Định luật Jun-Lenxơ

Ta có:

+ Nhiệt lượng tỏa ra của lò sưởi trong 3 tháng mùa đông là:

\(Q' = 90Q = 90.3,52 = 316,8kWh\)

+ Điện năng mà lò sưởi sử dụng trong 3 tháng mùa đông là: \(A = Q'\)

Tiền điện phải trả trong 3 tháng mùa đông với lò sưởi này là:

\(T = 316,8.1549 = 490723,2\) đồng

+ Ta có: \(P = UI\)

=> Cường độ dòng điện chạy qua lò sưởi là: \(I = \frac{P}{U} = \frac{{880}}{{220}} = 4{\rm{A}}\)

+ Nhiệt lượng tỏa ra của lò sưởi mỗi ngày là: \(Q = UIt = 220.4.\left( {4.60.60} \right) = 12672000J = 3,52kWh\)

+ Ta có: \(P = UI\)

=> Cường độ dòng điện chạy qua lò sưởi là: \(I = \frac{P}{U} = \frac{{880}}{{220}} = 4{\rm{A}}\)

+ Nhiệt lượng tỏa ra của lò sưởi mỗi ngày là: \(Q = UIt = 220.4.\left( {4.60.60} \right) = 12672000J = 3,52kWh\)

Nhiệt lượng tỏa ra trên dây ban đầu trong thời gian 1 giây là:

\(P = \dfrac{{{U^2}}}{R}\)

Giảm chiều dài dây đi một nửa, điện trở của dây lúc này là:

\(R' = \rho \dfrac{{\dfrac{l}{2}}}{S} = \dfrac{1}{2}\rho \dfrac{l}{S} = \dfrac{R}{2}\)

Nhiệt lượng dây tỏa ra trong thời gian 1s là:

\(P' = \dfrac{{{U^2}}}{{R'}} = \dfrac{{{U^2}}}{{\dfrac{R}{2}}} = 2\dfrac{{{U^2}}}{R} = 2P\)

Vậy nhiệt lượng tỏa ra trên dây trong thời gian \(1s\) tăng gấp đôi.

a) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1 giây là:

\(Q = {I^2}.R.t = 2,{5^2}.80.1 = 500\left( J \right)\)

b) Nhiệt lượng thu vào của nước từ 250C đến 1000C là:

\({Q_1} = m.c.\Delta t = 1,5.4200.\left( {100 - 25} \right) = 472500{\rm{ }}\left( J \right)\)

Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 20 phút là:

\(Q = {I^2}.R.t = 2,{5^2}.80.20.60 = 600\,000\left( J \right)\)

Hiệu suất của bếp là:

\(H = \dfrac{{{Q_1}}}{{{Q_{tp}}}} \cdot 100\%  = \dfrac{{472500}}{{600000}} \cdot 100\%  = 78,75\% \)

Ta có:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{Q = {I^2}Rt}\\{I = \dfrac{U}{R}}\end{array}} \right. \Rightarrow Q = \dfrac{{{U^2}}}{R}.t \Rightarrow R = \dfrac{{{U^2}.t}}{Q} = \dfrac{{{{220}^2}.20.60}}{{{{1320.10}^3}}} = 44\Omega {\rm{ }}\)

→ Cường độ dòng điện: \(I = \dfrac{U}{R} = \dfrac{{220}}{{44}} = 5A\)

Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước là:

\(Q' = \dfrac{Q}{H} = \dfrac{{66.1000}}{{60\% }} = 110000J\)

Thời gian cần để đun sôi nước là:

\(Q' = \dfrac{{{U^2}}}{R}t \Rightarrow t = \dfrac{{Q'.R}}{{{U^2}}} = \dfrac{{110000.440}}{{{{220}^2}}} = 1000s = 16,67{\mkern 1mu} phut\)

a) Vì lò sưởi được sử dụng với hiệu điện thế bằng hiệu điện thế định mức nên công suất tiêu thụ của lò sưởi bằng công suất định mức: P = 880W

Điện trở của dây nung: \(R = \dfrac{{{U^2}}}{P} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{880}} = 55\Omega \)

Cường độ dòng điện chạy qua nó: \(I = \dfrac{P}{U} = \dfrac{{880}}{{220}} = 4A\)

b) Điện năng mà lò sưởi tiêu thụ trong 1 ngày:

