Câu hỏi: Hiệu điện thế định mức là gì?
Trả lời:
Số vôn ghi trên mỗi dụng cụ dùng điện là giá trị hiệu điện thế định mức. Mỗi dụng cụ điện sẽ hoạt động bình thường khi được sử dụng đúng với hiệu điện thế định mức của nó. Nếu quá mức đó thì dụng cụ điện sẽ bị hỏng, chẳng hạn dây tóc bóng đèn sẽ bị đứt.
Ví dụ:
Trên thân của nồi cơm điện có ghi 220V, tức là hiệu điện thế định mức của nồi cơm là 220V, nếu dùng nồi cơm ở hiệu điện thế này nó sẽ hoạt động bình thường, nếu quá giá trị đó thì nó sẽ bị hỏng.
Cùng Top lời giải tìm hiểu về Lý thuyết hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ điện trong vật lý 7 bài 26 nhé
I. Lý thuyết hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ điện
1. Hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ dùng điện
- Trong một mạch điện kín, hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn tạo ra dòng điện chạy qua vật dẫn đó.
- Đối với một vật dẫn nhất định [bóng đèn, nồi cơm điện, bàn là điện...] nếu hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn càng lớn thì cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn đó càng lớn.
- Số vôn ghi trên mỗi dụng cụ dùng điện cho biết giá trị hiệu điện thế định mức của dụng cụ đó. Hiệu điện thế định mức là hiệu điện thế lớn nhất mà dụng cụ đó có thể chịu đựng được.
2. Lưu ý
+ Khi hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn bằng 0 thì không có dòng điện chạy qua nó.
+ Giữa hai đầu các cực của nguồn điện dù khi mạch hở hay mạch kín đều có hiệu điện thế.
+ Mỗi dụng cụ điện sẽ hoạt động bình thường khi hiệu điện thế sử dụng đúng bằng hiệu điện thế định mức của nó.
+ Nếu hiệu điện thế sử dụng lớn hơn hiệu điện thế định mức thì dụng cụ điện sẽ hỏng.
+ Nếu hiệu điện thế sử dụng nhỏ hơn hiệu điện thế định mức, đối với các dụng cụ hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện như bóng đèn có dây tóc, bàn là, bếp điện… vẫn có thể hoạt động nhưng yếu hơn bình thường; còn đối với các dụng cụ điện như: quạt điện, máy bơm nước, tủ lạnh, tivi, máy vi tính… có thể bị hư hỏng. Vì vậy người ta thường dùng một dụng cụ gọi là ổn áp có tác dụng điều chỉnh để luôn có hiệu điện đế bằng hiệu điện thế định mức.
II. Phương pháp giải
1. So sánh độ sáng của các bóng đèn
Căn cứ vào hiệu điện thế giữa hai đầu đèn càng lớn thì cường độ dòng điện chạy qua đèn đó cũng càng lớn nên độ sáng của đèn càng lớn.
2. Giải thích mức độ hoạt động của các thiết bị điện
So sánh hiệu điện thế thực tế giữa hai đầu thiết bị điện với hiệu điện thế định mức của nó để đưa ra một số hiện tượng có thể xảy ra [Phần lưu ý].
Trắc nghiệm [có đáp án] luyện tập
Bài 1:Biết cường độ dòng điện định mức của một bếp điện là 4,5A. Cho các dòng điện có các cường độ sau đây chạy qua bếp, hỏi trường hợp nào dây may so của bếp sẽ đứt?
A. 4,5A
B. 4,3A
C. 3,8A
D. 5,5A
Đáp án
Nếu cường độ dòng điện định mức của một bếp điện là 4,5A thì cho dòng điện 5,5A chạy qua bếp dây may so của bếp sẽ đứt⇒ Đáp án D
Bài 2:Con số 220V ghi trên một bóng đèn có nghĩa nào dưới đây?
A. Giữa hai đầu bóng đèn luôn có hiệu điện thế là 220V.
B. Đèn chỉ sáng khi hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là 220V.
C. Bóng đèn đó có thể tạo ra được một hiệu điện thế là 220V.
D. Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu bóng đèn phải là 220V.
