Công thức tính hiệu suất của nguồn điện khá quan trọng trong chương trình vật lý 11, các em có thể dựa vào công thức này để giải các bài tập cũng như ứng dụng vào tính hiệu suất của nguồn điện như ắc quy, máy thu điện…Vậy cách tính hiệu suất của nguồn điện như thế nào? Mời các bạn cùng xem chi tiết ở đây.
- Công thức tính công suất
- Công thức tính cường độ điện trường
Hiệu suất của nguồn điện là tỉ số giữa hai đại lượng là điện năng tiêu thụ có ích và tổng lượng điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài và mạch trong. Hiệu suất của nguồn điện giúp ta có thể đánh giá được nguồn điện có đang hoạt động hiệu quả hay không.
Công thức tính hiệu suất của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ có ích chia cho tổng điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài và mạch trong
Trong đó:
- H là hiệu suất của nguồn điện
- A [ có ính] là điện năng tiêu thụ có ích
- A là tổng điện năng tiêu thụ của mạch ngoài và mạch trong
Trong đó
- E’, r’ là suất phản điện và điện trở trong của máy thu
- R là điện trở mạch ngoài
Trong đó
- η là hiệu suất của máy biến áp
- P in, P out là công suất vào và ra của máy biến áp
- P th là hiệu suất tổn hao của máy biến áp
- P cu, P fe là hiệu suất tổn hao của đồng và sắt
Bài tập ví dụ
Ví dụ 1 : Ví dụ 1 : Một máy phát điện cung cấp điện cho động cơ, suất điện động và điện trở của máy là 25v, r là 1Ω . dòng điện chạy qua động cơ I = a A , điện trở củ cuộn dây trong động cơ R = 1,5 Ω. Hãy tính hiệu suất của nó.
Lời giải
Đáp án : Hiệu suất của nó là : 92%
Ví dụ 2 : Trong trường hợp mạch ngoài chỉ có điện trở R, hãy tìm biểu thức hiệu suất của nguồn điện H trong đó chỉ chứa R và r
Lời giải
Khi mạch ngoài chỉ có điện trở R thì U = RI = ℰ – r.l và ℰ = [R + r].l
Với giải câu hỏi 13 phần Ôn tập trang 102 sgk Vật lí lớp 8 được biên soạn lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập môn Vật lí 8. Mời các bạn đón xem:
- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
Học sinh cần nắm kiến thức về công cơ học, định luật về công, hiệu suất.
1. Khi nào có công cơ học?
- Công cơ học dùng với trường hợp khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực.
- Nếu vật chuyển dời theo phương vuông góc với phương của lực thì công của lực đó bằng không.
- Công cơ học phụ thuộc vào 2 yếu tố: Lực tác dụng vào vật và độ chuyển dời của vật.
Quảng cáo
2. Công thức tính công cơ học
- Công thức: A = F.s [ khi vật chuyển dời theo hướng của lực]
Trong đó A: công của lực F
F: lực tác dụng vào vật [N]
s: quãng đường vật dịch chuyển [m]
- Đơn vị công là Jun [kí hiệu là J]: 1J = 1 N.m.
3. Định luật về công
Không một máy cơ đơn giản nào cho lợi về công, được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại.
4. Hiệu suất của công cơ học
- Trong đó Aci là công có ích. Atp là công toàn phần [J].
Quảng cáo
Ví dụ 1: Một người đưa một vật nặng lên cao h bằng hai cách. Cách thứ nhất, kéo trực tiếp vật theo phương thẳng đứng. Cách thứ hai, kéo vật theo mặt phẳng nghiêng có chiều dài gấp 2 lần độ cao h. Nếu bỏ qua ma sát ở mặt phẳng nghiêng thì.
A. công thực hiện ở cách thứ hai lớn hơn vì đường đi lớn gấp hai lần
B. công thực hiện ở cách thứ hai nhỏ hơn vì lực kéo vật theo mặt phẳng nghiêng nhỏ hơn
C. công thực hiện ở cách thứ nhất lớn hơn vì lực kéo lớn hơn
D. công thực hiện ở hai cách đều như nhau
Lời giải:
Đáp án: D
- Theo định luật về công: Không một máy cơ đơn giản nào cho lợi về công, được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại.
- Khi dùng mặt phẳng nghiêng ta được lợi 2 lần về lực nhưng lại thiệt 2 lần về đường đi nên công thực hiện bằng với cách thứ nhất.
Quảng cáo
Ví dụ 2: Một người kéo một gàu nước từ giếng sâu 10m. Công tối thiểu của người đó phải thực hiện là bao nhiêu? Biết gàu nước có khối lượng là 0,5Kg và đựng thêm 10lít nước, khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3.
