Vật Lí 9 Bài 61: Sản xuất điện năng – nhiệt điện và thủy điện 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 61
Vai trò của điện năng trong đời sống và sản xuất
– Điện năng dễ chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.
+ Điện năng chuyển hóa thành cơ năng
+ Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng
+ Điện năng chuyển hóa thành quang năng
+ Điện năng biến đổi thành hóa năng
– Điện năng dễ dàng truyền tải đi xa (không cần xe vận chuyển, nhà kho, thùng chứa…, không gây ô nhiễm môi trường). Điện năng truyền tải bằng dây dẫn.
Nhiệt điện
Hình ảnh một số nhà máy nhiệt điện:
Sơ đồ các bộ phận chính của một nhà máy nhiệt điện:
– Lò đốt than: Hóa năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
– Nồi hơi: Nhiệt năng chuyển hóa thành cơ năng của hơi.
– Tuabin: Cơ năng của hơi chuyển hóa thành động năng của tuabin.
– Máy phát điện: Cơ năng chuyển hóa thành điện năng.
⇒ Trong nhà máy nhiệt điện, nhiệt năng biến thành cơ năng, rồi thành điện năng
Thủy điện
Hình ảnh một số nhà máy thủy điện:
Sơ đồ các bộ phận chính của nhà máy thủy điện:
– Ống dẫn nước: Thế năng của nước chuyển hóa thành động năng của nước.
– Tuabin: Động năng của nước chuyển hóa thành động năng của tuabin.
– Máy phát điện: Động năng chuyển hóa thành điện năng.
⇒ Trong nhà máy thủy điện, thế năng của nước trong hồ chứa được chuyển hóa thành động năng, rồi thành điện năng.
Giải bài tập SGK Vật Lí 9 Bài 61
Bài C1 (trang 160 SGK Vật Lý 9)
Hãy nhớ lại xem điện có thể được sử dụng vào những việc gì trong đời sống và sản xuất
Lời giải:
+ Trong đời sống: Điện năng cung cấp năng lượng để chạy quạt điện thắp đèn điện, đun bếp điện, chạy tủ lạnh, chạy máy điều hòa nhiệt độ, tivi…
+ Trong sản suất: Vận hành máy móc, thiết bị công nghiệp, thiết bị điện, luyện kim, tinh chế hóa chất, cung cấp năng lượng cho các linh kiện điện tử, thắp sáng…
Bài C2 (trang 160 SGK Vật Lý 9)
Hãy nêu những dụng cụ hay thiết bị trong đó điện năng đã được chuyển hóa thành cơ năng, nhiệt năng, quang năng, hóa năng.
Lời giải:
Quạt máy: Điện năng chuyển hóa thành cơ năng và nhiệt năng.
Bếp điện: Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
Đèn ống: Điện năng chuyển hóa thành quang năng và nhiệt năng.
Bình điện phân, bình nạp ắc quy: Điện năng chuyển hóa thành hóa năng.
Bài C3 (trang 160 SGK Vật Lý 9)
Việc truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu dùng được thực hiện như thế nào? Việc truyền tải đó có gì thuận lợi hơn việc vận chuyển than đá, dầu lửa, khí đốt?
Lời giải:
+ Việc truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu dùng được thực hiện bằng hệ thống đường dây điện và giảm hao phí trên đường dây bằng cách đặt máy tăng thế ở đầu nhà máy điện và máy hạ thế ở nơi tiêu thụ.
+ Việc truyền tải đó thuận lợi hơn việc vận chuyển than đá, dầu lửa, khí đốt: Truyền tải nhanh chóng, hiệu quả, có thể đưa đến tận nơi sử dụng ở trong nhà, trong xưởng, không cần xe vận chuyển hay hay nhà kho, thùng chứa.
Bài C4 (trang 160 SGK Vật Lý 9)
Trên hình 61.1. SGK vẽ sơ đồ các bộ phận chính của một nhà máy nhiệt điện. Hãy cho biết năng lượng đã được chuyển hóa từ dạng nào sang dạng nào từ lò đốt than qua nồi hơi, trong tuabin và trong máy phát điện.
Lời giải:
Lò đốt than: Hóa năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
Nồi hơi: Nhiệt năng chuyển hóa thành cơ năng của hơi.
Tuabin: Cơ năng của hơi chuyển thành động năng của tuabin.
Máy phát điện: Cơ năng chuyển hóa thành điện năng.
Bài C5 (trang 161 SGK Vật Lý 9)
Trên hình 61.2 SGK vẽ các bộ phận chính của một nhà máy thủy điện. Hãy cho biết năng lượng của nước trong hồ chứa đã biến đổi từ dạng nào sang dạng nào qua các bộ phận: ống dẫn nước, tuabin, máy phát điện.
