Chào các em học sinh lớp 9! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài tập rất thú vị về công suất điện và năng lượng điện tiêu thụ của một bóng đèn. Các em hãy chú ý theo dõi nhé.

Bài toán:

Tính công suất điện của một bóng đèn và năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 5 giờ. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là 220 V và cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là 0,5 A.

Phân tích bài toán:

Đề bài yêu cầu chúng ta tính hai đại lượng:

1. Công suất điện của bóng đèn.
2. Năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong một khoảng thời gian nhất định.

Chúng ta đã được cho biết các giá trị:

• Hiệu điện thế \(U\) = 220 V.
• Cường độ dòng điện \(I\) = 0,5 A.
• Thời gian sử dụng \(t\) = 5 giờ.

Giải bài toán:

1. Tính công suất điện của bóng đèn:

Chúng ta biết công thức tính công suất điện \(P\) khi biết hiệu điện thế \(U\) và cường độ dòng điện \(I\) là:

\(P = U \times I\)

Thay số vào công thức, ta có:

\(P = 220 \text{ V} \times 0,5 \text{ A}\)

\(P = 110 \text{ W}\)

Vậy, công suất điện của bóng đèn là 110 Watt.

2. Tính năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 5 giờ:

Năng lượng điện \(A\) (hay còn gọi là công điện) mà bóng đèn tiêu thụ được tính bằng công thức:

\(A = P \times t\)

Trong đó:

• \(P\) là công suất điện của bóng đèn (đã tính ở trên).
• \(t\) là thời gian bóng đèn hoạt động.

Trước khi thay số, chúng ta cần đổi đơn vị thời gian từ giờ sang giây cho phù hợp với đơn vị chuẩn của năng lượng điện (Joule).

\(t = 5 \text{ giờ}\)

\(t = 5 \times 3600 \text{ giây}\)

\(t = 18000 \text{ giây}\)

Bây giờ, chúng ta thay số vào công thức tính năng lượng điện:

\(A = 110 \text{ W} \times 18000 \text{ s}\)

\(A = 1980000 \text{ J}\)

Nếu chúng ta muốn biểu diễn năng lượng điện dưới đơn vị Kilowatt-giờ (kWh) – đơn vị thường dùng để tính tiền điện, chúng ta sẽ làm như sau:

Đổi công suất từ Watt (W) sang Kilowatt (kW):

\(P = 110 \text{ W} = \frac{110}{1000} \text{ kW} = 0,11 \text{ kW}\)

Thời gian đã cho là 5 giờ, nên ta giữ nguyên đơn vị giờ.

Áp dụng công thức năng lượng điện \(A = P \times t\):

\(A = 0,11 \text{ kW} \times 5 \text{ h}\)

\(A = 0,55 \text{ kWh}\)

Vậy, năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 5 giờ là 1980000 Joule, hoặc tương đương 0,55 kWh.

Kết luận:

Công suất điện của bóng đèn là 110 W.

Năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 5 giờ là 1980000 J (hoặc 0,55 kWh).

Các em thấy đó, việc áp dụng đúng công thức và đổi đơn vị cẩn thận sẽ giúp chúng ta giải bài toán một cách chính xác. Các em có câu hỏi nào không?