Lời giải:
- Thể tích của nước: V = 10 lít = 0,01 m3
- Khối lượng của nước:
mn = V.D = 0,01 . 1000 = 10 [Kg]
- Lực tối thiểu để kéo gàu nước lên là: F = P
Hay: F = 10[mn + mg] = 10[10 + 0,5] = 105 [N]
Công tối thiểu của người đó phải thực hiện:
A = F.S = 105. 10 = 1050[J]
Đáp số: 1050J
Ví dụ 3: Người ta dùng một ròng rọc cố định để kéo một vật có khối lượng 40Kg lên cao 5m với lực kéo 480N. Tính công hao phí để thắng lực cản.
Lời giải:
- Trọng lượng của vật là:
P = 10.m = 10.40 =400 [N]
- Công của lực kéo là:
A = F.s = 480.5 = 2400 [J]
- Công có ích để kéo vật:
Ai = P.s = 400.5 =2000 [J]
- Công hao phí để thắng lực cản là:
Ahp = A - Ai = 2400 - 2000 = 400 [J]
Đáp số: 400J
Câu 1: Người ta dùng một palăng để đưa một kiện hàng nặng 200kg lên cao. Biết lực cần thiết để kéo vật lên cao là 500N, ma sát và khối lượng ròng rọc không đáng kể. Để kéo kiện hàng này lên cao 5m thì phải kéo dây đi một đoạn là bao nhiêu?
A. 5m B. 10m
C. 15m D. 20m
Đáp án: D
- Trọng lượng của kiện hàng là:
P = 10.m = 10.200 = 2000 [N]
- Dùng pa lăng cho ta lợi về lực 4 lần, nên sẽ bị thiệt 4 lần về đường đi. Do đó phải kéo dây đi:
4.5 = 20 [m]
Câu 2: Một cái búa có trọng lượng 200N được nâng lên cao 0,5m. Công của lực nâng búa là:
A. 200J B. 100J
C. 10J D. 400J.
Đáp án: B
- Áp dụng công thức A = F.s
- Công của lực nâng búa là:
A = 200.0,5 = 100 [J]
Câu 3: Một đầu tàu kéo một toa tàu chuyển động từ ga A tới ga B trong 15 phút với vận tốc 30Km/h. Sau đó đoàn tàu đi từ ga B đến ga C với vận tốc 20Km/h. Thời gian đi từ ga B đến ga C là 30 phút. Biết rằng lực kéo của đầu tàu không đổi là 10000N. Công của đầu tàu sinh ra khi tàu đi từ A đến C là:
A. 4000kJ B. 600000kJ
C. 175000kJ D. 20000kJ
Đáp án: C
15 phút = 0,25 giờ
30 phút = 0,5 giờ
- Quãng đường đi từ ga A đến ga B:
S1 = v1.t1 = 30. 0,25 = 7,5 [Km] = 7500m
- Quãng đường đi từ ga B đến ga C:
S2 = v2.t2 = 20. 0,5 = 10 [Km] = 10000m
- Công của đầu tàu sinh ra là:
A = F [S1 + S2] = 10000.[7500 + 10000] = 175000000 [J] = 175000[KJ]
Câu 4: Để đưa một vật có khối lượng 250Kg lên độ cao 10m người ta dùng một hệ thống gồm một ròng rọc cố định, một ròng rọc động. Lúc này lực kéo dây để nâng vật lên là F1 = 1500N. Hiệu suất của hệ thống là:
A. 80% B. 83,3%
C. 86,7% D. 88,3%
Đáp án: B
- Công có ích để nâng vật lên độ cao 10m:
A1 = 10.m.h = 10.250.10 = 25000 [J]
- Khi dùng hệ thống ròng rọc trên thì khi vật lên cao một đoạn h thì phải kéo dây một đoạn S = 2h. Do đó công dùng để kéo vật:
A = F1 . S = F1 . 2h = 1500.2.10 = 30000[J]
- Hiệu suất của hệ thống:
Câu 5: Để đưa một vật có khối lượng 200Kg lên độ cao 4m người ta dùng một mặt phẳng nghiêng dài l = 12m. Lực kéo lúc này là F = 900N. Lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là :
A. 233,3N B. 256,2N
C. 2800N D. 1080N
Đáp án : A
- Công có ích để nâng vật lên độ cao 10m:
A1 = 10.m.h = 10.200.4 = 8000 [J]
- Công toàn phần kéo vật bằng mặt phẳng nghiêng:
A = F. l = 900. 12 = 10800 [J]
- Công hao phí do ma sát:
Ahp = A - A1 = 10800 – 8000 =2800 [J]
- Áp dụng công thức:
- Lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng:
Câu 6: Người ta dùng một mặt phẳng nghiêng có chiều dài 5m để kéo một vật có khối lượng 300Kg với lực kéo 1200N . Biết hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là 80%. Tính chiều cao của mặt phẳng nghiêng?
