Đề cương ôn tập Vật lí 9 - Chuyên đề: Cảm ứng điện từ - Năm học 2018-2019 - Trần Bá Minh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG HỘI THI GVDG CẤP TỈNH BẬC TRUNG HỌC, VÒNG 3 CHU KỲ 2016-2019 CHUYÊN ĐỀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Họ tên: Trần Bá Minh Môn: Vật lý Trường: THCS Lê Quý Đôn Thành phố: Bắc Giang Bắc Giang, ngày 10 tháng 12 năm 2018 CHUYÊN ĐỀ: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ CHỦ ĐỀ 1: ĐIỀU KIỆN XUẤT HIỆN DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG I. KIẾN THỨC CƠ BẢN 1. Kiến thức cơ bản. - Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên. - Có nhiều cách dùng nam châm để tạo ra dòng điện trong một cuộn dây dẫn kín: + Dùng nam châm vĩnh cửu: Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi ta đưa một cực của nam châm lại gần hay ra xa một đầu cuộn dây đó hoặc ngược lại + Dùng nam châm điện: Dòng điện xuất hiện ở cuộn dây dẫn kín trong thời gian đóng hoặc ngắt mạch điện của nam châm điện, nghĩa là trong thời gian dòng điện của nam châm điện biến thiên. - Dòng điện được tạo ra theo cách đó gọi là dòng điện cảm ứng. - Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. 2. Kiến thức nâng cao. - Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín gọi là từ thông. - Định luật Lenxơ về chiều dòng điện cảm ứng: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó. II. PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 1: DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG XUẤT HIỆN TRONG CUỘN DÂY DẪN KÍN A. PHƯƠNG PHÁP - Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên. - Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín biến thiên khi: + có sự chuyển động tương đối giữa nam châm và cuộn dây. + Khi cuộn dây kín đặt trong từ trường của nam châm điện mà cường độ dòng điện trong cuộn dây của nam châm thay đổi. + Tiết diện cuộn dây thay đổi đặt trong từ trường. * Chú ý: - Trường hợp khung dây kín chuyển động quanh trục quay song song với đường sức từ thì không xuất dòng điện cảm ứng trong cuộn dây kín do số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây không đổi. B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Dòng điện cảm ứng xoay chiều xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây A. luôn luôn tăng. B. luôn luôn giảm. C. luân phiên tăng, giảm. D. luân phiên không đổi. Lời giải: Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên Chọn C. Câu 2: Dòng điện cảm ứng xoay chiều xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi A. số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng B. số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm. C. số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên. D. số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây mạnh. Lời giải: Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên. Chọn C. Câu 3: Dòng điện xoay chiều xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi A. cho nam châm nằm yên trong lòng cuộn dây. B. cho nam châm quay trước cuộn dây. C. cho nam châm đứng yên trước cuộn dây. D. đặt cuộn dây trong từ trường của một nam châm. Lời giải: Khi nam châm quay trước cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên nên xuất hiện dòng điện xoay chiều trong cuộn dây Chọn B Câu 4: Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của một nam châm thì trong cuộn dây A. xuất hiện dòng điện một chiều. B. xuất hiện dòng điện xoay chiều. C. xuất hiện dòng điện không đổi. D. không xuất hiện dòng điện. Lời giải: Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của một nam châm thì trong cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên nên xuất hiện dòng điện xoay chiều trong cuộn dây Chọn B. Câu 5: Cách nào dưới đây có thể tạo ra dòng điện cảm ứng? A. Nối hai cực của pin vào hai đầu cuộn dây dẫn. B. Nối hai cực của nam châm với hai đầu cuộn dây dẫn. C. Đưa một cực của ắc quy từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín. D. Đưa một cực của nam châm từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín. Lời giải: Khi đưa một cực của nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây dẫn kín thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên nên xuất hiện dòng điện xoay chiều trong cuộn dây Chọn D. Câu 6: Cách nào dưới đây không thể tạo ra dòng điện cảm ứng? A. Quay nam châm vĩnh cửu trước ống dây dẫn kín B. Đặt nam châm vĩnh cửu trước ống dây dẫn kín. C. Đưa một cực của nam châm từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín. D. Rút cuộn dây ra xa nam châm vĩnh cửu. Khi nam châm vĩnh cửu trước ống dây dẫn kín, do nam châm và cuộn dây đều đứng yên nên số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây không đổi. Do đó không xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây Chọn B. Câu 7: Trường hợp nào dưới đây tạo ra dòng điện cảm ứng? A. Ống dây và nam châm chuyển động tương đối với nhau. B. Ống dây và nam châm chuyển động để khoảng cách giữa chúng không đổi. C. Ống dây và nam châm đặt gần nhau đứng yên. D. Ống dây và nam châm đặt xa nhau đứng yên. Lời giải: Khi ống dây và nam châm chuyển động tương đối với nhau thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên nên xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây Chọn A. Câu 8: Dòng điện