Vật lí · Lớp 12

Bài tập Bài toán hao phí điện năng lớp 12 (có lời giải)

24 câu · 36 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1

1 điểm

Muốn làm giảm hao phí do tỏa nhiệt của dòng điện Fu-cô gây ra trên khối kim loại người ta thường

Đáp án A: chia lá kim loại thành nhiều lá mỏng ghép cách điện với nhau.
Đáp án B: tăng độ dẫn điện cho khối kim loại.
Đáp án C: đúc khối kim loại không có phần rỗng bên trong.
Đáp án D: sơn phủ lên khối kim loại một lớp sơn cách điện.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Đáp án đúng là A

Muốn làm giảm hao phí do tỏa nhiệt của dòng điện Fu-cô gây ra trên khối kim loại người ta thường khoét lỗ trên khối kim loại hoặc chia lá kim loại thành nhiều lá mỏng ghép cách điện với nhau.

Câu 2

1 điểm

Khi sử dụng điện, dòng điện Fucô sẽ xuất hiện trong

Đáp án A: bàn là điện.
Đáp án B: bếp điện.
Đáp án C: quạt điện.
Đáp án D: ấm điện.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Đáp án đúng là C

Khi sử dụng điện, dòng điện Fucô sẽ xuất hiện trong quạt điện.

Câu 3

1 điểm

Phát biểu nào sau đây không đúng?

Đáp án A: Sau khi quạt điện hoạt động, ta thấy quạt điện bị nóng lên. Sự nóng lên của quạt điện một phần là do dòng Fucô xuất hiện trong lõi sắt của quạt điện gây ra.
Đáp án B: Sau khi siêu điện hoạt động, ta thấy siêu điện bị nóng lên. Sự nóng lên của nước chủ yếu là do dòng điện Fucô xuất hiện trong nước gây ra.
Đáp án C: Khi dùng lò vi sóng để nướng bánh, bánh bị nóng lên. Sự nóng lên của bánh là do dòng điện Fucô xuất hiện trong bánh gây ra.
Đáp án D: Máy biến thế dùng trong gia đình khi hoạt động bị nóng lên. Sự nóng lên của máy biến thế chủ yếu do dòng điện Fucô trong lõi sắt sắt của máy biến thế gây ra.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

A – đúng

B – sai, sự nóng lên của nước chủ yếu là do sự tỏa nhiệt của dây may-so (hiệu ứng Jun -len – xơ).

C – đúng

D – đúng

Chọn đáp án B

Phần II. Tự luận

Câu 4

1 điểm

Ở các nhà máy phát điện, máy tăng áp thường được sử dụng để nâng điện áp từ mức trung thế (từ 10 kV đến 50 kV) lên mức cao thế (từ 110 kV đến 500 kV) trước khi truyền tải qua đường dây điện cao thế.

Hình minh hoạ

Một nhà máy phát điện cung cấp điện năng với công suất ${\mathcal{P}_0} = 20{\rm{MW}}$ cho một thành phố cách nhà máy 24 km. Trước khi truyền tải, điện áp được sản xuất từ nhà máy điện có giá trị hiệu dụng khoảng 22 kV. Đường dây tải điện làm bằng đồng có điện trở suất 1,69.10 $^{-8}$ .m với tiết diện 0,65 cm $^{2}$ . Xem các hao phí năng lượng chỉ xảy ra trên điện trở đường dây tải điện. Hãy xác định chi phí phải chi trả do hao phí năng lượng xuất hiện trên dây trong một ngày (24 giờ) ở hai trường hợp sau và nhận xét.

(a) Điện áp từ nhà máy phát điện chưa được tăng qua máy biến áp và được truyền tải đi với điện áp là 22 kV.

(b) Điện áp từ nhà máy phát điện qua một máy tăng áp để nâng điện áp lên 220kV trước khi truyền tải.

Lấy chi phí truyền tải trên đường dây đến thành phố đối với cả hai mức điện áp này là khoảng 145 đồng/kW.h.

