Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 1 - Chuyªn ®Ò 1 :
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
A. Tãm t¾t lÝ thuyÕt
I. Suất điện động xoay chiều
Cho một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc ω
quanh một trục ∆ vuông góc với các đường sức của một từ trường
đều có cảm ứng từ
B
. Theo định luật cảm ứng điện từ, trong
khung dây xuất hiện một suất điện động biến đổi theo định luật
dạng cosin theo thời gian gọi tắt là suất điện động xoay chiều.
)cos(
0
tEe
Từ đó hình thành trong mạch một dòng điện biến thiên điều
hòa với tần số gọi là dòng điện xoay chiều. Khi khung dây quay
một vòng (một chu kì) dòng điện trong khung dây đổi chiều 2 lần.
1. Từ thông: gởi qua khung dây dẫn gồm N vòng dây có diện
tích S quay trong từ trường đều
B
tEtNBStNBS
dt
d
e
t
Với: E
o
= NBS là suất điện động cực đại.
Đơn vị: e, E
o
: vôn (V)
II. Điện áp xoay chiều - Dòng điện xoay chiều
1. Biểu thức điện áp tức thời: nếu nối hai đầu khung dây với mạch ngoài thành mạch kín thì biểu
thức điện áp tức thời ở mạch ngoài là: u = e – ir
Xem khung dây có r
2
0 thì
B
Khi khung
dây quay đ
ều trong từ
trường, trong khung dây xuất hiện
suất điện động xoay chiều.
B
U
Kin thc trng tõm mụn Vt Lý 12 Biờn son: inh Hong Minh Tõn
Thiờn ti: 99% l nh m hụi v nc mt, ch cú 1% l bm sinh - 2 -
Dũng in xoay chiu cng cú tỏc dng to nhit nh dũng in mt chiu. Xột v mt to nhit trong
mt thi gian di thỡ dũng in xoay chiu
)cos(
0 i
tIi
tng ng vi dũng in mt chiu khụng
i cú cng bng
2
0
I
.
Cng hiu dng ca dũng in xoay chiu bng cng ca mt dũng in khụng i, nu cho
hai dũng in ú ln lt i qua cựng mt in tr trong nhng khong thi gian bng nhau di thỡ
Thụng thng bi tp thuc dng ny yờu cu ta tớnh t thụng, sut in ng cm ng xut hin trong
khung dõy quay trong t trng. Ta s dng cỏc cụng thc sau gii:
- Tn s gúc:
2
o
n
, Vi n
o
l s vũng quay trong mi giõy bng tn s dũng in xoay chiu.
- Biu thc t thụng: )cos(
t
, Vi
= NBS.
- Biu thc sut in ng:
tEe sin
0
, Vi E
o
= NBS ;
qua khung dõy.
b) Vit biu thc xỏc nh sut in ng e xut hin trong khung dõy.
c) V th biu din s bin i ca e theo thi gian.
Bi gii :
a) Ti thi im ban u t = 0, vect phỏp tuyn
n
ca din tớch S ca khung dõy cú chiu trựng vi
chiu ca vect cm ng t
B
ca t trng => Biu thc ca t thụng qua khung dõy l :
)100cos(05,0)cos( ttNBS
(Wb)
b) Biu thc sut in ng xut hin trong khung dõy l :
Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 3 -
Dạng 2: DẠNG TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC
Phương pháp:
1. Ta sử dụng tính chất hình chiếu của một chất điểm chuyển động tròn đều lên một đường thẳng nằm
trong mặt phẳng quỹ đạo là một dao động điều hoà với cùng chu kì để giải các dạng toán này.
2. Tính thời gian đèn huỳnh quang sáng và tắt :
Khi đặt điện áp u = U
0
cos(t +
u
) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U
1
* Trong một chu kỳ :
- Thời gian đèn sáng:
Với:
- Thời gian đèn tắt :
t T t
s
t
. Tính
từ lúc 0 s, xác định thời điểm đầu tiên mà dòng điện có cường độ tức thời bằng cường độ hiệu dụng.
