Giải Khoa học tự nhiên 9 trang 67
Lời giải chi tiết SGK Lớp 9 · Môn Khoa Há»c Tá»± NhiĂªn · Trang 67–68
Lưu ý: Hai trang này thuộc Bài 13 – Năng lượng điện và công suất điện. Nội dung chủ yếu là lý thuyết, kèm theo các câu hỏi luyện tập (ký hiệu dấu "?") trong phần II và III.
Câu hỏi 1 (Phần II – Công suất điện)
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.
Cách 1 — Áp dụng trực tiếp công thức
Bước 1: Tóm tắt đề bài
- U = 220 V
- I = 0,3 A
- t = 3 h = 3 × 3600 = 10 800 s
Bước 2: Tính công suất điện
Công thức: P = U × I
P = 220 × 0,3 = 66 W
Bước 3: Tính năng lượng điện tiêu thụ
Công thức: W = P × t
W = 66 × 10 800 = 712 800 J
Đáp án: Công suất điện của bóng đèn là 66 W. Năng lượng điện bóng đèn tiêu thụ trong 3 giờ là 712 800 J.
Cách 2 — Dùng công thức năng lượng trực tiếp
Bước 1: Tính công suất điện (giống Cách 1)
P = U × I = 220 × 0,3 = 66 W
Bước 2: Tính năng lượng điện bằng công thức W = U × I × t
W = 220 × 0,3 × 10 800 = 712 800 J
Hoặc tính theo đơn vị Wh (oát giờ):
W = 66 × 3 = 198 Wh = 0,198 kWh
Đáp án: P = 66 W; W = 712 800 J = 0,198 kWh.
💡 Mẹo nhớ: Nếu thời gian tính bằng giờ (h), dùng W = P × t (h) sẽ ra đơn vị Wh. Nếu thời gian tính bằng giây (s), dùng W = P × t (s) sẽ ra đơn vị Jun (J).
Câu hỏi 2a (Phần III – Công suất điện định mức, câu 1)
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
Cách giải
Bóng đèn pin: 2,5 V – 2,5 W
- Hiệu điện thế định mức là 2,5 V → bóng đèn hoạt động bình thường khi mắc vào nguồn 2,5 V.
- Công suất điện định mức là 2,5 W → khi hoạt động bình thường, bóng đèn tiêu thụ công suất 2,5 W.
Bàn là điện: 220 V – 1 000 W
- Hiệu điện thế định mức là 220 V → bàn là hoạt động bình thường khi mắc vào nguồn 220 V.
- Công suất điện định mức là 1 000 W → khi hoạt động bình thường, bàn là tiêu thụ công suất 1 000 W.
Bóng đèn sợi đốt: 110 V – 100 W
- Hiệu điện thế định mức là 110 V → bóng đèn hoạt động bình thường khi mắc vào nguồn 110 V.
- Công suất điện định mức là 100 W → khi hoạt động bình thường, bóng đèn tiêu thụ công suất 100 W.
Đáp án: Số đầu tiên (đơn vị V) là hiệu điện thế định mức – giá trị hiệu điện thế để thiết bị hoạt động bình thường. Số thứ hai (đơn vị W) là công suất điện định mức – công suất tiêu thụ khi thiết bị hoạt động bình thường.
Câu hỏi 2b (Phần III – Công suất điện định mức, câu 2)
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?
Cách 1 — Phương pháp cơ bản
Bước 1: Tóm tắt
- U định mức = 220 V
- P định mức = 60 W
- t = 4 h = 4 × 3600 = 14 400 s
- Bóng đèn dùng đúng công suất định mức → P = 60 W, U = 220 V
Bước 2: Tính năng lượng điện tiêu thụ
W = P × t = 60 × 14 400 = 864 000 J
Bước 3: Tính cường độ dòng điện
Từ công thức P = U × I → I = P / U
I = 60 / 220 = 3/11 ≈ 0,27 A
Đáp án: Năng lượng điện tiêu thụ trong 4 giờ là 864 000 J (hay 240 Wh = 0,24 kWh). Cường độ dòng điện qua dây tóc bóng đèn là ≈ 0,27 A.
Cách 2 — Tính nhanh theo đơn vị Wh
Bước 1: Năng lượng điện (đơn vị Wh):
W = P × t = 60 × 4 = 240 Wh = 0,24 kWh
Đổi sang Jun: W = 0,24 × 3 600 000 = 864 000 J
Bước 2: Cường độ dòng điện:
I = P / U = 60 / 220 ≈ 0,27 A
Đáp án: W = 864 000 J = 0,24 kWh; I ≈ 0,27 A.
💡 Mẹo nhớ: Trên thiết bị ghi "U – P" nghĩa là: số trước dấu gạch là hiệu điện thế định mức, số sau là công suất định mức. Muốn tìm dòng điện, chỉ cần lấy P chia U.
🎯 Ghi nhớ: - Công suất điện: P = U × I (đơn vị: oát – W) - Năng lượng điện: W = P × t = U × I × t (đơn vị: jun – J khi t tính bằng giây) - Công suất định mức là công suất thiết bị tiêu thụ khi hoạt động ở hiệu điện thế định mức. - 1 kWh = 3 600 000 J = 3,6 × 10^6 J