Câu 1: Một bếp điện dùng nhiệt toả ra từ dây dẫn để đun nóng nước. Khi sử dụng dây số 1, nước sôi sau 5 phút. Khi sử dụng dây số 2 nước sôi sau 8 phút. Coi lượng nước các lần đun là giống hệt nhau, U không thay đổi và bỏ qua mọi hao phí.

a) Nếu mắc nối tiếp 2 dây thì thời gian đun sôi nước là bao lâu?

b) Nếu mắc song song thì thời gian đun sôi nước là bao lâu?

Đáp án:

`a,` `t_(nt)=13` phút 

`b,` `t_(ss)=3,1` phút

Giải thích các bước giải:

`t_1=5ph=300s`

`t_2=8ph=480s`

Gọi `R_1,R_2` lần lượt là điện trở dây dẫn `1` và `2`.

Nhiệt lượng cần dùng để đun nước sôi:

`Q=Q_1=U^2/R_1*t_1=300*U^2/R_1` `(J)`

`=>R_1=300*U^2/Q` `(\Omega)`

`Q=Q_2=U^2/R_2*t_2=480*U^2/R_2 ` `(J)`

`=>R_2=480*U^2/Q` `(\Omega)`

`a,` 

Nếu mắc nối tiếp thì điện trở của bếp là:

`R_(nt)=R_1+R_2=300*U^2/Q+480*U^2/Q=780*U^2/Q` `(\Omega)`

Thời gian đun khi mắc `2` giây nối tiếp:

`t_(nt)=Q/mathcalP_(nt)=Q/(U^2/R_(nt))=Q/(U^2/(780*U^2/Q))=780s=13ph`

`b,`

Nếu mắc song song thì điện trở của bếp là:

`R_(ss)=(R_1*R_2)/(R_1+R_2)=(300*U^2/Q*480*U^2/Q)/(300*U^2/Q+480*U^2/Q)=2400/13*U^2/Q` `(\Omega)`

Thời gian đun khi mắc `2` giây song song:

`t_(ss)=Q/mathcalP_(ss)=Q/(U^2/R_(ss))=Q/(U^2/(2400/13*U^2/Q))=2400/13s~~3,1ph`