Vật Lí 9 Bài 36: Truyền tải điện năng đi xa được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.
Tóm tắt lý thuyết Vật Lí 9 Bài 36
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.
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.
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.
Giải bài tập SGK Vật Lí 9 Bài 36
Bài C1 (trang 99 SGK Vật Lý 9)
Từ công thức (3) SGK có thể suy ra khi truyền tải một công suất điện xác định mà muốn giảm hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây thì có thể có những cách làm nào?
Lời giải:
Giảm điện trở R của đường dây tải hoặc tăng điện áp U giữa hai đầu đường dây truyền tải.
Bài C2 (trang 99 SGK Vật Lý 9)
Muốn giảm điện trở của dây dẫn thì phải dùng dây dẫn có kích thước như thế nào? Giảm công suất hao phí bằng cách giảm điện trở của dây tải điện thì có gì bất lợi?
Lời giải:
Qua công thức , ta thấy muốn giảm điện trở thì phải tăng S, tức là dùng dây dẫn có tiết diện lớn. Khi đó thì dây có khối lượng lớn, đắt tiền, nặng, dễ gãy, phải có hệ thống cột điện lớn.
Giảm công suất hao phí bằng cách giảm diện trở dây tải điện thì có bất lợi: Tổn phí để tăng tiết diện S của dây còn lớn hơn giá trị điện năng bị hao phí.
Bài C3 (trang 99 SGK Vật Lý 9)
Nếu tăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây thì có lợi gì? Muốn vậy, chúng ta phải giải quyết những vấn đề gì?
Lời giải:
Tăng hiệu điện thế thì công suất hao phí sẽ giảm rất nhiều vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây. Muốn vậy phải chế tạo máy tăng hiệu điện thế khi truyền tải điện năng đi xa và giảm hiệu điện thế tại nơi tiêu thụ điện.
Bài C4 (trang 99 SGK Vật Lý 9)
Cùng một công suất điện P được tải đi trên cùng một dây dẫn. Hãy so sánh công suất hao phí khi dùng hiệu điện thế 500 000V với khi dùng hiệu điện thế 100 000V
Lời giải:
Từ công thức ta thấy khi hiệu điện thế U tăng 5 lần thì công suất hao phí giảm 52 = 25 lần.
Bài C5 (trang 99 SGK Vật Lý 9)
Hãy trả lời câu hỏi nêu ở đầu bài học.
Lời giải:
Ta phải xây dựng đường dây cao thế tuy tốn kém, nguy hiểm nhưng tiết kiệm được rất nhiều điện năng hao phí trên đường dây truyền tải, bớt khó khăn vì dây dẫn quá to, nặng.
Trắc nghiệm Vật Lí 9 Bài 36 có đáp án
Bài 1: Chọn phát biểu đúng.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
Lời giải
A, C, D – sai vì: 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
B – đúng
Đáp án: B
Bài 2: Biểu thức nào sau đây tính công suất của dòng điện:
Lời giải
Công suất của dòng điện: P = UI
Đáp án: C
Bài 3: Biểu thức tính công suất hao phí (công suất tỏa nhiệt):
Lời giải
Công suất tỏa nhiệt (hao phí):
Đáp án: D
Bài 4: Chọn phát biểu đúng khi nói về công suất hao phí trên đường dây tải điện:
A. Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây
B. Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây.
C. Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tỉ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu đường dây
D. Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây.
Lời giải
Công suất tỏa nhiệt (hao phí):
=>Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn
Đáp án: B
Bài 5: Có mấy cách để giảm hao phí trên đường dây truyền tải điện năng đi xa
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Lời giải
Để giảm hao phí trên đường dây truyền tải điện năng đi xa ta có các phương án:
+ Giảm điện trở R của đường dây tải điện
Tăng tiết diện dây dẫn (tốn kém)
Chọn dây có điện trở suất nhỏ (tốn kém)
+ Tăng hiệu điện thế (thường dùng)
Đáp án: B
Bài 6: Tại sao biện pháp giảm điện trở của đường dây tải điện lại gây tốn kém?
A. 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
B. Giảm R của dây tải điện thì phải giảm 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
C. Giảm R của dây tải điện thì phải tăng tiết diện dây dẫn tức là phải dùng dây có kích thước nhỏ dẫn đến trụ cột chống đỡ dây cũng phải lớn nên gây 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
Lời giải
Biện pháp giảm điện trở của đường dây tải điện gây tốn kém vì: 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
Bài 7: 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
Lời giải
Khi truyền tải điện năng đi xa phương án làm giảm hao phí hữu hiệu nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn bằng các máy biến thế
Đáp án: C
Bài 8: Một công suất P được tải đi trên cùng một dây dẫn. Công suất hao phí khi dùng hiệu điện thế 500000V với khi dùng hiệu điện thế 100000V hơn kém nhau bao nhiêu lần?
