Bài viết tổng hợp kiến thức cần nhớ và hướng dẫn giải bài tập về chuyên đề Máy biến thế Vật lý 9 được HOCMAI tổng hợp và đăng tải giới thiệu tới các em học sinh cùng quý giáo viên tham khảo. Nội dung của bài viết sẽ giúp các em có thể nắm chắc chuyên đề và học tập tốt môn Vật lý lớp 9.
Bài viết tham khảo thêm:
- Máy phát điện xoay chiều
- Các tác dụng của dòng điện xoay chiều – Đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều
- Truyền tải điện năng đi xa
I – Lý thuyết Máy biến thế
1. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế
a) Cấu tạo của máy biến thế
Máy biến thế là thiết bị được sử dụng để tăng hoặc giảm hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều.
– Máy biến thế gồm có các bộ phận chính:
- Hai cuộn dây dẫn với số vòng khác nhau được đặt cách điện với nhau. Cuộn dây nối với mạng điện được gọi là cuộn sơ cấp, cuộn dây lấy hiệu điện thế ra để sử dụng gọi là cuộn thứ cấp.
- Một lõi thép hay sắt có pha Silic gồm có nhiều lá mỏng được ghép cách điện với nhau.
b) Cơ chế hoạt động của máy biến thế
Khi đặt vào hai đầu của cuộn sơ cấp trong máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì ở tại hai đầu cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều.
2. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế
Gọi U1, n1 và U2, n2 lần lượt là hiệu điện thế và số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp.
Hiệu điện thế đặt ở hai đầu mỗi cuộn dây trong máy biến thế tỉ lệ cùng với số vòng dây của mỗi cuộn:
Lưu ý:
- Nếu k > 1 tức là U1 > U2 hay n1 > n2 → Máy hạ thế.
- Nếu k < 1 tức là U1 < U2 hay n1 < n2 → Máy tăng thế.
3. Vai trò của máy biến thế trong truyền tải điện năng đi xa
Để giảm hao phí ở trên đường dây tải điện cần phải có hiệu điện thế rất lớn (khoảng hàng trăm nghìn vôn) nhưng đến nơi sử dụng điện lại chỉ cần có hiệu điện thế thích hợp (U = 220V). Chính vì vậy trong việc truyền tải điện năng đi xa máy biến thế có vai trò to lớn. Người ta đặt hai loại máy biến thế có nhiệm vụ khác nhau ở hai đầu đường dây tải điện:
- Đặt máy biến thế tại đầu đường dây tải điện, có nhiệm vụ tăng hiệu điện thế lên.
- Đặt máy biến thế tại nơi sử dụng điện, có nhiệm vụ giảm hiệu điện thế tới mức phù hợp.
Chú ý: Máy biến thế không hoạt động được với dòng điện một chiều mà chỉ có thể hoạt động được với dòng điện xoay chiều.
II – Giải bài tập Máy biến thế SGK Vật lí 9
Câu C1 | Trang 100 SGK Vật Lý 9
Nếu đặt vào ở hai đầu của một cuộn dây (được gọi là cuộn sơ cấp) một hiệu điện thế xoay chiều vậy thì bóng đèn mắc tại hai đầu cuộn dây kia (được gọi là cuộn thứ cấp) có sáng lên hay không? Tại sao?
Lời giải:
⇒ Bóng đèn có sáng bởi vì:
Dòng điện xoay chiều sẽ xuất hiện khi ta đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều. Lõi sắt sau đó bị nhiễm từ và trở thành một nam châm có từ trường biến thiên; số đường sức từ của từ trường đi xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp biến thiên, vậy nên trong cuộn thứ cấp xuất hiện dòng điện cảm ứng và làm cho bóng đèn sáng.
Câu C2 | Trang 100 SGK Vật Lý 9
Hiệu điện thế xuất hiện tại hai đầu cuộn dây thứ cấp cũng là hiệu điện thế xoay chiều. Tại vì sao?
Lời giải:
Đặt vào hai đầu của cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì bên trong cuộn dây ấy có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ trường bên trong lõi sắt luân phiên tăng giảm. Kết quả là bên trong cuộn thứ cấp xuất hiện một dòng điện xoay chiều. Một dòng điện xoay chiều cần phải do một hiệu điện thế xoay chiều gây ra.
Câu C3 | Trang 101 SGK Vật Lý 9
Căn cứ vào số liệu ở trong bảng 1 SGK, em hãy rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U đặt tại hai đầu của các cuộn dây trong máy biến thế và số vòng dây của những cuộn tương ứng.
Lời giải:
Hiệu điện thế tại hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ cùng với số vòng dây của những cuộn dây tương ứng.
Câu C4 | Trang 101 SGK Vật Lý 9
Một máy biến thế sử dụng trong nhà cần phải hạ hiệu điện thế từ 220V xuống chỉ còn 6V và 3V. Tính số vòng của các cuộn thứ cấp tương ứng biết rằng cuộn sơ cấp có 4000 vòng.
Tóm tắt:
- U1 = 220V | n1 = 4000 vòng;
- U2 = 6V | U2’ = 3V;
- n2 = ? | n2’ = ?
Lời giải:
– Với U2 = 6V.
