Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 1
CHUYÊN LUYN THI TT NGHIP THPT
VÀ LUYN THI I HC, CAO NG 2009
Môn
: VT LÍ
Chuyên đ
: DÒNG IN XOAY CHIU
I. MC ÍCH CHUYÊN
• ây là mt trong các chuyên đ c bn và quan trng hay đc s dng thi trong
các đ thi tt nghip và đi hc.
• Cung cp kin thc c bn đ giúp hc sinh gii các bài toán đin xoay chiu.
II. KIN THC C BN
1. i cng v dòng đin xoay chiu.
1.1 Khái nim v dòng đin xoay chiu
a) Dòng đin xoay chiu là dòng đin có cng đ bin thiên tun hoàn
vi thi gian theo quy lut ca hàm s sin hay côsin.
Phng trình: i = I
0
cos(t + )
Vi i là cng đ tc thi, I
0
là cng đ cc đi
b) Giá tr hiu dng:
0
2
I
I =
1.2 Nguyên tc to ra dòng đin mt chiu
a) Nguyên tc: da trên hin tng cm ng đin t.
2.1 Mch ch có R
Biu thc hiu đin th:
2cosuU t
ω
=
Cng đ dòng đin tc thi:
2cosiI t
ω
=
Biu thc đnh lut Ôm:
U
I
R
=
2.2 Mch ch có t đin
Biu thc hiu đin th: 2cosuU t
ω
=
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 2
Cng đ dòng đin tc thi:
2cos
2
iI t
π
ω
⎛⎞
2
iI t
π
ω
⎛⎞
=−
⎜⎟
⎝⎠
Biu thc đnh lut Ôm:
L
UU
I
Z
L
ω
== vi
c
Z
L
ω
=
Kt lun: Dòng đin tr pha góc
2
π
so vi hiu đin th.
2.4 Mch đin RLC
Biu thc hiu đin th:
2cosuU t
2
LC
UU
I
Z
RZZ
==
+−
Tng tr trong mch:
()
2
2
LC
ZRZZ=+−
lch pha gia u và i là , đc xác đnh:
L
CLC
R
Z
ZUU
tg
RU
ϕ
−−
==
Khi > 0 thì đin áp u sm pha so vi dòng đin i.
Khi < 0 thì đin áp u tr pha so vi dòng đin i.
Hin tng cng hng đin:
iiif
AB
U
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 3
ra hin tng cng hng đin.
Tn s cng hng: t
1
LC
ZZ L
C
ω
ω
=⇒=
1
LC
ω
⇔=
3. Công sut dòng đin.
3.1 Biu thc công sut tc thi: p = ui = 2UIcost.cos(t + ) hay p =
UI[cos + cos
(2t + )]
3.2 Biu thc công sut tiêu th: P = UIk = UIcos vi k = cos =
R
Z
k : h s công sut
3.3 Mt s dng bài tp liên quan đn công sut đin
+
=
4. Máy bin áp, truyn ti đin nng.
4.1 Máy bin áp
a) Khái nim: là thit b dùng đ bin đi hiu đin th ca dòng đin
xuay chiu mà hu nh không làm tn hao nng lng.
b) Cu to và nguyên tc hot đng:
Ü Cu to: Gm hai cun dây dn qun trên mt lõi chung bng thép
k thut đin, các cun dây dn thng bng đng có đ
in tr nh,
lõi thép gm nhiu lá thép mng hình ch nht hoc hình tròn xp
cách đin vi nhau.
Ü Nguyên tc hot đng: Máy bin áp hot đng da trên hin tng
cm ng đin t, cun dây ni vi dòng đin xoay chiu gi là cun
s cp, cun ni vi mch đin bên ngoài (ti tiêu th) gi là cu
n
th cp
c) Máy bin áp có kí hiu nh hình v:
d) Mt s công thc cn nh vi máy bin áp:
Ü
221
112
UNI
UNI
H
P
UI
==
4.2 Truyn ti đin nng đi xa
Mt s công thc cn nh:
Ü gim th trên đng dây dn: U = RI
Ü Công sut hao phí trên đng dây: P = RI
2
.
