BỘ MÔN: VẬT LÝ KHỐI LỚP: 12 TUẦN: 9-10/HK1 (từ 01 đến 14 tháng 11) GV biên soạn: Ninh Thế Thường TRƯỜNG THPT PHÚ NHUẬN PHIẾU HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC I- Nhiệm vụ tự học, nguồn tài liệu cần tham khảo: - Bài 12 Đại cương dòng điện xoay chiều (Đọc SGK trang 62) Xem giảng theo đường link: https://youtu.be/1Zlg0iV9Hxo - Bài 13 Các mạch điện xoay chiều (đọc SGK trang 67) II- Kiến thức cần ghi nhớ: Đại cương dòng điện xoay chiều: a Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều Cho khung dây kim loại có diện tích S có N vịng dây, quay quanh trục vng góc với đường sức từ từ trường B với tốc độ góc ω khơng đổi Từ thơng qua khung : Φ =NBS cos(ωt + ϕ) = Φ0 cos(ωt + ϕ) với : Φ0 = NBS Suất điện động cảm ứng : e = - φ ’ = ωΦ0 sin(ωt + ϕ) = E0 sin(ωt + ϕ) = E0 cos(ωt + ϕvới E0 = ω Φ0 = ω NBS ; ϕ góc hợp B π ) n thời điểm t = b Điện áp xoay chiều ; Dòng điện xoay chiều : Điện áp xoay chiều: u = U0 cos(ωt + ϕu) Dòng điện xoay chiều: i = I0 cos(ωt + ϕi ) ϕ = ϕu - ϕi độ lệch pha điện áp u so với cường độ dịng điện i ϕ > u sớm pha i ; ϕ < u trễ pha i ; ϕ = u pha i c Cường độ hiệu dụng : - Định nghĩa: Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều cường độ dịng điện khơng đổi, cho hai dịng điện qua điện trở thời gian đủ dài chúng tỏa nhiệt lượng - Biểu thức: I= I0 - Các giá trị hiệu dụng khác: U = U0 E = E0 Khi dùng ampe kế, vơn kế đo dịng điện xoay chiều ta đo giá trị hiệu dụng Mạch điện xoay chiều: a Mạch có điện trở R : Nếu i = I0 cosωt, u = U0 cosωt ; uR pha với i (ϕR = 0) Định luật Ôm: I = U R ; Giản đồ vectơ : R Trang o UR I b Mạch có tụ điện C : + uC I O π π π trễ pha i góc (ϕC = ) ; i nhanh pha u C góc 2 + Định luật Ôm: I = UC ZC ; ZC = : Dung kháng (Ω) ; ωC UC C: Điện dung tụ ( F ) ; Tụ điện khơng cho dịng điện chiều qua Tụ điện có tác dụng cản trở dịng điện xoay chiều ( gọi dung kháng ) + Giản đồ vectơ quay : uC2 i2 + =1 + Biểu thức liên hệ i u : I U 02C v UL c Mạch có cuộn dây cảm L : π π π + u L sớm pha i góc (ϕL = ) ; i trễ pha u L góc 2 + Định luật Ôm: I = UL ; ZL v I ZL = ωL: Cảm kháng (Ω) ; L: Độ tự cảm cuộn dây ( H ) Cuộn cảm có tác dụng cản trở dịng điện xoay chiều (Gọi cảm kháng ) + Giản đồ vectơ quay i2 uL2 + =1 + Biểu thức liên hệ i u : I U 02L III- Bài tập điển hình phương pháp giải: Bài Một khung dây hình vng cạnh a = cm, có 50 vịng dây đặt từ trường có B = 0,2 T Khung dây quay quanh trục với tốc độ 300 vòng/phút, lúc bắt đầu quay mặt phẳng khung vng góc với vectơ cảm ứng từ B Tìm biểu thức suất điện động xuất khung dây Giải S = a2 = 25 cm2 = 25.10-4 m2; 300.2π = 10π rad/s ; E0 = NBS ω = 0,785 V 60 Biểu thức suất điện động xuất khung : e = E cos(ωt + ϕe ) π π Khi t = có ϕ = n, B =0 ⇒ ϕ e = ϕ − = − 2 ω = 300vòng / phút = π ⇒ e = 0,785 cos(10πt − ) (V) Bài Điện áp hai đầu tụ điện u = 100 dòng điện hiệu dụng mạch I = A a) Xác định C b) Viết biểu thức cường độ dòng điện i Giải a) Ta có U = U0 = 100 2 = 100 V ; ZC = cos (100πt ) (V), cường độ UC = 50 Ω ; I −3 10 F 5π π π π b) I0 = I = 2 A ; i nhanh pha uC góc ⇒ ϕi = ϕu + = ; 2 C Trang C = ωZ = = 100π.50 C ⇒i=2 cos(100πt + π ) (A) Bài Đặt điện áp xoay chiều u = U cos 100π t + độ tự cảm L = π ÷(V ) vào hai đầu cuộn cảm có 3 (H) Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm 100 V cường độ 2π dòng điện qua cuộn cảm 2A Viết biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm Giải : Z L = ωL = 50 Ω ; π