TÀI LIỆU ÔN THI ĐẠI HỌC LÝ 12 THEO CHỦ ĐỀ CỰC HAY. PHÙ HỢP ÔN THI ĐẠI HỌC ĐẠT KẾT QUẢ CAO. PHÙ HỢP CHO CÁC ĐÔI TƯỢNG GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
Trang 1Chủ đề 9 – ĐẠI CƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀUI.LÝ THUYẾT (Thầy Quỳnh)
1 Định nghĩa về dòng điện xoay chiều.
- Dòng điện xoay chiều là dòng diện có chiều và cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian Dòng điện xoay chiều hình sin là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa với thời gian theo quy luật của hàm cosin (hoặc sin).
2.Phương trình điện áp và phương trình cường độ dòng điện của dòng điện xoay chiều.
a Phương trình cường độ dòng điện: i = I0cos(t + i) ( A)
b Phương trình điện áp (hiệu điện thế): u = U0cos( t + u) (V)
*i và u: giá trị cường độ dòng điện tức thời và điện áp tức thời
*I0 và U0: giá trị cường độ dòng điện cực đại và điện áp cực đại
* ω > 0 là tần số góc, đơn vị: rad/s
*i và u: pha ban đầu của cường độ dòng điện và điện áp
*(t + i) và (t + u): pha của cường độ và điện áp tại thời điểm t
*∆ φ=φ u −φ i : Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ
*Các giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp: I= I o
√2 , U=U o
√2
Chú ý: Trong dòng điện xoay chiều giá trị chỉ trên dụng cụ đo ( vôn kế, ampe kế…) là giá trị hiệu dụng
3 Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện : Δφ = φ u – φ i
+Nếu Δφ > 0: u nhanh pha hơn i
+Nếu Δφ < 0: u trễ pha so với i
+Nếu Δφ = 0: u cùng pha với i
4 Số lần đổi chiều của dòng điện
- Trong 1 chu kì dòng điện đổi chiều 2 lần
- Trong 1s dòng điện đổi chiều: n=2f lần với f là tần số dòng điện xoay chiều
5 Số lần bóng đèn bị tắt:
- Trong 1 chu kì bóng đèn tắt 2 lần
- Trong 1s số lần bóng đèn tắt là : n=2f với f là tần số của dòng điện xoay chiều
6.Nhiệt lượng tỏa ra trên mạch điện xoay chiều: Q= I2.R.t
Q: Nhiệt lượng tỏa ra: J I: cường độ dòng điện hiệu dụng (A)
7.Công suất tỏa nhiệt trên mạch điện xoay chiều: P=Q
t với P: công suất tiêu thụ (W)
*Chú ý: Ở việt Nam mạng điện sử dụng cho hộ gia đình có điện áp hiệu dụng là 220V và tần số là 50Hz
II.BÀI TẬP TỰ LUẬN
Câu 1: Điện áp xoay chiều của đoạn mạch có dạng
Trang 2u=220√2 cos( 100πt +π6 ) ( V)
a.Xác định điện áp hiệu dụng của dòng điện
b.Xác định chu kì và tần số của dòng điện
c.Xác định điện áp tức thời tại thời điểm t=0,1s
d.Xác định số lần đổi chiều của dòng điện trong 1s
(Đs: a U =220V, b.T = 0,02s, f =50hz, c u 269V, d n =100 lần)
Câu 2 Cường độ dòng điện xoay chiều của đoạn mạch có dạng
i=2√2 cos( 100πt +π4 ) ( A)
a.Xác định cường độ dòng điện cực đại của dòng điện (Đs: 2√2A)
b.Xác định số lần đổi chiều của dòng điện trong 1s (Đs: n=100 lần)
c.Xác định số lần bóng đèn tắt trong 1 giây (Đs: 100 lần)
d.Biết dòng điện chạy qua điện trở có giá trị 50Ω, tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở trong 5 phút
(Đs: Q=60000J=60kJ)
e Xác định thời điểm cường độ dòng điện có giá trị -√2 A lần thứ 2021
f.Xác định thời điểm cương độ dòng điện có giá trị √2 A lần thứ 2030
(Đs: a.I0 = 2√2A, b n = 100, c n = 100, d Q = 60kJ, e t = 20,204s, f t = 20,294s)
Câu 3 Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 2cos(100πt) A, điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có giá trị
hiệu dụng là 12 V, và sớm pha π/3 so với dòng điện
a) Tính chu kỳ, tần số của dòng điện.