Áp dụng công thức: U1/U2 = n1/n2
⇒ n2 = n1.U2/U1 = 4000.6/220 = 109 vòng
– Với U2’ = 3V ⇒ Cuộn 3V có số vòng là:
n’2 = N1 .U’2/U1 = 4000.3/220 = 54,6 vòng
III – Bài tập Trắc nghiệm Truyền tải điện năng đi xa
Câu 1: Các bộ phận chính của một máy biến thế gồm có:
A) Nam châm điện và hai cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau.
B) Một lõi sắt và hai cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau.
C) Nam châm vĩnh cửu và hai cuộn dây dẫn có số vòng dây giống nhau.
D) Nam châm điện và hai cuộn dây dẫn có số vòng dây giống nhau.
Hướng dẫn trả lời
→ Đáp án B
Câu 2: Chọn phát biểu đúng
A) Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào ở hai đầu cuộn dây sơ cấp của một máy biến thế thì tại cuộn dây thứ cấp sẽ xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều.
B) Máy biến thế có thể chạy được bằng dòng điện một chiều.
C) Không thể sử dụng dòng điện xoay chiều để chạy máy biến thế được mà phải dùng dòng điện một chiều để chạy được máy biến thế.
D) Máy biến thế gồm có một cuộn dây và một lõi sắt.
Hướng dẫn trả lời
→ Đáp án A
Câu 3: Máy biến thế gồm có cuộn dây:
A) Đưa điện vào gọi là cuộn sơ cấp.
B) Đưa điện vào gọi là cuộn sơ cấp.
C) Đưa điện vào gọi là cuộn thứ cấp.
D) Lấy điện ra gọi là cuộn sơ cấp.
Hướng dẫn trả lời
→ Đáp án A
Câu 4: Phát biểu nào sau đây là không đúng về máy biến thế?
A) Số vòng của cuộn sơ cấp nhiều gấp n lần số vòng của cuộn thứ cấp là máy hạ thế.
B) Số vòng của cuộn thứ cấp nhiều gấp n lần số vòng của cuộn sơ cấp là máy tăng thế.
C) Số vòng của cuộn thứ cấp ít hơn số vòng của cuộn sơ cấp là máy tăng thế.
D) Số vòng của cuộn thứ cấp ít hơn số vòng của cuộn sơ cấp là máy hạ thế.
Hướng dẫn trả lời
→ Đáp án B
Câu 5: Máy biến thế là một thiết bị:
A) Giữ cường độ dòng điện không đổi.
B) Giữ hiệu điện thế không đổi.
C) Biến đổi cường độ dòng điện không đổi.
D) Biến đổi hiệu điện thế xoay chiều.
Hướng dẫn trả lời
→ Đáp án D
Câu 6: Nếu đặt vào ở hai đầu cuộn dây sơ cấp trong máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì từ trường bên trong lõi sắt từ sẽ:
A) Luôn giảm
B) Luôn tăng
C) Biến thiên
D) Không biến thiên
Hướng dẫn trả lời
→ Đáp án C
Câu 7: Trong một máy biến thế cuộn sơ cấp có 4400 vòng và cuộn thứ cấp có 240 vòng. Khi đặt vào ở hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều là U = 220V thì tại hai đầu dây cuộn thứ cấp sẽ có hiệu điện thế là bao nhiêu?
A) 12
B) 16
C) 18
D) 24
Hướng dẫn trả lời
→ Đáp án C
Câu 8: Một máy biến thế có hiệu điện thế cuộn sơ cấp là U = 220V, số vòng của cuộn sơ cấp là 500 vòng, hiệu điện thế cuộn thứ cấp là U = 110V. Hỏi số vòng của cuộn thứ cấp sẽ là bao nhiêu vòng?
A) 220 vòng
B) 230 vòng
C) 240 vòng
D) 250 vòng
Hướng dẫn trả lời
→ Đáp án C
Câu 9: Cuộn sơ cấp trong một máy biến thế có N1 là 5000 vòng, cuộn thứ cấp có N2 là 625 vòng. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với mạng điện có hiệu điện thế U1 bằng 220V. Hiệu điện thế ở giữa hai đầu cuộn thứ cấp là:
A) U2 = 27V.
B) U2 = 27,5V.
C) U2 = 28V.
D) U2 = 28,5V.
Hướng dẫn trả lời
→ Đáp án B
Câu 10: Cuộn sơ cấp trong một máy biến thế có N1 là 5000 vòng, cuộn thứ cấp có N2 là 625 vòng. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với mạng điện có hiệu điện thế U1 bằng 220V. Tính dòng điện chạy qua cuộn thứ cấp nếu ta nối hai đầu cuộn thứ cấp cùng với điện trở 137,5Ω. Xem điện năng không bị mất mát.
A) I2 = 0,2A.
B) I2 = 0,4A.
C) I2 = 0,6A.
D) I2 = 0,8A.
Hướng dẫn trả lời
→ Đáp án A
Trên đây HOCMAI đã tổng hợp lại kiến thức cần nhớ và gửi tới các em phần lý thuyết và phần hướng dẫn trả lời bài tập về chuyên đề Máy biến thế Vật lý 9. Hãy tham khảo thật kỹ bài viết và luyện tập bằng cách giải đề thường xuyên để nắm vững chuyên đề này các em nhé!
