TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ 12 Bài 16 Truyền tải điện năng Máy biến áp Bài 1 Một máy biến áp lý tưởng có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp bằng 10 Mắc một bóng đèn sợi đốt[.]
TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ 12 Bài 16: Truyền tải điện - Máy biến áp Bài 1: Một máy biến áp lý tưởng có tỉ số số vịng dây cuộn sơ cấp số vòng dây cuộn thứ cấp 10 Mắc bóng đèn sợi đốt loại 24 V – 24 W vào hai đầu cuộn thứ cấp đèn sáng bình thường Cường độ dịng điện hiệu dụng cuộn sơ cấp bằng: A 0,2 A B 0,5 A C 0,1 A D A - Dịng điện qua đèn để đèn sáng bình thường: → Dòng điện sơ cấp: Chọn đáp án C Bài 2: Một người định quấn máy hạ áp từ điện áp U 1 = 220 V xuông U2 = 90 V với lõi không phân nhánh, xem máy biến áp lí tưởng, máy làm việc suất điện động hiệu dụng xuất vòng dây Vơn/vịng Người quấn hồn tồn cuộn thứ cấp lại quấn ngược chiều vòng cuối cuộn sơ cấp Khi thử máy với điện áp U 1 = 220 V điện áp hai đầu cuộn thứ cấp đo 110 V Số vòng dây bị quấn ngược là: A 20 vòng B 15 vòng C 30 vòng D 10 vòng - Số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp vấn là: - Gọi n số vòng dây bị quấn ngược sơ cấp: → Kết từ trường n vòng quấn ngược triệt tiêu từ trường n vòng quấn thuận → Số vòng dây hiệu dụng sơ cấp đó: → Áp dụng công thức máy biến áp: Chọn đáp án D Bài 3: Một máy tăng áp có tỉ số vịng dây hai cuộn dây Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz Tần số dòng điện hai đầu cuộn thứ cấp bằng: A 50 Hz B 25 Hz C 100 Hz D 50√2 Hz - Máy biến áp khơng làm thay đổi tần số dịng điện qua nó: → 50 Hz Chọn đáp án A Bài 4: Một máy biến áp có số vịng dây cuộn sơ cấp lớn số vòng dây cuộn thứ cấp Máy biến áp có tác dụng: A tăng cường độ dòng điện, giảm điện áp B giảm cường độ dòng điện, tăng điện áp C tăng cường độ dòng điện, tăng điện áp D giảm cường độ dòng điện, giảm điện áp - Máy biến áp có số vịng cuộn sơ cấp lớn số vòng cuộn thứ cấp → máy hạ áp làm tăng cường độ dòng điện Chọn đáp án A Bài 5: Trong truyền tải điện xa máy biến áp Biết cường độ dịng điện ln pha so với điện áp hai đầu nơi truyền Nếu điện áp nơi phát tăng 20 lần cơng suất hao phí đường dây giảm: A 200 lần B 40 lần C 400 lần D 20 lần - Công suất hao phí q trình truyền tải: → U tăng lên 20 lần hao phí dây giảm 400 lần Chọn đáp án C Bài 6: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi Nếu tăng số vòng dây cuộn thứ cấp thêm 20% điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở tăng thêm 40 V so với lúc đầu Điện áp hiệu dụng ban đầu cuộn thứ cấp để hở là: A 220 V B 200 V C 60 V D 48 V - Áp dụng cơng thức máy biến áp Ta có: Chọn đáp án B Bài 7: Điện truyền với công suất P đường dây tải điện với điện áp trạm truyền U, hiệu suất trình truyền tải H Giữ nguyên điện áp trạm truyền trải điện tăng công suất truyền tải lên k lần cơng suất hao phí đường dây tải điện là: - Ta có: - Khi tăng cơng suất truyền tải lên P’ = k.P cơng suất hao phí: Chọn đáp án B Bài 8: Điện truyền với công suất P đường dây tải điện với điện áp trạm truyền U, hiệu suất trình truyền tải 90% Nếu giữ nguyên điện áp trạm truyền trải điện giảm cơng suất truyền tải lần hiệu suất truyền tải điện là: A 80% B 85% C 90% D 95% - Ta có: - Nếu giữ nguyên điện áp trạm truyền trải điện giảm công suất truyền tải lần hiệu suất truyền tải điện là: Chọn đáp án D Bài 9: Một đường dây có điện trở R = Ω, dẫn dòng điện xoay chiều pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ Điện áp hiệu dụng nguồn điện lúc phát 5000 