b) Tính giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong mạch.
c) Tính giá trị tức thời của dòng điện ở thời điểm t = 0,5 (s)
d) Trong một giây dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần?
e) Viết biểu thức của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
(Đs: a T = 0,02s, f = 50hz, b I = √2 A, c i = 2A, D n = 100 lần, e u = 12√2 cos( 100πt + π
3) V)
Hướng dẫn giải a) Từ biểu thức của dòng điện i = 2cos(100πt) A; ta có ω = 100π (rad/s).
Từ đó ta có chu kỳ và tần số của dòng điện là: {T = 2π
Trang 3c) Tại thời điểm t = 0,5 (s) thì i = 2cos(100π.0,5) = 2 Vậy tại t = 0,5 (s) thì i = 2.
d) Ta có f = 50 Hz, tức là trong một giây thì dòng điện thực hiện được 50 dao động Do mỗi dao động dòng điện đổi chiều
hai lần nên trong một giây dòng điện đổi chiều 100 lần
e) Do điện áp sớm pha π/3 so với dòng điện nên có π/3 = φu – φi φu = π/3 (do φi = 0)
Điện áp cực đại là U0 = U = 12 V
Biểu thức của điện áp hai đầu mạch điện là u = 12cos(100πt + ) V
Câu 4 Một mạch điện xoay chiều có độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện chạy trong mạch một góc là π/2 Tại
một thời điểm t, cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 2 A thì điện áp giữa hai đầu mạch là 50 V Biết điện áp hiệudụng của mạch là 100 V Tính giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện trong mạch
a) Xác định biên độ, chu kì và tần số của dòng điện
b) Đồ thị cắt trục Oi tại điểm có giá trị cường độ dòng điện là bao nhiêu ?
(Đs: a I0 = 4A, T = 2s.10-2s, f = 50hz, b i = 2√2 A)
Hướng dẫn giải
a) Biên độ chính là giá trị cực đại I0 của cường độ dòng điện Dựa vào đồ thị ta có biên độ của dòng điện này là : I0 =
4 A
Trang 4Tại thời điểm 2,5.10-2 s, dòng điện có cường độ tức thời bằng 4 A Thời điểm kế tiếp mà dòng điện có cường độ tức thời bằng 4 A là 2,25.10-2 s Do đó chu kì của dòng điện này là :
T = 2,25.10-2 – 0,25.10-2 = 2.10-2 s ; Tần số của dòng điện này là : 2.10 50
11
Tần số góc của dòng điện này là : f2 2.50100 rad/s
Tại thời điểm t = 0,25.10-2 s, dòng điện có cường độ tức thời i = I0 = 4 A, nên suy ra :
42)(40.100
Vậy đồ thị cắt trục tung tại điểm có toạ độ (0 s, 2 2 A).
Câu 6 Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp xoay chiều u ở
hai đầu một đoạn mạch vào thời gian t Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch
bằng bao nhiêu? (Đs: U = 110√2 V)
Câu 7 Đồ thị phụ thuộc thời gian của cường độ dòng điện chạy qua mạch
như hình vẽ Cường độ dòng điện hiệu dụng là bao nhiêu? (Đs: I = 2,5√2 A)
Câu 8 Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ i của một dòng
điện xoay chiều trong một đoạn mạch theo thời gian Trong thời gian một phút,
dòng điện qua mạch đổi chiều bao nhiêu lần (Đs: n = 3000 lần )
Câu 9 Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = I0cos(100πt-π/3).
Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời có giá trị bằng
I0 vào thời điểm nào?(Đs: t=1/150s)
Câu 10 Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 2cos(100πt) A, điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có giá trịhiệu dụng là 24 V và sớm pha π/6 so với dòng điện Biểu thức của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là
(Đs: u=24√2cos(100πt+π
6)V
Câu 11 Một mạch điện xoay chiều có điện áp giữa hai đầu mạch là u = 200cos(100πt + π/6) V Cường độ hiệu dụng của
dòng điện chạy trong mạch là 2 A Biết rằng, dòng điện chậm pha so với điện áp hai đầu mạch góc π/3, biểu thức củaCđdđ trong mạch là (Đs: i=4cos( 100πt-π
6) A)
Câu 12 Cho một đoạn mạch điện xoay chiều có điện áp cực đại và dòng điện cực đại là U0; I0 Biết rằng điện áp và dòng
điện vuông pha với nhau Tại thời điểm t1 điện áp và dòng điện có giá trị lần lượt là u1; i1 Tại thời điểm t2 điện áp và dòngđiện có giá trị lần lượt là u2; i2 Điện áp cực đại giữa hai đầu đoạn mạch được xác định bởi hệ thức nào dưới đây?