Ü Hiu sut ti đin:
'
P
PP
H
P
P
−
Δ
== (vi P’ là công sut nhn đc
ni tiêu th, P là công sut truyn đi)
5. Máy phátđin xoay chiu và đng c không đng b
5.1 Máy phát đin xoay chiu mt pha
a) Cu to:
Ü Phn cm: Phn to ra t thông bin thiên bng nam châm quay,
phn cm gi là rôto (b phn quay).
Ü Phn ng: gm các cun dây ging nhau, c đnh trên m
t vòng
tròn, phn ng gi là Stato (b phn đng yên).
i gian, cùng tn s , cùng biên đ và lch pha nhau góc
2
3
π
10
20
30
sin
2
sin
3
2
sin
3
BB t
BB t
BB t
ω
π
ω
π
ω
=
⎛⎞
=−
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
=+
ω
π
ω
π
ω
=
⎛⎞
=−
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠
d) Các cách mc mch 3 pha:
Ü Mc hình sao: U
d
là hiu đin th gia hai dây pha, U
P
là hiu đin
th gia mt dây pha và dây trung hòa, khi đó:
3
dP
UU=
và I
d
=
I
P
ra làm cho rôto quay trên trc. Chuyn đng quay ca rôto đc trc
máy truyn ra ngoài và đc s dng đ vn hành các máy công c
hoc c cu chuyn đng khác.
III. CNG C KIN THC
Bài tp 1
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn): Chn câu đúng. Cho dòng đin xoay
chiu có biu thc i = I
o
cos(t + ) đi qua đin tr R trong khong thi gian t.
Nhit lng to ra trên đin tr là:
A.
2
0
2
I
QR t= B.
2
QRit= C.
2
0
4
I
QR t= D.
2
QRIt=
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 6
Tr li:
Ta có nhit lng ta ra trên đin tr R là
.50.2 = 40(V)
Vy sut đin đng hiu dng có giá tr là
()
0
88,81 .
2
E
Ev==
Phng án tr li: B.
Bài tp 3
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Biu thc ca hiu đin th hai đu đon mch ch có t đin đin dung C = 31,8
F là
()
80cos 100 .
6
utv
π
π
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠
Cng đ dòng đin qua đon mch là:
A.
()
0,8sin 100 .
2
itA
D.
()
0,8sin 100 .
2
itA
π
π
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠
Tr li:
Vn tc truyn sóng trong môi trng ph thuc vào bn cht môi trng truyn
sóng.
Phng án tr li: B.
Bài tp 4
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Mch RLC có R = 20, L = 0,5H, C = 100F. Ngun cp
(
)
120 2 cos100 .utv
π
=
Cng đ hiu dng và công sut đon mch nhn giá tr nào trong các giá tr sau:
A. I = 0,68A; P = 25W. B. I = 0,75A; P =
20,5W.
C. I = 0,95A; P = 18,05W. D. I = 0,9A; P =
20W.
Tr li:
== ≈
Công sut tiêu th
()
2
18,05 W .PRI==
Phng án tr li: C.
Bài tp 5
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Mt đon mch gm cun dây thun cm có đ t cm L =
1
π
H, mc ni tip vi
mt t đin dung C và mt đin tr R = 100
Ω
. t vào hai đu đon mch hiu
đin th xoay chiu vi giá tr hiu dng U = 200V, f = 50Hz. Công sut tiêu th
đin trong mch có giá tr 200W. in dung C ca t đin có giá tr
A.
4
10
2
π
−
(F). B.
4
10
π
−
(F). C.
PRI
RZZ
==
+−
Thay các giá tr vào
()
()
2
2
2
100.200
200 200 .
100 100
c
c
Z
Z
=⇒=Ω
+−
Mà
()
4
11110
.
2 2 2 .50.200 2
c
c
Z
Z
Z
tg
R
ϕ
−
= .
