Bài tập về Điện năng - công

Kiến thức cần nhớ

Điện năng

1. Dòng điện có mang năng lượng

Dòng điện có năng lượng vì nó có thể thực hiện công, cũng như có thể làm thay đổi nhiệt năng của các vật. Năng lượng của dòng điện được gọi là điện năng.

Ví dụ:

+ Dòng điện có thể thực hiện công cơ học trong các hoạt động của máy khoan, quạt điện

+ Dòng điện có thể làm thay đổi nhiệt năng của các vật trong các hoạt động của bàn là, nồi cơm điện

2. Sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác

Các dụng cụ khi hoạt động đều biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác như:

+ Điện năng chuyển hóa thành quang năng và nhiệt năng khi bóng đèn sáng. Năng lượng có ích là quang năng, năng lượng vô ích là nhiệt năng.

+ Điện năng chuyển hóa thành cơ năng và nhiệt năng khi máy bơm nước hoạt động. Năng lượng có ích là cơ năng, năng lượng vô ích là nhiệt năng.

- Kết luận:

+ Điện năng là năng lượng của dòng điện. Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, trong đó có phần năng lượng có ích và có phần năng lượng vô ích.

+ Tỉ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất sử dụng điện năng:

$H=\frac{A_i}{A_{tp}}$

 Trong đó:

+ A_i là năng lượng có ích

+ A_hp là năng lượng hao phí vô ích

+ A_tp = A_i + A_hp là năng lượng toàn phần được chuyển hóa từ điện năng.

Công của dòng điện

1. Công của dòng điện

Công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.

2. Công thức tính công của dòng điện

- Công thức tính công của dòng điện

A = P. t = U.I.t = I².R.t = $\frac{U^2}{R}.t$

Trong đó:

+ U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch (V)

+ I là cường độ dòng điện qua đoạn mạch (A)

+ t là thời gian dòng điện thực hiện công (s)

+ P  là công suất điện (W)

+ A là công của dòng điện (J)

- Đơn vị của công là Jun (J) hoặc kW.h (kilooát giờ)

1 kWh = 1000 W. 3600s = 3 600 000 W.s = 3 600 000 J = 3 600 kJ.

3. Đo công của dòng điện

- Công của dòng điện hay điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện.

- Lượng điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện. Mỗi số đếm của công tơ điện cho biết lượng điện năng đã được sử dụng là 1 kilôoat giờ.

Các dạng bài tập về Điện năng – công của dòng điện

Dạng 1: Tính công suất và điện năng tiêu thụ

Phương pháp giải

Bước 1: Dựa vào dữ kiện đề bài và tính chất đoạn mạch mắc nối tiếp hoặc song song để tìm hai trong ba đại lượng U, I, R

Bước 2: Áp dụng công thức tính công suất (tùy vào bước 1 tìm được đại lượng nào thì sử dụng công thức có mặt các đại lượng đó):

Suy ra điện năng tiêu thụ: A = P.t

Dạng 2: Cách mắc các dụng cụ điện

Phương pháp giải

Để mắc các dụng cụ điện sáng bình thường thì các dụng cụ này phải hoạt động ở các giá trị định mức ghi trên đèn.

Bước 1: Tính giá trị định mức  của các dụng cụ.

Bước 2: Nhận xét mối quan hệ giữa các giá trị định mức  của các dụng cụ điện với nhau.

Bước 3: Từ mối quan hệ kết hợp với các tính chất mắc nối tiếp và mắc song song để tìm cách mắc phù hợp, cụ thể là trong đoạn mạch mắc song song thì cường độ dòng điện mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện các mạch nhánh.

Bài tập tự luyện

Câu 1: Mối liên hệ giữa công và công suất được thể hiện qua biểu thức:

Câu 2: Một bóng đèn điện có ghi 220V - 100W được mắc vào hiệu điện thế 220V. Biết đèn này được sử dụng trung bình 4 giờ trong 1 ngày. Điện năng tiêu thụ của bóng đèn này trong 30 ngày là bao nhiêu?

A. 12 kW.h

B. 400kW.h

C. 1440kW.h

D. 43200kW.h

Điện năng tiêu thụ của bóng đèn này trong 30 ngày là:

→ Đáp án A

Câu 3: Một gia đình sử dụng đèn chiếu sáng với công suất tổng cộng là 150W, trung bình mỗi ngày trong 10 giờ; sử dụng tủ lạnh có công suất 100W, trung bình mỗi ngày trong 12 giờ và sử dụng các thiết bị điện thế khác có công suất tổng cộng là 500W, trung bình mỗi ngày trong 5 giờ. Tính điện năng mà gia đình này sử dụng trong 30 ngày.

A. 75 kW.h

B. 45 kW.h

C. 120 kW.h

D. 156 kW.h

Câu 4: Điện năng là:

A. năng lượng điện trở

B. năng lượng điện thế

C. năng lượng dòng điện

D. năng lượng hiệu điện thế

Câu 5: Chọn phát biểu đúng về sự chuyển hóa năng lượng trong các dụng cụ dưới đây?

A. Đèn LED: Quang năng biến đổi thành nhiệt năng.

B. Nồi cơm điện: Nhiệt năng biến đổi thành điện năng.

C. Quạt điện: Điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

D. Máy bơm nước: Cơ năng biến đổi thành điện năng và nhiệt năng.

Câu 6: Hiệu suất sử dụng điện là:

A. Tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và phần năng lượng vô ích.

B. Tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ.

C. Tỷ số giữa phần năng lượng vô ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ.

D. Tỷ số giữa phần năng lượng vô ích được chuyển hóa từ điện năng và phần năng lượng có ích.

Câu 7: Một nồi cơm điện có số ghi trên vỏ là 220V – 400W được sử dụng với hiệu điện thế 220V, trung bình mỗi ngày trong thời gian 2 giờ. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây nung của nồi.

