Bài tập về Định luật bảo toàn năng lượng
Kiến thức cần nhớ
1. Sự chuyển hóa năng lượng trong các hiện tượng cơm nhiệt, điện
a. Biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại. Hao hụt cơ năng
- Trong các hiện tượng tự nhiên, thường có sự biến đổi giữa thế năng và động năng, cơ năng luôn giảm. Phần cơ năng hao hụt đi đã chuyển hóa thành nhiệt năng.
- Nếu cơ năng của vật tăng thêm là do vật ở bên ngoài hệ cung cấp, nếu hụt đi là đã truyền cho vật khác.
Ví dụ:
Thả viên bi trên máng trượt từ điểm A với độ cao h1.
+ Khi bi lăn từ vị trí A đến vị trí B: Thế năng chuyển hóa thành động năng.
+ Khi bi lăn từ bị trí B đến vị trí C: Động năng chuyển hóa thành thế năng.
+ Thế năng của viên bi khi ở vị trí A lớn hơn thế năng của viên bi khi ở vị trí C, điều này có nghĩa là một phần năng lượng đã bị hao hụt (biến đổi thành nhiệt năng do ma sát với máng trượt)
⇒ Cơ năng biến đổi thành nhiệt năng.
b) Biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại. Hao hụt cơ năng
- Trong động cơ điện phần lớn điện năng chuyển hóa thành cơ năng. Trong các máy phát điện, cơ năng có thể chuyển hóa thành điện năng.
- Phần năng lượng hữu ích thu được cuối cùng bao giờ cũng nhỏ hơn phần năng lượng ban đầu cung cấp cho máy.
- Phần năng lượng hao hụt đi đã biến đổi thành dạng năng lượng khác.
Ví dụ:
Máy phát điện và động cơ điện được nối với nhau bằng dây dẫn, hai quả nặng đều có cùng kích thước và khối lượng.
+ Nâng quả nặng bên trái đến độ cao h1 sau đó thả ra ⇒ quả nặng chuyển động từ trên xuống dưới ⇒ máy phát điện hoạt động ⇒ tạo ra điện ⇒ động cơ điện quay ⇒ quả nặng bên phải đi lên đến độ cao h2.
+ Khi quả nặng bên trái rơi xuống chỉ có một phần thế năng chuyển hóa thành điện năng còn một phần biến thành động năng của chính quả nặng.
+ Khi dòng điện làm quay động cơ điện kéo quả nặng bên phải lên thì chỉ có một phần điện năng chuyển hóa thành cơ năng, còn một phần thành nhiệt năng làm nóng dây dẫn.
2. Định luật bảo toàn năng lượng
Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác.
Ví dụ:
Hòn bi thép lăn từ trên máng nghiêng xuống.
+ Trong quá trình chuyển động trên máng nghiêng, thế năng của viên bi đã chuyển hóa dần thành động năng.
+ Khi hòn bi va chạm vào miếng gỗ, hòn bi đã truyền động năng cho miếng gỗ.
Ví dụ minh hoạ
Ví dụ 1: Chọn phát biểu đúng
A. Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
B. Trong các máy phát điện, phần lớn cơ năng chuyển hóa thành hóa năng.
C. Phần năng lượng hữu ích thu được cuối cùng bao giờ cũng lớn hơn phần năng lượng ban đầu cung cấp cho máy.
D. Phần năng lượng hao hụt đi biến đổi thành dạng năng lượng khác.
- Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành cơ năng.
- Trong các máy phát điện, phần lớn cơ năng chuyển hóa thành điện năng.
- Phần năng lượng hữu ích thu được cuối cùng bao giờ cũng nhỏ hơn phần năng lượng ban đầu cung cấp cho máy.
→ Đáp án D
Ví dụ 2: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về định luật bảo toàn năng lượng
A. Năng lượng có thể tự sinh ra hoặc tự mất đi và chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác.
B. Năng lượng không tự sinh ra và tự mất đi mà có thể truyền từ vật này sang vật khác.
C. Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác.
D. Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác.
Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác
→ Đáp án C
Ví dụ 3: Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành
A. Điện năng
B. Hóa năng
C. Quang năng
D. Cơ năng
Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành cơ năng
→ Đáp án D
Bài tập tự luyện
Câu 1: Trong máy phát điện, điện năng thu được bao giờ cũng có giá trị nhỏ hơn cơ năng cung cấp cho máy. Vì sao?
A. Vì một đơn vị điện năng lớn hơn một đơn vị cơ năng.
B. Vì một phần cơ năng đã biến thành dạng năng lượng khác ngoài điện năng.
C. Vì một phần cơ năng đã tự biến mất.
D. Vì chất lượng điện năng cao hơn chất lượng cơ năng.
Trong máy phát điện, điện năng thu được bao giờ cũng có giá trị nhỏ hơn cơ năng cung cấp cho máy vì một phần cơ năng đã biến thành dạng năng lượng khác ngoài điện năng
→ Đáp án B
Câu 2: Trong các quá trình biến đổi từ động năng sang thế năng và ngược lại, điều gì luôn xảy ra với cơ năng?
A. Luôn được bảo toàn
B. Luôn tăng thêm
C. Luôn bị hao hụt
D. Khi thì tăng, khi thì giảm
Trong các quá trình biến đổi từ động năng sang thế năng và ngược lại, cơ năng luôn bị hao hụt. Chỉ khi bỏ qua sự mất mát năng lượng thành các dạng năng lượng khác thì cơ năng mới được bảo toàn
→ Đáp án C
Câu 3: Hiệu suất pin mặt trời là 10%. Điều này có nghĩa nếu pin nhận được
A. điện năng là 100J thì sẽ tạo ra quang năng là 10J.
B. năng lượng mặt trời là 100J thì sẽ tạo ra điện năng là 10J.
C. điện năng là 10J thì sẽ tạo ra quang năng là 100J.
D. năng lượng mặt trời là 10J thì sẽ tạo ra điện năng là 100J.
- Pin mặt trời hoạt động dưới sự biến đổi từ năng lượng mặt trời sang điện năng.
- Hiệu suất pin mặt trời là 10% nghĩa là nếu pin nhận được năng lượng mặt trời là 100J thì sẽ tạo ra điện năng là 10J.
→ Đáp án B
Câu 4: Nói hiệu suất động cơ điện là 97%. Điều này có nghĩa là 97% điện năng đã sử dụng được chuyển hóa thành
A. cơ năng
B. nhiệt năng
C. cơ năng và nhiệt năng
D. cơ năng và năng lượng khác
Nói hiệu suất động cơ điện là 97%. Điều này có nghĩa là 97% điện năng đã sử dụng được chuyển hóa thành cơ năng
→ Đáp án A
Câu 5: Hiện tượng nào dưới đây không tuân theo định luật bảo toàn năng lượng:
A. Bếp nguội đi khi tắt lửa.
B. Xe dừng lại khi tắt máy.
C. Bàn là nguội đi khi tắt điện.
D. Không có hiện tượng nào.
Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác.
Trong tất cả các hiện tượng trên đều có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác và khi bỏ qua sự mất mát năng lượng thành các dạng năng lượng khác thì cơ năng được bảo toàn ⇒ Không có hiện tượng nào không tuân theo định luật bảo toàn năng lượng.
→ Đáp án D
Câu 6: Trong quá trình biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại trong các hiện tượng tự nhiên. Cơ năng luôn luôn giảm, phần cơ năng hao hụt đi đã chuyển hóa thành:
A. Nhiệt năng
B. Hóa năng
C. Quang năng
D. Năng lượng hạt nhân
Phần cơ năng hao hụt đi đã chuyển hóa thành nhiệt năng
→ Đáp án A
Câu 7: Trong các hiện tượng tự nhiên, thường có biến đổi giữa
A. điện năng và thế năng
B. thế năng và động năng
C. quang năng và động năng
D. hóa năng và điện năng
Trong các hiện tượng tự nhiên, thường có biến đổi giữa thế năng và động năng
→ Đáp án B
Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập liên quan khác:
30 Bài tập về Bài tập vận dụng định luật Ôm (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 Bài tập về Đoạn mạch song song (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 Bài tập về Đoạn mạch nối tiếp (2024) có đáp án chi tiết nhất
