Giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Bài 16: Công suất Hiệu suất

A. Trắc nghiệm

Câu 16.1 trang 52 SBT Vật lí 10: kW.h là đơn vị của

A. công.

B. công suất.

C. hiệu suất.

D. lực.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

B sai vì công suất có đơn vị là HP, W, kW.

C sai vì hiệu suất có đơn vị là %.

D sai vì lực có đơn vị là N.

Câu 16.2 trang 52 SBT Vật lí 10: Đơn vị nào sau đây không được dùng để đo công suất?

A. W.

B. J.s.

C. HP.

D. kg.m²/s³.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Công suất: $\text{P}=\frac{A}{t}$ mà A có đơn vị là J hoặc kg.m²/s² còn t có đơn vị là s nên công suất ngoài đơn vị là W, HP thì còn có đơn vị là kg.m²/s³.

Câu 16.3 trang 52 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Hiệu suất có đặc điểm:

- Hiệu suất của động cơ luôn nhỏ hơn 1.

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

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

Câu 16.4 trang 53 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Công suất: $\text{P}=\frac{A}{t}=\frac{F.d}{t}=\frac{50.30}{60}=25W$.

B. Tự luận

Bài 16.1 trang 53 SBT Vật lí 10: 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 hay không? Giải thích.

Lời giải:

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

Bài 16.2 trang 53 SBT Vật lí 10: 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?

Lời giải:

Hiệu suất của động cơ xe máy A cao hơn hiệu suất của động cơ xe máy B.

Bài 16.3 trang 53 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

Công suất: $\text{P}=\frac{F.d}{t}=\frac{100.30}{30}=100W$

Bài 16.4 trang 53 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

Lực tối thiểu có thể đưa 100 kg nước lên độ cao 3 m là

$F_{\min }=P=mg=980N$

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 là

${\text{P}}_{\min }=\frac{F_{\min }.d}{t}=\frac{980.3}{20}=147W$

Bài 16.5 trang 53 SBT Vật lí 10: Công suất sử dụng điện 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?

Lời giải:

Đổi 0,5 kW = 500 W

Công suất điện năng có ích tạo ra trên 1 m² pin năng lượng mặt trời:

100.15% = 15W

Diện tích bề mặt pin mặt trời cần sử dụng là:

$S=\frac{500}{15}\approx 33,3m^2$

Bài 16.6 trang 53 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

Lực kéo tác dụng lên thang máy có độ lớn bằng trọng lượng vật (do thang máy lên đều).

F = P = m.g = 5000 N

Công suất trung bình: $\text{P}$= F.v = 20 000W