Trắc nghiệm Vật lý 11 Chân trời Bài 19 Năng lượng điện. Công suất điện

Ta có điện trở của bóng đèn là $R = 400 \Omega$ và hiệu điện thế là $U = 200V$. Công suất tiêu thụ của bóng đèn được tính bằng công thức $P = \frac{U^2}{R}$. Thay số vào, ta có $P = \frac{(200V)^2}{400 \Omega} = \frac{40000 V^2}{400 \Omega} = 100 W$. Kết luận: $100W$.

Hệ số công suất (power factor), ký hiệu là $\cos\phi$, là tỉ số giữa công suất thực (hay công suất có ích) $P$ và công suất toàn phần $P_{tp}$ trong một mạch điện xoay chiều. $P$ là công suất thực sự sinh công, còn $P_{tp}$ là tích của điện áp hiệu dụng và cường độ dòng điện hiệu dụng ($P_{tp} = U_{rms}I_{rms}$). Công thức là $\cos\phi = \frac{P}{P_{tp}}$. Kết luận: Tỉ số giữa công suất thực và công suất toàn phần.

Dòng chữ ghi trên bóng đèn, ví dụ $220V - 100W$, cho biết điện áp định mức là $U_{đm} = 220V$ và công suất định mức là $P_{đm} = 100W$. Khi bóng đèn hoạt động bình thường, tức là nó được mắc vào điện áp bằng điện áp định mức, thì công suất tiêu thụ của nó chính là công suất định mức. Do đó, công suất tiêu thụ của bóng đèn khi hoạt động bình thường là $100W$. Kết luận: $100W$.

