Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 8: Điện năng. Công suất điện - Trần Thảo Nguyên

TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN 
TỔ : VẬT LÝ-CÔNG NGHỆ 
Giáo viên : Trần Thảo Nguyên 
C©u hái : Hãy cho biết biểu thức tính : 
 +§ iÖn l­îng chuyÓn qua tiÕt diÖn th¼ng cña vËt dÉn khi cã 
dßng ® iÖn kh«ng ® æi I ch¹y qua 
trong kho¶ng thêi gian t ? 
Tr ¶ lêi : 
+ C«ng thøc tÝnh ® iÖn l­îng : q = I t 
C©u hái : H·y cho biÕt : 
+ BiÓu thøc tÝnh c«ng cña lùc l¹ khi dÞch chuyÓn 
® iÖn tÝch dương q trong nguån ® iÖn ? 
Tr ¶ lêi : 
+ C«ng thøc tÝnh c«ng lùc l¹: A= E q 
Em cã biÕt ??? 
Trªn mçi bãng ® Ìn d©y tãc cã ghi : 
220V – 100W hoÆc 220V- 60W 
*220 V lµ hiÖu ® iÖn thÕ tèi ®a ® Æt vµo bãng ® Ìn 
*100W lµ c«ng suÊt to¶ nhiÖt ( c«ng suÊt tiªu thô ) cña bãng ® Ìn ë hiÖu ® iÖn thÕ 220V. 
* VËy liÖu ta cã ®o ®­ îc l­îng ® iÖn bãng ® Ìn tiªu thô kh«ng?C«ng suÊt tiêu thụ là g×, ®­ îc x¸c ® Þnh b»ng biÓu thøc nµo ? 
R 
U 
- 
+ 
I . ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN 
 1 . Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch . 
	 Xét đoạn mạch : 
I 
I 
I 
I 
I 
- 
- 
- 
I 
I 
I 
I 
- 
- 
I 
I 
I 
I 
- 
- 
- 
- 
I 
- 
- 
Bài 8: Điện năng - Công suất điện 
I - § iÖn n¨ng tiªu thô vµ c«ng suÊt ® iÖn 
1 . § iÖn n¨ng tiªu thô cña ®o¹n m¹ch. 
NÕu dßng ® iÖn cã c­êng ®é I , th × sau mét kho¶ng thêi gian t cã mét ® iÖn l­îng q = I t di chuyÓn trong m¹ch. Khi ®ã lùc ® iÖn thùc hiÖn mét c«ng lµ : 
A= qU = UIt 
A = qU 
Gäi lµ ® iÖn n¨ng tiªu thô cña m¹ch 
R 
U 
- 
+ 
I 
I 
I 
I 
I 
- 
- 
- 
I 
I 
I 
I 
- 
- 
I 
I 
I 
I 
- 
- 
- 
- 
I 
- 
- 
C1: H·y cho biÕt ®¬n vÞ cña c¸c ®¹i l­îng cã mÆt trong c«ng thøc ? 
A = U q = U I t 
A 
U 
q 
 I 
 t 
J 
V 
C 
A 
S 
U 
Bình điện phân 
U = 210V, I =30A 
 t = 20s, A=? 
Công của lực điện có thể chuyển 
hóa thành các dạng năng lượng nào ? 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
0 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
0 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
0 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
0 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
0 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
0 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
0 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
0 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
0 
0 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
0 
KWh 
CÔNG TƠ ĐIỆN 
9 
220v – 10(A) – 50Hz 
C.Ty ĐIỆN LỰC 3 
u 
110V-75W 
110V-75W 
0 
1 
0 
0 
= ? J 
= 3 600 000J 
Công tơ điện là dụng cụ dùng để đo công của dòng điện hay điện năng tiêu thụ.Mỗi số đo của dụng cụ này là :1kwh = 1000w.3600s = 3 600 000J 
C«ng t¬ ® iÖn lµ dông cô dïng ®Ó ®o c«ng cña dßng ® iÖn hay ® iÖn n¨ng tiªu thô . Mçi sè ®o cña dông cô nµy lµ : 1 kw.h = 1000W.3600S = 3.600.000 J 
