Công thức công suất điện lớp 11 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức công suất điện lớp 11 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức công suất điện từ đó học tốt môn Vật Lí 11.

1. Công thức

Công suất tiêu thụ năng lượng điện (gọi tắt là công suất điện) của một đoạn mạch là năng lượng điện mà mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian:

$\text{P}=\frac{A}{t}=UI$

Đơn vị của công suất điện là oát, kí hiệu là W.

2. Ví dụ

Ví dụ 1. Một trường học có 20 phòng học, tính trung bình mỗi phòng học sử dụng điện trong 10 giờ mỗi ngày với một công suất điện tiêu thụ $500\text{ W}$

a) Tính công suất điện tiêu thụ trung bình của trường học trên.

b) Tính năng lượng điện tiêu thụ của trường học trên 30 ngày.

c) Tính tiền điện của trường học trên phải trả trong 30 ngày với giá điện 2000 đ/kW.h.

d) Nếu tại các phòng học của trường học trên, các bạn học sinh đều có ý thức tiết kiệm điện bằng cách tắt các thiết bị điện khi không sử dụng. Thời gian dùng các thiết bị điện ở mỗi phòng học chỉ còn 8 giờ mỗi ngày. Em hãy tính tiền điện mà trường học trên đã tiết kiệm được trong một năm học (9 tháng, mỗi tháng 30 ngày).

Hướng dẫn giải

a) Công suất điện tiêu thụ trung bình của trường học:

$\text{P}=500.20=10000 W=10 kW.$

b) Năng lượng điện tiêu thụ của trường học trong 30 ngày:

$A=\text{P\hspace{0.17em}}t=\mathrm{10.30.10}=3000 kW.h.$

c) Tiền điện của trường học phải trả trong 30 ngày:

Tổng tiền $=2000.3000=6000000$ đồng.

d) Tiền điện của trường học tiết kiệm được trong một năm học:

Tiền điện tiết kiệm $=2000.\left(\mathrm{10.2.30.9}\right)=10800000$ đồng.

Ví dụ 2. Trên một bàn là có ghi $110\text{ V}-550\text{ W}$ và trên bóng đèn dây tóc có ghi $110\text{ V}-100\text{ W}$

a) Tính điện trở của bàn là và của bóng đèn khi chúng hoạt động bình thường.

b) Có thể mắc nối tiếp bàn là và bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V được không? Vì sao? (Cho rằng điện trở của bóng đèn và của bàn là không đổi).

c) Có thể mắc nối tiếp hai dụng cụ này vào hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu để chúng không bị hỏng? Tính công suất tiêu thụ của mỗi dụng cụ khi đó.

Hướng dẫn giải

a) Điện trở của bàn là: $R_1=\frac{U_1^2}{{\text{P}}_1}=\frac{{110}^2}{550}=22\Omega$

Điện trở của bóng đèn: $R_2=\frac{U_2^2}{{\text{P}}_2}=\frac{{110}^2}{100}=121\Omega$

b) Điện trở tương đương của toàn mạch: $R=R_1+R_2=22+121=143\text{Ω. }$

Cường độ dòng điện trong mạch: $I=\frac{U}{R}=\frac{220}{143}\approx \mathrm{1,54}\text{ A}$

Hiệu điện thế giữa hai đầu bàn là: $U_1^{\text{'}}={\text{IR}}_1=\mathrm{1,54.22}=\mathrm{33,88}\text{ V}$

Hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn: $U_2^{\text{'}}=I_2=\mathrm{1,54.121}=186\text{ V}$

Nhận xét: $U_2^{\text{'}}>U_2$ nên nếu mắc như thế bóng đèn sẽ bị cháy.

c) Cường độ dòng điện định mức của bàn là và của bóng đèn là:

$I_1=\frac{{\text{P}}_1}{U_1}=\frac{550}{110}=5 A;I_2=\frac{{\text{P}}_2}{U_2}=\frac{100}{110}\approx \mathrm{0,91} A.$

Khi mắc nối tiếp hai dụng cụ này vào mạch điện, để chúng không bị hỏng thì dòng điện lớn nhất trong mạch có cường độ là $I^{\text{'}}=\mathrm{0,91}A$

Hiệu điện thế lớn nhất trong trường hợp này:

$U^{\text{'}}=I^{\text{'}}\left(R_1+R_2\right)=\mathrm{0,91.143}=\mathrm{130,13}\text{ V. }$