Trang 5điện vuông pha với nhau Tại thời điểm t1 điện áp và dòng điện có giá trị lần lượt là u1; i1 Tại thời điểm t2 điện áp và dòngđiện có giá trị lần lượt là u2; i2 Cđdđ hiệu dụng của mạch được xác định bởi hệ thức nào dưới đây?
u22−u1 2
C I0=U0√i22
−i1 2
u12−u2 2
D U0=I0√u22
−u1 2
i22−i1 2
Câu 14 Biểu thức cường độ dòng điện là Tại thời điểm cường độ dòng điện cógiá trị là
1.Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn.
Câu 1: Tần số dòng điện dân dung của Việt Nam có tần số là
Đại lượng T được gọi là
A tần số của dòng điện B tần số góc của dòng điện
C chu kì của dòng điện D pha ban đầu của dòng điện
Câu 3: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch là Trong mỗi giây số lần điện áp này bằng khônglà
Câu 6: Số chỉ của ampe kế khi mắc nối tiếp vào đoạn mạch điện xoay chiều cho ta biết giá trị cường độ dòng điện
Câu 7: Giá trị đo của vôn kế và ampe kế xoay chiều cho ta biết
Trang 6A giá trị trung bình của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều.
B giá trị hiệu dụng của điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng
C giá trị tức thời của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều
D giá trị cực đại của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều
Câu 8: Trên bóng đèn sợi đốt có ghi Bóng đèn này chịu được giá trị điện áp xoay chiều tối đa là
Câu 9: Biết i, I, I0 lần lượt là giá trị tức thời, giá trị hiệu dụng, giá trị cực đại của cường độ dòng điện xoay chiều đi quamột điện trở thuần R trong thời gian t (t >> T, T là chu kì dao động của dòng điện xoay chiều) Nhiệt lượng tỏa ra trênđiện trở được xác định theo công thức
Câu 12: Cường độ dòng điện được đo bằng
Câu 13: Chọn phát biểu sai? Dòng điện xoay chiều có biểu thức thì có
A cường độ cực đại là B chu kì là
Câu 14: Dòng điện xoay chiều có tính chất nào sau đây?
A Cường độ và chiều thay đổi tuần hoàn theo thời gian
B Chiều dòng điện biến thiên điều hòa theo thời gian
C Cường độ thay đổi tuần hoàn theo thời gian
D Chiều thay đổi tuần hoàn và cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian
Câu 15: Một dòng điện xoay chiều có biểu thức cường độ dòng điện Pha của dòng điện ở thờiđiểm t là
Câu 16: Điện áp xoay chiều có phương trình Tần số của điện áp là
Trang 7Câu 17: Một mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng tần số Nếu chọn pha ban đầu của điện áp bằngkhông thì biểu thức của điện áp là
Câu 18: Dòng điện xoay chiều có cường độ Dòng điện này có
A tần số là B số lần đổi chiều trung bình trong 1 s là 100 lần
C chu kỳ dòng điện là D cường độ hiệu dụng của dòng điện là
Câu 19: Phát biểu nào sau đây là sai?
A Dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều
B Điện áp biến thiên điều hòa theo thời gian gọi là điện áp xoay chiều
C Dòng điện và điện áp xoay chiều luôn biến thiên điều hòa cùng pha với nhau
D Suất điện động biến thiên điều hòa theo thời gian gọi là suất điện động xoay chiều
Câu 20: Một điện áp xoay chiều có biểu thức Giá trị điện áp hiệu dụng là
Trang 8Câu 24: Chọn phát biểu sai? Dòng điện xoay chiều có biểu thức thì có
A tắt đi rồi sáng lên 100 lần.B đèn luôn sáng
C tắt đi rồi sáng lên lần D đèn không sáng
Câu 28: Một điện áp xoay chiều có biểu thức (t tính bằng s) Điện áp tức thời tại t = 0 là
A và đang tăng B và đang giảm.
