Đề bài
Câu 1 (3,0 điểm): Trên một bóng đèn có ghi 220V – 75W được thắp sáng liên tục với hiệu điện thế 220V trong 8 giờ. Coi điện trở của bóng đèn không thay đổi theo nhiệt độ.
a) Nêu ý nghĩa của số liệu ghi trên bóng đèn.
b) Tính điện trở của bóng đèn.
c) Tính lượng điện năng mà bóng đèn tiêu thụ theo đơn vị Jun (J) và kilooát giờ (kWh) khi đèn sáng bình thường.
Câu 2 (3,0 điểm): Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Biết \({R_1} = {R_2} = 20\Omega \), \({R_3}\) là biến trở, hiệu điện thế \({U_{AB}} = 12V\).
1. Điều chỉnh \({R_3} = 10\Omega \).
a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB.
b) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.
2. Điều chỉnh \({R_3}\) để công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là P = 4W. Tính giá trị \({R_3}\).
Câu 3 (2,0 điểm)
a) Một dây dẫn bằng kim loại có tiết diện \(S = 0,55m{m^2}\), chiều dài l = 240m và điện trở của dây dẫn \(R = 24\Omega \). Tính điện trở suất của kim loại làm dây dẫn.
Câu 4 (2,0 điểm)
a) Em hãy nêu tác dụng của la bàn. Tại sao vỏ của la bàn không thể làm bằng sắt?
b) Nếu có một kim nam châm đặt trên trục quay, làm thế nào để phát hiện được trong dây dẫn AB có dòng điện chạy qua hay không?
Lời giải chi tiết
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT
Thực hiện: Ban chuyên môn soanvan.me
Câu 1:
Phương pháp
Sử dụng các công thức: \(\left\{ \begin{array}{l}P = UI = \frac{{{U^2}}}{R}\\A = Pt\end{array} \right.\)
Cách giải
a)
Trên bóng đèn có ghi 220V – 75W cho biết hiệu điện thế định mức của bóng đèn là 220V và công suất định mức của bóng đèn là 75W. Tức là bóng đèn hoạt động bình thường ở hiệu điện thế 220V và công suất điện là 75W. Vượt quá các giá trị định mức bóng đèn có thể bị cháy hỏng.
b)
Ta có: \(P = U.I = \frac{{{U^2}}}{R}\)
Điện trở của bóng đèn là:
\(R = \frac{{{U^2}}}{P} = \frac{{{{220}^2}}}{{75}} = 645\Omega \)
c)
Điện năng bóng đèn tiêu thụ trong 8 giờ là:
\(\begin{array}{l}A = Pt = 75.8 = 600\left( {{\rm{W}}.h} \right) = 0,6k{\rm{W}}h\\ = 2160000\left( J \right)\end{array}\)
Câu 2:
Phương pháp
- Sử dụng các công thức của đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song.
- Sử dụng công thức tính công suất: \(P = UI\)
Cách giải
1)
a) Đoạn mạch gồm: \(\left( {{R_1}//{R_2}} \right)nt{R_3}\)
Ta có:
\({R_{12}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{{20.20}}{{20 + 20}} = 10\left( \Omega \right)\)
Điện trở tương đương của đoạn mạch AB là:
\({R_{t{\rm{d}}}} = {R_{12}} + {R_3} = 10 + 10 = 20\left( \Omega \right)\)
b) Ta có:
Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch AB là:
\(I = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{t{\rm{d}}}}}} = \frac{{12}}{{20}} = 0,6\left( A \right)\)
Do \(\left( {{R_1}//{R_2}} \right)nt{R_3}\) \( \Rightarrow {I_3} = {I_{12}} = I = 0,6\left( A \right)\)
\({R_1}//{R_2} \Rightarrow {U_{12}} = {U_1} = {U_2} = {I_{12}}.{R_{12}} \\= 0,6.10 = 6V\)
Cường độ dòng điện qua R1 là:
\({I_1} = \frac{{{U_1}}}{{{R_1}}} = \frac{6}{{20}} = 0,3\left( A \right)\)
Cường độ dòng điện qua R2 là:
\({I_2} = \frac{{{U_2}}}{{{R_2}}} = \frac{6}{{20}} = 0,3\left( A \right)\)
Vậy \({I_1} = {I_2} = 0,3{\rm{A}};{I_3} = 0,6{\rm{A}}\)
2)
Khi P = 4W thì dòng điện qua mạch là:
\(I' = \frac{P}{U} = \frac{4}{{12}} = \frac{1}{3}\left( A \right)\)
\({U_{12}} = \frac{1}{3}.10 = \frac{{10}}{3}\left( V \right)\)
Hiệu điện thế của điện trở R3 là:
\(\begin{array}{l}U = {U_{12}} + {U_3}\\ \Rightarrow {U_3} = U - {U_{12}} = 12 - \frac{{10}}{3} = \frac{{26}}{3}V\end{array}\)
Giá trị điện trở R3 là:
\({R_3} = \frac{{{U_3}}}{{{I_3}}} = \frac{{\frac{{26}}{3}}}{{\frac{1}{3}}} = 26\left( \Omega \right)\)
Vậy khi P =4W thì \({R_3} = 26\Omega \)
Câu 3:
Phương pháp
Sử dụng công thức tính điện trở của dây dẫn:
\(R = \rho \frac{l}{S}\left( \Omega \right)\)
Cách giải
a)
Công thức tính điện trở của dây dẫn là:
\(R = \rho \frac{l}{S}\left( \Omega \right)\)
Khi \(\left\{ \begin{array}{l}l' = 2l\\S' = \frac{S}{4}\end{array} \right. \Rightarrow R' = \rho \frac{{2l}}{{\frac{S}{4}}} = 8\rho \frac{l}{S} = 8R\)
=> Khi đó, điện trở của dây dẫn tăng 8 lần.
b)
Điện trở suất của kim loại là:
\(R = \rho \frac{l}{S} \Rightarrow \rho = \frac{{R{\rm{S}}}}{l} = \frac{{24.0,{{55.10}^{ - 6}}}}{{240}} \\= 5,{5.10^{ - 8}}\left( {\Omega .m} \right)\)
Vậy \(\rho = 5,{5.10^{ - 8}}\left( {\Omega m} \right)\)
Câu 4:
Phương pháp
Không gian xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện tồn tại một từ trường. Nam châm hoặc dòng điện đều có khả năng tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt gần nó.
Cách giải
a)
- La bàn (còn được gọi là từ kế hay kim chỉ Nam) là dụng cụ dùng để xác định phương hướng trong không gian nhất định. La bàn được ứng dụng nhiều trong các hoạt động đi biển, vào rừng, hướng của máy bay, tàu thủy,…
- Vỏ của la bàn không thể làm bằng sắt vì các kim của la bàn truyền thống được làm bằng loại vật liệu sắt từ nên nó có thể bị hút vào vỏ của la bàn làm cho kim nam châm chỉ không chính xác. Vỏ la bàn thường làm bằng vật liệu không bị hút hoặc đẩy bởi sắt từ.
b)
Đặt kim nam châm lại gần dây dẫn AB. Nếu kim nam châm lệch khỏi hướng Nam – Bắc thì dây dẫn AB có dòng điện chạy qua và ngược lại.
soanvan.me