cảm ứng không xuất hiện trong ống dây dẫn kín khi A. cùng di chuyển ống dây và thanh nam châm về một phía với cùng vận tốc. B. di chuyển ống dây và thanh nam châm về hai phía ngược chiều nhau. C. di chuyển một thanh nam châm lại gần hoặc ra xa ống dây. D. di chuyển ống dây lại gần hoặc ra xa thanh nam châm. Lời giải: Khi không có chuyển động tương đối giữa ống dây và nam châm thì không xuất hiện dòng điện cảm ứng. Chọn A. * Nhận xét: Học sinh dễ nhầm tưởng cả 4 trường hợp đều có sự chuyển động tương đối giữa nam châm và ống dây nên không biết trường hợp nào không xuất hiện dòng điện cảm ứng. Chọn B hoặc C hoặc D Câu 9: Trong thí nghiệm bố trí như hình bên, dòng điện xoay chiều xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi: A. nam châm đứng yên, cuộn dây quay quanh trục PQ. B. nam châm và cuộn dây đều quay quanh trục PQ. C. nam châm và cuộn dây chuyển động thẳng cùng chiều với cùng vận tốc. D. nam châm đứng yên, cuộn dây dẫn quay quanh trục AB. Lời giải: Khi nam châm đứng yên, cuộn dây dẫn quay quanh trục AB thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên nên xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây Chọn D. Câu 10. Ở hình bên, thanh nam châm chuyển động như thế nào thì không tạo ra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây? A. Chuyển động từ ngoài vào trong ống dây. B. Quay quanh trục AB. C. Quay quanh trục PQ. D. Quay quanh trục CD. Lời giải: Khi nam châm quay quanh trục PQ thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây không đổi nên không xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây Chọn C. Câu 11: Đặt một nam châm điện trước một cuộn dây dẫn kín, cách làm nào dưới đây tạo ra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn? A. Cho dòng điện có cường độ nhỏ chạy qua nam châm điện. B. Cho dòng điện có cường độ rất lớn chạy qua nam châm điện. C. Làm tăng hoặc giảm cường độ dòng diện chạy qua nam châm điện. D. Đặt lõi sắt của nam châm điện xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn. Lời giải: Khi cường độ dòng điện trong cuộn dây của nam châm thay đổi thì từ trường qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên, trong cuộn dây kín xuất hiện dòng điện cảm ứng Chọn C. Câu 12: Trường hợp nào trong cuộn dây không có dòng điện cảm ứng? A. Để nam châm đứng yên cho cuộn dây dẫn chuyển động lại gần nam châm. B. Để nam châm đứng yên trong cuộn dây. C. Đưa nam châm lại gần cuộn dây theo phương vuông góc với tiết diện S của cuộn dây. D. Đưa nam châm ra xa cuộn dây theo phương vuông góc với tiết diện S của cuộn dây. Lời giải: Khi đưa nam châm hoặc cuộn dây chuyển động lại gần hoặc ra xa nhau thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây kín Chọn B. Câu 13: Đặt một cuộn dây dẫn kín trước một nam châm điện sao cho trục của 2 cuộn dây trùng nhau. Dòng điện cảm ứng xuất hiện ở cuộn dây dẫn kín trong thời gian A. dòng điện chạy qua nam châm điện hoạt động ổn định. B. đóng hoặc ngắt khóa K của nam châm điện. C. không có dòng điện chạy qua nam châm điện. D. khóa K đang mở và kéo cuộn dây ra xa nam châm điện. Lời giải: Trong thời gian đóng hoặc ngắt khóa K của nam châm điện thì cường độ dòng điện trong cuộn dây của nam châm điện thay đổi thì từ trường của cuộn dây thay đổi nên số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên, trong cuộn dây kín xuất hiện dòng điện cảm ứng Chọn B. Câu 14: Hiện tượng nào sau đây không liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ? A. Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây nếu nối hai đầu cuộn dây vào hai đầu bình ắc quy. B. Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi cuộn dây chuyển động trong từ trường. C. Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây của đinamô xe đạp đang quay. D. Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây nếu bên cạnh có một dòng điện khác đang thay đổi. Lời giải: Khi nối hai đầu dây dẫn với hai cực của bình ắc quy thì có dòng điện trong dây dẫn, không liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ. Chọn A. Câu 15: Một khung dây kín chuyển động song song với đường sức từ của một từ trường đều. Khi đó trong khung dây A. xuất hiện dòng điện cảm ứng vì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây tăng. B. xuất hiện dòng điện cảm ứng vì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây giảm. C. xuất hiện dòng điện cảm ứng vì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây biến thiên. D. không xuất hiện dòng điện cảm ứng. Lời giải: Khi khung dây dẫn kín chuyển động song song với đường sức từ của từ trường đều thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của khung dây bằng 0 nên trong khung dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng Chọn D. DẠNG 2: CHIỀU CỦA DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG. A. PHƯƠNG PHÁP - Xác định chiều vectơ cảm ứng từ xuyên qua khung dây. - Xét từ thông qua khung dây tăng hay giảm. + Nếu từ thông tăng, cảm ứng từ của dòng điện cảm ứng Bc ngược chiều B + Nếu từ thông giảm, Bc cùng chiều B - Biết chiều của Bc, xác định được chiều của dòng điện cảm ứng Ic theo quy tắc nắm bàn tay phải. B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Chiều dòng điện cảm ứng trong vòng dây khi nhìn vào mặt trên trong trường hợp cho nam châm rơi thẳng đứng xuyên qua tâm vòng N dây giữ cố định như hình vẽ có chiều như thế nào? S A. Lúc đầu dòng điện có chiều xuôi kim đồng hồ, B. Lúc đầu dòng điện ngược kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua v đổi chiều cùng kim đồng hồ. C. không có dòng điện cảm ứng trong vòng dây. D. Dòng điện cảm ứng cùng kim đồng hồ. Lời giải: Khi nam châm rơi xuống, lúc đầu từ thông tăng, Bc ngược chiều B nên có chiều từ trên xuống dưới. Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải, Ic có chiều xuôi kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua đổi chiều ngược kim đồng hồ. Chọn A. ----------------------------------------------------------- CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN. SƠ LƯỢC VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. KIẾN THỨC CƠ BẢN 1. Kiến thức cơ bản. 1.1. Dòng điện xoay chiều. - Dòng điện xoay chiều là dòng điện luân phiên đổi chiều. - Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng. - Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn thì trong cuộn dây có thể xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều. - Dòng điện xoay chiều có tác dụng: tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng từ, tác dụng sinh lý. - Lực từ (tác dụng từ) đổi chiều khi dòng điện đổi chiều. - Dùng ampe kế và vôn kế xoay chiều có kí hiệu AC để đo giá trị hiệu dụng của CĐDĐ và HĐT xoay chiều. Khi mắc ampe kế và vôn kế xoay chiều vào mạch điện xoay chiều không cần phân biệt chốt (+) hay (-). - Các công thức của dòng điện một chiều có thể áp dụng cho các giá trị hiệu dụng của cường độ và HĐT của dòng điện xoay chiều. 2.2. Máy phát điện xoay chiều. a) Cấu tạo - Gồm hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn. Bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận quay gọi là rôto. b) Hoạt động. - Cho nam châm quay trong cuộn dây hoặc cho cuộn dây quay trong từ trường của nam châm. c) Máy phát điện trong kĩ thuật. - Rôto là nam châm điện để tạo ra từ trường mạnh. - Cường độ dòng điện xoay chiều tạo ra lên đến 2000A, hiệu điện thế xoay chiều đến 25000V, tần số 50Hz (ở Việt Nam). II. PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 1: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU A. PHƯƠNG PHÁP - Dựa vào khái niệm dòng điện xoay chiều. - Dựa vào các tác tác dụng của dòng điện xoay chiều. - Cách sử dụng Ampe kế và Vôn kế xoay chiều. B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây A. luôn luôn tăng. B. luôn luôn giảm. C. luân phiên tăng giảm. D. luôn luôn không đổi. Lời giải: Trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng giảm Chọn C. * Chú ý: Trường hợp A và B cũng xuất hiện dòng điện cảm ứng nhưng dòng điện chỉ có một chiều. Câu 2: Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của một nam châm thì trong cuộn dây A. xuất hiện dòng điện một chiều. B. xuất hiện dòng điện xoay chiều. C. xuất hiện dòng điện không đổi. D. không xuất hiện dòng điện. Lời giải: Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của một nam châm thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên thay đổi nên xuất hiện dòng điện xoay chiều Chọn B. * Chú ý: Dòng điện một chiều cũng chính là dòng điện không đổi. Câu 3: Điều nào sau đây không đúng khi so sánh tác dụng của dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều? A. Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều có khả năng trực tiếp nạp điện cho ắc quy. B. Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều toả ra nhiệt khi chạy qua một dây dẫn. C. Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều có khả năng làm phát sáng bóng đèn. D. Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều gây ra từ trường. Lời giải: Dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều đều có tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng từ, tác dụng sinh lý. Chỉ dòng điện một chiều mới có tác dụng hóa học nên có khả năng nạp điện trực tiếp cho ắc quy Chọn A. Câu 3: Tác dụng nào của dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào chiều của dòng điện? A. Tác dụng nhiệt. B. Tác dụng từ. C. Tác dụng quang. D. Tác dụng sinh lý. Lời giải: Khi dòng điện đổi chiều thì lực từ cũng đổi chiều Chọn B. Câu 4: Dòng điện xoay chiều có thể được tạo ra từ A. đinamô xe đạp. B. acquy. C. pin. D. nam châm. Lời giải: Đinamô có cấu tạo như một máy phát điện xoay chiều nên nó có thể tạo ra dòng điện xoay chiều Chọn A. * Chú ý: pin và ắc quy là nguồn điện một chiều, nam châm chỉ có thể tạo ra từ trường. Câu 5: Cách nào sau đây không tạo ra dòng điện xoay chiều? A. Cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín. B. Cho cuộn dây nằm yên trong từ trường của một cuộn dây khác có dòng điện một chiều chạy qua. C. Cho cuộn dây nằm yên trong từ trường của một cuộn dây khác có dòng điện xoay chiều chạy qua. D. Cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường. Lời giải: Dòng điện một chiều tạo ra từ trường không đổi khi nó hoạt động ổn định, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó không đổi nên không tạo ra được dòng điện xoay chiều Chọn B. Câu 6: Khi nào xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều trong cuộn dây dẫn kín? A. Cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của một nam châm điện. B. Đưa