V, công suất cần truyền tải 500 kW Hệ số công suất mạch điện 0,8 Có phần trăm cơng suất bị đường dây tỏa nhiệt? A 6,25% B 10% C 3,25% D 8% - Phần trăm công suất bị đường dây tỏa nhiệt: Chọn đáp án A Bài 10: Điện trạm điện truyền điện áp kV, hiệu suất q trình truyền tải 80% Biết cơng suất truyền khơng đổi Muốn hiệu suất q trình truyền tải tăng đến 95% ta phải: A giảm điện áp xuống kV B tăng điện áp lên đến kV C giảm điện áp xuống 0,5 kV D tăng điện áp lên đến kV - Ta có: (Vì cơng suất nơi phát P, điện trở dây R, hệ số công suất cosφ không thay đổi) - Vậy ta có: Chọn đáp án D Bài 11: Trạm phát điện truyền công suất 550 kW, điện áp nơi phát 10 kV Muốn độ giảm điện áp dây tải không vượt 10% điện áp nơi phát điện trở dây tải điện khơng vượt giá trị: A 18 Ω B 11 Ω C 55 Ω D 5,5 Ω - Cơng suất hao phí là: Chọn đáp án A Bài 12: Một học sinh quấn máy biến áp với lõi sắt khơng phân nhánh, có số vịng dây cuộn thứ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn sơ cấp Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 1,9 U Khi kiểm tra phát cuộn thứ cấp có 50 vịng dây bị quấn ngược chiều so với đa số vòng dây Bỏ qua hao phí máy biến áp Tổng số vòng dây quấn máy biến áp là: A 1900 vòng B 3000 vòng C 1950 vòng D 2900 vòng - Ta có: N2 = 2N1 - Vì cuộn thứ cấp có 50 vịng dây quấn ngược, nên ta có phương trình: ⇒ Tổng số vòng dây quấn máy biến áp 3000 vòng Chọn đáp án B Bài 13: Điện tải từ máy phát điện đến nơi tiêu thụ đường dây có điện trở R = 50 Ω Biết điện áp hai đầu cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp máy hạ U 1 = 2000 V, U2 = 200 V Cường độ dòng điện chạy cuộn thứ cấp máy hạ I 2 = 200A Hiệu suất truyền tải điện là: A 85% B 90% C 87% D 95% - Cường độ dịng điện chạy dây tải cường độ dòng điện cuộn sơ cấp máy hạ - Ta có: - Hiệu suất truyền tải điện là: Chọn đáp án C Bài 14: Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) cuộn sơ cáp có số vịng dây cuộn thứ cấp có số vịng dây khác + Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp máy thứ tỉ số điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp để hở máy 1,5 + Khi đạt điện áp xoay chiều nói vào hai đầu cuộn sơ cấp máy thứ hai tỉ số + Khi thay đổi số vòng dây cuộn thứ cấp máy 50 vịng dây lặp lại thí nghiệm tỉ số điện áp nói hai máy - Số vòng dây cuộn sơ cấp máy là: A 100 vòng B 150 vòng C 250 vòng D 200 vòng - Gọi số vòng dây cuộn sơ cấp N, cuộn thứ cấp máy N 1, cuộn thứ cấp máy N2 - Theo đề ta có: - Để hai tỉ số ta phải tăng N1 và giảm N2 Do đó: Chọn đáp án D Bài 15: Nguời ta cần truyền xa công suất điện MW điện áp kV, mạch có hệ số công suất cosφ = 0,9 Để hiệu suất truyền tải điện khơng nhỏ 80% điện trở R đường dây phải thỏa mãn: A R ≤ 5,8 Ω B R ≤ 3,6 Ω C R ≤ 36 Ω D R ≤ 72 Ω - Ta có: - Để tỉ lệ hao phí khơng q 20% Chọn đáp án A Bài 16: Một máy biến áp lý tưởng có số vịng hai cuộn dây N 1 và N2 Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây N1 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây N2 là 3U Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây N 2 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 6U điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây N1 là: A 2U B 3U C 4U D 9U - Đặt vào N1 điện áp U điện áp hai đầu N2 là 3U → máy tăng áp lên lần ⇒ Nếu ta dùng máy biến áp theo chiều ngược lại giảm lần → điện áp hai đầu N1 khi 2U Chọn đáp án A Bài 17: Một học sinh quấn máy biến áp với dự định số vòng dây cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn thứ cấp Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu số vòng dây Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp cuộn thứ cấp để hở cuộn sơ cấp Lúc đầu tỉ số điện áp 0,33 Sau quấn thêm vào cuộn thứ cấp 25 vịng dây tỉ số điện áp 0,38 - Bỏ qua hao phí máy biến áp Để máy biến áp dự định, học sinh phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp: A 45 vòng dây B 60 vòng dây C 85 vòng dây D 10 vòng dây - Áp dụng công thức máy biến áp cho trường hợp: - Vậy cần quấn thêm 85 - 25 = 60 vòng Chọn đáp án B Bài 18: Điện trạm phát điện truyền điện áp 20 kV (ở đầu đường dây tải) hiệu suất q trình truyền tải điện 80% Coi cơng suất truyền không đổi Khi tăng điện áp đường dây lên đến 50 kV hiệu suất truyền tải điện là: A 92,4% B 98,6% C 96,8% D 94,2% - Hiệu suất truyền tải điện: - Lập tỉ số: Chọn đáp án C Bài 19: Từ trạm phát điện xoay chiều pha đặt vị trí M, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ N, cách M 180 km Biết đường dây có điện trở tổng cộng 80 Ω (coi dây tải điện đồng chất, có điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài dây) Do cố, đường dây bị rò điện điểm Q (hai dây tải điện bị nối tắt vật có điện trở có giá trị xác định R) Để xác định vị trí Q, trước tiên người ta ngắt đường dây khỏi máy phát tải tiêu thụ, sau dùng nguồn điện khơng đổi 12 V, điện trở không đáng kể, nối vào hai đầu hai dây tải điện M Khi hai đầu dây N để hở cường độ dòng điện qua nguồn 0,40 A hai đầu dây N nối tắt đoạn dây có điện trở khơng đáng kể cường độ dòng điện qua nguồn 0,42 A - Khoảng cách MQ là: A 167 km B 45 km C 90 km D 135 km - Ta có: Chọn đáp án B Bài 20: Điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm cơng suất hao phí đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết chưa tăng điện áp độ giảm điện áp đường dây tải điện 5% điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện Coi cường độ dịng điện mạch ln pha với điện áp đặt lên đường dây A 9,01 lần B 8,515 lần C 10 lần D 9,505 lần - Phương trình điện áp truyền tải hai trường hợp: (với ΔU độ sụt áp đường dây Utt là điện áp nơi tiêu thụ.) - Công suất hao phí dây ΔP = I2R → hao phí giảm 100 lần: - Kết hợp với giả thuyết: → Thay vào hệ phương trình trên: Chọn đáp án D Bài 21: Trong trình truyền tải điện năng, biện pháp giảm hao phí đường dây tải điện sử dụng chủ yếu là: A giảm công suất truyền tải B tăng điện áp trước truyền tải C tăng chiều dài đường dây D giảm tiết diện dây - Trong trình truyền tải điện năng, biện pháp để giảm hao phí dung chủ yếu tăng điện áp trước truyền Chọn đáp án B Bài 22: Người ta cần truyền công suất 5MW từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ cách 5km Hiệu điện hiệu dụng cuộn thứ cấp máy tăng áp U =100kV - Muốn độ giảm đường dây khơng q 1% U tiết diện đường dây dẫn phải thỏa điều kiện nào? Biết điện trở suất dây tải điện 1,7.10-8Ωm A S ≥ 5,8 mm2 B S ≤ 5,8 mm2 C S ≥ 8,5 mm2 D S ≤ 8,5 mm2 - Độ giảm cực đại đường dây: → Dòng điện chạy qua dây truyền tải: → Điện trở dây dẫn: - Ta có: Chọn đáp án C Bài 23: Điện truyền từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ đường dây dẫn có điện trở tổng cộng 40 Ω Cơng suất truyền 196 kW với hiệu suất truyền tải 98% Điện áp hai đầu đường dây tải có giá trị nhỏ vào khoảng: A 40 kV B 10 kV C 20 kV D 30 kV - Hao phí q trình truyền tải: → Dòng điện mạch: → Điện áp hai đầu đường dây tải điện: Chọn đáp án C Bài 24: Điện truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Ban đầu hiệu suất truyền tải 80% Cho công suất truyền không đổi hệ số