Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 2: Dòng điện không đổi - Bài 2: Điện năng. Công suất điện - Chu Văn Biên

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 2: Dòng điện không đổi - Bài 2: Điện năng. Công suất điện - Chu Văn Biên

1. CHƯƠNG 2 BÀI 2. ĐIỆN NĂNG. CÔNG SUẤT ĐIỆN TÓM TẮT LÝ THUYẾT + Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó: A UIt. + Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó: P UI. + Công suất toả nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua được xác định bằng nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn đó trong một đơn vị thời gian: P RI2 U2 / R. + Công của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch: Ang E It. + Công suất của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch: Png E .I. TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Câu 1. Điện năng được đo bằng A. vôn kế.B. công tơ điện.C. ampe kế.D. tĩnh điện kế. Câu 2. Công suất điện được đo bằng đơn vị nào sau đây? A. Niutơn (N).B. Jun (J).C. Oát (W).D. Culông (C). Câu 3. Điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng ở dụng cụ hay thiết bị điện nào dưới đây khi chúng hoạt động? A. Bóng đèn dây tóc.B. Quạt điện. C. Ấm điện.D. Acquy đang được nạp điện. Câu 4. Công suất của nguồn điện được xác định bằng A. lượng điện tích mà nguồn điện sản ra trong một giây. B. công mà lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một đơn vị điện tích dương ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện. C. lượng điện tích chạy qua nguồn điện trong một giây. D. công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển một đơn vị điện tích dương chạy trong mạch điện kín trong một giây. Câu 5. Khi một động cơ điện đang hoạt động thì điện năng được biến đổi thành A. năng lượng cơ học. B. năng lượng cơ học và năng lượng nhiệt. C. năng lượng cơ học, năng lượng nhiệt và năng lượng điện trường. D. năng lượng cơ học, năng lượng nhiệt và năng lượng ánh sáng.
2. Câu 6. Đặt hiệu điện thế U vào hai đầu một điện trở R thì dòng điện chạy qua có cường độ I. Công suất toả nhiệt ở điện trở này không thể tính bằng công thức nào? A. P I2R. B. P UI. C. P UI2. D. P U2 / R. Câu 7. Nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua A. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện. B. tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện. C. tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dòng điện. D. tỉ lệ thuận với bình phương điện trở của dây dẫn. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH 1-B 2-C 3-C 4-D 5-B 6-C 7-B TRẮC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG A UIt + Công và công suất của dòng điện: P UI l + Điện trở của dây kim loại hình trụ đồng chất: R S U 2 + Định luật Jun – Len-xơ: Q UIt I 2 Rt t R A A + Suất điện động của nguồn điện: E q It A Eq EIt + Công và công suất nguồn điện: A P EI t Câu 1. Một acquy thực hiện công là 12J khi di chuyển lượng điện tích 2 C trong toàn mạch. Từ đó có thể kết luận là A. suất điện động của acquy là 6 V. B. hiệu điện thế giữa hai cực của nó luôn luôn là 6 V C. công suất của nguồn điện này là 6 W. D. hiệu điện thế giữa hai cực để hở của acquy là 24 V. Hướng dẫn A 12(J ) * Tính: E 6(V ) q 2(C) * Khi để hở thì hiệu điện thế hai cực đúng bằng suất điện động và bằng 6 V, còn khi nối kín thì U 6 V . * Công suất của nguồn: P E I chưa biết I nên chưa tính được. Chọn A.
