Bài tập Vật lí Lớp 9 - Bài 36: Truyền tải điện năng đi xa (Có đáp án)

 Bài 36: Truyền tải điện năng đi xa: lý thuyết, các dạng bài 
tập có đáp án
A. Lý thuyết
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
 2
 + Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn: Php = I .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
 Câu 1: Biểu thức tính công suất hao phí (công suất tỏa nhiệt):
 A. 
 B. 
 C. 
 D. 
Hiển thị đáp án
 Công suất tỏa nhiệt (hao phí): 
 → 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.
Hiển thị đáp án
 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?
 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.
Hiển thị đáp án
 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.
Hiển thị đáp án
 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 d 2). 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 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
Hiển thị đáp án
 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 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 bằng:
 A. 100000 W
 B. 20000 kW
 C. 30000 kW
 D. 80000 kW
Hiển thị đáp án → 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
Hiển thị đáp án
 Công suất hao phí dưới hiệu điện thế U = 100000V:
 Để giảm hao phí hai lần thì:
 Lấy (2) chia cho (1) ta được:
 → Đáp án C
 Câu 8: 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 của hai 
 đường dây?
Hiển thị đáp án Do hai dây dẫn cùng làm bằng một chất liệu, cùng một công suất truyền tải và cùng một tiết 
 diện nên , S của hai dây bằng nhau.
 Công suất hao phí ở đường dây 1:
 Công suất hao phí ở đường dây 2:
 Lấy (2) chia cho (1) ta được:
 Câu 9: 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
Hiển thị đáp án
 a) - Cường độ dòng điện 
 Công suất hao phí 
 - Cường độ dòng điện trên đường dây: 
 Công suất hao phí b) Ta thấy
 Nhận xét: Hiệu điện thế trước lúc truyền đi xa tăng lên 100 lần thì công suất hao phí giảm đi 
 10000 lần.
 Câu 10: 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?
Hiển thị đáp án
 Độ giảm thế trên đường dây truyền tải: U’ = I.R = 40.20 = 800V