Một ấm điện có hai dây dẫn \({R_1}\) và \({R_2}\) để đun nước. Nếu dùng dây \({R_1}\) thì nước trong ấm sẽ sôi sau thời gian \({t_1} = 10\) (phút). Còn nếu dùng dây \({R_2}\) thì nước sẽ sôi sau thời gian \({t_2} = 40\) (phút). Nếu dùng cả hai dây mắc song song thì nước sẽ sôi sau thời gian là bao nhiêu?
Trả lời bởi giáo viên
Một ấm điện có hai dây dẫn \({R_1}\) và \({R_2}\) để đun nước, trong cả 3 trường hợp nhiệt lượng mà nước thu vào đều như nhau.
- Khi dùng dây \({R_1}\) thì nước trong ấm sẽ sôi sau thời gian \({t_1} = 10\) (phút).
Nhiệt lượng dây \({R_1}\) toả ra trong thời gian đó là: \(Q = I_1^2{R_1}{t_1} = \dfrac{{{U^2}}}{{{R_1}}}{t_1}\)
- Khi dùng dây \({R_2}\) thì nước trong ấm sẽ sôi sau thời gian \({t_2} = 40\) (phút).
Nhiệt lượng dây \({R_2}\) toả ra trong thời gian đó là: \(Q = I_2^2{R_2}{t_2} = \dfrac{{{U^2}}}{{{R_2}}}{t_2}\)
- Khi dùng cả hai dây mắc song song thì sẽ sôi sau thời gian t
Nhiệt lượng dây toả ra trong thời gian đó là \(Q = \dfrac{{{U^2}}}{R}t\)
Với \(\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{{{R_1}}} + \dfrac{1}{{{R_2}}}\)
Ta suy ra \(\dfrac{1}{t} = \dfrac{1}{{{t_1}}} + \dfrac{1}{{{t_2}}} = \dfrac{1}{{10}} + \dfrac{1}{{40}} \to t = 8\)(phút)
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: \(Q = {I^2}Rt = \frac{{{U^2}}}{R}t\)
+ Sử dụng biểu thức tính điện trở mắc song song: \(\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{{{R_1}}} + \dfrac{1}{{{R_2}}}\)