công suất nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) 0,8 Để giảm hao phí đường dây lần cần phải tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện lên n lần Giá trị n là: A 2,1 B 2,2 C 2,3 D 1,9 - Ta có giản đồ vecto cho điện áp: - Mặt khác kết hợp với giả thuyết T2: - Thay hệ vào (1) ta tìm được: - Để giảm hao phí xuống lần, nghĩa I giảm lần giảm hai lần: - Áp dụng định lý sin tam giác: Chọn đáp án C Bài 25: Tại điểm M có máy phát điện xoay chiều pha có cơng suất phát điện hiệu điện hiệu dụng hai cực máy phát không đổi Nối hai cực máy phát với trạm tăng áp có hệ số tăng áp k đặt Từ máy tăng áp điện đưa lên dây tải cung cấp cho xưởng khí cách xa điểm M Xưởng khí có máy tiện loại cơng suất hoạt động Khi hệ số k = xưởng khí có tối đa 120 máy tiện hoạt động Khi hệ số k = xưởng khí có tối đa 125 máy tiện hoạt động Do xảy cố trạm tăng áp người ta phải nối trực tiếp dây tải điện vào hai cực máy phát điện, xưởng khí cho tối đa máy tiện hoạt động Coi có hao phí dây tải điện đáng kể Điện áp dòng điện dây tải điện pha: A 93 B 102 C 84 D 66 - Gọi P công suất truyền tải, ΔP hao phí dây P0 là công suất tiêu thụ máy → Khi nối trực tiếp vào máy phát mà không qua trạm tăng áp: P = ΔP + nP0 - Ta có 12 + 12 khi tăng áp lên k lần dịng điện giảm k lần →ΔP giảm k2 lần → Thay vào phương trình đầu, ta thu được n = 93 Chọn đáp án A Bài 26: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở U Nếu tăng thêm n vịng dây cuộn thứ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở U3 Số vòng dây cuộn sơ cấp bằng: - Áp dụng công thức máy biến áp: - Khi tăng số vòng dây thứ cấp lên n vòng: Chọn đáp án C Bài 27: Một học sinh quấn máy biến áp với dự định số vòng dây cuộn thứ cấp 0,8 lần số vòng dây cuộn sơ cấp Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu số vòng dây Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi, dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp cuộn thứ cấp để hở cuộn sơ cấp Lúc đầu tỉ số điện áp 0,4 Sau quấn thêm vào cuộn thứ cấp 25 vịng dây tỉ số điện áp 0,5 - Bỏ qua hao phí máy biến áp Để máy biến áp dự định, học sinh phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp: A 84 vòng dây B 40 vòng dây C 100 vòng dây D 75 vòng dây - Áp dụng công thức máy biến áp + Khi quấn theo dự định thì: + Với n số vòng dây quấn thiếu thứ cấp, ta có: + Khi quấn thêm vào thứ cấp 25 vịng dây thì: - Từ ba phương trình trên, ta tìm được: → Ta cần quấn thêm 75 vịng Chọn đáp án D Bài 28: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng, cuộn thứ cấp máy nối với biến trở R dây dẫn có điện trở khơng đổi R0 Gọi cường độ dòng điện qua cuộn sơ cấp I, điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở U Khi giá trị R tăng thì: A I tăng, U tăng B I giảm, U tăng C I giảm, U giảm D I tăng, U giảm - Với công suất mà mát biến áp truyền đến tải thứ cấp khơng đổi: → R tăng I giảm - Với: → R tăng UR tăng Chọn đáp án B ... máy tiện loại cơng suất hoạt động Khi hệ số k = xưởng khí có tối đa 120 máy tiện hoạt động Khi hệ số k = xưởng khí có tối đa 125 máy tiện hoạt động Do xảy cố trạm tăng áp người ta phải nối... tiêu thụ máy → Khi nối trực tiếp vào máy phát mà không qua trạm tăng áp: P = ΔP + nP0 - Ta có 12? ?+ 12? ?khi tăng áp lên k lần dịng điện giảm k lần →ΔP giảm k2 lần → Thay vào phương trình đầu, ta... vượt giá trị: A 18 Ω B 11 Ω C 55 Ω D 5,5 Ω - Công suất hao phí là: Chọn đáp án A Bài 12: Một học sinh quấn máy biến áp với lõi sắt khơng phân nhánh, có số vịng dây cuộn thứ cấp gấp