- Công của lực kéo vật:
A = F.l = 1200.5 = 6000[J]
- Công có ích là:
A1 = A.H = 6000.80% = 4800 [J] [1]
- Mặt khác ta lại có:
A1 = P.h = 10.m.h = 3000h [J] [2]
- Từ [1] và [2] suy ra: 3000h = 4800
⇒ h = 1,6 [m]
Đáp số: 1,6m
Câu 7: Một con ngựa kéo xe chuyển động đều với lực kéo là 600N. Trong 5 phút công thực hiện được là 360kJ. Tính vận tốc của xe.
- Đổi 360kJ = 360000J; 5 phút = 300 giây
- Áp dụng công thức:
A = F.s ⇒ s = A : F
- Quãng đường xe ngựa đi được trong 5 phút là:
S = A : F = 360000 : 600 = 600 [m]
- Vận tốc của xe ngựa là:
600 : 300 = 2 [m/s]
Đáp số: 2m/s
Câu 8: Người ta lăn 1 thùng dầu từ mặt đất lên sàn xe tải bằng một tấm ván nghiêng. Sàn xe tải cao 1,2 mét, tấm ván dài 3m. Thùng có tổng khối lượng là 100Kg và lực đẩy thùng là 420N.
a] Tính lực ma sát giữa tấm ván và thùng.
b] Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.
a] Trọng lượng thùng là:
P = 10.m = 10.100 = 1000 [N]
- Nếu không có ma sát thì lực đẩy thùng là:
- Thực tế phải đẩy thùng với 1 lực 420N vậy lực ma sát giữa tấm ván và thùng là:
Fms = F - F' = 420 – 400 = 20 [N]
b] Công có ích để đưa vật lên:
Ai = P . h = 1000. 1,2 = 1200[J]
- Công toàn phần để đưa vật lên:
A = F. S = 420.3 = 1260 [J]
- Hiệu suất mặt phẳng nghiêng là:
Đáp số: 20N; 95,2%
Câu 9: Người ta dùng hệ thống ròng rọc để trục một bức tượng cổ bằng đồng [bức tượng đặc hoàn toàn] có trọng lượng P = 5340N từ đáy hồ sâu H = 10m lên [hình vẽ].
Hãy tính:
a] Lực kéo khi bức tượng chìm hoàn toàn dưới nước.
b] Tính công cần thiết để kéo bức tượng từ đáy hồ lên đến mặt nước. Bỏ qua trọng lượng của các ròng rọc. Biết trọng lượng riêng của đồng là 89000N/m3
a] Thể tích của bức tượng là:
- Lực đẩy Acsimet tác dụng lên tượng khi nó chìm trong nước là:
FA= V.d0 = 0,06.10000 = 600[N]
- Lực cần thiết để kéo vật trực tiếp là:
Ftt = P - FA = 5340 - 600 = 4740 [N]
- Dùng ròng rọc động được lợi hai lần về lực.
- Lực cần thiết để kéo vật bằng ròng rọc là
b] Do dùng ròng rọc động nên bị thiệt hai lần về đường đi nên công của lực kéo:
A =F.2H = 2370.2.10 = 47400 [J]
Đáp số: 2370N; 47400J
Câu 10: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện là S = 200 cm2, cao h = 50 cm, được thả nổi trong một hồ nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Tính công thực hiện để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ. Biết: dgỗ = 8000 N/m3 ; dnước = 10000 N/m3 và nước trong hồ có độ sâu là H = 1 m.
- Thể tích của vật là:
V = S.h = 0,01 m3.
- Trọng lượng của vật là:
P = V.dg = 0,01.8000 = 80 N.
- Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật khi vật nổi trên mặt nước là:
FA = P = 80 [N]
- Chiều cao phần vật chìm trong nước là:
⇒ Chiều cao phần vật nổi trên mặt nước là: l = h – h1 = 0,5 – 0,4=0,1 [m]
- Lực F cần tác dụng để vật ngập hoàn toàn trong nước là:
F + P = F’A F = F’A – P = dn.S.h – dg.S.h.
⇒ F = 0,02.0,5.[10000-8000] = 20 [N]
- Lực tác dụng lên vật để nhấn chìm vật ngập hoàn toàn trong nước tăng dần từ 0 đến giá trị F. Nên công tác dụng trong giai đoạn này là:
- Công tác dụng lên vật để nhấn chìm vật đến đáy bể là:
A2 = F.[H-h] = 20.0,5 = 10 [J].
- Vậy công tổng cộng cần tác dụng lên vật để nhấn chìm vật đến đáy hồ là:
A = A1 + A2 = 1 + 10 = 11 [J].
Đáp số: 11J
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 8 cực hay, có lời giải chi tiết khác:
Xem thêm các loạt bài Để học tốt môn Vật Lí 8 hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
- Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!
- Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 8 có đáp án
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k8: fb.com/groups/hoctap2k8/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Loạt bài Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 8 có đáp án của chúng tôi được biên soạn bám sát nội dung chương trình Vật Lý lớp 8.
Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.