Bài giải : Sử dụng đường tròn ta có:
400
1
100
.
4
4
4
t
s.
t
(s)
e (V)
0
+ 15,7
.
t n t
s s
U
u
O
M'2
M2
M'1
M1
-U
U
0
0
1
-U
1
Sáng
Sáng
Tắt
Tắt
Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 4 -
Bài 2 : Tại thời điểm t, điện áp
200 2 cos(100 )
2
u t
Biết đèn chỉ sáng lên khi điện áp giữa hai cực của nó không nhỏ hơn 90 V. Tính thời gian đèn sáng trong
mỗi phút.
Bài giải : Sử dụng công thức tính thời gian đèn sáng trong một phút ta có: t = 30s.
Dạng 3: TÍNH ĐIỆN LƯỢNG CHUYỂN QUA TIẾT DIỆN CỦA DÂY SAU THỜI GIAN t
Phương pháp:
Ta có:
2
'
( )
1
t
dq
i q dq idt q idt
t
dt
t
Ví dụ: Dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức
t
T
0
4
0
0
TI
t
T
T
Idtt
T
Idtt
T
Iq
T
TT
T
TT
t
T
T
Idtt
T
Idtt
T
. B.
)cos( tNBS
. C.
)sin( tNBS
. D.
)cos( tNBS
.
Câu 3: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S = 50 cm
2
, có N = 100 vòng dây, quay đều với tốc độ 50
vòng/giây quanh trục vuông góc với đường sức của một từ trường đều B = 0,1 T. Chọn gốc thời gian t = 0
s là lúc pháp tuyến
n
của khung dây có chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ
B
. Biểu thức xác
định từ thông
. Chọn gốc thời gian t = 0 s là lúc pháp tuyến
n
của
khung dây có chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ
B
. Biểu thức xác định suất điện động cảm ứng
e xuất hiện trong khung dây là
A.
)sin( tNBSe
. B.
)cos( tNBSe
. C.
)sin( tNBSe
. D.
)cos( tNBSe
.
Câu 5: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S = 100 cm
2
Câu 7: Cách nào sau đây không thể tạo ra một suất điện động xoay chiều (suất điện động biến đổi điều
hoà) trong một khung dây phẳng kim loại ?
A. Làm cho từ thông qua khung dây biến thiên điều hoà.
B. Cho khung dây quay đều trong một từ trường đều quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng
khung dây và vuông góc với đường sức từ trường.
C. Cho khung dây chuyển động thẳng đều theo phương cắt các đường sức từ trường của một từ trường
đều.
D. Cho khung dây quay đều trong lòng của một nam châm vĩnh cửu hình chữ U (nam châm móng
ngựa) xung quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với đường sức từ
trường của nam châm.
Câu 8: Phát biểu nào sau đây là đúng nhất khi nói về điện áp dao động điều hoà (gọi tắt là điện áp xoay
chiều) ?
A. Điện áp dao động điều hòa là một điện áp biến thiên đều đặn theo thời gian.
B. Biểu thức điện áp dao động điều hoà có dạng )cos(
0 u
tUu
, trong đó
0
U ,
là những hằng
số, còn
u
là hằng số phụ thuộc vào điều kiện ban đầu.
C. Điện áp dao động điều hòa là một điện áp tăng giảm đều đặn theo thời gian.
D. Điện áp dao động điều hòa là một điện áp biến thiên tuần hoàn theo thời gian.
Câu 9: Phát biểu nào sau đây là đúng nhất khi nói về dòng điện xoay chiều hình sin ?
A. Cường độ biến đổi tuần hoàn theo thời gian.
t
) thì nhiệt lượng
Q
toả ra trên điện trở R trong thời gian đó là
A.
tRIQ
2
0
. B. RtIQ
2
0
)2( . C.
RtIQ
2
0
. D.
RtIQ
2
0
5,0
.