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 8
Do Z
L
> Z
C
> R > 0 nên suy ra tan > 0 và b chn trên do đó hiu đin th hai đu
đon mch sm pha so vi cng đ dòng đin qua mch.
Phng án tr li: C.
Bài tp 7
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Trong mt mch đin xoay chiu, trong 2 s dòng đin đi chiu 1000 ln. Chu k
ca dòng đó là:
A.
()
1
.
500
s
B.
()
1
.
o
cost (V). H s
công sut đon mch ph thuc vào :
A. U
o
, , L, R. B. U
o
, L, R, r.
C. U
o
, , R, r. D. , L, R, r.
Tr li:
Ta có h s công sut
() ()
22
222
cos
4
L
Rr Rr Rr
Z
R
rZ Rr L
ϕ
π
++ +
== =
++ ++
Vy h s công sut đon mch ph thuc vào các đi lng R, L, r, .
=
; H = 89%. B.
1
2
5
U
U
=
; H = 87%
C.
1
2
5
U
U
=
; H = 89% D.
1
2
5, 62
U
U
=
; H = 87%
Tr li:
Do mt mát nng lng phn lõi là không đáng k, ta có:
11
22
d
eN
=−
=
T (1) ta đc
(
)
111 222
urikuri== +
Mt khác ta li có:
2
1
i
i
k
=
,
2
2
u
i
R
=
hay
2
1
I
I
k
=
,
UkR
++ + +
⇒= = =
Hiu sut ca máy bin th:
() ()
()
22
22
22
11
21
5.10
.100 89 %
5101,2 1
UI
kR
H
UI
kRr r
== = =
++ + +
Phng án tr li: C.
Bài tp 10
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Trong k thut tn s dòng đin xoay chiu do máy phát ra là c đnh (thng là
50Hz đn 60Hz tùy tng nc). Mun làm gim s vòng quay ca Rôto máy
phát,ngi ta thay đi s cp cc trong máy. Chn phát biu đúng trong các phát
biu sau: gim s vòng quay Rôto đi p ln so vi tn s f (s vòng quay n tính
AB
u502sin100tA=π
r
A
= 0
K
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 10
A. 1,09647 H. B. 1,10 H. C. 1096,5 mH. D. 1096 mH.
Bài tp 2: Mt đon mch xoay chiu không phân nhánh gm đin tr thun R =
10ạ3, cun dây thun cm có cm kháng Z
L
= 35, t đin có dung kháng Z
C
=
45. Ti thi đim hiu đin th hai đu cuc dây có pha ban đu là
3
π
thì hiu đin
th hai đu đon mch có pha ban đu nhn giá tr:
A.
3
π
ϕ
= (rad). B.
3
π
ϕ
= B.
1
2
2.
n
n
=
C.
1
2
4.
n
n
=
D.
1
2
1.
n
n
=
Bài tp 4: Kt lun nào sau đây sai?
A. dòng xoay chiu trong mt mch dao đng RLC là mt dao đng đin cng
bc.
B. hin tng cng hng xy ra trong mch xoay chiu khi tn s cng bc bng
tn s riêng ca mch.
C. công sut tiêu hao trên mch xoay chiu cng là công sut tiêu th nhit ca
mch.
D. dòng đin hiu dng chính là dòng trung bình trong mch xoay chi
Bài tp 7: Trong mch 3 pha đi xng (3 ti ging ht nhau), kt lun nào sau đâu
là đúng: Khi dòng trong mt pha đt cc đi (I
0
) thì dòng đin hai pha còn li
A. bng nhau và bng
0
1
.
3
I
B. bng nhau và bng
0
2
.
3
I
C. bng nhau, bng
0
1
2
I
và cùng chiu vi dòng th nht.
D. bng nhau, bng
0
1
2
I
và ngc chiu vi dòng th nht.
Bài tp 8: Khung dây ch nht kích thc 40cm x 60cm gm N = 200 vòng dây,
có trc quay vuông góc vi t trng đu B = 0,2T, quay đu quanh trc vi vn
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠
D. e = 120cos(4t) (v).
Bài tp 9: Trong máy dao đin mt pha có p cp cc roto quay vi tn s n
(vòng/s), tn s ca hiu đin th xoay chiu tính bng:
A. f = pn. B. f = n. C.
.