2. C«ng suÊt ® iÖn . 
ë ch­¬ng tr×nh häc líp 10 c¸c em ®· ®­ îc häc kh¸i niÖm c«ng suÊt c¬ häc : 
C«ng suÊt lµ ®¹i l­îng ®­ îc ®o b»ng c«ng sinh ra trong mét ®¬n vÞ thêi gian . Cã biÓu thøc : P = A/t 
VËy c«ng suÊt ® iÖn ®­ îc ® Þnh nghÜa nh ­ thÕ nµo ? 
C«ng suÊt ® iÖn ®­ îc ® Þnh nghÜa nh ­ sau : 
C«ng suÊt ® iÖn cña mét ®o¹n m¹ch lµ c«ng suÊt tiªu thô ® iÖn n¨ng cña ®o¹n m¹ch ®ã vµ cã trÞ sè b»ng ® iÖn n¨ng mµ ®o¹n m¹ch tiªu thô trong mét ®¬n vÞ thêi gian , hoÆc b»ng tÝch cña hiÖu ® iÖn thÕ gi÷a hai ® Çu ®o¹n m¹ch vµ c­êng ®é dßng ® iÖn ch¹y qua m¹ch ®ã 
BiÓu thøc : 
P 
H·y cho biÕt ®¬n vÞ cña c¸c ®¹i l­îng cã mÆt trong c«ng thøc ? 
P 
[A]=J, [U]=V,[I]= A,[t ]=s [P]= W 
Dụng cụ tiệu thụ điện 
P(W) 
Đầu máy xe lửa chạy điện 
Bình đun nước 
2500 
Máy điều hòa , lò sưởi điện 
2000 
Lò nướng bánh 
1000 
Máy sấy tóc 
1200 
Bàn là 
500-1000 
Quạt thông gió , máy giặt 
600 
Tivi,tủ lạnh 
82-120 
Đèn dây tóc 
75 
Đèn pin 
2 
Điốt phát quang 
Đồng hồ điện tử 
Giá trị công suất của một số thiết bị tiêu thu điện 
II. C«ng suÊt to¶ nhiÖt cña vËt dÉn khi cã dßng ® iÖn ch¹y qua. 
 1. § Þnh luËt Jun – Lenx ¬ 
C©u hái : Khi cã dßng ® iÖn ch¹y qua ® iÖn trë th × ® iÖn trë cã nãng lªn hay kh«ng ? 
N ếu xét đoạn mạch ( hoặc vật dẫn ) chỉ có điện trở R thì điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng : 
Q = A = UIt 
C©u hái : ViÕt biÓu thøc ® Þnh luËt «m cho ® iÖn trë ? 
I = U/R hay U= I.R 
Q 
* ph¸t biÓu : 
NhiÖt l­îng to¶ ra ë mét vËt dÉn tØ lÖ thuËn víi ® iÖn trë cña vËt dÉn , víi b×nh ph­¬ng c­êng ®é dßng ® iÖn vµ víi thêi gian dßng ® iÖn ch¹y qua vËt dÉn ®ã. 
6 
0 
A 
6 
3 
3 
R b 
12 
0 
V 
12 
R 
B 
1. §o dßng ® iÖn , hiÖu ® iÖn thÕ 2 ® Çu R, thêi gian dßng ® iÖn ch¹y qua,tõ ®ã sÏ x¸c ® Þnh ®­ îc ® iÖn n¨ng tiªu thô cña ® iÖn trë : 
A= qU = UIt 
2. Dïng nhiÖt kÕ ®o ®é t¨ng nhiÖt ®é cña n­íc . TÝnh ®­ îc nhiÖt l­îng n­íc thu vµo : 
Q’=C m ( t 2 – t 1 ) 
4. Theo ® Þnh luËt b¶o toµn n¨ng l­îng nhiÖt l­îng to¶ ra trªn ® iÖn trë lµ Q b»ng nhiÖt l­îng n­íc thu vµo : Q = Q’ 
3. Ng­êi ta thÊy Q’ = A 
5. VËy ta cã : 
Q = A = UIt 
6 
0 
A 
6 
3 
3 
R b 
12 
0 
V 
12 
R 
B 
6 
0 
A 
6 
3 
3 
R b 
12 
0 
V 
12 
R 
B 
Nhiệt lượng tỏ a ra trên R được xác định như thế nào ? 
