Mời các bạn tham khảo chuyên đề Vật lý lớp 9: Truyền tải điện năng đi xa. Nội dung tài liệu bao gồm lý thuyết cơ bản môn Vật lý 9 kèm các câu hỏi trắc nghiệm và tự luận Lý 9 Truyền tải điện năng đi xa. Tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh luyện giải Lý 9 hiệu quả và học tốt môn Vật lý lớp 9 hơn. Mời các bạn tham khảo.
A. Lý thuyết Truyền tải điện năng đi xa
I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điện
– Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây.
Gọi P là công suất điện cần truyền đi.
U là hiệu điện thế hai đầu đường dây truyền tải điện.
I là cường độ dòng điện trên đường dây tải điện.
R là điện trở của đường dây tải điện.
+ Công suất điện cần truyền đi: P = U.I
+ Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn: Php = I2.R
– Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây dẫn.
2. Biện pháp làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện
Để giảm hao phí trên đường dây tải điện, cách tốt nhất đang được áp dụng hiện nay là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây.
Chú ý: Có loại máy biến thế chỉ gồm một cuộn dây được gọi là máy biến thế tự ngẫu. Cuộn dây của loại máy này có nhiều đầu ra. Tùy thuộc vào nguồn điện và tải tiêu thụ nối với những đầu nào của cuộn dây mà máy có tác dụng tăng thế hoặc hạ thế. Ở hình vẽ nếu nguồn điện nối vào A, B còn tải tiêu thụ nối vào A, C thì máy có tác dụng hạ thế và ngược lại.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Giải thích sự hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điện
Dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện: Khi dòng điện chạy trong dây dẫn, nó sẽ làm cho dây dẫn nóng lên, một phần điện năng đã bị hao phí do chuyển hóa thành nhiệt năng tỏa ra môi trường xung quanh.
B. Trắc nghiệm & Tự luận Truyền tải điện năng đi xa
Câu 1: Biểu thức tính công suất hao phí (công suất tỏa nhiệt):
→ Đáp án D
Câu 2: Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn
A. Toàn bộ điện năng ở nơi cấp sẽ truyền đến nơi tiêu thụ.
B. Có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây.
C. Hiệu suất truyền tải là 100%.
D. Không có hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây.
Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây
→ Đáp án B
Câu 3:Tại sao biện pháp giảm điện trở của đường dây tải điện lại tốn kém?
D. Giảm R của dây tải điện thì phải giảm tiết diện dây dẫn tức là phải dùng dây có kích thước nhỏ dẫn đến trụ cột chống đỡ dây cũng phải nhỏ nên gây tốn kém.
Giảm R của dây tải điện thì phải tăng tiết diện dây dẫn tức là phải dùng dây có kích thước lớn dẫn đến trụ cột chống đỡ dây cũng phải lớn nên gây tốn kém
→ Đáp án A
Câu 4:Trên cùng một đường dây tải đi một công suất điện xác định dưới một hiệu điện thế xác định, nếu dùng dây dẫn có đường kính tiết diện giảm đi một nửa thì công suất hao phí vì toả nhiệt sẽ thay đổi như thế nào?
A. Tăng lên hai lần.
B. Tăng lên bốn lần.
C. Giảm đi hai lần.
D. Giảm đi bốn lần.
Điện trở:
Tiết diện dây dẫn tròn là: (d: là đường kính của tiết diện dây dẫn).
Do đường kính giảm đi một nữa nên tiết diện giảm đi 4 lần (S tỉ lệ thuận với d2). S giảm đi 4 lần nên điện trở R tăng 4 lần (S tỉ lệ nghịch với điện trở). R tăng 4 lần nên công suất hao phí tăng 4 lần (do Php tỉ lệ thuận với điện trở R)
→ Đáp án B
Câu 5:Phương án làm giảm hao phí hữu hiệu nhất là:
A. Tăng tiết diện dây dẫn
B. Chọn dây dẫn có điện trở suất nhỏ
C. Tăng hiệu điện thế
D. Giảm tiết diện dây dẫn
Phương án làm giảm hao phí hữu hiệu nhất là tăng hiệu điện thế
→ Đáp án C
Câu 6: Người ta truyền tải một công suất điện P bằng một đường dây dẫn có điện trở 5Ω thì công suất hao phí trên đường dây truyền tải điện là 0,5 kW. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tải điện là 10 kV. Công suất điện P bằng:
A. 100000 W
B. 20000 kW
C. 30000 kW
D. 80000 kW
→ Đáp án A
Câu 7: Trên một đường dây tải đi một công suất điện xác định dưới hiệu điện thế 100000V. Phải dùng hiệu điện thế ở hai đầu dây này là bao nhiêu để công suất hao phí giảm đi hai lần?
A. 200 000V
B. 400 000V
C. 141 421V
D. 50 000V
Công suất hao phí dưới hiệu điện thế U = 100000V:
→ Đáp án C
Câu 8: Vì sao phải truyền tải điện năng đi xa?
A. Vì nơi sản xuất điện năng và nơi tiêu thụ điện năng ở cách xa nhau.
B. Vì điện năng sản xuất ra không thể để dành trong kho được.
C. Vì điện năng khi sản xuất ra phải sử dụng ngay.
D. Các lí do A, B, C đều đúng.
→ Đáp án D
Câu 9: Khi truyền tải điện năng đi xa, hao phí là đáng kể khi điện năng chuyển hóa thành dạng năng lượng nào sau đây?
A. Hóa năng.
B. Năng lượng ánh sáng.
C. Nhiệt năng.
D. Năng lượng từ trường.
→ Đáp án C
Câu 10: Muốn giảm hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn thì về nguyên tắc có thể có những cách nào?
