường cung cấp các chỉ số như : (220v-100w); (220v-60w) +số volt(v) ghi trên dụng cụ điện cho ta biết hiệu điện thế định mức của dụng cụ điện đó. +số walt(w) ghi trên dụng cụ điện cho ta biết công suất định mức của dụng cụ điện. -Công suất điện của một đoạn mạch (hay dụng cụ điện) được tính bằng : P=UI +Trường hợp đoạn mạch hay dụng cụ điện có điện trở : P=RI2 Hay P= +Đơn vị công suất là walt(w) 1w=1v.A +1 walt là công suất của dòng điện có cường độ 1 ampe chạy giữa hai điểm có hiệu điện thế 1 volt. 1kw=1000w=103w 1Mw=1000000w=106w B.Hướng dẫn giải toán : 1.Vấn đề 17. Tính công suất điện của đoạn mạch hay của một dụng cụ điện. -Tính công suất điện của một đoạn mạch (tính công suất của dòng điện trong mạch) P=UI -Tính công suất tiêu thụ của dụng cụ điện, đoạn mạch điện (có điện trở) P= RI2= -Công suất điện trong mạch bằng tổng công suất tiêu thụ của mỗi dụng cụ điện trong đoạn mạch. P=P1+P2+ â Áp dụng : giữa hai điểm MN của một mạch điện có hiệu điện thế luôn luôn không đổi U=120v. Người ta mắc hai điện trở R1 và R2. Nếu mắc nối tiếp thì công suất điện của đoạn mạch là 144w, và nếu mắc song song thì công suất điện của đoạn mạch là 600w. Tính R1 và R2. Giải í Trường hợp R1 mắc nối tiếp với R2 : P1= R1+R2= (1) í Trường hợp R1 mắc song song với R2: P2= Mà R1R2=24(R1+R2)=24.100=2400 (2) Từ (1,2) ta có phương trình : R2-100R+2400=0 Giải phương trình ta được : R1=40W R2=60W 2.Vấn đề 18. Hiệu điện thế định mức – công suất định mức - cường độ định mức - điện trở của đèn, của dụng cụ điện khi đang hoạt động. Xác định độ sáng mạnh, yếu của đèn. -Trên các dụng cụ điện, nhà sản suất thường cho ta biết chỉ số volt, chỉ số walt của dụng cụ điện. Đây là Udm và Pdm của đèn hay của dụng cụ điện. Nếu hiệu điện thế sử dụng lớn hơn Udm, dụng cụ điện đó sẽ bị hư hỏng. -Cường độ định mức của dụng cụ điện : Idm= -Điện trở của dụng cụ điện khi hoạt động : R= -Để biết được độ sáng mạnh hay yếu của đèn ta so sánh các đại lượng định mức (Udm,Pdm,Idm) Với các đại lượng tương ứng tính được trên mạch điện : +Giá trị định mức lớn hơn giá trị trên mạch điện : đèn sáng yếu. +Giá trị định mức bằng giá trị trên mạch điện : đèn sáng bình thường. +Giá trị định mức bé hơn giá trị trên mạch : đèn sáng mạnh hơn bình thường. â Áp dụng : cho hai đèn Đ1(110v-50w); Đ2(110v-100w) a)So sánh cường độ định mức của mỗi đèn. b)So sánh điện trở của mỗi đèn. c)Có thể mắc nối tiếp hai đèn nói trên vào mạng điện U=220v được không ? tại sao ? Nếu được, đèn nào sẽ mau bị đứt bóng nhất ? d)Lắc nhẹ đèn bị đứt tim sao cho hai đầu dây bị đứt lại gác được lên nhau. Lúc này, nếu gắn đèn nói trên vào mạng điện U=110v. Điện trở và công suất định mức của đèn tăng hay giảm so với ban đầu. Giải a)Cường độ định mức của mỗi đèn : -Đèn 1 : Idm1= (1) -Đèn 2 : Idm2= (2) Lập tỉ số (1)/(2) 2Idm1=Idm2 b) Điện trở của mỗi đèn R1= (3) R2= (4) Lập tỉ số (3)/(4) 2R2=R1 c) Điện trở toàn mạch : R=R1+R2= Cường độ dòng điện trong mạch I=(A) Ta có : Idm1=A<I : đèn Đ1 sáng mạnh hơn bình thường. Idm2=A>I : đèn Đ2 sáng yếu hơn bình thường. Khi mắc nối tiếp hai đèn nói trên vào mạng điện U=220v thì đèn Đ1 chóng bị hư, ta không thể mắc nối tiếp hai đèn vào mạng điện U=220v được. d)Khi hai đầu dây tim đèn gác được lên nhau, điện trở của đèn sẽ giảm (do chiều dài dây tóc giảm và có một đoạn dây tiết diện tăng gấp đôi) Mà P= Do đó công suất P sẽ tăng, đèn cháy sáng hơn độ sáng ban đầu. NS : 20/11/2007 Tiết : 13,14 ND : 21/11/2007 §6. ĐIỆN NĂNG – CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN. A.Tóm tắt lý thuyết : - Dòng điện có mang năng lượng, năng lượng này gọi là điện năng. - Điện năng có thể chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác như : cơ năng, nhiệt năng, hoá năng, quang năngvà ngược lại. Điện năng tuân thủ đúng theo định luật bảo toàn năng lượng. - Điện năng chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác. Trong đó chỉ có một phần là có ích, phần còn lại là vô ích. Công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác trong đoạn mạch đó, được tính bởi : A = UIt - Lượng điện năng tiêu thụ được đo bằng đồng hồ điện. 1ws = 1J 1wh = 3 600J 1kwh = 3 600 000J B. Hướng dẫn giải toán : 1.Vấn đề 19 : công của dòng điện – công của động cơ điện - hiệu suất sử dụng điện. - Công thức tính công của dòng điện A = UIt A = RI2t A = Pt A = + Đơn vị của công 1J = 1vAs = 1ws 1kJ = 1000J + Ngoài ra công còn có thể tính bằng đơn vị wh, kwh. - Công của động cơ điện là phần năng lượng có ích của dòng điện cung cấp cho động cơ. - Hiệu suất của động cơ điện cũng là hiệu suất sử dụng điện H = _ Aci = H.Atp Aci : phần điện năng chuyển hoá thành cơ năng, hoá năng, quang năng Atp : công sinh ra của dòng điện á Áp dụng : 1 bếp điện có hiệu suất 84 % tiêu thụ một lượng điện năng 660 kJ đun m kg từ 340C đến điểm sôi. Biết rằng bếp hoạt động ở hiệu điện thế U= 220v, trong 20 phút. a) Tính cường độ dòng điện qua bếp và điện trở của bếp. b) Tính khối lượng m. Giải a) Ta có t = 20 phút = 1 200 s Công của dòng điện chạy qua bếp : A = UIt Cường độ dòng điện qua bếp : I = = = 2,5A Điện trở của bếp : R= = = 88() b) Nhiệt lượng do bếp toả ra ( công có ích ) Aci = Atp. H = 660 000. 84% = 554 400(J) Mặt khác Aci = Q = mc (t2 –t1) _ M = = = 2 (kg) 2. Vấn đề 20 :Công suất điện-Điện năng tiêu thụ- Tiền điện phải trả . - Công thức tính điện năng tiêu thụ cũng là công thức tính công sinh ra của dòng điện. A = Uit = Pt - Nếu sử dụng công thức A = Uit = RI2t = Với t tính bằng giây (s) thì đơn vị của A là Jun (J) - Nếu sử dụng công thức A = Pt Với P tính bằng kw, t tính bằng giờ, đơn vị của A là kwh. á Áp dụng : Một hộ gia đình có các dụng cụ điện sau đây: - Bếp điện (220v-600w) - 4 quạt điện (220v-55w) - 6 đèn (220v-100w) Trung bình mỗi ngày bếp dùng 4 giờ, đèn dùng trong 6 giờ, quạt dùng trong 10 giờ a) Tính cường độ dòng điện qua mỗi dụng cụ điện và điện trở của chúng. b) Tính tiền điện phải trả trong 6 tháng. Cho rằng 1 tháng trung bình là 30 ngày. 100kwh đầu tiên giá 550 đ /kwh; 50kwh kế tiếp giá 900đ /kwh; 50kwh kế tiếp