Bài 16. Công suất - Hiệu suất trang 52, 53

Trắc nghiệm 16.1

kW.h là đơn vị của

A. công.                      B. công suất.              

C. hiệu suất.                D. lực.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về khái niệm về công, công suất.

Lời giải chi tiết:

kW.h là đơn vị của công.

1 kW.h = 3 600 000 J

=> Chọn A

Trắc nghiệm 16.2

Đơn vị nào sau đây không được dùng để đo công suất?

A. W                           B. J.s                          

C. HP                          D. kg.m²/s²

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đơn vị của công suất.

Lời giải chi tiết:

Một vài đơn vị của công suất là: W, J/s, HP (= 746 W), kg.m²/s².

=> Chọn B

Trắc nghiệm 16.3

Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về hiệu suất?

A. Hiệu suất của động cơ luôn nhỏ hơn 1.

B. Hiệu suất đặc trưng cho mức độ hiệu quả của động cơ.

C. Hiệu suất của động cơ được xác định bằng tỉ số giữa công suất có ích và công suất toàn phần của động cơ.

D. Hiệu suất được xác định bằng tỉ số giữa năng lượng đầu ra và năng lượng đầu vào.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiệu suất.

Lời giải chi tiết:

Hiệu suất của động cơ H là tỉ số giữa công suất có ích và công suất toàn phần của động cơ, đặc trưng cho hiệu quả làm việc của động cơ và luôn nhỏ hơn 1.

=> Chọn D

Trắc nghiệm 16.4

Một dây cáp sử dụng động cơ điện tạo ra một lực không đổi 50 N tác dụng lên vật và kéo vật đi một đoạn đường 30 m trong thời gian 1 phút. Công suất của động cơ là:

A. 50 W                                  B. 25 W                             

C. 100 W                                D. 75 W

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về công suất.

Lời giải chi tiết:

Tóm tắt:

F = 50 N

s = 30 m

t = 1 phút = 60 s

P =?

Lời giải:

Vận tốc dịch chuyển của vật là: $v=\frac{s}{t}=\frac{30}{60}=0,5\left(m/s\right)$      

Công suất của động cơ là: $P=F.v=50.0,5=25\left(W\right)$

=> Chọn B

Tự luận 16.1

Nếu trong cùng một khoảng thời gian như nhau, công suất do hai lực sinh ra bằng nhau thì ta có thể kết luận rằng hai lực có độ lớn bằng nhau không? Giải thích.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về khái niệm về công suất.

Lời giải chi tiết:

Dựa theo biểu thức tính công $A=F.d.\cos \theta$ và công suất $P=\frac{A}{t}=\frac{F.d.\cos \theta }{t}$, ta chỉ có thể kết luận rằng công A do hai lực sinh ra là như nhau, chưa thể kết luận gì về độ lớn của hai lực vì còn phụ thuộc vào giá trị d và $\cos \theta$.

Tự luận 16.2

Hai động cơ xe máy đều sử dụng 1 lít xăng cùng loại, xe máy A di chuyển được 50 km trong khi xe máy B di chuyển được 40 km. Có thể kết luận gì về hiệu suất của động cơ xe máy A so với xe máy B?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về khái niệm về hiệu suất.

Lời giải chi tiết:

Hiệu suất của động cơ xe máy A cao hơn hiệu suất của động cơ xe máy B vì cùng một lượng năng lượng cung cấp, quãng đường vật A đi được là nhiều hơn chứng tỏ năng lượng có ích của vật A là lớn hơn.

Tự luận 16.3

Một người đàn ông kéo một khối gỗ với độ lớn lực là 100 N đi một đoạn đường 30 m trong thời gian 30 s. Biết lực kéo và phương dịch chuyển song song với nhau. Tìm công suất của người này khi kéo khối gỗ.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về khái niệm công suất.

Lời giải chi tiết:

Tóm tắt:

F = 100 N

d = 30 m

t = 30 s

P =?

Lời giải:

Ta có: $P=\frac{F.d}{t}=100W.$

Tự luận 16.4

Tính công suất tối thiểu của một máy bơm để có thể đưa 100 kg nước lên độ cao 3 m trong thời gian 20 s. Lấy g = 9,8 m/s².

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về công suất.

Lời giải chi tiết:

Tóm tắt:

m = 100 kg

d = 3 m

t = 20 s

g = 9,8 m/s²

P_min =?

Lời giải:

$F_{min}=980N,P_{min}=\frac{F_{min}.d}{t}=147W.$

Tự luận 16.5

Công suất điện sử dụng trung bình của một gia đình là 0,5 kW. Biết năng lượng mặt trời khi chiếu trực tiếp đến bề mặt của pin mặt trời đặt nằm ngang có công suất trung bình là 100 W trên một mét vuông. Giả sử chỉ có 15% năng lượng mặt trời được chuyển thành năng lượng có ích (điện năng). Hỏi cần một diện tích bề mặt pin mặt trời là bao nhiêu để có thể cung cấp đủ công suất điện cho gia đình này?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về khái niệm về công suất.

Lời giải chi tiết:

Tóm tắt:

P = 0,5 kW

P_{toàn phần} = 100 W

P_{có ích} = 15% P_{toàn phần}

S =?

Lời giải:

Công suất điện năng có ích tạo ra trên 1 m² pin năng lượng mặt trời: 100.15% = 15 W

Diện tích bề mặt pin mặt trời cần sử dụng là: $S=\frac{500}{15}=33,3m^2.$

Tự luận 16.6

Một thang máy có khối lượng 500 kg chuyển động đều với tốc độ 4 m/s. Tính công suất trung bình của hệ thống kéo thang máy. Lấy g = 10 m/s².

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về công suất trung bình.

Lời giải chi tiết:

Tóm tắt:

m = 500 kg

v = 4 m/s

g = 10 m/s²

P =?

Lời giải:

Lực kéo tác dụng lên thang máy: F = m.g = 5000 N.

Công suất trung bình: P = F.v = 20000 W.