Câu 13: Dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở thuần R = 10 Ω có biểu thức
))(120cos(2 Ati
,
t
tính
0
I
.
Cường độ của một dòng điện xoay chiều có biểu thức
)cos(
0 i
tIi
. Cường độ hiệu dụng của dòng
điện xoay chiều này là
A.
0
2II . B.
0
2II
. C.
2
0
I
I
. D.
2
0
I
I
.
Câu 16: Dòng điện xoay chiều có biểu thức
))(200cos(32 Ati
,
t
tính bằng giây (s).
Kết luận nào sau đây là không đúng ?
A. Tần số của dòng điện là 50 Hz.
B. Chu kì của dòng điện là 0,02 s.
C. Biên độ của dòng điện là 1 A.
D. Cường độ hiệu dụng của dòng điện là
2
A.
Câu 19: Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức
)(
3
100cos2 Ati
, t tính bằng giây (s). Trong giây
,
t
tính
bằng giây (s). Vào thời điểm t =
400
1
s thì dòng điện chạy trong đoạn mạch có cường độ
A. cực đại. B. cực tiểu.
C. bằng không. D. bằng cường độ hiệu dụng.
Câu 22: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức
)(100cos22 Ati
,
t
tính bằng
giây (s). Vào thời điểm t =
300
1
)5,0100cos(
0
tIi
,
t
tính bằng giây (s).
Trong khoảng thời gian từ 0 (s) đến 0,01 (s), cường độ tức thời của dòng điện có giá trị bằng 0,5I
0
vào
những thời điểm
A.
)(
400
1
s
và
)(
400
2
s
. B.
)(
200
1
s
và
)(
200
3
t
tính bằng giây (s). Trong
khoảng thời gian từ 0 (s) đến 0,01 (s), cường độ tức thời của dòng điện có giá trị bằng 0,5I
0
vào thời điểm
A.
)(
300
2
s
. B.
)(
300
1
s
. C.
)(
600
1
s
. D.
)(
300
7
s
.
Câu 28: Điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch biến đổi điều hoà theo thời gian được mô
tả bằng đồ thị ở hình dưới đây. Biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch này là
Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 8 -
.
C.
)(
6
5
100cos200 Vtu
. D.
)(
6
5
100cos200 Vtu
)(
400
3
s
. C.
)(
600
1
s
. D.
)(
300
2
s
.
Câu 30: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch có biểu thức
)(
2
100cos2220 Vtu
,
t
A.
)(
3
2
100cos2 Ati
. B.
)(
3
2
100cos2 Ati
.
t (10
-
2
s)
u (V)
+ 2003
1
6
5
3
4
6
11
3
7
6
17
2,25
2,75Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 9 -
Câu 32: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức
)(120cos2 Ati
,
t
tính bằng
giây (s). Trong giây đầu tiên tính từ thời điểm 0 s, dòng điện có cường độ bằng không được mấy lần ?
A. 50 lần. B. 60 lần. C. 100 lần. D. 120 lần.
Câu 33: Một đèn neon đặt dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng
)(220 VU
và tần số
)(50 Hzf
. Biết đèn sáng khi điện áp giữa hai cực của nó không nhỏ hơn )(200 V . Hỏi trong một giây có
bao nhiêu lần đèn sáng ?
A. 2 lần. B. 50 lần. C. 100 lần. D. 200 lần.
Câu 34: Một đèn điện có ghi 110 V – 75 W được dùng với dòng điện xoay chiều có tần số
)(50 Hzf
.
Câu 36: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức
)(
2
100sin2 Ati
,
t
tính
bằng giây (s). Tính từ lúc
)(0 s
, thời điểm đầu tiên mà dòng điện có cường độ bằng cường độ hiệu dụng là
A.
)(
100
1
s
. B.
)(
300
1
s
. C.
rad.
D. u (t) nhanh pha so với i (t) một góc
3
2
rad.