3. Câu 2. Một acquy có suất điện động là 12 V. Tính công mà acquy này thực hiện khi dịch chuyển một electron bên trong acquy từ cực dương tới cực âm của nó. A. 1,92.10 18 J. B. 1,92.10 17 J. C. 1,32.10 18 J. D. 1,32.10 17 J. Hướng dẫn * Tính: A E q 12. 1,6.10 19 1,92.10 18 (J ) Chọn A. Câu 3. Một acquy có suất điện động là 12 V. Công suất của acquy này là bao nhiêu nếu có 3,4.1018 electron dịch chuyển bên trong acquy từ cực dương đến cực âm của nó trong một giây? A. 6,528 W.B. 65,28 W.C. 7,528 W.D. 6,828 W. Hướng dẫn 19 18 19 A Eq E n 1,6.10 12.3,4.10 1,6.10 * Tính: P 6,528 (W) t t t 1 Chọn A. Câu 4. Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện khi dòng điện có cường độ 1 A chạy qua dây dẫn trong 1 giờ. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn này là 6 V. A. 18,9 kJ và 6 W.B. 21,6 kJ và 6 W.C. 18,9 kJ và 9 W.D. 21,6 kJ và 9 W. Hướng dẫn A UIt 6.1.60.60 21600(J ) * Tính: Chọn B. P UI 6.1 6(W) Câu 5. Một nguồn điện có suất điện động 12 V. Khi mắc nguồn điện này với một bóng đèn để tạo thành mạch điện kín thì dòng điện chạy qua có cường độ 0,8 A. Công của nguồn điện sản ra trong thời gian 15 phút và công suất của nguồn điện lần lượt là A. 8,64 kJ và 6 W.B. 21,6 kJ và 6 W. C. 8,64 kJ và 9,6 W.D. 21,6 kJ và 9,6 W. Hướng dẫn P EI 12.0,8 9,6(W) * Tính: Chọn C. A EIt 12.0,8.15.60 8640(J ) Câu 6. Một bàn là điện khi được sử dụng với hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua bàn là có cường độ là 5A. Điện năng bàn là tiêu thụ trong 30 phút là A. 2,35 kWh.B. 2,35 MJ.C. 1,98 kJ.D. 0,55 kWh. Hướng dẫn P UI 220.5 1100(W ) 1,1 (kW ) 6 * Tính: Q A Pt 1100.30.60 1,98.10 (J ) Chọn D. Q A Pt 1,1 (kW ).0,5(h) 0,55 (kWh)
4. Câu 7. Một bàn là điện khi sử dụng với hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua bàn là có cường độ là 5 A. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bàn là này trong 30 ngày, mỗi ngày 20 phút, cho rằng giá tiền điện là 1500 đ/(kWh). A. 13500 đ.B. 16500 đ.C. 135000 đ.D. 165000 đ. Hướng dẫn * Công suất tiêu thụ: P UI 220.5 1100 (W ) 1,1 (kW ) 1 * Điện năng tiêu thụ: A Pt 1,1 (kW ).30. (h) 11(kWh) 3 * Tiền điện: M 11(kWh).1500 16500 (VND) Chọn B. Câu 8. Một đèn ống loại 40 W được chế tạo để có công suất chiếu sáng bằng đèn dây tóc loại 100 W. Hỏi nếu sử dụng đèn ống này trung trình mỗi ngày 5 giờ thì trong 30 ngày sẽ giảm được bao nhiêu tiền điện so với sử dụng đèn dây tóc nói trên? Cho rằng giá tiền điện là 1500 đ/(kWh). A. 13500 đ.B. 16500 đ.C. 135000 đ.D. 165000đ. Hướng dẫn * Công suất tiết kiệm được: P 100 40 60 (W ) 0,06 (kW ) * Điện năng tiết kiệm được: A P.t 0,06 (kW ).30.5(h) 9(kWh) * Tiền tiết kiệm được: 9(kWh).1500 13500 (VND) Chọn A. Câu 9. Trên nhãn của một ấm điện có ghi 220 V – 1000 W. Sử dụng ấm điện với hiệu điện thế 220 V để đun sôi 3 lít nước từ nhiệt độ 25C . Tính thời gian đun nước, biết hiệu suất của ấm là 90% và nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/(kgK). A. 698 phút.B. 11,6 phút.C. 23,2 phút.D. 17,5 phút. Hướng dẫn 0 0 * Từ: Qthu 0,9Qtoa cm(t2 t1 ) 0,9Pt 4190.3(100 25) 0,9.1000t t 1047,5(s) 17,5 (phút) Chọn D. Câu 10. Một ấm điện được dùng với hiệu điện thế 220V thì đun sôi được 1,5 lít nước từ nhiệt độ 20C trong 10 phút. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/(kg.K), khối lượng riêng của nước là 1000 kg / m3 và hiệu suất của ấm là 90%. Công suất và điện trở của ấm điện lần lượt là A. 931 W và 52 .B. 981 W và 52 .C. 931 W và 72 .D. 981 W và 72 . Hướng dẫn 0 0 * Từ: Qthu 0,9Qtoa cm(t2 t1 ) 0,9Pt 4190.1,5.(100 20) 0,9.P.10.60 P 931 (W) U 2 U 2 * Từ: P UI R 52() Chọn A. R P
5. Câu 11. Trên một bóng đèn dây tóc có ghi 12 V – 1,25 A. Kết luận nào dưới đây là sai? A. Bóng đèn này luôn có công suất là 15 W khi hoạt động. B. Bóng đèn này chỉ có công suất 15 W khi mắc nó vào hiệu điện thế 12 V. C. Bóng đèn này tiêu thụ điện năng 15 J trong 1 giây khi hoạt động bình thường. D. Bóng đèn này có điện trở 9,6  khi hoạt động bình thường. Hướng dẫn * Khi mắc vào hiệu điện thế 12 V nó mới hoạt động đúng định mức: U 12 R 9,6() I 1,25 Chọn A. P UI 12.1,25 15(W) Câu 12. Bóng đèn sợi đốt 1 có ghi 220 V – 110 W và bóng đèn sợi đốt 2 có ghi 220 V – 22 W. Điện trở các bóng đèn lần lượt là R1 và R2. Mắc song song hai đèn này vào hiệu điện thế 220 V thì cường độ dòng điện qua các đèn lần lượt là I1 và I2. Chọn phương án đúng. A. R2 R1 1860 . B. R1 R2 2640 . C. I1 I2 0,8 A. D. I1 I2 0,3 A. Hướng dẫn 110 I1 0,5 (A) P 220 I1 I2 0,6 (A) * Từ: P UI I U 22 I I 0,4 (A) I 0,1 (A) 1 2 2 220 2202 2 2 R1 440 () U U 110 R1 R2 2640 () * Từ: P UI R 2 R P 220 R2 R1 1760 () R 2200 () 2 22 Chọn B. Câu 13. Bóng đèn sợi đốt 1 có ghi 220 V – 100 W và bóng đèn sợi đốt 2 có ghi 220 V – 25 W. Mắc nối tiếp hai đèn này vào hiệu điện thế 220 V thì công suất tiêu thụ của các đèn lần lượt là P1 và P2 . Cho rằng điện trở của mỗi đèn có giá trị không đổi. Chọn phương án đúng. A. Đèn 1 sáng hơn đèn 2.B. P1 4P2 . C. P2 4P1 .D. Cả hai đèn đều sáng bình thường. Hướng dẫn U 2 U 2 R P 100 * Khi các đèn sáng bình thường: P UI R 2 1 4 R P R1 P2 25 2 R2 4R1 * Khi mắc nối tiếp, dòng điện như nhau và P I R  P2 4P1 Chọn C.