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Điện trở của đường dây tải điện là: $R = \frac{{\rho \ell }}{S} = \frac{{1{,}69 \cdot {{10}^{ - 8}} \cdot 24 \cdot {{10}^3}}}{{0{,}65 \cdot {{10}^{ - 4}}}} = 6{,}24\Omega$

a) Cường độ dòng điện hiệu dụng là: $I = \frac{{{\mathcal{P}_0}}}{U} = \frac{{20 \cdot {{10}^6}}}{{22 \cdot {{10}^3}}} \approx 909{,}09\;{\rm{A}}$

Công suất toả nhiệt trên dây dẫn là: ${\mathcal{P}_{\rm{R}}} = {I^2}R = 909,{09^2}.6{,}24 \approx 5157{,}01\;{\rm{kW}}$

Năng lượng nhiệt toả ra trên dây dẫn truyền tải điện trong một ngày (24 giờ) là:

$Q = {\mathcal{P}_{\rm{R}}}t = 5157{,}01.24 = 123768{,}24\;{\rm{kW}}.{\rm{h}}$

Giá thành cần phải bỏ ra do hao phí năng lượng nhiệt xuất hiện trên dây truyền tải trong một ngày là: 123 768,24.145 $\approx 17946395$ đồng

b) Sau khi tăng áp, cường độ dòng điện hiệu dụng là: ${I^\prime } = \frac{{{\mathcal{P}_0}}}{{{U^\prime }}} = \frac{{20 \cdot {{10}^6}}}{{220 \cdot {{10}^3}}} \approx 90{,}91\;{\rm{A}}$

Công suất toả nhiệt trên dây dẫn là: $\mathcal{P}_{\rm{R}}^\prime = {I^{\prime 2}}R = 90,{91^2}.6{,}24 \approx 51{,}57\;{\rm{kW}}$

Năng lượng nhiệt toả ra trên dây dẫn truyền tải điện trong một ngày (24 giờ) là:

${Q^\prime } = \mathcal{P}_{\rm{R}}^\prime t = 51{,}57.24 = 1237{,}68\;{\rm{kW}}.{\rm{h}}$

Giá thành cần phải bỏ ra do hao phí năng lượng nhiệt xuất hiện trên dây truyền tải trong một ngày là: 1237,68.145 ≈ 179 464 đồng.

Phần III. Trắc nghiệm đúng sai

Câu 5

1 điểm

PHẦN II. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM ĐÚNG – SAI

Một đường dây truyền tải điện có điện trở $R = 20{\rm{\Omega }}$ , dòng điện chạy qua dây có cường độ $I = 50A$ .

Xác định đúng hay sai các phát biểu sau:

Ý a: Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây được xác định bằng công thức ${\rm{\Delta }}P = {I^2}R$ .
Ý b: Công suất hao phí trên đường dây là $50000W$ .
Ý c: Khi tăng cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn thì công suất hao phí giảm.
Ý d: Giảm điện trở của dây dẫn là một biện pháp làm giảm hao phí điện năng.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

a) Đúng
b) Đúng
c) Sai
d) Đúng

a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng.

Lời giải chi tiết

a) Đúng.

Công suất hao phí do dòng điện tỏa nhiệt trên đường dây được xác định bởi công thức ${\rm{\Delta }}P = {I^2}R$ .

b) Đúng.

Áp dụng công thức: ${\rm{\Delta }}P = {I^2}R = {50^2}.20 = 50000W$ .

Vậy công suất hao phí trên đường dây là $50000W$ .

c) Sai.

Theo công thức ${\rm{\Delta }}P = {I^2}R$ , công suất hao phí tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện. Khi tăng $I$ , công suất hao phí tăng.

d) Đúng.

Từ công thức ${\rm{\Delta }}P = {I^2}R$ , nếu giảm điện trở $R$ thì công suất hao phí sẽ giảm.

Câu 6

1 điểm

Một đường dây truyền tải điện có công suất truyền tải không đổi. Điện áp truyền tải được tăng từ $100kV$ lên $200kV$ .