Câu 38: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức
)(100cos5,0 Ati
,
t
tính bằng
giây (s). Tính từ lúc
)(0 s
, dòng điện có cường độ bằng không lần thứ ba vào thời điểm
A.
)(
200
1
s
. B.
)(
200
3
s
. C.
u
(t)
i
(t)
0
Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 10 -
A.
)(
600
1
s
và
)(
600
3
s
. B.
)(
200
1
s
và
)(
200
3
s
,
t
tính
bằng giây (s). Vào một thời điểm nào đó, dòng điện đang tăng và có cường độ tức thời bằng cường độ
hiệu dụng thì khoảng thời gian ngắn nhất sau đó để dòng điện lại có cường độ tức thời bằng cường độ hiệu
dụng nhưng đang giảm là
A.
)(
400
1
s
. B.
)(
200
1
s
. C.
)(
100
2
s
. D.
)(
300
1
)cos(
202
tIi
đều có cùng giá trị tức thời là
0
5,0 I
nhưng một dòng điện đang giảm, còn một dòng
điện đang tăng. Hai dòng điện này lệch pha nhau một góc bằng
A.
6
. B.
3
2
. C.
6
5
. D.
3
4
.
Câu 43: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức
)(
2
100cos22 Ati
5
s
. D.
)(
300
2
s
.
Câu 44: Dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức có biểu thức cường độ là
2
cos
0
tIi , I
0
> 0. Tính từ lúc
)(0 st
, điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn của
đoạn mạch đó trong thời gian bằng nửa chu kì của dòng điện là
A. 0. B.
2
0
I
. D.
0
2I
.
Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 11 -
Chuyªn ®Ò 2 :
ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN, TỤ ĐIỆN HOẶC CUỘN DÂY THUẦN CẢM
A. Tãm t¾t lÝ thuyÕt Đoạn mạch chỉ có
điện trở thuần R
Đoạn mạch chỉ có
cuộn dây thuần cảm có
độ tự cảm L
Đoạn mạch chỉ có
tụ điện có điện dung C
Sơ đồ mạch
hoặc hoặc
hoặc
R
U
I
R
R
L
L
L
Z
U
I
0
0
hoặc
L
L
L
Z
U
I
C
C
C
Giản đồ vectơ :
Giản đồ vectơ :
- Điện trở R, đơn vị Ôm (Ω)
-
C
ảm kháng
Z
L
=
Lω
, đơ
n
vị Ôm (Ω)
- Dung kháng
C
Z
C
1
,
đơn vị Ôm (Ω)
-
Điện áp
gi
ữa hai
đ
.
R
U
0
R
I
0
R
U
R
I
L
U
0
L
I
0
C
I
2
(+)
(+) (+)
(+)
(+) (+)
Kin thc trng tõm mụn Vt Lý 12 Biờn son: inh Hong Minh Tõn
Thiờn ti: 99% l nh m hụi v nc mt, ch cú 1% l bm sinh - 12 -
- H s t cm ca cun dõy: L = 4
.10
-7
n
2
.V vi
N
n
l
l s vũng dõy trờn n v chiu
di ; V = S.l l th tớch ng dõy.
- Khi t in ỏp
. Cng hiu dng ca dũng in xoay chiu chy trong on mch o c
bng ampe k xoay chiu l I = 2 A.
a) Xỏc nh t cm L ca cun dõy.
b) Vit biu thc cng dũng in chy qua cun dõy.
c) Tớnh cng dũng in qua cun dõy vo thi im
400
3
t
s.
Bi gii :
a) Cm khỏng ca cun dõy l :
100
2
200
I
U
Z
L
t cm ca cun dõy l :
1
100
100
L
Z
L
s thỡ 2
2400
3
.100cos22
i A
Bi 2: t in ỏp
0
cos 100
3
u U t
(V) vo hai u mt t in cú in dung
4
2.10
(A)
Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 13 -
Bài 3: Đặt điện áp xoay chiều tần số 50Hz vào hai đầu một tụ điện. Tại thời điểm t
1
điện áp giữa hai đầu
tụ điện là 65V thì cường độ dòng điện trong mạch là 0,15A. Tại thời điểm t
2
điện áp giữa hai đầu tụ điện
là 63V thì cường độ dòng điện trong mạch là 0,25A. Tính điện dung của tụ.