giá 1210đ /kwh ; 50kwh kế tiếp giá 1600đ /kwh. Giải a) Cường độ dòng điện qua bếp, quạt và đèn: Ib = = = 2,72 A Iq = = 0,25A Id = » 0,45A Điện trở của bếp, quạt và đèn Rb = » 80,6 Rq = = 880 Rd = = 484 b)Số kwh điện mà bếp điện đã tiêu thụ trong 1 tháng : A 1= Pb.t = 0,6.4.30 = 72(kwh) Số kwh điện mà 4 quạt tiêu thụ trong 1 tháng : A2 = 4Pq.t = 4.0,055.10.30 = 60(kwh) Số kwh điện mà 6 đèn tiêu thụ trong 1 tháng : A3 = 6Pd.t = 6.0,1.6.30 = 108(kwh) Số kwh điện tiêu thụ tất cả trong tháng : A = A1 + A2 + A3 = 72 + 60 + 108 = 240(kwh) Số tiền phải trả trong tháng : M = (550.100) + (900.50) + (1210.50) + (1600.40) = 214 500 (đồng) NS : 26/11/2007 Tiết : 15,16 ND : 28/11/2007 §7. ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ. A.Tóm tắt lý thuyết : - Phát biểu định luật : nhiệt lượng toả ra trong một dây dẫn tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, tỉ lệ thuận với điện trở và thời gian dòng điện chạy qua nó. Q=RI2t (J) (1) Đơn vị của điện trở là Của cường độ dòng điện là A Của thời gian t là s Đơn vị của nhiệt lượng Q là J - Mối liên hệ giữa Jun và calo 1cal=4,18J 1J=0,24cal (1) suy ra Q=0,24RI2t (cal) B.Hướng dẫn giải toán : 1.Vấn đề 21 : nhiệt lượng toả ra trên một đoạn mạch, trên một dụng cụ điện. - Áp dụng các công thức về nhiệt lượng +Q=RI2t +Q=UIt +Q=t - Tuỳ theo tính chất của mỗi đoạn mạch, mà ta sử dụng một trong ba công thức trên á Áp dụng . Cho hai điện trở R1 và R2 được mắc vào hai điểm A,B có hiệu điện thế không đổi U. So sánh nhiệt lượng toả ra trên mỗi điện trở nếu chúng : a)Mắc nối tiếp – nêu kết luận chung. b)Mắc song song – nêu kết luận chung. c)Lần lượt mắc riêng rẽ từng điện trở vào giữa hai điểm A,B. Giải a)Mắc nối tiếp : I=I1=I2 Áp dụng công thức Q=RI2t ta có : Q1=R1I2t (1) Q2=R2I2t (2) Lập tỉ số (1)/(2) : Hai điện trở mắc nối tiếp nhau và được mắc vào hai điểm có hiệu điện thế U, thì nhiệt lượng toả ra trên mỗi điện trở tỉ lệ thuận với giá trị điện trở của chúng. b)Mắc song song : U=U1=U2 Áp dụng công thức Q=t, ta có : Q1=t (3) Q2=t (4) Lập tỉ số (3)/(4) : Hai điện trở mắc song song với nhau và được mắc vào nguồn điện U, nhiệt lượng toả ra trên mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với giá trị điện trở của chúng. c)Từng điện trở một gắn vào nguồn U : Tương tự như hai điện trở mắc song song nhưng thời gian khác nhau, ta có : Q1=t1 (5) Q2=t2 (6) Lập tỉ số (5)/(6) : Hai điện trở lần lượt cùng mắc vào nguồn điện U (hay giữa hai điểm có hiệu điện thế bằng nhau) Nhiệt lượng toả ra trên mỗi điện trở tỉ lệ thuận với thời gian dòng điện chạy qua và tỉ lệ nghịch với giá trị điện trở của chúng. 