Định luật Jun-Lenxơ được phát biểu: Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn có điện trở R khi có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t là $Q = I^2Rt$. Công suất tỏa nhiệt P là nhiệt lượng tỏa ra trong một đơn vị thời gian, do đó $P = \frac{Q}{t} = \frac{I^2Rt}{t} = I^2R$. Công suất tỏa nhiệt tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện và điện trở. Nếu xét mối liên hệ với thời gian dòng điện chạy qua trong công thức tính nhiệt lượng thì đúng. Tuy nhiên, câu hỏi đang hỏi về công suất tỏa nhiệt. Công suất tỏa nhiệt không phụ thuộc trực tiếp vào thời gian dòng điện chạy qua. Nhưng nếu hiểu theo ngữ cảnh của định luật Jun-Lenxơ ban đầu là nhiệt lượng, thì mối liên hệ với thời gian là đúng. Xét các lựa chọn, lựa chọn 1 bao hàm cả mối liên hệ với thời gian trong công thức nhiệt lượng của định luật Jun-Lenxơ. Tuy nhiên, định nghĩa chuẩn của công suất là năng lượng/thời gian. Công suất tỏa nhiệt $P = I^2R$. Lựa chọn 1 có thể gây nhầm lẫn về mối quan hệ với thời gian. Tuy nhiên, nếu xem xét công thức nhiệt lượng $Q = P \cdot t = I^2Rt$, thì nhiệt lượng tỉ lệ với thời gian. Công suất thì không. Xem lại câu hỏi: mô tả mối liên hệ nào giữa công suất tỏa nhiệt ... và các yếu tố khác. Công suất tỏa nhiệt $P = I^2R$. Lựa chọn 1 diễn đạt Công suất tỏa nhiệt tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, điện trở và thời gian dòng điện chạy qua. Điều này là sai về mặt bản chất công suất. Công suất không phụ thuộc thời gian. Tuy nhiên, bài học có thể nhấn mạnh định luật gốc là nhiệt lượng. Xét lại các lựa chọn. Lựa chọn 1 có vẻ là mô tả nhiệt lượng chứ không phải công suất. Nhưng trong các lựa chọn, nó gần nhất với định luật Jun-Lenxơ nếu hiểu rộng. Tuy nhiên, nếu chỉ xét công suất $P=I^2R$, thì chỉ có I và R là liên quan. Có thể câu hỏi này đang muốn kiểm tra sự hiểu biết về nhiệt lượng theo Jun-Lenxơ. Nếu vậy, $Q = I^2Rt$ thì Q tỉ lệ với t. Và $P = Q/t$. Nếu I và R không đổi, P không đổi. Nếu hiểu câu hỏi là khi dòng điện chạy qua trong thời gian t, thì các yếu tố liên quan là I, R, t. Lựa chọn 1 là sai vì công suất không phụ thuộc thời gian. Lựa chọn 2 sai vì không có bình phương. Lựa chọn 3 sai. Lựa chọn 4 sai. Có lẽ có sự nhầm lẫn trong câu hỏi hoặc các lựa chọn. Giả sử câu hỏi muốn nói về nhiệt lượng tỏa ra. Thì $Q=I^2Rt$. Q tỉ lệ thuận với $I^2$, R, và t. Lựa chọn 1 sai ở chỗ công suất tỏa nhiệt tỉ lệ với t. Lựa chọn 2 sai ở chỗ không có bình phương. Tuy nhiên, nếu xem xét $P=I^2R$, thì lựa chọn 1 sai về t. Lựa chọn 2 sai về $I^2$. Lựa chọn 3 sai. Lựa chọn 4 sai. Có khả năng câu hỏi đang bị lỗi hoặc cách diễn đạt. Tuy nhiên, trong ngữ cảnh bài học về Jun-Lenxơ, mối liên hệ với $I^2$ và R là cốt lõi. Nếu ta buộc phải chọn một đáp án, và hiểu rằng định luật Jun-Lenxơ ban đầu là về nhiệt lượng $Q = I^2Rt$, thì đáp án 1 gần nhất nếu bỏ qua sự phân biệt công suất và nhiệt lượng, và xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt lượng. Tuy nhiên, nếu chỉ xét công suất $P=I^2R$, thì không có t. Ok, tôi sẽ diễn giải theo cách hiểu phổ biến nhất về Jun-Lenxơ là nhiệt lượng. Nhiệt lượng tỏa ra tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, điện trở và thời gian. Công suất tỏa nhiệt là nhiệt lượng tỏa ra trong một đơn vị thời gian, $P = Q/t = I^2R$. Do đó, công suất tỏa nhiệt tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện và điện trở, không phụ thuộc vào thời gian. Tuy nhiên, các lựa chọn đều có sự không chính xác nếu xét nghiêm ngặt công suất. Lựa chọn 1: Công suất tỏa nhiệt tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, điện trở và thời gian dòng điện chạy qua. Đây là mô tả sai cho công suất. Lựa chọn 2: Công suất tỏa nhiệt tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, điện trở và thời gian dòng điện chạy qua. Sai vì không có bình phương. Lựa chọn 3: Sai. Lựa chọn 4: Sai. Có thể có lỗi trong câu hỏi hoặc đáp án. Giả sử câu hỏi muốn hỏi về nhiệt lượng. Khi đó, đáp án 1 là đúng. Tôi sẽ giả định câu hỏi có ý đồ như vậy. Kết luận: Lựa chọn 1 diễn đạt sai về công suất nhưng đúng về nhiệt lượng theo định luật Jun-Lenxơ. Các lựa chọn khác sai ở các điểm cơ bản hơn. Tôi sẽ chọn 1 dựa trên sự diễn đạt gần nhất với định luật gốc về nhiệt lượng. Kết luận: Lựa chọn 1.

Công suất tiêu thụ của bóng đèn có điện trở thuần R được tính bằng công thức $P = \frac{U^2}{R}$. Nếu hiệu điện thế $U$ tăng gấp đôi, tức là $U = 2U$, thì công suất mới $P$ sẽ là $P = \frac{(U)^2}{R} = \frac{(2U)^2}{R} = \frac{4U^2}{R} = 4 \times \frac{U^2}{R} = 4P$. Vậy, công suất tiêu thụ sẽ tăng gấp bốn. Kết luận: Tăng gấp bốn.

Đối với hầu hết các kim loại, điện trở của chúng tăng lên khi nhiệt độ tăng. Điều này là do khi nhiệt độ tăng, các nguyên tử trong mạng tinh thể kim loại dao động mạnh hơn, làm tăng khả năng va chạm giữa các electron dẫn và mạng tinh thể, cản trở sự chuyển động của electron. Định luật Jun-Lenxơ mô tả nhiệt lượng tỏa ra, và nhiệt lượng này lại làm tăng nhiệt độ, dẫn đến tăng điện trở nếu vật liệu có hệ số nhiệt điện trở dương. Kết luận: Tăng lên.

Công suất điện (P) được định nghĩa là tốc độ tiêu thụ năng lượng điện (E) hoặc tốc độ thực hiện công (A) trên một đơn vị thời gian: $P = \frac{E}{t}$ hoặc $P = \frac{A}{t}$. Do đó, một thiết bị có công suất càng lớn thì càng tiêu thụ năng lượng điện nhanh hơn trong cùng một khoảng thời gian. Kết luận: Thiết bị đó tiêu thụ năng lượng điện nhanh hơn.