A. Giữ nguyên hiệu điện thế U, giảm điện trở R.
B. Giữ nguyên điện trở R, tăng hiệu điện thế U.
C. Vừa giảm điện trở R vừa tăng hiệu điện thế U.
D. Cả ba cách A, B, C đều đúng.
→ Đáp án D
Câu 11: Một trong những phương án giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện là giảm điện trở của dây dẫn. Cách làm này có gì bất lợi?
A. Phải làm dây dẫn có tiết diện lớn.
B. Tốn kém rất lớn lượng kim loại màu.
C. Phải có hệ thống cột điện lớn.
D. Các phương án A, B, C đều là những bất lợi.
→ Đáp án D
Câu 12: Trên cùng một đường dây tải đi cùng một công suất điện P, khi dùng hiệu điện thế 500kV thì công suất hao phí là P1; khi dùng hiệu điện thế 1000V thì công suất hao phí là P2. Tỉ số P2P1 có thể nhận kết quả nào trong các kết quả sau:
A. 250000.
B. 25000.
C. 2500.
D. 250.
→ Đáp án A
Câu 13: Đường dây tải điện dài 100km, truyền đi một dòng điện 300A. Dây dẫn bằng đồng cứ 1km có điện trở 0,2Ω. Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đương dây có thể là giá trị nào sau đây?
A. Php= 1800000kW.
B. Php= 1800000W.
C. Php= 1800000J.
D. Php= 180000kW.
→ Đáp án B
Câu 14: Để truyền đi một công suất điện, nếu đường dây tải điện dài gấp 3 thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ
A. Tăng 3 lần.
B. Tăng 9 lần.
C. Giảm 3 lần.
D. Giảm 9 lần.
→ Đáp án A
Câu 15: Việc xây dựng đường dây tải điện Bắc – Nam của nước ta có hiệu điện thế lên tới 500kV nhằm mục đích gì?
A. Đơn giản là để truyền tải điện năng.
B. Để tránh ô nhiễm môi trường.
C. Để giảm hao phí điện năng.
D. Để thực hiện việc an toàn điện.
→ Đáp án C
Câu 16: Khi truyền đi cùng một công suất điện, muốn giảm công suất hao phí vì tỏa nhiệt, dùng cách nào trong các cách dưới đây có lợi hơn?
A. Tăng hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn lên hai lần.
B. Tăng tiết diện dây lên hai lần.
C. Giảm chiều dài đi hai lần.
D. Giảm hiệu điện thế hai lần.
→ Đáp án A
Câu 17: Trên cùng một dây dẫn tải đi cùng một công suất điện, nếu dùng dây dẫn có tiết diện tăng 4 lần thì công suất hao phí do tỏa nhiệt sẽ
A. Tăng 4 lần.
B. Giảm 4 lần.
C. Tăng 16 lần.
D. Giảm 16 lần.
→ Đáp án B
Câu 18: Khi truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn người ta dùng hai máy biến thế đặt ở hai đầu đường dây tải điện. Các máy biến thế này có tác dụng gì?
A. Cả hai máy biến thế đều dùng để tăng hiệu điện thế.
B. Cả hai máy biến thế đều dùng để giảm hiệu điện thế.
C. Máy biến thế ở đầu đường dây dùng để giảm hiệu điện thế, máy biến thế ở cuối đường dây dùng để tăng hiệu điện thế.
D. Máy biến thế ở đầu đường dây dùng để tăng hiệu điện thế, máy biến thế ở cuối đường dây dùng để giảm hiệu điện thế.
→ Đáp án D
Tự luận
Câu 1:Có hai đường dây tải điện tải đi cùng một công suất điện với dây dẫn cùng tiết diện, làm cùng bằng một chất. Đường dây thứ nhất có chiều dài 100 km và hiệu điện thế ở hai đầu dây là 100 000kV. Đường dây thứ hai có chiều dài 200 km và hiệu điện thế 200000 kV. So sánh công suất hao phí vì toả nhiệt Php1 và Php2 của hai đường dây?
Do hai dây dẫn cùng làm bằng một chất liệu, cùng một công suất truyền tải và cùng một tiết diện nên p, P, S của hai dây bằng nhau.
Công suất hao phí ở đường dây 1:
Câu 2: a) Tính công suất hao phí vì tỏa nhiệt trên đường dây tải trong hai trường hợp:
– Hiệu điện thế hai đầu đường dây tải điện là 500V.
– Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tải điện là 50kV
b) Hãy nhận xét kết quả 2 trường hợp trên
Biết công suất điện của nhà máy là 55 kW, khoảng cách từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ là 100 km, dây dẫn có điện trở tổng cộng là 60 Ω
Nhận xét: Hiệu điện thế trước lúc truyền đi xa tăng lên 100 lần thì công suất hao phí giảm đi 10000 lần.
Câu 3: Người ta cần truyền một công suất điện 200 kW từ nguồn điện có hiệu điện thế 5000V trên đường dây có điện trở tổng cộng là 20Ω . Độ giảm thế trên đường dây truyền tải là bao nhiêu?
Độ giảm thế trên đường dây truyền tải: U’ = I.R = 40.20 = 800V
………………………..
Trên đây, TaiLieuViet đã gửi tới các bạn Chuyên đề Vật lý 9: Truyền tải điện năng đi xa. Tài liệu gồm lý thuyết và bài tập kèm theo giúp các bạn nắm chắc kiến thức từ đó vận dụng tốt vào giải bài tập về truyền tải điện năng.
Ngoài lý thuyết Vật lý 9: Truyền tải điện năng đi xa, các bạn có thể tham khảo thêm Chuyên đề Vật lý 9, Giải bài tập Vật Lí 9, Tài liệu học tập lớp 9 mà TaiLieuViet tổng hợp và giới thiệu tới các bạn đọc.