Đáp án
Con số 220V ghi trên một bóng đèn có ý nghĩa để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu bóng đèn phải là 220V⇒ Đáp án D
Bài 3:Phát biểu nào dưới đâychưachính xác?
A. Cường độ dòng điện càng lớn thì đèn càng sáng.
B. Độ sáng của đèn phụ thuộc vào cường độ dòng điện.
C. Cường độ dòng điện quá nhỏ thì đèn không sáng.
D. Đèn không sáng có nghĩa là cường độ dòng điện bằng không.
Đáp án
Đèn không sáng có thể do cường độ dòng điện quá nhỏ⇒ Đáp án D
Bài 4:Đối với một bóng đèn nhất định, nếu hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn tăng thì cường độ dòng điện qua bóng
A. không đổi
B. giảm
C. tăng
D. lúc đầu giảm, sau tăng
Đáp án
Nếu hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn tăng thì cường độ dòng điện qua bóng đèn tăng⇒ Đáp án C
Bài 5:Để hình thành khái niệm mở đầu bằng phương pháp tượng tự, ở bài học các em đã thấy tác giả so sánh hiệu điện thế với sự chệnh lệch mức nước. Dựa vào đó hãy cho biết cực âm [-] của nguồn điện có thể so sánh với điều nào sau đây?
A. Mức nước cao
B. Máy bơm nước
C. Dòng nước
D. Mức nước thấp
Đáp án
Cực âm là nơi mà có điện thế thấp hơn → So sánh với mức nước thấp⇒ Đáp án D
Bài 6:Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ.
Đáp án
Do ta dùng 1 pin⇒ Dòng điện yếu hơn tức là số chỉ ampe kế và vôn kế giảm đi hay đèn Đ sáng yếu hơn⇒ Đáp án A
Bài 7:Bóng đèn pin có ghi 3V được mắc vào mạch điện. Nhận xét nào sau đâysai?
A. Hiệu điện thế định mức của bóng đèn là 3V.
B. Bóng đèn hoạt động ở hiệu điện thế thấp hơn 3V sẽ mau hỏng.
C. Bóng đèn hoạt động ở hiệu điện thế 3V thì đèn sẽ sáng bình thường.
D. Bóng đèn hoạt động ở hiệu điện thế lớn hơn 3V có thể bị hỏng.
Đáp án
Bóng đèn hoạt động ở hiệu điện thế thấp hơn 3V sẽ sáng yếu hơn⇒ Đáp án B
Bài 8:Khi mắc bóng đèn vào hiệu điện thế thấp hơn hiệu điện thế định mức không nhiều lắm thì bóng đèn sẽ hoạt động như thế nào?
A. Sáng yếu hơn bình thường.
B. Sáng mạnh hơn bình thường.
C. Bị hỏng vì dây tóc nóng chảy và bị đứt.
D. Cháy sáng bình thường.
Đáp án
Khi mắc bóng đèn vào hiệu điện thế thấp hơn hiệu điện thế định mức không nhiều lắm thì bóng đèn sẽ sáng yếu hơn bình thường⇒ Đáp án A
Bài 9:Cho mạch điện như sơ đồ hình bên dưới. Biết rằng khi công tắc đóng, đèn sáng. Hỏi khi công tắc ngắt thì giữa hai điểm nào có hiệu điện thế [khác không] ?
A. Giữa hai điểm A và B
B. Giữa hai điểm E và C
C. Giữa hai điểm D và E
D. Giữa hai điểm A và D
Đáp án
Khi công tắc ngắt thì giữa hai điểm A và B có hiệu điện thế [khác không]
⇒ Đáp án A
Bài 10:Chọn câu trả lời đúng
Có nên sử dụng hiệu điện thế nhỏ hơn hiệu điện thế định mức cho các thiết bị điện như máy vi tính, tivi, tủ lạnh? Giải thích vì sao?