Bài giải :
- Tại thời điểm t
1
:
2 2
1 1
2 2
0 0C
i u
1
I U
(1)
- Tại thời điểm t
2
:
2 2
2 2
. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai dầu điện trở thuần đo đuợc bằng vôn kế xoay
chiều là U = 150 V.
a) Xác định R.
b) Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu điện trở thuần R.
Bài 2: Đặt điện áp u = U
0
cost vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Tại thời điểm điện áp giữa
hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm bằng bao nhiêu ?
Bài 3: Đặt điện áp xoay chiều
0
cos 100 ( )
3
u U t V
vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm
1
2
L
(H). Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là
theo thời gian của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và
cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch điện đó.
Đoạn mạch điện này chứa phần tử điện nào ?
i, u
t
i
(t)
u
(t)
0
Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 14 -
D. Bµi tËp tr¾c nghiÖm
Câu 1: Chọn phát biểu đúng khi nói về đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R.
A. Dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở luôn có pha ban ban đầu bằng không.
B. Dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở luôn cùng pha với điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở.
C. Nếu điện áp ở hai đầu điện trở có biểu thức dạng
2
cos
0
tUu
thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở có biểu thức )cos(2
i
tIi
, trong đó
I
và
i
được xác định bởi các hệ thức tương ứng là
A.
R
U
I
0
và
2
i
. B.
R
U
i
.
Câu 3: Trong một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R, cường độ dòng điện chạy qua điện
trở có biểu thức
6
cos
0
tIi
. Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở thuần R là
A.
)cos(
0 u
tUu
với
RIU
00
và
u
.
D.
)cos(
0 u
tUu
với
RIU
00
và
6
u
.
Câu 4: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai điện trở thuần R
1
= 20 Ω và R
2
= 40 Ω mắc nối tiếp với nhau.
Đặt vào giữa hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức
))(100cos(2120 Vtu
, t tính
bằng giây (s). Kết luận nào sau đây là không đúng ?
,
t
tính bằng giây (s). Biểu thức cường độ dòng điện chạy qua
điện trở thuần R là
Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 15 -
A.
)(
3
100cos2 Ati
. B.
)(
6
100cos2 Ati
.
Câu 6: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai điện trở thuần R
1
= 60 Ω và R
2
= 90 Ω mắc song song với
nhau. Đặt vào giữa hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức
)(
6
100cos2180 Vtu
,
t
tính bằng giây (s). Kết luận nào sau đây là không đúng ?
A. Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở cùng pha với nhau và cùng pha với điện áp đặt vào hai
đầu đoạn mạch.
B. Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở R
1
và R
23
A
và I
02
=
22
A.
Câu 7: Biểu thức cường độ của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở thuần R = 110 Ω là
)(
2
100cos22 Ati
,
t
tính bằng giây (s). Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở là
A.
))(100cos(2220 Vtu
. B.
))(100cos(2110 Vtu
điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220 V và tần số f = 50 Hz. Xem dây tóc bóng đèn chỉ có tác
dụng như một điện trở thuần. Chọn gốc thời gian là lúc dòng điện qua hai bóng đèn có cường độ tức thời
cực đại. Biểu thức cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua hai bóng đèn là
A.
)(
2
100cos682,0 Ati
. B.
)(100cos964,0 Ati
.
C.
)(
2
100cos364,1 Ati
C.
)(
2
100cos227,0 Ati
. D.
)(
2
100cos321,0 Ati
.
Câu 10: Một bóng đèn điện có ghi 220 V – 100 W được dùng với dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz.