nam châm lại gần cuộn dây. C. Đưa cuộn dây dẫn kín lại gần nam châm điện đang hoạt động. D. Tăng dòng điện chạy trong nam châm điện đặt gần ống dây dẫn kín. Lời giải: Cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của một nam châm điện thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng giảm nên xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều trong cuộn. Chọn A. * Nhận xét: Trong cả 4 trường hợp đều xuất hiện dòng điện cảm ứng nhưng chỉ có trường hợp A xuất hiện dòng điện xoay chiều. Câu 7: Một bóng đèn có ghi 6V-3W lần lược mắc vào mạch điện một chiều, rồi vào mạch điện xoay chiều có hiệu điện thế 6V thì độ sáng của đèn ở. A. mạch điện một chiều sáng mạnh hơn mạch điện xoay chiều. B. mạch điện một chiều sáng yếu hơn mạch điện xoay chiều. C. mạch điện xoay chiều sáng không đủ công suất 3W. D. mả hai mạch điện đều sáng như nhau. Lời giải: Tác dụng nhiệt của dòng điện một chiều và xoay chiều là tương đương nhau Chọn D DẠNG 2: MÁY PHÁT ĐIỆN. A. PHƯƠNG PHÁP - Dựa vào cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều. B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Trong máy phát điện xoay chiều có rôto là nam châm, khi hoạt động thì nam châm có tác dụng gì? A. Tạo ra từ trường. B. Làm cho số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. C. Làm cho số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm. D. Làm cho số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên. Lời giải: Điều kiện để có dòng điện cảm ứng là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên Chọn D. Câu 2: Trong máy phát điện xoay chiều, rôto hoạt động như thế nào khi máy làm việc? A. Quay tròn quanh một trục theo một chiều. B. Chuyển động đi lại. C. Luôn đứng yên. D. Luân phiên đổi chiều quay. Lời giải: Trong máy phát điện xoay chiều, rôto quay tròn quanh một trục theo một chiều khi máy làm việc Chọn A. Câu 3: Nhà máy điện nào thường gây ô nhiễm môi trường nhiều nhất? A. Nhà máy phát điện gió. B. Nhà máy phát điện dùng pin mặt trời. C. Nhà máy thuỷ điện. D. Nhà máy nhiệt điện. Lời giải: Nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu là than hoặc khí đốt nên thường gây ô nhiễm môi trường nhất Chọn D. Câu 4: So với nhiệt điện, nhà máy điện hạt nhân có ưu điểm nào sau đây? A. Tiêu tốn khối lượng nhiên liệu ít hơn. B. Chi phí xây dựng ban đầu ít hơn. C. An toàn hơn. D. Dễ quản lý, cần ít nhân sự hơn. Lời giải: Nhà máy điện hạt nhân thường có công suất lớn, tiêu thụ ít nhiên liệu Chọn A. CHỦ ĐỀ 2: MÁY BIẾN THẾ. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA I. KIẾN THỨC CƠ BẢN 1. Kiến thức cơ bản. 1.1. Truyền tải điện năng đi xa. - 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. - Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện: 2 2 2 P P .R P P I R .R hp U U2 - Để giảm hao phí trên đường dây truyền tải điện năng đi xa ta có các phương án sau: + Tăng tiết diện dây dẫn (tốn kém). + Chọn dây có điện trở suất nhỏ (tốn kém). + Tăng hiệu điện thế (thường dùng). - 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. 1.2. Máy biến thế. a) Khái niệm Là thiết bị có khả năng biến đổi hiệu điện thế (điện áp) xoay chiều. b) Cấu tạo - Gồm có hai cuộn dây: cuộn sơ cấp có N1 vòng và cuộn thứ cấp có N2 vòng. Lõi biến áp gồm nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau để tăng cường từ trường xuyên qua cuộn dây. Hình 1 - Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà có thể N1>N2 hoặc ngược lại. Hình 2 - Cuộn sơ cấp nối với mạch điện xoay chiều còn cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ điện. - Trong thực thế thì máy biến thế có dạng như hình 1, còn trong việc biểu diễn sơ đồ máy biến thế thì có dạng như hình 2. c) Nguyên tắc hoạt động - Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi đặt vào 2 đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì từ trường do dòng điện xoay chiều tạo ra ở cuộn dây này đổi chiều liên tục theo thời gian, nhờ lõi sắt non mà từ trường biến đổi này khi xuyên qua tiết diện thẳng của cuộn dây thứ cấp sẽ tạo ra một hiệu điện thế xoay chiều ở 2 đầu cuộn dây thứ cấp này. - Máy biến thế chỉ hoạt động được với dòng điện xoay chiều, dòng điện một chiều khi chạy qua cuộn dây sơ cấp sẽ không tạo ra được từ trường biến đổi. Không thể dùng dòng điện một chiều không đổi (dòng điện một chiều) để chạy máy biến thế được. - Tỉ số hiệu điện thế ở hai đầu các cuộn dây của máy biến thế bằng tỉ số giữa số vòng U1 N1 của các cuộn dây đó: U2 N2 - Nếu số vòng dây ở cuộn sơ cấp (đầu vào) lớn hơn số vòng dây ở cuộn thứ cấp (đầu ra) thì máy là máy hạ thế. Nếu số vòng dây ở cuộn sơ cấp nhỏ hơn số vòng dây ở cuộn thứ cấp là máy tăng thế. - Ở 2 đầu đường dây tải điện về phía nhà máy điện, đặt máy tăng thế để giảm hao phí về nhiệt trên đường dây tải. Ở nơi tiêu thụ đặt máy hạ thế xuống bằng hiệu điện thế định mức của các dụng cụ tiệu thụ điện. 2. Kiến thức nâng cao. U1 I2 - Nếu bỏ qua hao phí ở máy biến thế thì P2 = P1 U2.I2 = U1.I1 hay U2 I1 P2.R - Phần công suất có ích truyền tới nơi tiêu thụ là: P = P - P= P - i U2 P P P P - Hiệu suất của quá trình truyền tải là: H i 1 P P P II. PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 1: BÀI TẬP CƠ BẢN VỀ SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. A. PHƯƠNG PHÁP - Vận dụng