A. Có, vì sử dụng như vậy sẽ tiết kiệm điện.
B. Có, vì sử dụng như vậy sẽ ăng tuổi thọ của thiết bị.
C. Không, vì sử dụng như vậy sẽ giảm tuổi thọ của thiết bị.
D. Có hay không tùy từng thiết bị.
Đáp án
Không nên sử dụng hiệu điện thế nhỏ hơn hiệu điện thế định mức cho các thiết bị điện như máy vi tính, tivi, tủ lạnh vì sử dụng như vậy sẽ giảm tuổi thọ của thiết bị.
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Sách Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 12: Công suất điện giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:
A. P = U.I
B. P = U/I
C. P = U2/R
D. P = I2R
Lời giải:
Chọn B. P = U/I vì công suất tiêu thụ điện năng P = U.I = I2R= U2/R nên đáp án B sai
a] Cho biết ý nghĩa của các số ghi này
b] Tính cường độ định mức của dòng điện chạy qua đèn
c] Tính điện trở của đèn khi đó
Lời giải:
a] Số 12V cho biết hiệu điện thế định mức cần đặt vào hai đầu bóng đèn để đèn sáng bình thường.
Số 6W cho biết công suất định mức của đèn.
b] Cường độ định mức của dòng điện chạy qua đèn là:
Ta có: P = U.I ⇒ I = P/U = 6/12 = 0.5A
c] Điện trở của đèn khi đó là: R = U2/P= 122/6 = 24Ω
Lời giải:
Khi bị đứt và được nối dính lại thì dây tóc của bóng đèn ngắn hơn trước nên điện trở của dây tóc nhỏ hơn trước. Trong khi đó, hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc vẫn như trước nên công suất P = U2/R sẽ lớn hơn. Do vậy đèn sẽ sáng hơn so với trước.
Lời giải:
Ta có:
Mặt khác công suất tiêu thụ trên điện trở R là:
Cho nên khi hai đèn hoạt động cùng hiệu điện thế định mức thì đèn nào có công suất lớn hơn sẽ có điện trở nhỏ hơn.
Vậy, đèn 2 có điện trở nhỏ hơn nên dây tóc đèn 2 nhỏ hơn dây tóc đèn 1
Ta có:
Vậy dây tóc của bòng đèn 60W sẽ dài hơn và dài hơn 1,25 lần.
a] Tính cường độ định mức của dòng điện chạy qua dây nung của nồi
b] Tính điện trở dây nung của nồi khi nồi đang hoạt động bình thường
Lời giải:
a] Cường độ định mức của dòng điện chạy qua dây nung của nồi là:
Ta có: P = UI ⇒ I = P/U = 528/220 = 2,4A
b] Điện trở của dây nung khi nồi đang hoạt động bình thường là:
R = U/I = 220/2,4 = 91,7Ω
Lời giải:
Công thức tính công suất: P = U2 / Rđèn
⇒ Rđèn = U2 / P = 2202 / 60 = 806,67 Ω
Vì điện trở R của đèn không đổi, nên khi mắc đèn vào hiệu điện thế 110V thì đèn chạy với công suất:
P = U2 / Rđèn = 1102 / 806,67 = 15W
Cách 2:
– Công thức tính công suất: P = U2 / Rđèn ⇒ P tỉ lệ thuận với U2
– Theo đề bài: đèn có công suất 60W khi mắc đèn vào hiệu điện thế 220V và công suất của đèn không thay đổi.
Do đó khi mắc đèn vào hiệu điện thế 110V [ta thấy hiệu điện thế giảm 220 : 110 = 2 lần] nên công suất đèn sẽ giảm 22 = 4 lần.
⇒ Công suất của đèn là: P = 60 : 4 = 15W
A. 120kW
B. 0,8kW
C. 75W
D. 7,5kW
Tóm tắt:
Trọng lượng P = 2000N; h = 15m; t = 40s
Công suất ℘ = ?
Lời giải:
Chọn câu B.