Xem dây tóc bóng đèn chỉ có tác dụng như một điện trở thuần. Cho biết đèn sáng bình thường. Chọn gốc
thời gian là lúc điện áp tức thời giữa hai đầu bóng đèn bằng không và ngay sau đó thì điện áp tức thời có
. D.
)(100cos455,0 Ati
.
Câu 11: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về đặc điểm của cuộn dây thuần cảm ?
A. Cuộn dây thuần cảm cho dòng điện một chiều đi qua nhưng không cho dòng điện xoay chiều đi qua.
B. Cuộn dây thuần cảm cho dòng điện xoay chiều đi qua nên nó không có tính cản trở dòng điện xoay
chiều.
C. Cuộn dây thuần cảm có cản trở dòng điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều có tần số càng lớn thì bị
cản trở càng ít.
D. Cuộn dây thuần cảm có cản trở dòng điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều có tần số càng lớn thì bị
cản trở càng nhiều.
Câu 12: Đặt một điện áp xoay chiều hình sin
)cos(
0
tUu
vào hai đầu một đoạn mạch chỉ có cuộn dây
thuần cảm. Nếu độ tự cảm của cuộn dây không đổi thì cảm kháng của cuộn dây
A. lớn khi tần số của dòng điện nhỏ. B. nhỏ khi tần số của dòng điện lớn.
)cos(
0
tUu
thì cường độ điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức
)cos(2
i
tIi
, trong đó
I
và
i
được xác định bởi các hệ thức
A.
LUI
0
và
0
i
. B.
L
U
I
và
2
i
.
Câu 16: Đặt vào giữa hai đầu một đoạn mạch điện chỉ có cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm
L
một điện
áp xoay chiều có biểu thức
)cos(
0
tUu
thì dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức
Z
L
f
0
Z
L
f
0
Z
0
tLUi
.
C.
2
cos
0
t
L
U
i
. D.
)(
2
100cos22,2 Ati
.
C.
)(
2
100cos2,2 Ati
. D.
)(
2
100cos22,2 Ati
tính bằng giây (s). Dòng điện xoay
chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức
A.
)(
6
100cos22,2 Ati
. B.
)(
2
100cos22,2 Ati
.
C.
H có biểu thức
)(
6
100cos22 Ati
,
t
tính bằng giây (s). Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai
đầu đoạn mạch này là
A.
)(
3
100cos200 Vtu
2
100cos2200 Vtu
.
Câu 20: Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm là
)(
3
100cos200 Vtu
, t tính bằng giây (s). Mắc ampe kế xoay chiều nối tiếp vào đoạn mạch thì
ampe kế chỉ 2 A. Độ tự cảm của cuộn dây này là
A. L ≈ 225 H. B. L ≈ 70,7 H. C. L ≈ 225 mH. D. L ≈ 70,7 mH.
Câu 21: Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về đặc điểm của tụ điện ?
A. Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua nhưng cho dòng điện xoay chiều “đi qua”.
và
f
x
1
thì đồ thị biểu diễn sự
phụ thuộc của y theo x có dạng nào dưới đây ?
A. Hình 1. B. Hình 2. C. Hình 3. D. Hình 4.
Câu 24: So với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch, dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ có tụ điện
biến đổi điều hoà
A. sớm pha hơn một góc
2
. B. trễ pha hơn một góc
2
.
C. sớm pha hơn một góc
4
. D. trễ pha hơn một góc
4
.
Câu 25: Đặt vào hai đầu một tụ điện một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi và tần số 50
C
U
I
2
0
và
2
i
.
C.
C
U
I
2
0
và
2
i
. D.
2
2
cos
0
tCUi
.
C.
2
cos
0
t
C
U
i
. D.
x
0
y
x
0
y
x
0
Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình 4
Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 19 -
Câu 29: Đặt vào giữa hai đầu một đoạn mạch điện chỉ có tụ điện có điện dung
4
10
C F một điện áp
xoay chiều có biểu thức
))(100cos(2220 Vtu
,
t
tính bằng giây (s). Dòng điện xoay chiều chạy qua
. D.