6. Câu 14. Giả sử hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn có ghi 220 V – 100 W đột ngột tăng lên tới 240 V trong khoảng thời gian ngắn. Hỏi công suất điện của bóng đèn khi đó tăng hay giảm bao nhiêu phần trăm (%) so với công suất định mức của nó? Cho rằng điện trở của bóng đèn không thay đổi so với khi hoạt động ở chế độ định mức. A. giảm 19%.B. tăng 19%.C. tăng 9%.D. giảm 9%. Hướng dẫn U 2 * Khi các đèn sáng bình thường: P UI R 2 2 U '2 P ' U ' 240 * Khi điện áp tăng: P ' 1,19 100% 19% R P U 220 Chọn B. BÀI TOÁN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG Câu 1. Một nguồn điện có suất điện động 3 V khi mắc với một bóng đèn thành một mạch kín thì cho một dòng điện chạy trong mạch có cường độ là 0,3 A. Khi đó công suất của nguồn điện này là A. 10 W.B. 30 W.C. 0,9 W.D. 0,1 W. Câu 2. Một acquy thực hiện công là 24 J khi di chuyển lượng điện tích 2 C trong toàn mạch. Từ đó có thể kết luận là A. suất điện động của acquy là 12 V. B. hiệu điện thế giữa hai cực của nó luôn luôn là 12 V. C. công suất của nguồn điện này là 6 W. D. hiệu điện thế giữa hai cực để hở của acquy là 24 V. Câu 3. Một acquy có suất điện động là 12 V. Tính công mà acquy này thực hiện khi dịch chuyển một electron bên trong acquy từ cực dương tới cực âm của nó. A. 1,92.10 18 J. B. 1,92.10 17 J. C. 3,84.10 18 J. D. 1,32.10 17 J. Câu 4. Một acquy có suất điện động là 12 V. Công suất của acquy này là bao nhiêu nếu có 2,5.1018 electron dịch chuyển bên trong acquy từ cực dương đến cực âm của nó trong một giây? A. 6,528 W.B. 65,28 W.C. 7,528 W.D. 4,8 W. Câu 5. Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện khi dòng điện có cường độ 2 A chạy qua dây dẫn trong 1 giờ. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn này là 6 V. A. 18,9 kJ và 6 W.B. 21,6 kJ và 6W.C. 18,9 kJ và 9 W.D. 43,2 kJ và 12 W. Câu 6. Một nguồn điện có suất điện động 12 V. Khi mắc nguồn điện này với một bóng đèn để tạo thành mạch điện kín thì dòng chạy qua có cường độ 0,5 A. Công của nguồn điện sản ra trong thời gian 15 phút và công suất của nguồn điện lần lượt là A. 8,64 kJ và 6 W.B. 21,6 kJ và 6 W. C. 8,64 kJ và 9,6 W.D. 5,4 kJ và 6 W.
7. Câu 7. Một bàn là điện khi được sử dụng với hiệu điện thế 200 V thì dòng điện chạy qua bàn là có cường độ là 5 A. Điện năng bàn là tiêu thụ trong 30 phút là A. 0,5 kWh.B. 2,35 MJ.C. 1,8 kJ.D. 0,55 kWh. Câu 8. Một bàn là điện khi được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì dòng điện chạy qua bàn là có cường độ là 5 A. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bàn là này trong 30 ngày, mỗi ngày 20 phút, cho rằng giá tiền điện là 1800 đ/(kWh). A. 19800 đ.B. 16500 đ.C. 198000 đ.D. 165000 đ. Câu 9. Một đèn ống loại 40 W được chế tạo để có công suất chiếu sáng bằng đèn dây tóc loại 100 W. Hỏi nếu sử dụng đèn ống này trung bình mỗi ngày 5 giờ thì trong 30 ngày sẽ giảm được bao nhiêu tiền điện so với sử dụn đèn dây tóc nói trên? Cho rằng giá tiền điện là 1800 đ/(kWh). A. 13500 đ.B. 16200 đ.C. 135000 đ.D. 162000 đ. Câu 10. Trên nhãn của một ấm điện có ghi 220 V – 1200 W. Sử dụng ấm điện với hiệu điện thế 220 V để đun sôi 3 lít nước từ nhiệt độ 25C . Tính thời gian đun nước, biết hiệu suất của ấm là 90% và nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/(kgK). A. 14,5 phút.B. 14,6 phút.C. 873 phút.D. 17,5 phút. Câu 11. Một ấm điện được dùng với hiệu điện thế 220 V thì đun sôi được 1,5 lít nước từ nhiệt độ 20C trong 19 phút. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/(kg.K), khối lượng riêng của nước là 1000 kg / m3 và hiệu suất của ấm là 90%. Công suất và điện trở của ấm điện lần lượt là A. 931 W và 52 .B. 491 W và 99 .C. 931 W và 51 .D. 981 W và 72 . Câu 12. Trên một bóng đèn dây tóc có ghi 12 V – 1,5 A. Kết luận nào dưới đây là sai? A. Bóng đèn này luôn có công suất là 18 W khi hoạt động. B. Bóng đèn này chỉ có công suất 18 W khi mắc nó vào hiệu điện thế 12 V. C. Bóng đèn này tiêu thụ điện năng 30 J trong 2 giây khi hoạt động bình thường. D. Bóng đèn này có điện trở 8  khi hoạt động bình thường. Câu 13. Bóng đèn sợi đốt 1 có ghi 220 V – 110 W và bóng đèn sợi đốt 2 có ghi 220 V – 22 W. Điện trở các bóng đèn lần lượt là R1 và R2. Mắc song song hai đèn này vào hiệu điện thế 220 V thì cường độ dòng điện qua các đèn lần lượt là I1 và I2. Chọn phương án đúng. A. R2 R1 1860 . B. R1 R2 2540 . C. I1 I2 0,8 A. D. I1 I2 0,4 A. Câu 14. Bóng đèn sợi đốt 1 có ghi 55 V – 6,25 W và bóng đèn sợi đốt 2 có ghi 220 V – 25 W. Mắc nối tiếp hai đèn này vào hiệu điện thế 275 V thì công suất tiêu thụ của các đèn lần lượt là P1 và P2 . Cho rằng điện trở của mỗi đèn có giá trị không đổi. Chọn phương án đúng. A. Đèn 1 sáng hơn đèn 2.B. P1 4P2 C. P2 3P1 D. Cả hai đèn đều sáng bình thường.
8. Câu 15. Giả sử hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn có ghi 220 V – 100W đột ngột tăng lên tới 250 V trong khoảng thời gian ngắn. Hỏi công suất điện của bóng đèn khi đó tăng hay giảm bao nhiêu phần trăm (%) so với công suất định mức của nó? Cho rằng điện trở của bóng đèn không thay đổi so với khi hoạt động ở chế độ định mức. A. giảm 19%.B. tăng 19%.C. tăng 29%.D. giảm 29%. Câu 16. Cường độ dòng điện điện không đổi chạy qua dây tóc của một bóng đèn là I 0,273 A . Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong một phút. A. 1,024.1018. B. 1,024.1019. C. 1,024.1020. D. 1,024.1021. Câu 17. Một bàn ủi điện khi sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì cường độ dòng điện chạy qua bàn ủi là 5 A. Tính nhiệt lượng toả ra trong 20 phút. A. 132.103 J. B. 132.104 J. C. 132.105 J. D. 132.106 J. Câu 18. Số đếm của công tơ điện gia đình cho biết A. Công suất điện gia đình sử dụng. B. Thời gian sử dụng điện của gia đình. C. Điện năng gia đình sử dụng. D. Số dụng cụ, thiết bị gia đình sử dụng. Câu 19. Công suất của nguồn điện được xác định bằng A. Lượng điện tích mà nguồn điện sinh ra trong một giây. B. Công mà lực là thực hiện được khi nguồn điện hoạt động. C. Công của dòng điện trong mạch kín sinh ra trong một giây. D. Công làm dịch chuyển một đơn vị điện tích dương. Câu 20. Đặt vào hai đầu điện trở R một hiệu điện thế U thì nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn trong thời gian t là A. Q IR2t. B. Q U 2t / R. C. Q U 2 Rt. D. Q Ut / R2. Câu 21. Tăng chiều dài của dây dẫn lên hai lần và tăng đường kính của dây dẫn lên hai lần thì điện trở của dây dẫn sẽ A. tăng gấp đôi.B. tăng gấp bốn.C. giảm một nửa.D. giảm bốn lần. ĐÁP ÁN BÀI TOÁN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG 1C 2A 3A 4D 5D 6D 7A 8A 9B 10A 11B 12A 13D 14D 15C 16C 17B 18C 19C 20B 21C