60
p
n
f = D. f = 60pn.
Bài tp 10: Tìm phát biu sai
A. Công sut ca mch xoay chiu tính theo P = I
2
R là công sut biu kin ca
mch.
B. Công sut tính theo P = UI cos
ϕ
là công sut trung bình tính trong 1 chu kì hay
trong khong thi gian rt ln so vi 1 chu kì.
C. Công sut ca 1 mch xoay chiu là 1 lng không đi.
D. H s cos
ϕ
là hiu sut ca mch đin.
Bài tp 11: Mt cun dây có đin tr r, đ t cm L đc cp dòng bi ngun u =
U
0
cos(100t) (V). Dòng qua nó có biên đ I
A. Z = 268,9 . B. Z = 238 . C. Z = 465,6 . D. Z = 537,7 .
Bài tp 14: Mt khung dây quay đ
u trong t trng B vi = 150 vòng/phút. Lúc
t = 0 thì vect pháp tuyn ca mt khung cùng phng, chiu vi vect cm ng t
B, lúc t = 0,25s thì sut đin đng xoay chiu bng 168V. T thông cc đi và biu
thc ca sut đin đng có giá tr bng
A. max = 15,1 (Wb); e = 168ạ2sin5t (V).
B. max = 16,5 (Wb); e = 96ạ2sin5t (V).
C. max = 7,45 (Wb); e = 84ạ2sin5t (V).
D. max = 20,5 (Wb); e = 56ạ2sin5t (V).
Bài tp 15
: t vào đon mch AB có mt hiu đin th xoay chiu không đi có
hiu đin th hiu dng là U. Khi đon mch có đin tr R, thì cng đ dòng đin
ca mch là 1,8A. Khi mch ch có t đin C thì cng đ dòng đin trong mch là
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 12
2,4A. Mc vào mch đin tr R và t C y thì cng đ dòng đin ca mch có giá
tr nào sau đây?
A. 0,6 A. B. 2,1 A. C. 1,44 A. D. 1,24 A.
Bài tp 16: Mch đin xoay chiu có cun dây thun cm L. Hin đin th gia hai
đu ca đon mch có dng u = U
0
cos(t + ). Biu thc ca dòng đin xoay chiu
trong mch là i = I
0
cos(t + ). Các đi lng I
0
và nhn giá tr nào sau đây:
A.
0
βϕ
=−
D.
00
IUL
ω
=
;
.
2
π
βϕ
=+
Bài tp 17: B góp trong máy phát đin mt chiu đóng vai trò ca thit b đin:
A. T đin. B. Cun cm. C. Cái chnh lu. D. in tr.
Bài tp 18: Gi B
c
là biên đ cm ng t ca các cun dây Stato ca mt đng c
không đng b ba pha. Ti mt thi đim, cun (1) có t trng đt giá tr B
0
,
hng dc trc cun dây ra ngoài. Khi đó, cm ng t tng hp ca t trng quay
ti tâm Stato có giá tr:
A. B = 3B
0
. B. B = B
0
. C. B = 1,5B
0
< Z
C
. Biu thc ca dòng đin trong mch có dng
A.
()
4cos 100 .
3
itA
π
π
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠
B.
()
2 2 cos 100 .
4
itA
π
π
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠
C.
()
2 2 cos 100 .
3
CÂU HI TR LI CÂU HI TR LI CÂU HI TR LI
Câu 1 D Câu 10 C Câu 19 A
Câu 2 B Câu 11 D Câu 20 A
Câu 3 A Câu 12 B
Câu 4 D Câu 13 D
Câu 5 C Câu 14 A
A
B
L
R
C
E K
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 13
Câu 6 B Câu 15 C
Câu 7 D Câu 16 A
Câu 8 B Câu 17 C
Câu 9 A Câu 18 C
Giáo viên: Phm Vn Quang
Ngun:
Hocmai.vn