Điện trở của dây nung của nồi:

Cường độ dòng điện chạy qua dây nung là:

Câu 8: Trong 30 ngày chỉ số công tơ điện của một gia đình tăng thêm 90 số. Biết rằng thời gian sử dụng điện trung bình mỗi ngày là 4 giờ, tính công suất tiêu thụ điện năng trung bình của gia đình này

Câu 9: Một khu dân cư có 500 hộ gia đình, trung bình mỗi hộ sử dụng 4 giờ một ngày với công suất điện 120W. Tính điện năng mà khu dân cư này sử dụng trong 30 ngày.

Công suất điện trung bình của cả khu dân cư là:

Điện năng mà khu dân cư này sử dụng trong 30 ngày là:

Câu 10: Một bóng đèn dây tóc loại 220V – 100W và một bóng đèn neon loại 220V – 16W. Được sử dụng ở hiệu điện thế là 220V.

a) Muốn chúng sáng bình thường thì phải mắc chúng như thế nào?

b) So sánh số tiền phải trả cho mỗi bóng trong thời gian một tháng và cho nhận xét. Biết 1 tháng có 30 ngày, mỗi ngày thắp sáng trong 6 giờ và giá tiền điện là 1000 đồng/1 kW.h

a) Muốn hai đèn sáng bình thường thì phải mắc chúng song song với nhau vào mạng điện có U_M = 220V. Bởi vì khi đó hiệu điện thế của mạng điện đúng bằng hiệu điện thế định mức của hai đèn.

b) P_{dây tóc} = 100 W = 0,1 kW

P_nêon = 16 W = 0,016 kW

Thời gian dùng điện cho cả 2 bóng:

t = 6.30 = 180 (h)

Điện năng tiêu thụ:

A_{dây tóc} = 0,1.180 = 18 kW.h

A_nêon = 0,016.180 = 2,88 kW.h

Số tiền phải trả cho mỗi bóng:

T_{dây tóc} = 18.1000 = 18000 đồng

T_nêon = 2,88.1000 = 2880 đồng

Số tiền phải trả cho đèn có dây tóc lớn gấp 6,25 lần số tiền trả cho đèn nêon. Vậy ta nên dùng đèn nêon vì nó lợi hơn rất nhiều so với đèn dây tóc.

Bài 11: Đơn vị nào dưới đây không phải là đơn vị của điện năng?

A. Jun (J)

B. Niutơn (N)

C. Kiloat giờ (kWh)

D. Số đếm của công tơ điện

Lời giải

Đơn vị không phải là đơn vị của điện năng là Niutơn (N)

Đáp án: B

Bài 12: Số đếm công tơ điện ở gia đình cho biết:

A. Thời gian sử dụng điện của gia đình.

B. Công suất điện mà gia đình sử dụng

C. Điện năng mà gia đình sử dụng.

D. Số dụng cụ và thiết bị đang được sử dụng.

Lời giải

Mỗi số đếm trên công tơ điện cho biết lượng điện năng sử dụng là 1kilôoat giờ (kW.h)

Đáp án: C

Bài 13: Mắc một bóng đèn có ghi 220V-100W vào hiệu điện thế 220V. Biết đèn được sử dụng trung bình 4 giờ trong 1 ngày. Tính điện năng tiêu thụ của bóng đèn trong 1 tháng (30 ngày) theo đơn vị kWh

A. 12 kWh                                                     

B. 400 kWh

C. 1440 kWh                                                 

D. 43200 kWh

Lời giải

+ Từ các giá trị ghi trên bóng đèn, ta có:

 

+ Lượng điện năng mà bóng đèn tiêu thụ là:

Đáp án: A

Bài 14: Một bếp điện hoạt động liên tục trong 2 giờ ở hiệu điện thế 220V. Khi đó số chỉ của công tơ điện tăng thêm 1,5 số. Lượng điện năng mà bếp điện sử dụng trong thời gian đó là:

A. 3 kWh                                                       

B. 2,5 kWh

C. 5 kWh                                                       

D. 1,5 kWh

Lời giải

Ta có: Số chỉ của công tơ điện tăng thêm 1,5 số nên lượng điện năng mà bếp điện sử dụng là 1,5kWh

Đáp án: D

Bài 15: Hoạt động của mỗi dụng cụ được cho như bảng sau: 

Dụng cụ điện	Phần năng lượng có ích	Phần năng lượng vô ích
Bóng đèn dây tóc	Quang năng	Nhiệt năng
Đèn LED	Quang năng	Nhiệt năng
Nồi cơm điện, bàn là	Nhiệt năng	Nhiệt năng làm nóng vỏ thiết bị và tỏa ra môi trường
Quạt điện, máy bơm nước	Nhiệt năng	Cơ năng

 

Phần năng lượng biến đổi từ điện năng của dụng cụ nào là sai?

A. Bóng đèn dây tóc

B. Đèn LED

C. Nồi cơm điện, bàn là

D. Quạt điện, máy bơm nước

Lời giải

A, B, C - đúng

D - sai vì: Quạt điện, máy bơm nước: điện năng biến đổi thành năng lượng có ích là cơ năng và năng lượng vô ích là nhiệt năng.

Đáp án: D

 

Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập liên quan khác:

70 Bài tập về Điện gió - Điện mặt trời - Điện hạt nhân (có đáp án)

70 Bài tập về Năng lượng và sự chuyển hoá năng lượng (có đáp án)

70 Bài tập về Sự trộn các ánh sáng màu (2024) có đáp án chi tiết nhất

70 Bài tập về quang hình học (có đáp án)

70 Bài tập về Kính lúp (có đáp án)