Lời giải:
Ống dẫn nước: Thế năng của nước chuyển hóa thành động năng của nước
Tuabin: Động năng của nước chuyển hóa thành động năng của tuabin.
Máy phát điện: Động năng chuyển hóa thành điện năng.
Bài C6 (trang 161 SGK Vật Lý 9)
Hãy giải thích vì sao về mùa khô ít mưa, công suất của nhà máy thủy điện lại giảm đi.
Lời giải:
Khi ít mưa, mực nước trong hồ chứa giảm, thế năng của nước giảm, do đó trong các bộ phận của nhà máy năng lượng đều giảm, dẫn tới điện năng giảm.
Bài C7 (trang 161 SGK Vật Lý 9)
Thế năng của một vật có trọng lượng P được nâng lên độ cao h bằng công mà vật đó sinh ra khi rơi xuống đến đất: A = Ph. Một lớp nước dày 1m trên mặt một hồ chứa nước có diện tích 1km2 và độ cao 200m so với cửa tuabin của nhà máy thủy điện có thể cung cấp một năng lượng điện là bao nhiêu?
Tóm tắt:
S = 1km2 = 106m2; d = 1m; h = 200m; nước có D = 1000kg/m3
A = P.h = ?
Lời giải:
Công mà lớp nước rộng 1km2, dày 1m, có độ cao 200m có thể sinh ra khi chảy vào tuabin là:
A = P.h = 10.m.h = 10. V.D.h = 10. S.d.D.h
(V là thể tích, D là khối lượng riêng của nước, d là bề dày lớp nước).
→ A = 10.106.1.1000.200 = 2.1012J.
Công đó bằng thế năng của lớp nước, khi vào tuabin sẽ được chuyển hóa thành điện năng.
Trắc nghiệm Vật Lí 9 Bài 61 có đáp án
Bài 1: Ở nhà máy nhiệt điện:
A. nhiệt năng biến thành cơ năng, rồi thành điện năng.
B. nhiệt năng biến thành điện năng, rồi thành cơ năng.
C. quang năng biến thành điện năng.
D. hóa năng biến thành điện năng.
Lời giải
Trong nhà máy nhiệt điện, nhiệt năng được biến thành cơ năng, rồi thành điện năng.
Đáp án: A
Bài 2: Trong nhà máy nhiệt điện tác nhân trực tiếp làm quay tua bin là:
A. nhiên liệu
B. nước
C. hơi nước
D. quạt gió
Lời giải
Tác nhân trực tiếp làm quay tua bin là hơi nước
Đáp án: C
Bài 3: Ở nhà máy thủy điện
A. nhiệt năng biến thành cơ năng, rồi thành điện năng.
B. thế năng chuyển hóa thành động năng, rồi thành điện năng.
C. quang năng biến thành điện năng.
D. hóa năng biến thành điện năng.
Lời giải
Trong nhà máy thủy điện, thế năng của nước trong hồ chứa đã được chuyển hóa thành động năng, rồi thành điện năng.
Đáp án: B
Bài 4: Bộ phận trong nhà máy thủy điện có nhiệm vụ biến đổi năng lượng của nước thành điện năng là:
A. lò đốt than
B. nồi hơi
C. máy phát điện
D. tua bin
Lời giải
Thế năng của nước trong hồ chứa đã được chuyển hóa thành động năng làm quay tua bin có nhiệm vụ biến đổi năng lượng của nước thành điện năng
Đáp án: D
Bài 5: Ưu điểm nổi bật của nhà máy thủy điện là
A. tránh được ô nhiễm môi trường.
B. việc xây dựng nhà máy là đơn giản.
C. tiền đầu tư không lớn.
D. có thể hoạt động tốt trong cả mùa mưa và mùa nắng.
Lời giải
Ưu điểm nổi bật của nhà máy thủy điện là tránh được ô nhiễm môi trường
Đáp án: A
Bài 6: Trong điều kiện nào sau đây, nhà máy thủy điện cho công suất phát điện lớn hơn?
A. Mùa khô, nước trong hồ chứa ít.
B. Mùa mưa hồ chứa đầy nước.
C. Độ cao mực nước của hồ chứa tính từ tua bin thấp.
D. Lượng nước chảy trong ống dẫn nhỏ.
Lời giải
Nhà máy thủy điện cho công suất phát điện lớn hơn trong mùa mưa, khi hồ đầy nước
Đáp án: B
Bài 7: Vì sao nhà máy thủy điện lại phải xây hồ chứa nước ở trên vùng núi cao?