C và đang giảm D và đang tăng
Câu 29: Cường độ dòng điện qua một đoạn mạch có biểu thức (t tính bằng s) Cường độ dòngđiện tức thời tại thời điểm t = 2015 s là
Câu 30: Dòng điện xoay chiều có cường độ Ở thời điểm cường độ tức thời củadòng điện này có giá trị
Câu 31: Cho dòng điện xoay chiều có tần số chạy qua một đoạn mạch Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếpcường độ dòng điện này bằng 0 là
Trang 9Câu 32: Một dòng điện xoay chiều cường độ Ở thời điểm cường độ tức thời củadòng điện này có giá trị là
A cực đại B và đang giảm C cực tiểu D và đang tăng
Câu 33: Cho một dòng điện xoay chiều có cường độ t tính bằng s Tại thời điểm giá trị của i là
và đang tăng Đến thời điểm sau đó thì giá trị của i là
Câu 34: Đặt điện áp (t tính bằng s) vào hai đầu một đoạn mạch Kể từ thời điểm điện áptức thời giữa hai đầu đoạn mạch này đạt giá trị lần đầu tiên tại thời điểm
Câu 35: Biểu thức hiệu điện thế hai đầu một đoạn mạch Tại thời điểm t, điện áp và đang
tăng Vào thời điểm điện áp u có giá trị bằng
Câu 36: Điện áp ở hai đầu một đoạn mạch là (t tính bằng giây) Tại thời điểm điện áp ở haiđầu đoạn mạch có giá trị là và đang giảm Đến thời điểm điện áp ở hai đầu đoạn mạch có giátrị bằng
Câu 37: Một đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều có phương trình (trong đó utính bằng V, t tính bằng s) Biết rằng đèn sáng mỗi khi điện áp hai đầu đèn có độ lớn không nhỏ hơn Khoảngthời gian đèn tắt trong một chu kì là
Trang 10C Trong có 100 lần đèn tắt D Một chu kỳ có 2 lần đèn tắt
Câu 40: Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức Thời điểm thứ 2018 độ lớncường độ dòng điện bằng cường độ dòng điện hiệu dụng là
Câu 41: Đặt vào hai đầu đèn ống điện áp xoay chiều Biết đèn chỉ sáng khi điện áp tức thời
có độ lớn không nhỏ hơn Kể từ thời điểm đèn tắt lần thứ 2016 là
2.Câu trắc nghiệm đúng sai.
Câu 1: Dòng điện xoay chiều
Câu 2: Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
Câu 3: Dòng điện xoay chiều qua mạch là
d là độ lệch pha giữa dòng điện với điện áp đặt vào hai đầu mạch S
Câu 4: Dòng điện xoay chiều qua mạch
Trang 11Câu 5: Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch thì dòng điện xoay chiều qua mạch có
Câu 6: Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch thì dòng điện xoay chiều qua mạch có
Câu 8: Đồ thị biểu diễn điện áp xoay chiều chạy qua một điện trở
Trang 12Phát biểu Đ – S
3.Câu trắc nghiệm trả lời ngắn.
