Một bếp điện có ghi 220V-1500W, được sử dụng ở hiệu điện thế 220V 1. Tính điện trở của bếp và cường độ dòng điện qua bếp khi đó 2. a) Tính nhiệt lượng bếp tỏa ra khi được sử dụng như trên trong thời gian 20 phút b) Nếu bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trường thì trong thời gian trên bếp có thể đun sôi được bao nhiêu l nước ở 15 độ. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/Kg.K 3.Nếu cắt bớt 1 nửa chiều dài dây đốt nóng của bếp rồi vẫn mắc vào hiệu điện thế như thế thì công suất của bếp thay đổi như thế nào? Tính giá trị công suất khi đó

   $\textit{Tóm tắt:}$

(Bếp được sử dụng với HĐT định mức nên hoạt động bình thường)

$U=220V$

$\mathscr{P}=1500W$

$t=20ph=1200s$

$t_1=15^oC$

$t_2=100^oC$

$D=1~kg/l$

$c=4200~J/kg.K$

$\underline{l'=0,5l\hspace{60pt}}$

$1/~R=~?~\Omega,I=~?~A$

$2a/~Q=~?~J$

$b/~V=~?~l$

$3/~\mathscr{P'}=~?~W$

                  $\textit{Giải:}$

$\S1$ Điện trở của bếp là:

          $R=\dfrac{U^2}{\mathscr{P}}=\dfrac{220^2}{1500}=\dfrac{484}{15}~(\Omega)$

     Cường độ dòng điện qua bếp khi đó là:

          $I=\dfrac{U}{R}=\dfrac{220}{\dfrac{484}{15}}=\dfrac{75}{11}~(A)$

Vậy điện trở của bếp và cường độ dòng điện chạy qua bếp lần lượt là $\dfrac{484}{15}~\Omega$ và $\dfrac{75}{11}~A$

$\S2a/$ Nhiệt lượng bếp tỏa ra trong $20ph$ là:

          $Q=\mathscr{P}t=1500.1200=1,8.10^6~(J)$

Vậy nhiệt lượng bếp tỏa ra trong $20ph$ là $1,8.10^6J$

$b/$ Nhiệt lượng nước thu vào là:

          $Q'=mc(t_2-t_1)=DVc(t_2-t_1)=1.V.4200.(100-15)=3,57.10^5V~(J)$

Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

      $Q=Q'$

$T/s:1,8.10^6=3,57.10^5V$

$V=\dfrac{1,8.10^6}{3,57.10^5}\approx5,04~(l)$

Vậy trong $20ph$ bếp có thể đun sôi khoảng $5,04l$ nước.

$\S3$ Khi chiều dài dây đốt nóng giảm một nửa thì điện trở của dây giảm một nửa (Hiệu điện thế không đổi) nên công suất sẽ tăng gấp đôi. (Giải thích cụ thể ở dưới)

Ta có:

$\dfrac{R}{R'}=\dfrac{l}{l'}\Leftrightarrow R'=\dfrac{Rl'}{l}=0,5R=0,5.\dfrac{484}{15}=\dfrac{242}{15}~(\Omega)$

     Công suất của bếp lúc này là:

          $\mathscr{P'}=\dfrac{U^2}{R'}=\dfrac{220^2}{\dfrac{242}{15}}=3000~(W)$

Vậy công suất của bếp tăng gấp đôi, cụ thể là tăng lên $3000W$.