i chậm pha uL góc : ϕi = ϕu − L π π π π = − =− π uL = U cos(100πt + ) (V) π ⇔ 100 ⇔ = I cos(100πt + ) (1) = I 50 cos(100πt + ) π i = I cos(100πt + π − π ) = I sin(100πt + π ) π ⇔ = I sin(100πt + ) (2) Mặt khác theo công thức : sin α + cos α = (3) 4.2 Từ (1), (2) (3) ta có I + I = 0 ⇒ I0 = A IV- CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM: Câu Cường độ dịng điện xoay chiều có biểu thức i = I0 cos(ωt + ϕ ) Cường độ hiệu dụng dòng điện mạch A I = I0 B I = I0 C I = I0 D I = 2I0 Câu Một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 120 cos120πt (V) có điện áp hiệu dụng tần số A 60 V ; 50 Hz B 60 V ; 120 Hz C 120V ; 50 Hz D 120V ; 60 Hz Câu Đối với dòng điện xoay chiều, ta áp dụng tất cơng thức dịng điện khơng đổi cho giá trị A hiệu dụng B cực đại C tức thời D trung bình Câu Cho khung dây dẫn diện tích S có N vịng dây, quay quanh trục đối xứng xx’ với tốc độ góc ω Suất điện động cực đại xuất khung A E0 = NBSω B E0 = 2NBS C E0 = NBS D E0 = 2NBSω Trang Câu Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vịng, diện tích vịng 600 cm2, quay quanh trục đối xứng khung với tốc độ góc 120 vịng/phút từ trường có cảm ứng từ 0,2 T Trục quay vng góc với đường cảm ứng từ Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ Biểu thức suất điện động cảm ứng khung π A e = 4,8πsin(40πt ) (V) B e = 48πsin(4πt + π) (V) C e = 48πsin(40πt - π ) (V) D e = 4,8πsin(4πt + π) (V) Câu Một cuộn dây hình chữ nhật, kích thước 20cm x 30cm, gồm 100 vịng dây, đặt từ trường có cảm ứng từ 0,2T Trục đối xứng khung dây vuông góc với từ trường Cuộn dây quay quanh trục với tốc độ 120 vòng/phút Chọn t = lúc mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ góc α = 300 Biểu thức suất điện động cảm ứng cuộn dây là: A e = 15sin (4πt + π ) (V) B e = 15sin(πt + C e = 15sin (πt + π ) (V) D e = 1,5sin(4πt + Câu Từ thơng qua vịng dây dẫn Φ = π ) (V) π ) (V) 2.10−2 π cos 100π t + ÷( Wb ) Biểu thức suất π 4 điện động cảm ứng xuất vòng dây π π A e = −2sin 100π t + ÷(V ) B e = 2sin 100π t + ÷(V ) 4 C e = −2sin100π t (V ) 4 D e = 2π sin100π t (V ) Câu Một khung dây dẫn phẳng hình chữ nhật có 500 vịng dây, diện tích vòng 54 cm2 Khung dây quay quanh trục đối xứng (thuộc mặt phẳng khung), từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với trục quay có độ lớn 0,2 T Từ thơng cực đại qua khung dây A 0,54 Wb B 0,81 Wb C 1,08 Wb D 0,27 Wb Câu Dịng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = I0 sin100πt Trong khoảng thời gian từ đến 0,01s cường độ dịng điện tức thời có giá trị 0,5I0 vào thời điểm A s s 400 400 B s s C s s D s s 500 500 300 300 600 600 Câu 10 Trong đoạn mạch xoay chiều có tụ điện C, cường độ dịng điện ln: π với điện áp hai đầu mạch B pha với điện áp hai đầu mạch π C nhanh pha với điện áp hai đầu mạch.D ngược pha với điện áp hai đầu mạch A chậm pha Câu 11 Đặt điện áp u = U cosωt vào hai đầu đoạn mạch có cuộn dây cảm L cường độ dịng điện tức thời chạy mạch i Phát biểu sau đúng? A Dịng điện i ln pha với điện áp u B Dịng điện i ln ngược pha với điện áp u π C Ở thời điểm, điện áp u chậm pha so với dòng điện i D Ở thời điểm, dòng điện i chậm pha π so với điện áp u Câu 12 Đặt vào hai đầu tụ điện C điện áp u = U điện cách Trang cos 2πft Tăng dung kháng tụ A giảm tần số f điện áp u B giảm điện áp U C tăng điện áp U D tăng điện dung C tụ điện Câu 13 Đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm L hiệu điện u =U cos 2πft Tăng cảm kháng cuộn dây cách A giảm tần số f điện áp u B tăng độ tự cảm L cuộn dây C tăng điện áp U D giảm điện áp U Câu 14 Cường độ dịng điện chạy qua tụ điện có biểu thức i = 10 cos100πt (A) Biết tụ điện có dung kháng ZC = 40 Ω Điện áp hai tụ điện có biểu thức π π A u = 200 cos(100πt + ) (V) B u = 300 cos(100πt + ) (V) C u = 400 cos(100πt - π 2 ) (V) D u = 100 Câu 15 Cho dòng điện xoay chiều i = 2 cos(100πt - cos (100πt + π ) (V) π ) (A) qua điện trở R = 50Ω Biểu thức điện áp hai đầu điện trở : π π ) (V) B u = 200cos (100πt + ) (V) 4 π C u = 200 cos (100πt ) (V) D u = 200 cos (100πt + ) (V) A u = 200 cos (100πt + Câu 16 Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch có tụ điện điện dung C = 31,8(µF) π ) (V) Cường độ dịng điện qua đoạn mạch : 2π A i = 0,8 cos(100πt + ) (A) B i = 0,8 cos(100πt – π C i = 0,8 cos(100πt + ) (A) D i = 0,8cos (100πt – u = 80 cos (100πt + π ) (A) π ) (A) Câu 17 Điện áp hai đầu cuộn cảm thuần: u = 100 cos100πt (V) Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch I = A Độ tự cảm cuộn dây A L = 0,2 π H B L = 0,5 π H C L = 10 −3 H 2π D L = 20 H π 2.10−4 Câu 18 Đặt điện áp u = U cos 100π t − ÷ (V) vào hai đầu tụ điện có điện dung 3 π (F) Ở thời điểm điện áp hai đầu tụ điện 150 V cường độ dòng điện mạch 4A Biểu thức cường độ dòng điện mạch π π A i = cos 100π t + ÷ (A) B i = 5cos 100π t + ÷ (A) 6 π C i = 5cos 100π t − ÷ (A) 6 6 π D i = cos 100π t − ÷ (A) 6 Câu 19 Cường độ dịng điện chạy qua tụ điện có điện dung 2.10−4 (F) có biểu thức π π i = I cos 100π t + ÷(A) Ở thời điểm điện áp hai tụ điện 100 V cường độ 3 dịng điện qua tụ 2A Biểu thức điện áp hai tụ Trang A u = 200 cos 100π t + π ÷ (V) 6 π B u = 200 cos 100π t − ÷ (V) π C u = 100 cos 100π t − ÷ (V) π D u = 100 cos 100π t − ÷ (V) V ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu Chọn C Câu Chọn D Câu Chọn C Câu Chọn A Câu Chọn D E0 = ωNBS = 4π.100.0,2.0,006 = 4,8π V ; ϕ = π Câu Chọn A Câu Chọn B Câu Chọn A Câu Chọn D T= 2π ω = 2π = 0,02 s 100π i = 0,5 I0 ⇒ sin 100πt = 0,5 (với t từ đến 0,01 s < T) ⇒ 100πt = ⇒t = π 100πt = 5π s t = s 600 600 Câu 10 Chọn C Câu 11 Chọn D Câu 12 Chọn A Câu 13 Chọn B Câu 14 Chọn C U0C = I0ZC = 10 40 = 400 uC chậm pha i góc ⇒ uC = 400 π cos(100πt - V : ϕu = ϕi − C π π π π = 0− = − 2 ) (V) Câu 15 Chọn A Câu 16 Chọn A ZC = U 0C = 100 Ω; I = = 0,8 A ZC ωC i nhanh pha uC góc ⇒ ϕi = ϕu + C π π π π 2π = + = Câu 17 Chọn A ZL = UL Z 20 0,2 = 20 Ω ; L = L = = H I ω 100π π Câu 18 Chọn B Trang ZC = = 50 Ω ωC i nhanh pha uC góc π : ϕi = - π + π = π Gọi u = U0cos α = I0.ZCcos α Thì i = I0cos( α + π ) = -I0sin α Thay vào công thức : cos α + sin α = ⇒ I0 = A Câu 19 Chọn B VI- Nội dung chuẩn bị: Ơn tập cơng suất dịng điện, cộng vectơ Nếu có thắc mắc HS liên hệ GVBM để hỗ trợ Trang ... s 10 0π i = 0,5 I0 ⇒ sin 10 0πt = 0,5 (với t từ đến 0, 01 s < T) ⇒ 10 0πt = ⇒t = π 10 0πt = 5π s t = s 600 600 Câu 10 Chọn C Câu 11 Chọn D Câu 12 Chọn A Câu 13 Chọn B Câu 14 Chọn C U0C = I0ZC = 10 ... 0,8 cos (10 0πt + ) (A) B i = 0,8 cos (10 0πt – π C i = 0,8 cos (10 0πt + ) (A) D i = 0,8cos (10 0πt – u = 80 cos (10 0πt + π ) (A) π ) (A) Câu 17 Điện áp hai đầu cuộn cảm thuần: u = 10 0 cos100πt (V)... (V) π ⇔ 10 0 ⇔ = I cos (10 0πt + ) (1) = I 50 cos (10 0πt + ) π i = I cos (10 0πt + π − π ) = I sin (10 0πt + π ) π ⇔ = I sin (10 0πt + ) (2) Mặt khác theo công thức : sin α + cos α = (3) 4.2 Từ (1) , (2)