công thức tính công suất hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điện: 2 2 2 P P .R P P I R R hp U U2 - Độ giảm thế trên đường dây: U = I.R l - Điện trở của dây dẫn: R=ρ . S B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Khi truyền tải điện năng đi xa, điện năng hao phí đã chuyển hoá thành A. hoá năng. B. quang năng. C. nhiệt năng. D. cơ năng. Lời giải: Khi truyền tải điện năng đi xa, điện năng hao phí đã chuyển hoá thành nhiệt năng Chọn C. Câu 2: Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện A. tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây. B. tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây. C. tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây. D. tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây. Lời giải: P2.R Dựa vào công thức : P , ta thấy công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường hp U2 dây tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây Chọn C. Câu 3: Trên cùng một đường dây tải điện, nếu tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây dẫn lên 100 lần thì công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây sẽ A. tăng 102 lần. B. giảm 102 lần. C. tăng 104 lần. D. giảm 104 lần. Lời giải: Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây nên nếu tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây dẫn lên 100 lần thì công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây sẽ giảm 1002 = 104 lần Chọn D. Câu 4: Khi truyền đi cùng một công suất điện, người ta dùng dây dẫn cùng chất nhưng có tiết diện gấp đôi dây ban đầu. Công suất hao phí trên đường dây tải điện so với lúc đầu A. không thay đổi. B. giảm đi hai lần. C. giảm đi bốn lần. D. tăng lên hai lần. Lời giải: l Từ công thức R=ρ , ta thấy khi tiết diện S tăng 2 lần thì điện trở giảm 2 lần. Dựa vào S P2.R công thức P , ta thấy khi R giảm 2 lần thì công suất hao phí giảm 2 lần Chọn B. hp U2 Câu 5: Trong việc truyền tải điện năng để giảm công suất hao phí trên đường dây n2 lần thì cần phải A. giảm hiệu điện thế xuống n lần. B. giảm hiệu điện thế xuống n2 lần. C. tăng hiệu điện thế lên n lần. D. tăng hiệu điện thế lên n2 lần. Lời giải: Công suất hao phí trên đường dây tải điện tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế Chọn C. Câu 6: Những phương án có thể làm giảm hao phí trên đường dây tải điện là A. giảm điện trở dây dẫn, tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây. B. giảm điện trở dây dẫn, giảm hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây. C. tăng điện trở dây dẫn, giảm hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây. D. tăng điện trở dây dẫn, tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây. Lời giải: Công suất hao phí trên đường dây tải điện tỉ lệ thuận với điện trở của dây và tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây Chọn A. Câu 7: Khi truyền tải điện năng từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, để làm giảm hao phí trên đường dây do tỏa nhiệt ta có thường A. đặt ở đầu ra của nhà máy điện máy tăng thế. B. đặt ở đầu ra của nhà máy điện máy hạ thế. C. đặt ở nơi tiêu thụ máy hạ thế. D. đặt ở đầu ra của nhà máy điện máy tăng thế và đặt ở nơi tiêu thụ máy hạ thế. Lời giải: Khi truyền tải điện năng từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, để giảm hao phí người ta phải tăng hiệu điện thế ở đầu dây và để các thiết bị có thể hoạt động đúng hiệu điện thế định mức người ta phải hạ hiệu điện thế Chọn D. Câu 8: Nếu hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tải điện không đổi mà dây dẫn có chiều dài tăng gấp đôi thì hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây sẽ A. tăng lên gấp đôi. B. giảm đi một nửa. C. tăng lên gấp bốn. D. giữ nguyên không đổi. Lời giải: l Từ công thức R=ρ , ta thấy khi tiết diện chiều dài tăng gấp đôi thì điện trở tăng gấp S P2.R đôi. Dựa vào công thức P , ta thấy khi R tăng gấp đôi thì công suất hao phí tăng hp U2 gấp đôi Chọn A. Câu 9: Người ta truyền tải một công suất điện 1000kW bằng một đường dây có điện trở 10Ω. 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: P2.R 10002.10 Áp dụng công thức P 826, 4W Chọn D. hp U2 1102 Câu 10: Một công suất điện 60kW được truyền tải từ máy phát điện xoay chiều có hiệu điện thế ổn định 600V đến nơi tiêu thụ bằng dây tải có điện trở tổng cộng là 5Ω. Nếu mắc trực tiếp dây tải vào hai cực của máy phát điện thì công suất hao phí trên được dây tải điện là A. 50 kW B. 5 kW C. 0,5 kW D. 0,05 kW P2.R 600002.5 Áp dụng công thức P 50000W hp U2 6002 * Chú ý: Vì không tăng hiệu điện thế khi truyền tải nên công suất hao phí quá lớn. Nếu nghi ngờ kết quả này có thể mất thời gian làm bài. Câu 11: Để truyền tải một công suất điện 100kW bằng một đường dây dẫn có điện trở 5Ω với công suất hao phí trên đường dây truyền tải là 0,5kW. Hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tải điện là A. 10kV. B. 5kV. C. 15kV. D. 20kV. Lời giải: Đổi 100kW = 100 000W; 0,5kW = 500W 2 P .R P2.R 1000002.5 Áp dụng công thức P U 10000V Chọn A. hp U2 Php 500 Câu 12: Từ một trạm thủy điện nhỏ cách khu dân cư 10km, để truyền tải công suất điện 3.106W từ trạm thủy điện về khu dân cư người ta dùng đường dây tải điện gồm hai dây dẫn> Biết hiệu điện thế ở đầu dây là 150kV và dây dẫn tải điện cứ 1km có điện trở 0,2. Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây là A. 160 kW. B. 16 kW. C. 1,6 kW. D. 0,16 kW. Lời giải: - Điện trở dây tải điện là: R = 0,2.2.10 = 4. P2.R (3.106)2.4 - Công suất hao phí: P 160000W 160kW Chọn A. hp U2 1500002 Câu 13: 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: Php Phần trăm hao phí là h = 1- H = = 1- 0,9 = 0,1 Php = 0,1P = 0,1.100000 = P 10000kW Chọn A. Câu 14: 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 20Ω. Độ giảm thế trên đường dây truyền tải là A. 40V. B. 400V. C. 80V D. 800V. Lời giải: P 200000 - Cường độ dòng điện qua dây: I = 40A U 5000 - - Độ giảm thế trên đường đây là: U = I.R = 40.20 = 800V Chọn D. Câu 15: Để truyền tải một công suất điện 20MW đi xa 150km bằng đường dây tải điện có điện trở 25 với công suất hao phí trên đường dây bằng 5% công suất truyền tải thì phải nâng hiệu điện thế ở đầu đường dây tải điện bằng A. 100kV. B. 1000kV. C. 10 kV. D. 1kV Lời giải: Php = 5%P = 0,05.20 = 1MW = 1000000W 2 P .R P2.R (2.107)2.25 P U 100000V 100kV Từ công thức hp 2 U Php 106 Chọn A. * Chú ý: Nếu không đổi đơn vị thì kết quả sẽ không đúng: Php = 5%P = 0,05.20 = 1MW 2 P .R P2.R 202.25 Từ công thức P U 10000V hp U2 Php 1 DẠNG 2: BÀI TẬP CƠ BẢN VỀ MÁY BIẾN THẾ. A. PHƯƠNG PHÁP - Dựa vào cấu tạo của máy biến thế. U1 N1 - Công thức máy biến thế: U2 N2 U1 I2 - Nếu bỏ qua hao phí ở máy biến thế thì P2 = P1 U2.I2 = U1.I1 hay U2 I1 B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Máy biến thế dùng để A. tăng, giảm hiệu điện thế một chiều. B. tăng, giảm hiệu điện thế xoay chiều. C. tạo ra dòng điện một chiều. D. tạo ra dòng điện xoay chiều. Lời giải: Tác dụng của máy biến thế là biến đổi hiệu điện thế xoay chiều. Chọn B. Câu 2: Máy biến thế có cuộn dây A. đưa điện vào là cuộn sơ cấp, lấy điện ra là cuộn thứ cấp. B. đưa điện vào là cuộn thứ cấp, lấy điện ra là cuộn sơ cấp. C. đưa điện vào là cuộn thứ cấp. D. lấy điện ra là cuộn sơ cấp. Lời giải: Trong máy biến thế cuộn sơ cấp đưa điện vào, cuộn thứ cấp lấy điện ra. Chọn A. Câu 3: Với 2 cuộn dây có số vòng dây khác nhau ở máy biến thế A. cuộn dây ít vòng hơn là cuộn sơ cấp. B. cuộn dây nhiều vòng hơn là cuộn sơ cấp. C. cuộn dây ít vòng hơn là cuộn thứ cấp. D. cuộn dây nào cũng có thể là cuộn thứ cấp. Lời giải: Trong máy biến thế vai trò của hai cuộn dây là như nhau nên cuộn dây nào cũng có thể là cuộn thứ cấp Chọn D. Câu 4: Một máy biến thế có hai cuộn dây với số vòng dây tương ứng là 200 vòng và 4000 vòng. Sử dụng máy biến thế này A. chỉ làm tăng hiệu điện thế. B. chỉ làm giảm hiệu điện thế. C. có thể làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế. D. có thể đồng thời làm tăng và giảm hiệu điện thế. Lời giải: Trong máy biến thế vai trò của hai cuộn dây là như nhau nên có thể làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế Chọn C. Câu 5: Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì từ trường trong lõi sắt từ sẽ là từ trường A. luôn giảm. B. luôn tăng. C. biến thiên. D. không biến thiên. Lời giải: Khi có dòng điện xoay chiều qua cuộn sơ cấp thì trong lõi thép tồn tại từ trường biến thiên Chọn C. Câu 6: Khi nói về máy biến thế phát biểu nào không đúng? A. Máy biến thế hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. B. Máy biến thế hoạt động với dòng điện xoay chiều. C. Máy biến thế hoạt động luôn có hao phí điện năng. D. Máy biến thế hoạt động biến đổi điện năng thành cơ năng. Lời giải: Máy biến thế không có chức năng biến đổi điện năng thành cơ năng Chọn D. Câu 7: Khi có dòng điện một chiều chạy trong cuộn dây sơ cấp của một máy biến thế thì trong cuộn thứ cấp đã nối thành mạch kín A. có dòng điện một chiều không đổi. B. có dòng điện một chiều biến đổi. C. có dòng điện xoay chiều. D. vẫn không xuất hiện dòng điện. Lời giải: Dòng điện một chiều không tạo ra từ trường biến thiên nên trong cuộn thứ cấp không xuất hiện dòng điện cảm ứng. Chọn D. Câu 8: Một máy biến thế có số vòng dây ở cuộn thứ cấp gấp 4 lần số vòng dây ở cuộn sơ cấp thì hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp so với hiệu điện thế ở hai đầu cuộn sơ cấp sẽ A. bằng nhau. B. gấp 4 lần. C. gấp 8 lần. D. gấp 16 lần. Lời giải: Hiệu điện thế tỉ lệ thuận với số vòng dây ở mỗi cuộn nên N 2= 4N1 U2= 4U1 Chọn B. Câu 9: Để nâng hiệu điện thế từ U 1 = 10000V lên đến hiệu điện thế U 2 = 200000V, thì phải dùng máy biến thế có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là A. 0,05 B. 0,5 C. 5 D. 20 Lời giải: N1 U1 10000 Ta có tỉ số: 0, 05 Chọn B. N2 U2 200000 N2 U2 * Chú ý: Nếu không đọc kĩ có thể nhầm tỉ số 20 Chọn D. N1 U1 Câu 10: Cuộn sơ cấp của một máy biến thế có 4400 vòng và cuộn thứ cấp có 240 vòng. Nếu hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 220V, thì hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp là A. 50 V. B. 120 V. C. 12 V. D. 60 V. Lời giải: U1 N1 U1.N2 220.240 Từ công thức: U 12V Chọn C. U2 N2 2 N1 4400 Câu 11: Số vòng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến thế lần lượt có 20000 vòng và 200 vòng. Nếu hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp là 220V, thì hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn sơ cấp là A. 22000V. B. 2200V. C. 22V. D. 2,2V. Lời giải: U1 N1 U2.N1 220.200000 Từ công thức U 22000V ế ở hai đầu cuộn