)(
2
100cos22,2 Ati
.
Câu 30: Đặt vào giữa hai đầu một đoạn mạch điện chỉ có tụ điện có điện dung
4
10
C F một điện áp
xoay chiều có biểu thức
)(
6
100cos200 Vtu
.
C.
)(
3
100cos2 Ati
. D.
)(
6
100cos2 Ati
. B.
)(
3
100cos2200 Vtu
.
C.
)(
6
100cos2200 Vtu
2
C F. Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức
)(
3
100cos Ati
,
t
tính bằng giây (s). Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu đoạn mạch là
A.
)(
6
100cos200 Vtu
2
100cos7,85 Vtu
.
Câu 33: Đặt điện áp u = U
0
cost vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Tại thời điểm điện áp giữa
hai đầu cuộn cảm có độ lớn một nửa cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm bằng
A.
0
2
U
L
. B.
0
3
2
U
L
. C.
- Tổng hợp các vectơ theo quy tắc đa giác:
2. Biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp. Tổng trở của mạch
- Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch:
2
2
U U U U
R L C
- Tổng trở của đoạn mạch:
2
2
1
2 2
Z R Z Z R L
L
C
C
Với
là độ lệch pha của u so với i
2 2
- Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng, tức là
L C
Z Z
thì
> 0, cường độ dòng điện trễ pha so
với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch .
- Nếu đoạn mạch có tính dung kháng, tức là
L C
Z Z
thì
< 0, cường độ dòng điện sớm pha
so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
S
I
O
U
C
U
S
P
R
U
x
Q
L
U
Kin thc trng tõm mụn Vt Lý 12 Biờn son: inh Hong Minh Tõn
Thiờn ti: 99% l nh m hụi v nc mt, ch cú 1% l bm sinh - 21 -
- H s cụng sut: cos
U
U o
R
R R
Z U U
o
C
) hay
1
LC
b. Cỏc biu hin ca cng hng in:
- Z = Z
min
= R : tng tr cc tiu.
- U
Rmax
= U : in ỏp hai u in tr cc i bng in ỏp c mch.
-
max
U
I I
R
: cng dũng in cc i.
-
= 0 : u v i cựng pha.
-
cos 1
: h s cụng sut cc i.
- P = P
M
u
i
u
hoc
i
- Bit biu thc in ỏp ca on mch no thỡ cú th suy ra biu thc cng dũng in trong
on mch y v ngc li:
Nu bit biu thc:
cosi I t
o
i thỡ suy ra:
cos cosu U t U t
o u o
i
10
. F
; L =
2
H. cường
độ dòng điện qua mạch có dạng: i = 2cos100
t (A). Viết biểu thức tức thời điện áp ở hai đầu mạch và hai
đầu mỗi phần tử mạch điện.
Hướng dẫn :
- Cảm kháng :
2
100 200
L
Z L.
; Dung kháng :
4
1 1
10
100
C
Z
.C
Z Z
rad
R
; Pha ban đầu của HĐT:
0
4
u i
4
=> Biểu thức HĐT : u = )
4
100cos(2200)cos(
0
ttU
u
V
- HĐT hai đầu R : u
R
= U
0R
-HĐT hai đầu L : u
L
= U
0L
cos
)(
L
u
t
; Với : U
0L
= I
0
.Z
L
= 2.200 = 400 V;
Trong đoạn mạch chỉ chứa L nên u
L
nhanh pha hơn cđdđ
2
=>
2
2
0
2
; Với : U
0C
= I
0
.Z
C
= 2.100 = 200V;
Trong đoạn mạch chỉ chứa C nên u
C
chậm pha hơn cđdđ
2
=>
2
2
0
2
iuL
rad
=> u
C
= U
0C
cos )(
đóng và khi K mở.