A. Để chứa được nhiều nước hơn
B. Để nước có thế năng hơn, chuyển hóa thành điện năng thì lợi hơn
C. Để có nhiều nước làm mát máy
D. Để tránh lũ lụt do xây nhà máy
Lời giải
Nhà máy thủy điện phải xây hồ chứa nước ở trên vùng núi cao để nước có thế năng hơn, chuyển hóa thành điện năng thì lợi hơn
Đáp án: B
Bài 8: Trong nhà máy thủy điện và nhiệt điện có một bộ phận giống nhau là tuabin. Vậy tuabin có nhiệm vụ gì?
A. Biến đổi cơ năng thành điện năng
B. Đưa nước hoặc hơi nước vào máy phát điện
C. Tích lũy điện năng được tạo ra
D. Biến đổi cơ năng của nước thành cơ năng của roto máy phát điện
Lời giải
Tuabin có nhiệm vụ biến đổi cơ năng của nước thành cơ năng của roto máy phát điện
Đáp án: D
Bài 9: Trong nhà máy nhiệt điện và nhà máy thủy điện, năng lượng được biến đổi theo nhiều giai đoạn, dạng năng lượng cuối cùng trước khi được biến đổi thành điện năng là gì?
A. Nhiệt năng
B. Điện năng
C. Hóa năng
D. Cơ năng
Lời giải
Trong nhà máy nhiệt điện và nhà máy thủy điện, năng lượng được biến đổi theo nhiều giai đoạn, dạng năng lượng cuối cùng trước khi được biến đổi thành điện năng là cơ năng.
Đáp án: D
Bài 10: Thế năng của một vật có trọng lượng P được nâng lên độ cao h bằng công mà vật đó sinh ra khi rơi xuống đến đất: A = P.h. Một lớp nước dày 1m trên mặt một hồ chứa nước có diện tích 1km2 và độ cao 200m so với cửa tuabin của nhà máy thủy điện có thể cung cấp một năng lượng điện là bao nhiêu?
A. 2.1010J
B. 2.1012J
C. 4.1010J
D. 4.1012J
Lời giải
Ta có:
Lượng năng lượng điện tối đa thu được bằng công của lượng nước rơi xuống:
W=A=P.h
Lại có:
P=10m=10.DV
V=Sd
Ta suy ra: W=10.D.V.h=10.D.S.d.h
Từ đề bài ta có:
S=1km2=106m2
d=1m
D=1000kg/m3
h=200m
→W=10.1000.106.1.200=2.1012J
Đáp án: B
Bài 11: Trong máy phát điện gió, dạng năng lượng nào đã được chuyển hóa thành điện năng?
A. Cơ năng
B. Nhiệt năng
C. Hóa năng
D. Quang năng
Lời giải
Trong máy phát điện gió, năng lượng của sức gió (cơ năng) đã biến đổi thành điện năng
Động năng gió → Động năng roto → Năng lượng điện trong máy phát điện
Đáp án: A
Bài 12: Điểm nào sau đây không phải là ưu điểm của điện gió?
A. Không gây ô nhiễm môi trường.
B. Không tốn nhiên liệu.
C. Thiết bị gọn nhẹ.
D. Có công suất rất lớn.
Lời giải
Điện gió thì có thiết bị không gọn nhẹ
Đáp án: C
Bài 13: Quá trình chuyển hóa năng lượng trong nhà máy điện hạt nhân là:
A. Năng lượng hạt nhân – Cơ năng – Điện năng.
B. Năng lượng hạt nhân – Cơ năng – Nhiệt năng – Điện năng.
C. Năng lượng hạt nhân – Thế năng – Điện năng.
D. Năng lượng hạt nhân – Nhiệt năng – Cơ năng – Điện năng.
Lời giải
Nhà máy điện hạt nhân biến đổi năng lượng hạt nhân thành điện năng.
Cụ thể: Năng lượng hạt nhân → nhiệt năng làm nóng một chất lỏng lên đến 3150C→ chất lỏng lại được dùng để đun sôi nước trong nồi hơi (cơ năng)→ chạy tuabin của máy phát điện. (điện năng)
Đáp án: D
Bài 14: Quá trình chuyển hóa năng lượng trong nhà máy điện gió là:
