Lý thuyết Nguồn điện, năng lượng điện và công suất điện (Cánh diều 2024) Vật lí 11

Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Bài 3: Nguồn điện, năng lượng điện và công suất điện

A. Lý thuyết Nguồn điện, năng lượng điện và công suất điện

I. Nguồn điện

1. Suất điện động của nguồn điện

Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện, được đo bằng thương số giữa công A do nguồn điện thực hiện làm dịch chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích đó.

$\text{E}=\frac{A}{q}$

Đơn vị của suất điện động là vôn, kí hiệu là V

2. So sánh suất điện động và hiệu điện thế

- Suất điện động là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng công của nguồn điện dịch chuyển một điện tích đơn vị theo một vòng kín của mạch điện.

- Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường tạo ra bởi nguồn điện và được đo bằng công làm một đơn vị điện tích dịch chuyển từ điểm A đến điểm B.

Như vậy, khi mạch ngoài hở thì suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nó.

3. Điện trở trong và hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện

Mỗi nguồn điện được đặc trưng bằng suất điện động E và điện trở trong r.

 $\text{E}=U_R+U_r$ hay $U_R=\text{E}-U_r=IR$

- Do nguồn điện có điện trở trong r nên hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn luôn nhỏ hơn suất điện động của nó khi mạch điện kín. Lượng $U_r=\text{E}-U_R$ được gọi là độ giảm thế trong.

II. Năng lượng điện và công suất điện

1. Năng lượng điện

Năng lượng điện tiêu thụ của đoạn mạch được đo bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển các điện tích: A = qU = UIt

2. Công suất điện

Công suất tiêu thụ năng lượng điện của đoạn mạch là năng lượng điện mà đoạn mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, được tính bằng 

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

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

3. Công và công suất của nguồn điện

Công của nguồn điện:

$A_n=\text{E\hspace{0.17em}}q=\text{E\hspace{0.17em}}It$

Công suất của nguồn điện:

${\text{P}}_n=\frac{A_n}{t}=\text{E\hspace{0.17em}}I$

B. Trắc nghiệm Nguồn điện, năng lượng điện và công suất điện

Câu 1. 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.$48,4\text{Ω}$.

C.$1000\text{Ω}$.

D. $\text{4,54Ω}$.

Câu 2. 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.$\text{P}=750kW$ và $\text{I}=341\text{A}$.

B. $\text{P}=750W$ và $\text{I}=3,41\text{A}$.

C. $\text{P}=750J$ và $\text{I}=3,41\text{A}$.

D.$\text{P}=750W$và $\text{I}=3,14\text{A}$.

Câu 3. Công của lực lạ làm di chuyển điện tích 4C từ cực âm đến cực dương bên trong nguồn điện là 24J. Suất điện động của nguồn là

A. 0,16V.

B. 6V.

C. 96V.

D. 0,6V.

Câu 4. 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 W.

B.2,4 W.

C.2400 W.

D.0,24 W.

Câu 5. Một acquy có ghi thông số 12 V – 20 Ah. Thông số này cho biết

A. điện lượng cực đại của acquy là 7200 C.

B. điện trở trong của acquy là 0,16 Ω.

C. dòng điện lớn nhất mà acquy có thể cung cấp là 20 A.

D. năng lượng dự trữ của acquy là ${12.10}^6\text{J}$.

Câu 11: Mắc nối tiếp điện trở R1 và R2 thành bộ rồi đặt hai đầu bộ điện trở này vào một hiệu điện thế U thì độ giảm thế trên R1 lớn gấp 2 lần độ giảm thế trên R2. Sau đó, mắc song song hai điện trở này thành bộ rồi đặt hai đầu bộ vào hiệu điện thế U thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở

A. R1 lớn gấp 2 lần cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2.

B. R2 lớn gấp 2 lần cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1.

C. R1 lớn gấp 4 lần cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2.

D. R2 lớn gấp 4 lần cường độ đòng điện chạy qua điện trở R1.

Câu 12: Đặt hiệu điện thế 12 V vào hai đầu đoạn mạch. Năng lượng điện mà đoạn mạch đã tiêu thụ khi có điện lượng 150 C chuyển qua mạch bằng

A. 1800 J.

B. 12,5 J.

C. 170 J.

D. 138 J.