Giải SBT Vật lí 9 Bài 16-17: Định luật Jun - Len-xơ. Bài tập vận dụng định luật Jun - Len-xơ chi tiết

Hướng dẫn giải SBT Vật lí 9 Bài 16-17: Định luật Jun - Len-xơ ngắn gọn, chi tiết, bám sát nội dung chương trình học giúp các em tiếp thu bài giảng một cách dể hiểu và hỗ trợ các em ôn luyện thêm kiến thức.

Bài 1 trang 42 sách bài tập Vật Lí 9: 

Định luật jun – len – xơ cho biết điện năng biến đổi thành.

A. Cơ năng

B. Năng lượng ánh sáng

C. Hóa năng

D. Nhiệt năng

Lời giải:

Chọn D. Định luật jun – len – xơ cho biết điện năng biến đổi thành nhiệt năng.

Bài 2 trang 42 sách bài tập Vật Lí 9: 

Câu phát biểu nào sau đây không đúng ?

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua:

A. Tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện với điện trở của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua

B. Tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua

C. Tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với thời gian dòng điện chạy qua và tỉ lệ nghịch với điện trở dây dẫn

D. Tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua

Lời giải:

Chọn A. Phát biểu không đúng : Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.

Hệ thức: Q = I².R.t (trong đó: I là cường độ dòng điện (A), R là điện trở dây dẫn (Q), t là thời gian dòng điện chạy qua (s), Q là nhiệt ìượng tỏa ra (J)).

Mặt khác

Bài 3 trang 42 sách bài tập Vật Lí 9: 

Cho hai điện trở R₁ và R₂. Hãy chứng minh rằng:

Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R₁ và R₂ mắc nối tiếp thì nhiệt lượng tỏa ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ thuận với các điện trở đó: 

Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R₁ và R₂ mắc song song thì nhiệt lượng tỏa ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ nghịch với các điện trở đó: 

Lời giải:

a) Vì R₁ và R₂ mắc nối tiếp nên chúng có cùng cường độ dòng điện chạy qua. Gọi nhiệt lượng tỏa ra ở các điện trở này tương ứng là Q₁ và Q₂.

Ta có:  vì I₁ = I₂ (R₁ nối tiếp với R₂) và t₁ = t₂ suy ra  .

b) Vì R₁ và R₂ mắc song song với nhau nên hiệu điện thế U giữa hai đầu của chúng là như nhau.

Ta có:  vì U₁ = U₂ (R₁ song song với R₂ )và t₁ = t₂

Suy ra 

Bài 4 trang 42 sách bài tập Vật Lí 9: 

Một đoạn mạch gồm hai dây dẫn mắc nối tiếp, một dây bằng nikêlin dài 1m có tiết diện 1mm² và dây kia bằng sắt dài 2m có tiết diện 0,5mm² Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch này trong cùng nột thời gian thì dây nào tỏa ra nhiều nhiệt lượng hơn.? Vì sao? Biết điện trở suất của Nikêlin là 0,40.10^-6Ωm và điện trở suất của sắt là 12,0.10^-8Ωm.

Tóm tắt:

Dây 1: S₁ = 1mm² = 1.10^-6m²; l₁ = 1m; ρ₁ = 0,40.10^-6Ω.m

Dây 2: S₂ = 0,5mm² = 0,5.10^-6m²; l₂ = 2m; ρ₂ = 12.10^-8Ω.m

Hai dây nối tiếp; So sánh Q₁ và Q₂?

Lời giải:

Điện trở của dây nikelin là:

Điện trở của dây sắt là:

Vì hai dây dẫn mắc nối tiếp với nhau nên có I₁ = I₂ = I

và R₂ > R₁ nên ta có Q₂ > Q₁. Vậy dây sắt tỏa ra nhiều nhiệt lượng hơn.

Bài 5 trang 42 sách bài tập Vật Lí 9: 

Một dây dẫn có điện trở 176Ω được mắc vào hiệu điện thế 220V. Tính nhiệt lượng do dây tỏa ra trong 30 phút theo đơn vị jun và đơn vị calo.

Lời giải:

Nhiệt lượng do dây tỏa trong 30 phút là:

Q =(U² t) / R =(220².30.60) / 176 = 495000J = 118800cal.

Bài 6 trang 43 sách bài tập Vật Lí 9: 

Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua bếp có cường độ 3A. Dùng bếp này thì đun sôi được 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu 20^oC trong thời gian 20 phút. Tính hiệu suất của bếp điện, biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/Kg.K

Tóm tắt:

U = 220V; I = 3A; V = 2 lít nước ↔ m = 2kg;

T₀ = 20^oC; t = 20 phút = 1200s; c = 4200J/kg.K, nước sôi T = 100^oC;

Hiệu suất H = ?