\(A = P.t = 880.4.60.60 = 12\,672\,000J = 12\,672kJ\)

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

\(Q = A = 12\,672kJ\)

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

\(A = P.t' = 0,88\left( {kW} \right).4.30\left( h \right) = 105,6kW.h\)

Tiền điện phải trả: \(T = 105,6.3000 = 316\,\,800d\)

Theo bài ra ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}Q = {I^2}Rt\\Q' = I{'^2}.R'.t' = {\left( {\dfrac{I}{2}} \right)^2}.\left( {\dfrac{R}{2}} \right).\dfrac{t}{2} = \dfrac{1}{{16}}.{I^2}Rt\end{array} \right. \Rightarrow Q' = \dfrac{Q}{{16}}\)

Hai bếp hoạt động bình thường nên:

\(\left\{ \begin{array}{l}{P_1} = 250W\\{P_2} = 750W\end{array} \right.\)

Nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi bếp trong cùng khoảng thời gian:

\(\left\{ \begin{array}{l}{Q_1} = {P_1}.t\\{Q_2} = {P_2}.t\end{array} \right. \Rightarrow \dfrac{{{Q_1}}}{{{Q_2}}} = \dfrac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \dfrac{{250}}{{750}} = \dfrac{1}{3} \Rightarrow {Q_1} = \dfrac{1}{3}{Q_2}\)

Nhiệt lượng bếp tỏa ra trong 10 phút là:

\(Q = {I^2}Rt = {2^2}.80.10.60 = 192000J = 192kJ\)

Nhiệt lượng tỏa ra trên dây ban đầu trong thời gian 1 giây là:

\(P = \dfrac{{{U^2}}}{R}\)

Giảm chiều dài dây đi một nửa, điện trở của dây lúc này là:

\(R' = \rho \dfrac{{\dfrac{l}{2}}}{S} = \dfrac{1}{2}\rho \dfrac{l}{S} = \dfrac{R}{2}\)

Nhiệt lượng dây tỏa ra trong thời gian 1s là:

\(P' = \dfrac{{{U^2}}}{{R'}} = \dfrac{{{U^2}}}{{\dfrac{R}{2}}} = 2\dfrac{{{U^2}}}{R} = 2P\)

Vậy nhiệt lượng tỏa ra trên dây trong thời gian \(1s\) tăng gấp đôi.

+ Ta có: \(P = UI\)

=> Cường độ dòng điện chạy qua lò sưởi là: \(I = \frac{P}{U} = \frac{{880}}{{220}} = 4{\rm{A}}\)

+ Nhiệt lượng tỏa ra của lò sưởi mỗi ngày là: \(Q = UIt = 220.4.\left( {4.60.60} \right) = 12672000J = 3,52kWh\)

Định luật Jun - Lenxơ cho biết điện năng biến đổi thành nhiệt năng

Ta có:

Định luật Jun-Lenxơ

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

A - sai vì nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện

B, C, D - đúng

Ta có: \(Q = {I^2}Rt\)

Trong đó:

+ Q: nhiệt lượng tỏa ra (J)

+ I: cường độ dòng điện (A)

+ R: điện trở \(\left( \Omega  \right)\)

+ t: thời gian (s)

Ta có: \(Q = {I^2}Rt\)

Lại có: \(I = \dfrac{U}{R}\)

=> Nhiệt lượng \(Q\) còn được tính bởi các công thức khác:

\(Q = UIt = \dfrac{{{U^2}}}{R}t\)

Ta có nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn tỉ lệ thuận với điện trở R

=> Khi tăng gấp đôi điện trở của dây dẫn thì nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn cũng tăng gấp đôi

Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn: \(Q = {I^2}Rt\)

=> Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn phụ thuộc vào: cường độ dòng điện chạy qua dây, điện trở dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua

Ta có: Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn: \(Q = {I^2}Rt\)

=> Khi đồng thời giảm điện trở của dây dẫn, cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn đi một nửa: \(I' = \dfrac{I}{2},R' = \dfrac{R}{2},t' = \dfrac{t}{2}\) 

Nhiệt lượng tỏa ra trên dây khi đó: \(Q' = I{'^2}R't' = \dfrac{{{I^2}}}{4}.\dfrac{R}{2}\dfrac{t}{2} = \dfrac{{{I^2}Rt}}{{16}}\)

=> Nhiệt lượng sẽ giảm đi 16 lần