Nhiệt lượng tỏa ra trên R trong thời gian 3phút? 
2. C«ng suÊt to¶ nhiÖt cña vËt dÉn khi cã dßng ® iÖn ch¹y qua. 
§­ îc ® Þnh nghÜa nh ­ sau : 
C«ng suÊt to¶ nhiªt P cña mét vËt dÉn khi cã dßng ® iÖn ch¹y qua ® Æc tr­ng cho tèc ®é to¶ nhiÖt cña vËt dÉn ®ã vµ ®­ îc x¸c ® Þnh b»ng nhiÖt l­îng to¶ ra ë mét vËt dÉn trong mét ®¬n vÞ thêi gian . 
P 
Q 
Chứng minh rằng : 
Theo định luật Jun Len xơ và định luật Ôm có : 
Do đó : 
Còng cè kiÕn thøc 
KiÕn thøc träng t©m cÇn nhí cña bµi : 
1. § iÖn n¨ng tiªu thô ®­ îc ®o b»ng c«ng t¬ ® iÖn vµ ®­ îc tÝnh b»ng biÓu thøc : 
A= qU = UIt 
2. C«ng suÊt ® iÖn ®­ îc tÝnh b»ng biÓu thøc : 
P 
3. § Þnh luËt Jun- Lenx ¬ 
Q 
KiÕn thøc träng t©m cÇn nhí cña bµi : 
4. C«ng suÊt to¶ nhiÖt cña vËt dÉn 
P 
Bµi tËp sè 1 
 Chän ph­¬ng ¸n ® óng . 
Theo ® Þnh luËt Jun – Lenx ¬, nhiÖt l­îng to¶ ra trªn d©y dÉn 
A. tØ lÖ víi c­êng ®é dßng ® iÖn qua d©y dÉn . 
B. tØ lÖ víi b×nh ph­¬ng c­êng ®é dßng ® iÖn . 
C. tØ lÖ nghÞch víi b×nh ph­¬ng c­êng ®é dßng ® iÖn . 
D. tØ lÖ víi b×nh ph­¬ng ® iÖn trë cña d©y dÉn . 
Bµi tËp sè 2 
Trong mét ®o¹n m¹ch cã ® iÖn trë thuÇn kh«ng ® æi , nÕu muèn t¨ng c«ng suÊt to¶ nhiÖt lªn 4 lÇn th × ph¶i 
t¨ng hiÖu ® iÖn thÕ 2 lÇn . 
D. gi¶m hiÖu ® iÖn thÕ 4 lÇn 
B. gi¶m t¨ng hiÖu ® iÖn thÕ 2 lÇn 
C. t¨ng hiÖu ® iÖn thÕ 4 lÇn 
bµi tËp 3 
§ iÖn n¨ng biÕn ® æi hoµn toµn thµnh nhiÖt n¨ng ë dông cô hay thiÕt bÞ ® iÖn nµo d­íi ®©y khi chóng ho¹t ® éng ? 
A. Bãng ® Ìn d©y tãc . 
B. Qu¹t ® iÖn . 
C. Ê m ® iÖn . 
D. ¸ c quy ® ang n¹p ® iÖn 
Bài tập : Có hai điện trở R 1 =20 ôm và R 2 = 30 ôm mắc song song với nhau vào hiệu điện thế 60V, Điện năng tiêu thụ trên đoạn mạch trong 10 phút là 
A. 36kJ 
B. 108000J 
C. 43200J 
D. 180kJ 
the end 
c¶m ¬n thÇy c« vµ c¸c Em