Hướng dẫn:
a. Theo đề bài, điện áp và số chỉ ampe kế không đổi khi K đóng hay khi K mở nên tổng trở Z khi K mở và
khi K đóng bằng nhau
2
2 2 2
m d L C C
Z Z R Z Z R Z
2
2
L C C
Z Z Z
Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 23 -
2
0
Z Z Z Z Z
L L
C C C
Z Z Z Z
L L
346
1,1
100
Z
L
L
H
Số chỉ ampe kế bằng cường độ dòng điện hiệu dụng khi K đóng:
25,0
173100
50
2222
C
d
dA
ZR
U
Z
U
II
A
d
i t
(A).
- Khi K mở: Độ lệch pha:
346 173
tan 3
100
L C
m
Z Z
R
3
m
Pha ban đầu của dòng điện:
3
m
i u m m
i t
(A).
a. Tính cảm kháng của cuộn cảm, dung kháng của tụ điện và tổng trở toàn mạch.
b. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm, giữa hai đầu tụ điện, giữa
hai đầu mạch điện.
Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết
1
10
L
H,
3
10
4
C
F và
đèn ghi (40V - 40W). Đặt vào 2 điểm A và N một hiệu điện thế
120 2 cos100
AN
u t
(V). Các dụng cụ đo không làm ảnh hưởng
đến mạch điện.
a. Tìm số chỉ của các dụng cụ đo.
b. Viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp toàn mạch.
B.
4cos(100 )( )
4
i t A
C.
2cos(100 )( )
4
i t A
D.
2cos(100 )( )
4
i t A
Câu 2: Cho đoạn mạch xoay chiều có R = 40
, L =
1
(H), C =
D.
100W, i = 2cos(100 t + )( )
4
P A
Câu 3: Cho mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp cho R = 30
,L =
1
(F). C thay đổi, hiệu điện thế 2 đầu
mạch là u = 120
2
cos100
t (V). Với C bằng bao nhiêu thì u,i cùng pha. Tìm P khi đó.
A.
4
10
, 480W
C F P
B.
4
10
cos100
t (V) , để u nhanh pha hơn i góc
6
thì Z
L
và i khi đó là:
A.
5 2
117,3( ), cos(100 )( )
6
3
L
Z i t A
B.
100( ), 2 2cos(100 )( )
6
L
Z i t A
C.
5 2
117,3( ), cos(100 )( )
6
3
đầu đoạn mạch là:
A.
80 2 s(100 )
6
u co t
(V) B.
80 2 cos(100 )
6
u t
(V)
C.
120 2 s(100 )
6
u co t
(V) D.
2
80 2 s(100 )
3
u co t
(V)
Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân
“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 25 -
C.
2 s(100 )
4
i co t A
D.
2 s(100 )
4
i co t A
Câu 7: Cho mạch R, L, C nối tiếp, R là biến trở. Hiệu điện thế hai đầu mạch là:
200 2 s100
u co t
(V);
1,4
L H
;
4
10
D.
25
R
hoặc
80
R
Câu 8: Một đoạn mạch điện gồm điện trở R = 50 mắc nối tiếp với cuộn thuần cảm L = 0,5/ (H). Đặt
vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = 100
2
cos(100t - /4) (V). Biểu thức của cường độ
dòng điện qua đoạn mạch là:
A. i = 2cos(100t - /2) (A). B. i = 2
2
cos(100t - /4) (A).
C. i = 2
2
cos100t (A). D. i = 2cos100t (A).
Câu 9: Khi đặt điện áp không đổi 30V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần
có độ tự cảm
1
4
(H) thì dòng điện trong đoạn mạch là dòng điện một chiều có cường độ 1 A. Nếu đặt vào hai đầu
đoạn mạch này điện áp
u 150 2 cos120 t
(V) thì biểu thức của cường độ dòng điện trong đoạn mạch là
U U U U
R L C
- Tổng trở của đoạn mạch:
2
2
1
2 2
Z R Z Z R L
L
C
C
- Công thức định luật Ôm:
C
R L
L C
Z Z
U
U U
U
I
Z R