Lời giải:

Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 20 phút là:

Q_tp = U.I.t = 220.3.20.60 = 792000J

Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước này là:

Q_i = m.c.(T - T₀) = 2.4200.(100 – 20) = 672000J.

Hiệu suất của bếp là:

H = Q_i / Q_tp = 672000 / 792000.100 = 84,8%.

Bài 7 trang 43 sách bài tập Vật Lí 9: 

Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu của một điện trở R thì cường độ dòng điện chạy qua là I. Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn trong thời gian t?

Lời giải:

Chọn đáp án A

Bài 8 trang 43 sách bài tập Vật Lí 9: 

Mắc dây dẫn vào một hiệu điện thế không đổi. Trong cùng nột thời gian thì nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào điện trở dây dẫn?

A. Tăng gấp đôi khi điện trở của dây dẫn tăng lên gấp đôi

B. Tăng gấp đôi khi điện trở của dây dẫn giảm đi một nửa

C. Tăng gấp bốn khi điện trở của dây dẫn giảm đi một nửa

D. Giảm đi một nửa khi điện trở của dây dẫn tăng lên gấp bốn

Lời giải:

Chọn B. vì nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn: 

nên khi giảm điện trở đi một nửa thì nhiệt lượng Q tăng gấp đôi.

Bài 9 trang 43 sách bài tập Vật Lí 9: 

Nếu đồng thời giảm điện trở của dây dẫn, cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn đi một nửa thì nhiệt lượng tỏa ra trên dây sẽ thay đổi như thế nào?

A. Giảm đi 2 lần

B. Giảm đi đi 4 lần

C. Giảm đi 8 lần

D. Giảm đi 16 lần

Lời giải:

Chọn D. Vì:

Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn trong thời gian t là:

Q = I².R.t

Khi R’ = R/2; I’ = I/2; t’ = t/2 thì 

Chọn D. Nếu đồng thời giảm điện trở dây dẫn, cường độ dòng điện và thời gian dòng điện và thời gian dòng điện qua dây dẫn đi một nửa thì nhiệt lượng tỏa ra trên dây sẽ giảm đi 16 lần

Bài 10 trang 43 sách bài tập Vật Lí 9: 

Dòng điện có cường độ 2mA chạy qua một điện trở 3kΩ trong thời gian 10 phút thì nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở này có giá trị dưới đây?

A. Q = 7,2J

B. Q = 60J

C. Q = 120J

D. Q = 3600J

Tóm tắt:

I = 2mA = 2.10^-3A; R = 3kΩ = 3000Ω; t = 10 phút = 600s; Q = ?

Lời giải:

Chọn A. Q = 7,2J

Nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở này có giá trị:

Q = I². R.t = (2.10^-3)². 3000.600 = 7,2J

Bài 11 trang 43 sách bài tập Vật Lí 9: 

Thời gian đun sôi 1,5 lít nước của một ấm điện là 10 phút. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây nung của ấm là 220V. tính điện trở của dây nung này, biết rằng nếu kể cả nhiệt lượng hao phí để đun sôi 1 lít nước cần nhiệt lượng là 420000J?

Tóm tắt:

V = 1,5 lít ↔ m = 1,5kg; U = 220V; t = 10 phút = 600s

V₀ = 1 lít ↔ m₀ = 1kg; Q₀ = 420000J; R = ?

Lời giải:

Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 1 lít nước là: Q₀ = m₀.c.Δt^o

Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 1,5 lít nước là:

Q = m.c.Δt^o = 1,5m₀.c. Δt^o = 1,5.Q₀ = 630000 (J) (vì m = 1,5kg = 1,5.m₀)

Mặt khác: 

→ Điện trở của dây nung: 

Bài 12 trang 44 sách bài tập Vật Lí 9: 

Khi mắc một bàn là vào hiệu điện thế 110V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 5A. Bàn là này được sử dụng trung bình 15 phút mỗi ngày.

a) Tính công suất tiêu thụ của bàn là này theo đơn vị W

b) Tính điện năng mà bàn là này tiêu thụ trong 30 ngày tính theo đơn vị kW.h

c) Tính nhiệt lượng bàn là tỏa ra trong 30 ngày theo đơn vị kJ, cho rằng điện năng mà bàn là này tiêu thụ được biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng

Tóm tắt:

U = 110V; I = 5A; t₀ = 15 phút = 0,25h = 900s; t = 30.0,25 = 7,5h = 27000s

a) P = ?W;

b) A = ? kW.h

c) Q = ? kJ

Lời giải:

a) Công suất tiêu thụ của bàn là: P = U.I = 110.5 = 550W = 0,55kW

b) Điện năng mà bàn là tiêu thụ trong 30 ngày:

A = P.t = 0,55kW.7,5h = 4,125 kW.h

c) Nhiệt lượng tỏa ra của bàn là:

Q = 4,125 kW.h = 4,125.1000.3600 = 14850000(J) = 14850 kJ

Bài 13 trang 44 sách bài tập Vật Lí 9: 

Một bình nóng lạnh có ghi 220V – 1100W được sử dụng với hiệu điện thế 220V

a) Tính cường độ dòng điện chạy qua bình khi đó

b) Tính thời gian để bình đun sôi 10 lít nước từ nhiệt độ 20^oC, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và nhiệt lượng bị hao phí là rất nhỏ

c) Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bình như trên trong 30 ngày , biết rằng thời gian sử dụng trung bình mỗi ngày là 1 giờ, và giá tiền điện là 1000đ/kW.h

Tóm tắt:

U_đm = 220V; P_đm = 1100W; U = 220V

a) I = ?;

b) V = 10 lít ↔ m = 10kg; T₁ = 20^oC, nước sôi T₂ = 100^oC; c = 4200J/kg.K; t = ?

c) t₀ = 1h; t’ = 1.30 = 30h; 1000đ/kW.h; tiền = ?đồng

Lời giải:

a) Vì U_đm = U = 220V nên công suất tiêu thụ của bình nóng lạnh bằng công suất định mức: P = P_đm = 1100W

Cường độ dòng điện qua bình:

P = I.U ⇒ I = P/U = 1100/220 = 5A

b) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 10 lít nước từ 20^oC là:

Q = m.c.(T₂ – T₁) = 10.4200.(100^oC – 20^oC) = 3,36.10⁶ J

Vì nhiệt lượng bị hao phí là rất nhỏ nên Q = A = P.t

→ Thời gian đun sôi 10 lít nước:

 ≈ 50 phút 55 giây.

c) Điện năng tiêu thụ của bình trong một tháng là:

A = P.t’ = 1,1kW.30h = 33kW.h

Tiền phải trả: T = 33.1000 = 33000 đồng.

Bài 14 trang 44 sách bài tập Vật Lí 9: 

Trong mùa đông, một lò sưởi có ghi 220V – 880W được sử dụng với hiệu điện thế 220V trong 4 giờ mỗi ngày.

a) Tính điện trở của dây nung lò sưởi và cường độ dòng điện chạy qua nó khi đó

b) Tính nhiệt lượng mà lò sưởi này toả ra trong mỗi ngày theo đơn vị kJ.

c) Tính tiền điện phải trả cho việc dùng lò sưởi như trên trong suốt mùa đông, tổng cộng là 30 ngày. Cho rằng giá tiền điện là 1000đ/kW.h

Tóm tắt:

U_Lđm = 220V; P_Lđm = 880W = 0,88kW; U = 220V; t₀ = 4h = 4.3600 = 14400s

a) R = ?; I = ?

b) Q₀ = ?kJ

c) t = 4.30 = 120h; 1000đ/kW.h; tiền = ?đồng

Lời giải:

a) Vì U_Lđm = U = 220V nên công suất tiêu thụ của lò sưởi bằng công suất định mức: P = P_Lđm = 880W

Điện trở của dây nung:

P = U² / R ⇒ R = U² / P = 220² / 880 = 55Ω.

Cường độ dòng điện chạy qua nó: P = I.U ⇒ I = P / U = 880 / 220 = 4A

b) Nhiệt lượng tỏa ra của lò sưởi bằng điện năng mà lò sưởi tiêu thụ mỗi ngày.

Q = A = P.t₀ = 880.14400 = 12672000J = 12672 kJ

c) Điện năng mà lò sưởi tiêu thụ trong một tháng là:

A = P.t’ = 0,88kW.120h = 105,6kW.h

Tiền điện phải trả: T = 105,6.1000 = 105600 đồng

►►CLICK NGAY vào nút TẢI VỀ dưới đây để tải về Giải sách bài tập Vật lý 9 Bài 16-17: Định luật Jun - Len-xơ file PDF hoàn toàn miễn phí.