thứ U2 N2 1 N2 200 cấp là 22000V Chọn A. Câu 12: Hiệu điện thế giữa hai đầu dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến thế lần lượt là 220V và 12V. Nếu số vòng dây cuộn sơ cấp là 440 vòng, thì số vòng dây cuộn thứ cấp A. 240 vòng. B. 60 vòng. C. 24 vòng. D. 6 vòng. Lời giải: U1 N1 U2 12 Từ công thức N2 .N1 .440 24 vòng Chọn C. U2 N2 U1 220 Câu 13: Hiệu điện thế giữa hai đầu dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến thế lần lượt là 110V và 220V. Nếu số vòng dây cuộn thứ cấp là 110 vòng, thì số vòng dây cuộn sơ cấp là A. 2200 vòng. B. 550 vòng. C. 220 vòng. D. 55 vòng. Lời giải: U1 N1 U1.N1 110.110 Từ công thức N 55 vòng Chọn D. U2 N2 1 U2 220 Câu 14: Một máy biến thế có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V. Khi đó điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484V. Số vòng dây cuộn thứ cấp là A. 1100 vòng. B. 2000 vòng. C. 2200 vòng. D. 2500 vòng Lời giải: U1 N1 U2 484 Từ công thức N2 .N1 .1000 2200 vòng Chọn C. U2 N2 U1 220 Câu 15: Cuộn sơ cấp của máy biến thế có 200 vòng, cuộn thứ cấp 50 vòng, khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều 6V thì ở hai đầu cuộn thứ cấp có hiệu điện thế A. 1,5V. B. 9V. C. 4,5V. D. 3V. Lời giải: U N N 200 Từ công thức 1 1 U U 2 6. 1,5V Chọn A. U2 N2 2 1 N1 50 Câu 16: Một máy biến thế có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế 220V. Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484V. Bỏ qua hao phí của máy. Số vòng dây cuộn thứ cấp là A. 1100 vòng. B. 2000 vòng. C. 2200 vòng. D. 2500 vòng. Lời giải: U1 N1 U2 484 Từ N2 .N1 Thay số : N2= .1000 = 2200 vòng Chọn C U2 N2 U1 220 Câu 17: Một máy biến áp có số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 2000 vòng và 100 vòng. Điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng ở mạch sơ cấp là 120V – 0,8A. Bỏ qua mất mát điện năng thì điện áp và công suất ở mạch thứ cấp là A. 6V – 96W. B. 240V – 96W. C. 6V – 4,8W. D. 120V – 4,8W. Lời giải: Điện áp hiệu dụng cuộn thứ cấp: U1.N2 120.100 U2 6V N1 2000 Bỏ qua mất mát điện năng thì P2 = P1 = U1.I1 = 120.0,8 = 96W chọn A. Câu 18: Một máy biến thế dùng trong máy thu vô tuyến có cuộn sớ cấp gồm 1000 vòng, mắc vào mạng điện 127V và ba cuộn thứ cấp để lấy ra các hiệu điện thế 6,35V; 15V; 18,5V. Số vòng dây của mỗi cuộn thứ cấp lần lượt là A. 71vòng, 167vòng, 207vòng B 71vòng, 167vòng, 146vòng C. 50vòng, 118vòng, 146vòng D.71vòng, 118vòng, 207vòng Lời giải: U1 N1 N1 Từ công thức N2 .U2 Thay số từng trường hợp: U2 N2 U1 1000 N .6.35=50 vòng 2 127 1000 N .15 =118 vòng 2 127 1000 N .18.5 =145.669 vòng =146 vòng chọn C. 2 127 DẠNG 3: THAY ĐỔI SỐ VÒNG DÂY CỦA MÁY BIẾN THẾ A. PHƯƠNG PHÁP U N - Viết tỉ số 1 1 cho các lần quấn dây. U2 N2 - Tìm mối quan hệ giữa N1 hoặc N2 với số vòng dây quấn thêm hoặc bớt đi. - Giải phương trình hoặc hệ phương trình tìm ẩn. B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến thế lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Nếu tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn này bằng A. 100 V B. 200 V C. 220 V D. 110 V Lời giải: Gọi U1, N1 là điện áp và số vòng dây trên cuộn sơ cấp của máy biến thế, theo bài thì U1, N1 không đổi. Gọi U2, N2 là điện áp và số vòng dây trên cuộn thứ cấp. U1 N1 N Do máy biến thế lý tưởng nên ta có hệ thức: U U 2 100 (1) U2 N2 2 1 N1 Khi giảm n vòng dây cho cuộn thứ cấp và tăng n vòng dây thì ta có điện áp trên hai (N n) U U 2 1 N 1 N2 đầu cuộn thứ cấp lần lượt là: n hay N2 = 3n (N n) 3 2U U 2 1 N1 ' N2 3n N2 N2 N2 Khi tăng thêm 3n vòng dây thì ta có U2 U1 U1 2U1 (2) N1 N1 N1 ’ Từ (1) và (2) U 2 =2.100 = 200V Chọn B Câu 2: Một học sinh quấn một máy biến thế với dự định số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây của cuộn thứ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây. Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,43. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,45. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến thế. Để được máy biến thế đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp A. 100 vòng dây. B. 84 vòng dây. C. 60 vòng dây. D. 40 vòng dây. Lời giải: N2 N2 Ta có tỉ số biến áp cần quấn đúng: k 0,5 N1 N1 0,5 Gọi số vòng cuộn thứ cấp lúc đầu là N 2, số vòng phải tiếp tục quấn thêm là x ta có: N N 24 N 24 x N 2 2 2 suy ra hệ pt: 1 0,43 0,45 0,5 0,45N2 0,43N2 10,32 N2 516 Chọn C. 0,5N2 0,43N2 10,32 0,43x x 60 Câu 3: Một học sinh quấn một máy biến áp có số vòng 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 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 1,92U Khi kiểm tra thì phát hiện trong cuộn thứ cấp có 40 vòng dây bị quấn ngược chiều so với đa số các vòng dây trong đó. Bỏ qua mọi hao phí máy biến thế. Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến thế này là A. 2000 vòng. B. 3000 vòng. C. 6000 vòng. D. 1500 vòng. Lời giải: Gọi N1 là số vòng dây cuộn sơ cấp. Khi đó số vòng dây cuộn thứ cấp N 2 = 2N1; tổng số vòng dây của máy biến thế là 3N1 U N1 Theo bài ra ta có: = 1,92N1 = 2N1 – 80 N1 = 1000 vòng 1,92U N2 2.40 Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến thế này là 3000 vòng Chọn B * Chú ý: Trường hợp quấn ngược khác với trường hợp quấn thiếu. Khi quấn ngược thì số vòng dây bị thiếu bằng số vòng quấn ngược và số vòng quấn ngược lại có cảm ứng từ ngược chiều với đa số vòng dây nên nó triệt tiêu bớt từ trường của đa số vòng dây. Câu 4: Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua mọi hao phí) cuộn sơ cấp có cùng số vòng dây nhưng cuộn thứ cấp có số vòng dây khác nhau. Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp của máy thứ nhất thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp của máy đó là 1,5. Khi đặt điện áp xoay chiều nói trên vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy thứ hai thì tỉ số đó là 2. Khi cùng thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp của mỗi máy 50 vòng dây rồi lặp lại thí nghiệm thì tỉ số điện áp nói trên của hai máy là bằng nhau. Số vòng dây của cuộn sơ cấp của mỗi máy là A. 200 vòng B. 100 vòng C. 150 vòng D. 250 vòng Lời giải: Gọi số vòng dây cuộn sơ cấp là N, cuộn thứ cấp là N1 và N2 U N1 Theo bài ra ta có : = = 1,5 N1 = 1,5N U11 N U 22 N 2 = = 2 N2 = 2N U N Để hai tỉ số trên bằng nhau ta phải tăng N1 và giảm N2 N 50 N 50 Do đó 1 = 2 N N N1+50 = N2 – 50 1,5N + 50 = 2N - 50 N = 200 vòng Chọn A Câu 5: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tượng một điện áp xoay chiều có giá trị không đổi thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch thứ cấp khi để hở là 100V. Nếu tăng thêm n vòng dây ở cuộn sơ cấp thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở là U; nếu giảm bớt n vòng dây ở cuộn sơ cấp thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch thứ cấp khi để hở là 2U. Nếu tăng thêm 2n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp có thể là A. 50V. B. 100V C. 60V D. 120V Lời giải: Gọi U1, N1 là điện áp và số vòng dây trên cuộn sơ cấp của máy biến thế, theo bài thì U1, N1 không đổi. Gọi U2, N2 là điện áp và số vòng dây trên cuộn thứ cấp. U1 N1 N Do máy biến thế lý tưởng nên ta có hệ thức: U U 2 100 (1) U2 N2 2 1 N1 Khi giảm n vòng dây cho cuộn thứ cấp và tăng n vòng dây thì ta có điện áp trên hai N U U 2 1 N n 1 N1 đầu cuộn thứ cấp lần lượt là: n hay N1 = 3n N 3 2U U 2 1 N1 n 2 N2 N1 ' N2 2n 3 N2 2 Khi tăng thêm 2n vòng dây thì ta có U2 U1 U1 U1 U1 N1 N1 N1 3 ’ 2 U 2 =100 + U >U1 Chọn D. 3 1 Câu 6: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tượng một điện áp xoay chiều có giá trị không đổi thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch thứ cấp khi để hở là 100V. Ở cuộn sơ cấp, khi ta giảm bớt đi n vòng dây thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch thứ cấp khi để hở là U; nếu tăng n vòng dây ở cuộn sơ cấp thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai U đầu mạch thứ cấp khi để hở là . Giá trị của U là 2 A. 150V. B. 200V C. 100V D. 50V Lời giải: Gọi điên áp hiệu dụng đặt vào cuộn sơ cấp là U 1, số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp là N1 và N2 U N U N n 2U N n Ta có: 1 1 (1) 1 1 (2) 1 1 (3) 1`00 N 2 U N 2 U N 2 U N Lấy (1) : (2) => 1 (4) 1`00 N1 n U N Lấy (1) : (3) => 1 (5) 2`00 N1 n 200 N1 n Lấy (4) : (5) => N1 n 2N1 2 N1 3n 1`00 N1 n N Từ (4) => U = 100 1 150 (V) Chọn A. N1 n Câu 7: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng( bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 300V. Nếu giảm bớt một phần ba tổng số vòng dây của cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là : A.100V B.200V C.220V D.110V Lời giải: N N 2 N U U ' 2 2 N 2 2 ; 2 3 . 2 N1 U1 U1 N1 3 N1 U2 ' 2 U2 ' 2 U2 ' 200V U2 3 300 3 Chọn B Câu 8: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp M 1 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V. Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp M 2 vào hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp của M 2 để hở bằng 12,5V. Khi nối hai đầu cuộn thứ cấp của M 2 với hai đầu cuộn thứ cấp của M 1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp của M 2 để hở bằng 50V. Bỏ qua mọi hao phí. M 1 có tỉ số vòng dây sơ cấp và số vòng dây thứ cấp bằng. A.8 B.4 C.6 D.15 Lời giải: TH1: Nối hai đầu cuộn sơ cấp của M2 vào hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì: U U và U 12,5V . (1) 1M2 2M1 2M2 TH2: Nối hai đầu cuộn thứ cấp của M2 với hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì: U' U và U' 50V . (2) 1M2 2M1 2M2 U .U' Ta có: 1M2 1M2 (3) ' 1 U2M .U2 2 M2 U2 Thay (1) và (2) vào (3) ta được: 2M1 1 U 50.12,5 25V 50.12,5 2M1 N U 200 Vậy: 1 1M1 8 Chọn A N U 25 2 2M1 Câu 9: Đặt vào đầu cuộn dây sơ cấp của một mày biến thế lí tưởng một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở của nó là 100V. Nếu chỉ tăng thếm n vòng dây ở cuộn sơ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn thứ cấp là U nếu chỉ giảm n vòng dây ở cuộn dây sơ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn thứ cấp là 2U. Nếu chỉ tăng thêm 2n vòng dây ở cuộn sơ cấp thì điện ấp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là: A.50V B.60V C.100V D.120V Lời giải: N 100 2 N U 1 1 N2 U  N U N1 n U1 N n N 2 2  2 1 n 1 Chọn B N U N 2U N n 3 1 1 2 1 N1 n U1  N 2n U 5 N U 5 U 1 1 . 1 1 . 1 U ' 60V N2 U ' 3 N2 U ' 3 100 Câu 10: Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào cuộn sơ cấp thì điện áp hiệu dụng thứ cấp là 20V. Nếu tăng số vòng dây thứ cấp 60 vòng thì điện áp hiệu dụng thứ cấp là 25V. Nếu giảm số vòng dây thứ cấp 90 vòng thì điện áp hiệu dụng thứ cấp là: A.10V B.12,5V C.17,5V D.15V