Giải SGK Vật lí 11 KNTT Bài 25. Năng lượng và công suất điện có đáp án

- Cột chỉ số mới và chỉ số cũ cho biết sự chênh lệch giữa năng lượng điện tiêu thụ tháng sau và tháng trước.

- Cột điện năng tiêu thụ: cho biết năng lượng điện đã tiêu thụ trong 1 tháng.

- Hình 25.1 a: Xe đạp điện – năng lượng điện tiêu thụ chuyển hoá thành động năng là chủ yếu.

- Hình 25.1 b: Ấm đun nước – năng lượng điện tiêu thụ chuyển hoá thành nhiệt năng là chủ yếu.

- Hình 25.1 c: Bóng đèn sợi đốt – năng lượng điện tiêu thụ chuyển hoá thành quang năng và nhiệt năng là chủ yếu.

- Hình 25.1 d: Bóng đèn LED – năng lượng điện tiêu thụ chuyển hoá thành quang năng năng là chủ yếu.

Nếu mạch chỉ có điện trở R, toàn bộ năng lượng điện đã chuyển hoá thành nhiệt năng nên ta có công thức: $Q=A=UIt=I^{2}Rt=\frac{U^2}{R}t$

Ta có công thức tính công suất:

- Cách tính này nhằm mục đích chính là khuyến khích người dân sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả.

- Nguyên nhân do nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt, nguồn năng lượng tái tạo chưa được khai thác tối đa, nguồn năng lượng không tái tạo cạn dần, dẫn đến ngành sản xuất điện ngày càng phải khan hiếm nguồn nguyên liệu đầu vào. Do đó người ta sẽ tăng giá điện để con người sử dụng điện một cách hợp lí, tiết kiệm hơn.

Trường hợp sử dụng bóng đèn sợi đốt

- Tính cho một tháng, với thời gian hoạt động của một bóng là 1000 h mà chỉ sử dụng bóng đèn 5h/ ngày nên trong 1 tháng (sử dụng có 150 h < 1 000 h) vẫn chưa phải thay bóng mới.

+ Số bóng sử dụng trong 1 tháng là 1 bóng. Tiền mua 1 bóng đèn là 8000 đồng.

+ Điện năng tiêu thụ trong 1 tháng: $A=\text{P}.t=\mathrm{100.5.30}=15kW.h$

+ Giá tiền điện phải trả trong 1 tháng: 15 . 2 000 = 30 000 đồng

Tổng số tiền phải trả cho một tháng sử dụng bóng đèn sợi đốt là:

30 000 + 8 000 = 38 000 đồng.

- Khi sử dụng trong 30 000 h thì số bóng đèn phải sử dụng là: 30 000 : 1000 = 30 bóng

+ Số tiền phải mua bóng đèn là: 30 . 8 000 = 240 000 đồng

+ Điện năng tiêu thụ trong 30 000 h: $A=\text{P}.t=100.30000=3000kW.h$

+ Giá tiền điện phải trả trong 30 000 h là: 3 000 . 2 000 = 6 000 000 đồng

Tổng số tiền phải trả cho 30 000 h sử dụng bóng đèn sợi đốt là:

6 000 000 + 240 000 = 6 240 000 đồng.

Trường hợp sử dụng bóng đèn LED

- Tính cho một tháng, với thời gian hoạt động của một bóng là 30 000 h mà chỉ sử dụng bóng đèn 5h/ ngày nên trong 1 tháng hay trong 30000 h (sử dụng có 150 h < 1000 h) vẫn chưa phải thay bóng mới.

+ Số bóng sử dụng trong 1 tháng là 1 bóng. Tiền mua 1 bóng đèn là 48 000 đồng.

+ Điện năng tiêu thụ trong 1 tháng: $A=\text{P}.t=\mathrm{20.5.30}=3kW.h$

+ Giá tiền điện phải trả trong 1 tháng: 3 . 2 000 = 6 000 đồng

 Tổng số tiền phải trả cho một tháng sử dụng bóng đèn LED là:

6 000 + 48 000 = 54 000 đồng.

- Khi sử dụng trong 30 000 h thì số bóng đèn phải sử dụng là 1 bóng

+ Số tiền phải mua bóng đèn là: 48 000 đồng

+ Điện năng tiêu thụ trong 30 000 h: $A=\text{P}.t=20.30000=600kW.h$

+ Giá tiền điện phải trả trong 30 000 h là: 600 . 2 000 = 1 200 000 đồng

Tổng số tiền phải trả cho 30 000 h sử dụng bóng đèn LED là:

1 200 000 + 48 000 = 1 248 000 đồng.

So về hiệu quả kinh tế và độ bền thì ta nên sử dụng bóng đèn LED.

a)

- Hiệu điện thế định mức là giá trị hiệu điện thế dụng cụ điện cần được cung cấp để hoạt động bình thường.

- Công suất định mức của mỗi dụng cụ điện cho biết công suất mà dụng cụ đó tiêu thụ khi hoạt động bình thường.

Ví dụ: một bóng đèn ghi 220 V – 100 W thì chỉ khi nào dụng cụ được dùng ở đúng hiệu điện thế 220 V thì công suất điện của nó mới bằng 100 W.

- Cách vẽ: Chúng ta sẽ ưu tiên sử dụng cách mắc song song để sử dụng các thiết bị độc lập với nhau.

Học sinh tự quan sát các thiết bị điện trong lớp học để vẽ lại sơ đồ.

b) Giả sử lớp học sử dụng các thiết bị sau:

- 6 bóng đèn LED có công suất 10W và sử dụng 6h/ ngày

- 4 quạt trần có công suất 60W và sử dụng 4h/ ngày

- 4 quạt treo tường công suất 50W và sử dụng 4h/ ngày

- 2 điều hoà công suất 750W và sử dụng 4h/ ngày

- Đơn giá điện tiêu thụ được tính theo các mốc:

Áp dụng để tính số điện tiêu thụ của lớp học trong 1 tháng

Điện năng tiêu thụ trong 1 tháng:

(6.10.6 + 4.60.4 + 4.50.4 + 2.750.4) . 30 = 243 600 W.h = 243,6 kWh

Số tiền điện phải trả:

50.1549 + 50.1600 + 100.1858 + 43,6.2340 = 445 274 đồng

c) Phương án tiết kiệm điện cho gia đình, lớp học

- Tắt các thiết bị khi không sử dụng

- Vệ sinh, bảo dưỡng các thiết bị điện định kì

- Sử dụng các thiết bị đúng mục đích sử dụng, công năng sử dụng

- Chọn các thiết bị chính hãng, tiết kiệm điện

…

- Nội dung ghi trong hóa đơn tiền điện:

+ Cột chỉ số mới và chỉ số cũ cho biết sự chênh lệch giữa năng lượng điện tiêu thụ tháng sau và tháng trước.

+ Cột điện năng tiêu thụ: cho biết năng lượng điện đã tiêu thụ trong 1 tháng.

- ý nghĩa của việc tính giá điện lũy tiến là khuyến khích người dân sử dụng điện năng đúng mục đích, tránh lãng phí.

- Lợi ích của việc thay đèn sợi đốt bằng đèn LED để:

+ tiêu thụ điện năng thấp hơn.

+ chi phí hoạt động thấp hơn.

+ tỏa ít nhiệt hơn.

+ hoạt động tức thì.

+ độ bền cao.