Lời giải
Gọi P1 là công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện khi hiệu điện thế là U1 = 500000V
P2 là công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện khi hiệu điện thế là U2 = 100000V
Ta có:
Đáp án: D
Bài 9: Để truyền đi một công suất điện, nếu đường dây tải điện dài gấp đôi thì công suất hao phí tỏa nhiệt sẽ:
A. Tăng 2 lần
B. Tăng 4 lần
C. Giảm 2 lần
D. Không tăng, không giảm
Lời giải
Ta có:
+ Điện trở của dây dẫn được tính bởi công thức:
+ Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện:
=> Khi đường dây tải điện dài gấp đôi l′ = 2l thì điện trở của dây dẫn tăng lên hai lần: R′ = 2R
=> Công suất hao phí cũng tăng lên 2 lần
Đáp án: A
Bài 10: Trên cùng một đường dây dẫn tải đi cùng một công suất điện, nếu dùng dây dẫn có tiết diện tăng lên gấp đôi thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ:
A. Tăng 2 lần
B. Giảm 2 lần
C. Tăng 4 lần
D. Giảm 4 lần
Lời giải
Ta có:
+ Điện trở của dây dẫn được tính bởi công thức:
+ Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện:
=>Nếu dùng dây dẫn có tiết diện tăng lên gấp đôi S′ = 2S thì điện trở của dây dẫn giảm đi hai lần:
=> Công suất hao phí cũng giảm đi 2 lần
Đáp án: B
Bài 11: Khi truyền đi cùng một công suất điện, muốn giảm công suất hao phí do tỏa nhiệt, thì dùng cách nào sau đây có lợi hơn
A. Giảm điện trở của đường dây đi 2 lần
B. Tăng tiết diện dây dẫn lên 2 lần
C. Giảm chiều dài dây dẫn 2 lần
D. Tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn
Lời giải
Ta có:
+ Điện trở của dây dẫn được tính bởi công thức:
+ Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện:
=> Các phương án A, B, C chỉ làm công suất hao phí giảm 2 lần
Khi tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn 2 lần thì công suất hao phí giảm 4 lần.
Đáp án: D
Bài 12: Trên cùng một đường dây dẫn 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 tỏa nhiệt sẽ thay đổi như thế nào?
A. Tăng 2 lần
B. Tăng 4 lần
C. Giảm 2 lần
D. Giảm 4 lần
Lời giải
Ta có:
+ Điện trở của dây dẫn được tính bởi công thức:
+ Tiết diện
+ Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện:
=>Dùng dây dẫn có đường kính tiết diện giảm đi một nửa tức là thì điện trở của dây dẫn tăng 4 lần:
R′ = 4R
=> Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện khi đó tăng 4 lần
Đáp án: B
Bài 13: Trên cùng một đường dây dẫn tải đi một công suất điện xác định dưới một hiệu điện thế 100000V. Phải dùng hiệu điện thế ở hai đầu dây này là bao nhiêu để công suất hao phí vì tỏa nhiệt giảm đi hai lần?
A. 200000V
B. 4000000V
C. 141421V
D. 500000V
Lời giải
Gọi P1, U1 là công suất hao phí và hiệu điện thế ban đầu (U1 = 100000V) P2, U2 là công suất hao phí và hiệu điện thế cần dùng để giảm hao phí
Ta có:
Theo đầu bài:
Đáp án: C
Bài 14: Khi truyền tải điện năng, ở nơi truyền đi người ta cần lắp
A. Biến thế tăng điện áp
B. Biến thế giảm điện áp
C. Biến thế ổn áp
D. Cả biến thế tăng áp và biến thế hạ áp.
Lời giải
Khi truyền tải điện năng, ở nơi truyền đi người ta cần lắp biến thế tăng điện áp để giảm hao phí trên đường dây truyền tải.
Đáp án: A
Bài 15: Một nhà máy điện sinh ra một công suất 100000kW và cần truyền tải tới nơi tiêu thụ. Biết hiệu suất truyền tải là 90%. Công suất hao phí trên đường truyền là:
A. 10000kW
B. 1000kW
C. 100kW
D. 10kW
Lời giải
Ta có hiệu suất truyền tải là 90%
Đáp án: A
Bài 16: Người ta truyền tải một công suất điện 1000kW bằng một đường dây có điện trở 10. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tải điện là 110kV . Công suất hao phí trên đường dây là:
A. 9,1W
B. 1100W
C. 82,64W
D. 826,4W
Lời giải
Công suất hao phí trên đường dây là:
Đáp án: D
Bài 17: Người ta cần truyền một công suất điện 200kW từ nguồn điện có hiệu điện thế 5000V trên đường dây có điện trở tổng cộng là 20 . Độ giảm thế trên đường dây truyền tải là:
A. 40V
B. 400V
C. 80V
D. 800V
Lời giải
Ta có:
200kW = 200000W
Cường độ dòng điện:
Độ giảm thế trên đường dây truyền tải là: U’ = IR = 40.20 = 800V
Đáp án: D
Bài 18: Có hai đường dây tải điện đi cùng một công suất điện với dây dẫn cùng tiết diện, làm cùng một chất. Đường dây thứ nhất có chiều dài 100km và hiệu điện thế ở hai đầu dây là 100000kV, đường dây thứ hai có chiều dài 200km và hiệu điện thế ở hai đầu dây là 200000kV. So sánh công suất hao phí vì tỏa nhiệt P1 và P2 của hai đường dây.
A. P1 = P2
B. P1 = 2P2
C. P1 = 4P2
D. P1 = P2
Lời giải
Ta có:
+ Điện trở của dây tải:
+ Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên hai đường dây tải điện là:
Đáp án: B
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 9 Bài 36: Truyền tải điện năng đi xa do THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Truyền tải điện năng đi xa. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.
Biên soạn bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Vật Lý 9