2. Vấn đề 22. Nhiệt lượng toả ra của dây dẫn và các vấn đề có liên quan (đun nước bằng bếp điện) -Tính nhiệt lượng toả ra của bếp A=RI2t=UIt= t - Tính nhiệt lượng có ích của bếp + Qci=H.Qtp H : hiệu suất của bếp Qtp : nhiệt lượng toả ra của bếp + Qci=Qtp-Qhp - Nhiệt lượng cần thiết để đun nước từ nhiệt độ t1-t2 Q’=mc(t2-t1) - Thiết lập phương trình và giải pt tìm các giá trị liên quan Qci=Q’ á Áp dụng. Một bếp điện có ghi (120v-600w) được dùng ở hiệu điện thế U=100v đun sôi 1 lít nước từ 20oC. Tính thời gian đun biết rằng hiệu suất của bếp là 80% và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.k Giải Điện trở của bếp R==24() Nhiệt lượng toả ra của bếp (nhiệt lượng tiàn phần) Qtp=t Nhiệt lượng bếp cung cấp để đun nước (nhiệt lượng có ích) Qci=H.Qtp= Nhiệt lượng cần thiết để đun nước Q’=mc(t2-t1)=1.4200(100-20)=336000(J) Vì Qci=Q’ Suy ra t= NS : 3/12/2007 Tiết : 17,18,19,20 ND : 5, 12/12/2007 §8. ÔN TẬP. A. Tóm tắt lý thuyết : - I~U - Tỉ số const - Định luật ôm : I= - Định luật ôm trong đoạn mạch nối tiếp U=U1+U2++Un I=I1=I2==In R=R1+R2++Rn - Định luật ôm trong đoạn mạch song song U=U1=U2==Un I=I1+I2++In - Điện trở của hai dây dẫn đồng chất, đồng chiều dài, tỉ lệ nghịch với tiết diện của chúng (1) - Điện trở của hai dây dẫn đồng chất, đồng tiết diện, tỉ lệ thuận với chiều dài của chúng (2) - Điện trở của hai dây dẫn đồng chiều dài, đồng tiết diện, tỉ lệ thuận với điện trở suất của chúng (3) - Từ (1,2,3) R=p - Công suất của đoạn mạch, của dụng cụ điện P=UI==RI2 - Công của dòng điện sinh ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hoá thành dạng năng lượng khác trong đoạn mạch đó A=UIt=t=I2Rt=Pt - Định luật Jun-Lenxơ Q=I2Rt B. Bài tập : á Bài 1. cho mạch điện như hình vẽ R1 R2 A A Rb R3 B Với R1=10, R2=50, R3=40. Điện trở của ampe kế A là không đáng kể. Hiệu điện thế UAB luôn luôn không đổi. a)Diều chỉnh Rb=0, tính dòng điện qua mỗi điện trở, cho biết số chỉ của ampe kế là 1A và hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở. b) Điều chỉnh Rb sao cho ampe kế A chỉ 0,4A. Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở. Giải a)Khi Rb=0 R1 nối tiếp R2 R12=R1+R2=10+50=60() R3 song song R12 R123==24() Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch : UAB=IR=1.24=24(v) Hiệu điện thế giữa hai đầu R3 U3=UAB=24v Cường độ dòng điện qua R3 I3==0,6(A) Cường độ dòng điện qua R1 và R2 I1=I2==0,4(A) Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 U1=I1R1=0,4.10=4(v) Hiệu điện thế giữa hai đầu R2 U2=I2R2=0,4.50=20(v) b) Điện trở tương đương toàn mạch R==60() Giá trị biến trở Rb=R-R123=60-24=36() Cường độ dòng điện qua biến trở Ib=I=0,4A Hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở Ub=IbRb=36.0,4=14,4(v) Hiệu điện thế giữa hai đầu R3 U3=U-Ub=24-14,4=9,6(v) Cường độ dòng điện qua R3 I3==0,24(A) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R1, R2 I1=I2=I-I3=0,4-0,24=0,16(A) Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 U1=I1R1=0,16.10=1,6(v) Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2 U2=I2R2=0,16.50=8(v) á Bài 2. Cho mạch điện : A R2 C R4 B A R3 R1 D Với UAb=10v, R1=R3=R4=10, R2=5, RA=0 Tính điện trở toàn mạch và số chỉ ampe kế A Giải RA=0 do đó DºB Mạch điện được vẽ lại như sau : A I4 R4 B I I2 R2 I3 R3 I1 R1 R3//R4 R34==5() R2 nối tiếp R34 R234=R2+R34=5+5=10() R1//R234 R==5() Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở I1==1(A) I2