Ta có công suất của ấm điện là $P = 1000W$ và hiệu điện thế là $U = 200V$. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần được tính bằng công thức $P = \frac{U^2}{R}$. Từ đó, ta có thể tính điện trở $R = \frac{U^2}{P}$. Thay số vào, ta được $R = \frac{(200V)^2}{1000W} = \frac{40000 V^2}{1000 W} = 40 \Omega$. Kết luận: $40 \Omega$.

Công suất của ấm điện là $P = 1000W$. Thời gian sử dụng là $t = 5$ phút. Ta cần đổi thời gian ra giây: $t = 5 \times 60 = 300$ giây. Nhiệt lượng mà ấm tỏa ra (hay công mà ấm thực hiện) trong thời gian này được tính bằng công thức $Q = P \times t$. Thay số vào, ta có $Q = 1000W \times 300s = 300000 J$. Kết luận: $300000 J$.

Công suất của động cơ là $P = 500W$. Thời gian hoạt động là $t = 2$ giờ. Năng lượng điện tiêu thụ được tính bằng công thức $E = P \times t$. Thay số vào, ta có $E = 500W \times 2h = 1000 Wh$. Nếu muốn đổi sang Jun: $E = 500W \times (2 \times 3600s) = 500W \times 7200s = 3600000 J = 3600 kJ$. Tuy nhiên, trong các lựa chọn có $1000 Wh$. Kết luận: $1000 Wh$.

Công suất điện tiêu thụ trên một đoạn mạch được tính bằng công thức $P = UI$, trong đó U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và I là cường độ dòng điện qua đoạn mạch. Đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần R, ta có định luật Ôm cho đoạn mạch này là $U = IR$. Thay $U = IR$ vào công thức tính công suất, ta được $P = (IR)I = I^2R$. Kết luận: $P = I^2R$.

Ta có điện áp định mức của bóng đèn là $U_{đm} = 12V$ và công suất định mức là $P_{đm} = 6W$. Khi bóng đèn hoạt động bình thường, công suất tiêu thụ của nó là $P = P_{đm}$. Điện trở của bóng đèn được tính bằng công thức $P = \frac{U^2}{R}$ hoặc $P = I^2R$. Sử dụng công thức liên quan đến điện áp và công suất: $P = \frac{U^2}{R}$. Từ đó suy ra $R = \frac{U^2}{P}$. Thay số vào, ta có $R = \frac{(12V)^2}{6W} = \frac{144 V^2}{6 W} = 24 \Omega$. Kết luận: $24 \Omega$.

Định luật Jun-Lenxơ mô tả nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua. Định luật này được phát biểu cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần, vì trong trường hợp này, toàn bộ năng lượng điện được chuyển hóa thành nhiệt năng. Đối với các đoạn mạch chứa cuộn cảm hoặc tụ điện, năng lượng còn có thể được lưu trữ hoặc giải phóng dưới dạng năng lượng từ trường hoặc điện trường, không chỉ đơn thuần là nhiệt tỏa ra. Kết luận: Chỉ đoạn mạch có điện trở thuần.

Ta có công suất tiêu thụ của bếp điện là $P = 1200W$ và hiệu điện thế là $U = 220V$. Công thức tính công suất điện là $P = UI$. Từ đó, ta có thể tính cường độ dòng điện $I = \frac{P}{U}$. Thay số vào, ta được $I = \frac{1200W}{220V} \approx 5.45A$. Kết luận: $5.45A$.

Năng lượng điện tiêu thụ là một dạng năng lượng. Đơn vị của năng lượng trong hệ SI là Jun (J). Công suất có đơn vị là Oát (W), hiệu điện thế là Vôn (V), cường độ dòng điện là Ampe (A). Mối liên hệ giữa năng lượng, công suất và thời gian là Năng lượng = Công suất × Thời gian ($E = P \times t$), do đó đơn vị năng lượng cũng có thể là Watt-giây (Ws), và $1 Ws = 1 J$. Kilowatt-giờ (kWh) cũng là đơn vị thông dụng của năng lượng điện tiêu thụ trong thực tế. Tuy nhiên, đơn vị chuẩn trong hệ SI là Jun. Kết luận: Jun (J).