Công suất của máy nâng là:
Nếu bỏ qua công suất hao phí, để nâng được vật trên thì phải dùng động cơ điện có công suất ℘ ≥ 0,75kW
→ Công suất phù hợp cho máy nâng là: ℘ = 0,8kW
A. Là năng lượng của dòng điện chạy qua đoạn mạch đó
B. Là điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ trong một đơn vị thời gian
C. Là mức độ mạnh yếu của dòng điện chạy qua đoạn mạch đó
D. Là các loại tác dụng mà dòng điện gây ra ở đoạn mạch
Lời giải:
Chọn B. Công suất điện của một đoạn mạch là điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ trong một đơn vị thời gian.
A. P = U2R
B. P = U2 / R
C. P = I2 R
D. P = UI
Lời giải:
Chọn A. P = U2R vì công suất tiêu thụ điện năng P = U.I = I2R = U2/R nên P = U2.R là công thức không đúng.
A. P1= P2
B. P2 = 2P1
C. P1 = 2P2
D. P1 = 4P2
Lời giải:
Chọn C. P1 = 2P2
A. Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với những hiệu điện thế nhỏ hơn 220V
B. Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V
C. Công mà dòng điện thực hiện trong một phút khi dụng cụ này sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V
D. Điện năng mà dụng cụ tiêu thụ trong một giờ khi nó sử dụng đúng với hiệu điện thế 220V
Lời giải:
Chọn B. Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế
A. 18A
B. 3A
C. 2A
D. 0,5A
Lời giải:
Chọn D. 0,5A
Khi đèn sáng bình thường thì dòng điện chạy qua đèn có cường độ là: I = P/U = 3/6 = 0,5A
A. 0,2Ω
B. 5Ω
C. 44Ω
D. 5500Ω
Tóm tắt:
U = 220V; P = 1100W; R = ?
Lời giải:
Chọn C
Áp dụng công thức:
Khi bàn là này hoạt động bình thường thì nó có điện trở là:
A. R1 = 4R2
B. 4R1 = R2
C. R1 = 16R2
D. 16R1 = R2
Tóm tắt:
U = U1 = U2 = 220V; P1 = 100W; P2 = 25W; R1 = ? R2
Lời giải:
Chọn B. 4R1 = R2
Áp dụng công thức:
Khi đèn sáng bình thường thì điện trở của hai đèn lần lượt là:
Ta có tỷ lệ:
a] Vẽ sơ đồ mạch điện thỏa mãn yêu cầu nói trên và giải thích tại sao khi đó hai bóng đèn có thể sáng
b] Tính điện trở của mỗi bóng đèn và của biến trở khi đó
c] Tính công suất điện của biến trở khi đó
Tóm tắt:
Đèn 1: Uđm1 = U1 = 3V; Pđm1 = P1 = 1,2W;
Đèn 2: Uđm2 = U2 = 6V, Pđm2 = P2 = 6W; U = 9V
a]Vẽ sơ đồ mạch điện; giải thích?
b] R1 = ? R2 = ?
c] Pbếp = Pb = ?
Lời giải:
a] Vì Uđm1 + Uđm2 = 3 + 6 = 9V = U nên mắc bóng đèn Đ1 nối tiếp với đèn Đ2
Mặt khác cường độ dòng điện định mức qua hai đèn lần lượt là:
Ta thấy I2 > I1 nên để hai đèn sáng bình thường thì phải mắc Rb song song với đèn Đ1 như hình vẽ.
b] Vì đèn 1 song song với biến trở nên U1 = Ub = 3V và I1 + Ib = I2 = I
→ Ib = I2 – I1 = 1 – 0,4 = 0,6A
Điện trở của mỗi đèn và biến trở khi đó:
c] Công suất của biến trở khí đó: Pb = Ub .Ib = 3.0,6 = 1,8W
Lời giải:
Trường hợp 1: các dụng cụ mắc nối tiếp
Giả sử có n dụng cụ mắc nối tiếp với nhau vào nguồn điện U. Khi đó cường độ dòng điện qua mạch là I.
Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi dụng cụ lần lượt là: U1, U2, …, Un
Cường độ dòng điện chạy trong mỗi dụng cụ lần lượt là: I1, I2, …, In
Vì các dụng cụ ghép nối tiếp nên ta có:
U = U1 + U2 + …+ Un và I = I1 = I2 =… = In
Công suất toàn mạch là:
P = U.I = [U1 + U2 + …+ Un].I = I.U1 + I.U2 + …+ I.Un [1]
Công suất trên mỗi dụng cụ điện lần lượt là: P1 = U1.I1; P2 = U2.I2; …; Pn = Un.In
Vì I = I1 = I2 =… = In nên P1 = U1.I; P2 = U2.I; …; Pn = Un.I [2]
Từ [1] và [2] ta được: P = P1 + P2 + …+ Pn [đpcm]
Trường hợp 2: các dụng cụ mắc song song
Giả sử có n dụng cụ mắc song song với nhau vào nguồn điện U. Khi đó cường độ dòng điện qua mạch là I.
Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi dụng cụ lần lượt là: U1, U2, …, Un
Cường độ dòng điện chạy trong mỗi dụng cụ lần lượt là: I1, I2, …, In
Vì các dụng cụ ghép song song nên ta có:
U = U1 = U2 = …= Un và I = I1 + I2 +… + In
Công suất toàn mạch là:
P = U.I = U.[ I1 + I2 +… + In] = U.I1 + U.I2 + …+ U.In [3]
Công suất trên mỗi dụng cụ điện lần lượt là: P1 = U1.I1; P2 = U2.I2; …; Pn = Un.In
Vì U = U1 = U2 =… = Un nên P1 = U.I1; P2 = U.I2; …; Pn = U.In [4]
Từ [3] và [4] ta được: P = P1 + P2 + …+ Pn [đpcm]
a] Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V. Tính công suất của đoạn mạch song song này và cường độ dòng điện mạch chính.
b] Mắc hai đèn trên dây nối tiếp với nhau rồi mắc đoạn mạch này vào hiệu điện thế 220V. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đèn và công suất điện của đoạn mạch nối tiếp này cho rằng điện trở của mỗi đèn khi đó bằng 50% điện trở của đèn đó khi sáng bình thường
Tóm tắt:
Đèn 1: Uđm1 = U1 = 220V; Pđm1 = P1 = 100W;
Đèn 2: Uđm2 = U2 = 220V, Pđm2 = P2 = 75W;
a] Đ1 mắc // Đ2; U = 220V; Psongsong = Pss = ?; I = ?
b] Đ1 mắc /nt Đ2; U = 220V; R’1 = 50%R1; R’2 = 50%R2; U’1 = ?; U’2 = ?; Pnt = ?
Lời giải:
a] Điện trở của dây tóc bóng đèn Đ1 và Đ2:
Cường độ dòng điện chạy trong mỗi đèn lần lượt là:
Cường độ dòng điện mạch chính:
Công suất điện của đoạn mạch song song: P = P1 + P2 = 100 + 75 = 175W
Lưu ý: Ta có thể tìm I nhanh hơn bằng cách tính Ptoàn mạch trước:
P = P1 + P2 = 100 + 75 = 175W
Vì P = U.I nên I = P/U = 175/220 = 0,795A
b] Đ1 mắc /nt Đ2, khi đó điện trở của mỗi đèn là:
R’1 = 50%R1 = 0,5.484 = 242Ω; R’2 = 50%R2 = 0,5.645,33 = 322,67Ω
Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp:
R’ = R’1 + R’2 = 242 + 322,67 = 564,67Ω
Cường độ dòng điện qua mạch: I’ = U / R’ = 220 / 564,67 ≈ 0,39A
⇒ I’ = I’1 = I’2 = 0,39A.
Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn Đ1 và Đ2:
U’1 = I’ . R’1 = 0,39.242 = 94,38V.
U’2 = I’ . R’2 = 0,39.322,67 = 125,84V.
Công suất điện của đoạn mạch: Pnt = U’.I’ = 220.0,39 = 85,8W