A. Năng lượng gió – Cơ năng – Điện năng.
B. Năng lượng gió – Nhiệt năng – Cơ năng – Điện năng.
C. Năng lượng gió – Hóa năng – Cơ năng – Điện năng.
D. Năng lượng gió – Quang năng – Điện năng.
Lời giải
Trong máy phát điện gió, năng lượng của sức gió (cơ năng) đã biến đổi thành điện năng
Động năng gió → Động năng roto → Năng lượng điện trong máy phát điện
Hay: Năng lượng gió → cơ năng → điện năng
Đáp án: A
Bài 15: Nguồn phát điện gây ô nhiễm môi trường nhiều nhất là
A. nhà máy phát điện gió
B. pin mặt trời
C. nhà máy thuỷ điện
D. nhà máy nhiệt điện
Lời giải
Ta có:
Điện gió, điện mặt trời, thủy điện đều là những nguồn năng lượng tự nhiên
Nhiệt điện là nguồn phát điện gây ô nhiễm môi trường nhiều nhất
Đáp án: D
Bài 16: Trong các nhà máy phát điện, nhà máy phát điện nào có công suất phát điện không ổn định nhất?
A. Nhà máy nhiệt điện đốt than.
B. Nhà máy điện gió.
C. Nhà máy điện nguyên tử.
D. Nhà máy thủy điện.
Lời giải
Nhà máy thủy điện có công suất phát điện không ổn định nhất vì phụ thuộc vào lượng nước chứa trong hồ, mưa lũ, …
Đáp án: D
Bài 17: Trong pin Mặt Trời có sự chuyển hóa
A. Quang năng thành điện năng
B. Nhiệt năng thành điện năng
C. Quang năng thành nhiệt năng
D. Nhiệt năng thành cơ năng
Lời giải
Pin mặt trời: biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.
Đáp án: A
Bài 18: Dòng điện do pin Mặt Trời cung cấp có gì khác với dòng điện do máy phát điện gió cung cấp?
A. Pin Mặt Trời có công suất lớn hơn máy phát điện gió
B. Dòng điện do pin Mặt Trời cung cấp là dòng một chiều, còn do máy phát điện gió cung cấp là dòng xoay chiều
C. Pin Mặt Trời cho dòng điện liên tục, còn máy phát điện gió cho dòng điện đứt quãng
D. Dòng điện do pin Mặt Trời cung cấp là dòng điện xoay chiều, còn do máy phát điện gió cung cấp là dòng một chiều biến đổi
Lời giải
Dòng điện do pin Mặt Trời cung cấp là dòng một chiều, còn do máy phát điện gió cung cấp là dòng xoay chiều
Đáp án: B
Bài 19: Ánh sáng Mặt Trời mang đến cho mỗi mét vuông mặt đất một công suất 1,5kW. Hiệu suất của pin Mặt Trời là 10%. Hãy tính xem cần phải làm các tấm pin Mặt Trời có diện tích tổng cộng là bao nhiêu để cung cấp điện cho một trường học sử dụng 64 bóng đèn 100W và 32 quạt điện 75W
A. 24m2
B. 19,6m2
C. 58,67m2
D. 32,8m2
Lời giải
+ Công suất điện của pin Mặt Trời cần cung cấp cho trường học chính bằng tổng công suất của bóng đèn và quạt điện:
P1 = 64.100 + 32.75 = 8800W = 8,8kW
+ Theo đề bài, hiệu suất của pin Mặt Trời là 10%
Ta suy ra, công suất toàn phần mà Mặt Trời cần cung cấp là: P2=10P1=88kW
+ Mặt khác, ánh sáng Mặt Trời mang đến cho mỗi mét vuông mặt đất một công suất 1,5kW
=> Diện tích tổng cộng của các tấm pin Mặt Trời phải bằng:
Đáp án: C
Bài 20: Những ngày trời nắng không có mây, bề mặt có diện tích 1m2 của tấm pin Mặt Trời để ngoài nắng nhận được một năng lượng Mặt Trời 1400J trong 1s. Hỏi cần phủ lên mái nhà một tấm pin Mặt Trời có diện tích tối thiểu là bao nhiêu để có đủ điện thắp sáng hai bóng đèn có công suất 100W, một ti vi có công suất 175W. Biết rằng hiệu suất của pin Mặt Trời là 10%
A. 2,68m2
B. 1,96m2
C. 5,87m2
D. 3,28m2
Lời giải
+ Công suất mà năng lượng Mặt Trời cung cấp cho mỗi mét vuông diện tích tấm pin là:
+ Công suất điện của pin Mặt Trời cần cung cấp cho hai bóng đèn và ti vi là:
P1=2.100+175=375W
+ Công suất toàn phần mà Mặt Trời cần cung cấp là:
P2=10P1=10.375=3750W=3,75kW
+ Diện tích tối thiểu của tấm pin Mặt Trời cần phủ lên mái nhà là:
Đáp án: A
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 9 Bài 61: Sản xuất điện năng – nhiệt điện và thủy điện 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 Sản xuất điện năng – nhiệt điện và thủy điện. 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