Công suất tiêu thụ trên bàn là: $P_1=I{\text{'}}^2.R_1={\mathrm{0,91}}^2.22\approx \mathrm{18,22} W.$

Công suất tiêu thụ trên bóng đèn: $P_2=I{\text{'}}^2.R_2={\mathrm{0,91}}^2.121\approx 100 W.$

3. Bài tập

Câu 1. Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 4V thì dòng điện qua bóng đèn có cường độ là 600mA. Công suất tiêu thụ của bóng đèn này là

A. $24\text{ W}$

B. $\mathrm{2,4}\text{ W}$

C. $2400\text{ W}$

D. $\mathrm{0,24}\text{ W}$

Đáp án đúng là B

Câu 2. Trên một bàn là điện có ghi thông số $220\text{ V}-1000\text{ W}$ .Điện trở của bàn là điện này là

A. $220\text{Ω}$

B. $\mathrm{48,4}\text{Ω}$

C. $1000\text{Ω}$

D. 4,54Ω

Đáp án đúng là B

Câu 3. Trên vỏ một máy bơm nước có ghi $220\text{ V}-1100\text{ W}$. Cường độ dòng điện định mức của máy bơm là

A. I = 0,5 A.                  

B. I = 50 A.                   

C. I = 5 A.                     

D. I = 25 A.

Đáp án đúng là C

Câu 4. Một bóng đèn có công suất định mức 100 W sáng bình thường ở hiệu điện thế 220 V. Cường độ dòng điện qua bóng đèn là

A. 5,22 A.                     

B. $\frac{5}{22}$A.                      

C. $\frac{5}{11}$A.                       

D. 1,21 A.

Đáp án đúng là C

Câu 5. Khi hai điện trở giống nhau mắc nối tiếp vào một hiệu điện thế U không đổi thì công suất tỏa nhiệt trên đoạn mạch là 100 W. Nếu hai điện trở đó mắc song song và cùng mắc vào hiệu điện thế U trên thì công suất tỏa nhiệt trên đoạn mạch là

A. 100 W.

B. 200 W.

C. 400 W.

D. 50 W.

Đáp án đúng là C

Câu 6. Một thiết bị tiêu thụ điện có công suất P = 15 W và hiệu điện thế làm việc là U = 220 V. Sử dụng dụng cụ trên trong 20 phút ở hiệu điện thế 220 V thì điện năng tiêu thụ là

A. 5 W.

B. 50 J.

C. 300 J.

D. 5 Wh.

Đáp án đúng là D

Câu 7: Một bếp điện có ghi 220V - 1500 W. Điện năng tiêu thụ khi sử dụng bếp trong thời gian 30 phút là

A. 22.10⁶ J.

B. 1500 kJ.

C. 750 kJ.

D. 2,7.10⁶ J.

Đáp án đúng là D

Câu 8: Thắp sáng một bóng đèn 220 V – 40 W trong 8 h mỗi ngày thì một tháng  (30 ngày) phải trả bao nhiêu tiền điện? Biết giá điện là 2500 đ/(kWh).

A. 12000 đ.

B. 18000 đ.

C. 24000 đ.

D. 25000 đ.

Đáp án đúng là C

Câu 9. Một bếp điện hoạt động liên tục trong 4 giờ ở hiệu điện thế 220V. Khi đó, số chỉ của công tơ điện tăng thêm 3 số. Công suất tiêu thụ của bếp điện và cường độ dòng điện chạy qua bếp trong thời gian trên là bao nhiêu?

A. P = 750kW và I = 341A

B. P = 750W và I = 3,41A

C. P = 750J và I = 3,41A

D. P = 750W và I = 3,14A

Đáp án đúng là B

Câu 10: Mắc hai đầu biến trở vào hai cực của một bình acquy. Điều chỉnh để giá trị của biến trở thay đổi từ 0 đến rất lớn. Chọn phát biểu đúng.

A. Công suất toả nhiệt trên biến trở luôn tăng.

B. Công suất toả nhiệt trên biến trở luôn giảm.

C. Công suất toả nhiệt trên biến trở giảm rồi tăng.

D. Công suất toả nhiệt trên biến trở tăng rồi giảm.

Đáp án đúng là D

Xem thêm các bài viết về công thức Vật Lí 11 sách mới hay, chi tiết khác:

• Công thức điện trở. Định luật Ohm

• Công thức các yếu tố ảnh hưởng lên điện trở

• Công thức suất điện động và điện trở trong của nguồn điện

• Công thức liên quan đế bài toán mạch điện chứa nguồn điện

• Công thức năng lượng điện

---