Xác định đúng hay sai các phát biểu sau:

Ý a: Khi tăng điện áp truyền tải lên 2 lần thì cường độ dòng điện trên đường dây giảm 2 lần.
Ý b: Công suất hao phí trên đường dây giảm 4 lần.
Ý c: Tăng điện áp truyền tải là một biện pháp làm giảm hao phí điện năng.
Ý d: Khi tăng điện áp truyền tải thì điện trở của dây dẫn giảm.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 6

Câu 7

1 điểm

Một đường dây truyền tải có điện trở $R = 5{\rm{\Omega }}$ , dòng điện chạy qua dây là $I = 100A$ .

Xác định đúng hay sai các phát biểu sau:

Ý a: Công suất hao phí trên đường dây là $50000W$ .
Ý b: Nếu giảm cường độ dòng điện còn một nửa thì công suất hao phí giảm 2 lần.
Ý c: Công suất hao phí phụ thuộc vào bình phương cường độ dòng điện.
Ý d: Có thể giảm hao phí bằng cách giảm điện trở dây dẫn.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 7

Câu 8

1 điểm

Một nhà máy điện cần truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây cao áp.

Xác định đúng hay sai các phát biểu sau:

Ý a: Sử dụng máy biến áp tăng áp trước khi truyền tải giúp giảm hao phí điện năng.
Ý b: Sử dụng dây dẫn có tiết diện lớn hơn có thể làm giảm hao phí điện năng.
Ý c: Tăng điện trở của dây dẫn giúp giảm công suất hao phí.
Ý d: Truyền tải điện ở điện áp cao là phương pháp phổ biến hiện nay.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 8

Câu 9

1 điểm

Hai phương án truyền tải cùng một công suất điện trên cùng một đường dây:

- Phương án A: điện áp truyền tải ${U_A} = 100kV$ .

- Phương án B: điện áp truyền tải ${U_B} = 500kV$ .

Xác định đúng hay sai các phát biểu sau:

Ý a: Phương án B có cường độ dòng điện nhỏ hơn phương án A.
Ý b: Công suất hao phí của phương án B nhỏ hơn phương án A.
Ý c: Phương án A tiết kiệm điện năng hơn phương án B.
Ý d: Tăng điện áp truyền tải giúp giảm hao phí điện năng.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 9

Câu 10

1 điểm

Một đường dây truyền tải điện có công suất truyền tải $P$ , điện áp hai đầu đường dây là $U$ , điện trở dây dẫn là $R$ .

Xác định đúng hay sai các phát biểu sau:

Ý a: Công suất hao phí trên đường dây có thể tính bằng công thức ${\rm{\Delta }}P = {I^2}R$ .
Ý b: Khi công suất truyền tải không đổi, công suất hao phí được xác định bởi công thức ${\rm{\Delta }}P = \frac{{{P^2}R}}{{{U^2}}}$ .
Ý c: Muốn giảm công suất hao phí có thể tăng điện áp truyền tải.
Ý d: Công suất hao phí không phụ thuộc vào điện trở của dây dẫn.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 10

Câu 11

1 điểm

Một nhà máy điện truyền tải công suất $P = 10MW$ bằng đường dây có điện trở $R = 4{\rm{\Omega }}$ . Điện áp truyền tải là $U = 200kV$ .

Xác định đúng hay sai các phát biểu sau:

Ý a: Cường độ dòng điện trên đường dây là $50A$ .
Ý b: Công suất hao phí trên đường dây là $10000W$ .
Ý c: Nếu tăng điện áp truyền tải lên 400kV thì công suất hao phí giảm 2 lần.
Ý d: Muốn giảm hao phí có thể tăng điện áp truyền tải.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 11

Câu 12

1 điểm

Hai đường dây truyền tải cùng truyền một công suất điện như nhau ở cùng một điện áp. Đường dây A có điện trở ${R_A} = 10{\rm{\Omega }}$ , đường dây B có điện trở ${R_B} = 5{\rm{\Omega }}$ .