Câu 1: Một ấm đun nước điện được hoạt động từ nguồn điện xoay chiều có giá trị điện áp hiệu dụng cường
độ dòng điện hiệu dụng là Coi ấm đun nước chỉ có điện trở thuần, công suất tỏa nhiệt của bếp là bao nhiêu
Câu 2: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở Biết nhiệt lượng toả ra trong 30 phút là Biên độcủa cường độ dòng điện là bao nhiêu A? (Đs: I0 = 10A)
Câu 3: Nhiệt lượng do dòng điện có biểu thức tỏa ra khi đi qua điện trở trong thời
gian là bao nhiêu J? (Đs: Q = 600J)
Câu 4: Một dòng điện xoay chiều đi qua điện trở trong thời gian thì nhiệt lượng tỏa ra là
Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là bao nhiêu A? (kết quả được làm tròn đến hai chữ số thậpphân sau dấu phẩy).(Đs: I = √2 A)
Câu 5: Dòng điện xoay chiều được cho bởi biểu thức Công suất trung bình do dòng điện tạo ratrên điện trở là bao nhiêu W? (Đs: P =500W)
Câu 6: Một lò sưởi có công suất 1,5 kW được nối vào một nguồn điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 230 V Tính
cường độ dòng điện cực đại qua lò sưởi và điện trở của nó.(Đs: I0 = 9,2A, R = 35Ω)
Câu 7: Đặt điện áp vào hai đầu một linh kiện điện thì dòng điện qua linh kiện có cường độtức thời thay đổi như đồ thị Độ lệch pha của u và i qua linh kiện này là bao nhiêu độ? (Đs: φ = 300)
Trang 13Câu 8: Đặt điện áp vào hai đầu một linh kiện điện thì dòng điện qua linh kiện có cường độtức thời thay đổi như đồ thị Độ lệch pha của u và i qua linh kiện này là bao nhiêu độ? (Đs: φ = 300)
Câu 9: Một linh kiện được đặt dưới một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số Linh kiện chỉhoạt động khi điện áp tức thời có độ lớn không nhỏ hơn Thời gian linh kiện hoạt động trong mỗi chu kì bằngbao nhiêu ms? (kết quả làm tròn đến hai chữ số thập phân sau dấu phẩy).(Đs: T = 6,67ms)
Câu 10: Mắc vào đèn neon một nguồn điện xoay chiều có biểu thức điện áp là Đèn chỉsáng khi điện áp đặt vào đèn thoả mãn Tỉ số thời gian đèn sáng và tắt trong một chu kì của dòng điện bằng bao nhiêu? (Đs: 2)
2.Câu trắc nghiệm đúng sai.
Trang 14B Đ S S Đ S Đ Đ Đ
3.Câu trắc nghiệm trả lời ngắn
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT
1.Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn.
Câu 1: Tần số dòng điện dân dung của Việt Nam có tần số là
Đại lượng T được gọi là
A tần số của dòng điện B tần số góc của dòng điện
C chu kì của dòng điện D pha ban đầu của dòng điện
Hướng dẫn giải
T gọi là chu kì dao động của dòng điện
Câu 3: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch là Trong mỗi giây số lần điện áp này bằng khônglà
Hướng dẫn giải
Trong 1 chu kì điện áp bằng 0 hai lần điện áp bằng 0 với 100 lần
Câu 4: Cường độ dòng điện có giá trị hiệu dụng là
Trang 15Mỗi liên hệ giữa cường độ dòng điện hiệu dụng và cường độ dòng điện cực đại là
Câu 6: Số chỉ của ampe kế khi mắc nối tiếp vào đoạn mạch điện xoay chiều cho ta biết giá trị cường độ dòng điện
Hướng dẫn giải
Chỉ số của một ampe kế khi mắc nối tiếp vào mạch điện cho ta biết giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện
Câu 7: Giá trị đo của vôn kế và ampe kế xoay chiều cho ta biết
A giá trị trung bình của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều
B giá trị hiệu dụng của điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng
C giá trị tức thời của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều
D giá trị cực đại của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều
Hướng dẫn giải
Giá trị đo của vôn kế và ampe kế xoay chiều cho ta biết giá trị hiệu dụng của điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng
Câu 8: Trên bóng đèn sợi đốt có ghi Bóng đèn này chịu được giá trị điện áp xoay chiều tối đa là
Hướng dẫn giải
Giá trị điện áp ghi trên đèn là giá trị hiệu dụng
Bóng đèn chịu được điện áp xoay chiều tối đa là
Câu 9: Biết i, I, I0 lần lượt là giá trị tức thời, giá trị hiệu dụng, giá trị cực đại của cường độ dòng điện xoay chiều đi quamột điện trở thuần R trong thời gian t (t >> T, T là chu kì dao động của dòng điện xoay chiều) Nhiệt lượng tỏa ra trênđiện trở được xác định theo công thức
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng toả ra trên điện trở là
Câu 10: Đo cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua một mạch điện, một ampe kế chỉ giá trị Giá trị hiệu dụng củacường độ dòng điện chạy qua ampe kế lúc đó là
Hướng dẫn giải
Số chỉ của ampe kế cho biết cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua đoạn mạch mắc nối tiếp với ampe kế đó
Câu 11: Khi dùng đồng hồ đa năng hiện số có một núm xoay để đo điện áp xoay chiều, ta đặt núm xoay ở vị trí