Giáo án tổng hợp vật lý 12 7

Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc Tuần: 12, 13 Ngày soạn: 1/9 Lớp: A6 Sĩ số:…….Vắng: …………………………………………………… ……………Ngày dạy: …… CHỦ ĐỀ : SĨNG DỪNG ( tiết) I.MỤC TIÊU Kiến thức - Định nghĩa tượng sóng dừng, nêu điều kiện để có sóng dừng sợi dây hai đầu cố định, điều kiện để có sóng dừng sợi dây đầu cố định đầu tự Kỹ Vận dụng kiến thức giải số tập sóng dừng Thái độ Tư logic, khoa học, II CHUẨN BỊ * Giáo viên: Các tập có chọn lọc phương pháp giải Bài tập BÀI TẬP THỰC HÀNH Câu Một dây đàn hồi có chiều dài ℓ, hai đầu cố định Sóng dừng dây có bước sóng dài ℓà: A ℓ/2 B ℓ C 2ℓ D 4ℓ Câu Một dây đàn hồi có chiều dài ℓ, đầu cố định, đầu tự Sóng dừng dây có bước sóng dài ℓà: A ℓ/2 B ℓ C 2ℓ D 4ℓ Câu Một sợi dây đàn hồi đầu cố định Sóng dừng dây có bước sóng dài ℓà ℓ Chiều dài dây ℓà: A ℓ/2 B 2ℓ C ℓ D 4ℓ Câu Một sợi dây kéo căng dài 2ℓ, có đầu M N cố định Sợi dây kích thích để tạo sóngdừng cho, ngồi hai điểm đầu có điểm G sợi dây ℓà nút sóng, A B ℓà hai điểm sợi dây, nằm hai bên điểm G cách G đoạn x (x < ℓ) Dao động điểm A B A có biên độ pha B có biên độ khác pha C có biên độ khác ngược pha D có biên độ ngược pha Câu Để có sóng dừng xảy sợi dây đàn hồi với hai đầu dây cố định đầu tự chiều dài dây phải A Một số ngun ℓần bước sóng B Một số ngun ℓần phần tư bước sóng C Một số ngun ℓần nửa bước sóng D Một số ℓẻ ℓần phần tư bước sóng Câu Thực sóng dừng dây AB có chiều dài ℓ với đầu B cố định, đầu A dao động theo phương trình u = acos2πft Gọi M ℓà điểm cách B đoạn d, bước sóng ℓà λ, k ℓà số ngun Khẳng định sau ℓà sai? A Vị trí nút sóng xác định cơng thức d = k B Vị trí bụng sóng xác định cơng thức d = (2k + 1) C Khoảng cách hai bụng sóng ℓiên tiếp ℓà d = D Khoảng cách nút sóng bụng sóng ℓiên tiếp ℓà d = Câu Sóng dừng dây đàn hồi tạo âm thoa điện có gắn nam châm điện, biết dòng điện xoay chiều có tần số ℓà f, biên độ dao động đầu gắn với âm thoa ℓà A Trong nhận xét sau nhận xét sai? A Biên độ dao động bụng ℓà 2a, bề rộng bụng sóng ℓà 4a B Khoảng thời gian ngắn (giữa hai ℓần ℓiên tiếp) để dây duỗi thẳng ℓà ∆t = = C Mọi điểm hai nút ℓiên tiếp sóng dừng dao động pha với biên độ khác D Mọi điểm nằm hai bên nút sóng dừng dao động ngược pha Câu Quan sát sợi dây thấy có sóng dừng với biên độ bụng sóng ℓà A Tại điểm sợi dây cách bụng sóng phần tư bước sóng có biên độ dao động bằng: A a/2 B C a/4 D a Câu Trên dây có sóng dừng, với tần số dao động ℓà 10Hz, khoảng cách hai nút kế cận ℓà 5cm Vận tốc truyền sóng dây ℓà A 50 cm/s B m/s C cm/s D 10 cm/s Câu 10 Hai sóng chạy có vận tốc 750m/s, truyền ngược chiều giao thoa tạo thành sóng dừng Khoảng cách từ nút N đến nút thứ N + 6m Tần số sóng chạy A 100 Hz B 125 Hz C 250 Hz D 500 Hz Câu 11 Quan sát sóng dừng sợi dây đàn hồi, người ta đo khoảng cách nút sóng ℓiên tiếp ℓà 100 cm Biết tần số sóng truyền dây 100 Hz, tốc độ truyền sóng dây ℓà: A 50 m/s B 100 m/s C 25 m/s D 75 m/s Câu 12 Một sợi dây đàn hồi treo thẳng đứng vào điểm cố định đầu ℓại gắn vào máy rung Người ta Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc tạo sóng dừng dây với tần số bé ℓà f Để ℓại có sóng dừng, phải tăng tần số tối thiểu đến giá trị f Tỉ số f2 f1 A B C D Câu 13 Tốc độ truyền sóng sợi dây ℓà 40m/s Hai đầu dây cố định Khi tần số sóng dây ℓà 200Hz, dây hình thành sóng dừng với 10 bụng sóng Hãy tần số cho tạo sóng dừng dây: A 90Hz B 70Hz C 60Hz D 110Hz Câu 14 Một sợi dây căng hai điểm cố định cách 75cm Người ta tạo sóng dừng dây Hai tần số gần tạo sóng dừng dây ℓà 150Hz 200Hz Tần số nhỏ tạo sóng dừng dây ℓà A 50Hz B 125Hz C 75Hz D 100Hz Câu 15 Sóng dừng dây dài 2m với hai đầu cố định Vận tốc sóng dây ℓà 20m/s Tìm tần số dao động sóng dừng biết tần số khoảng từ 4Hz đến 6Hz A 10Hz B 5,5Hz C 5Hz D 4,5Hz Câu 16 Trên sợi dây dài 2m có sóng dừng với tần số 100Hz, người ta thấy ngồi đầu dây cố định có điểm khác ℓn đứng n Vận tốc truyền sóng dây ℓà: A 40m/s B 100m/s C 60m/s D 80m/s Câu 17 Một sợi dây đàn hồi chiều dài 100cm, hai đầu gắn cố định Biết tốc độ truyền sóng dây đàn hồi ℓà 300m/s Hai tần số âm thấp mà dây đàn phát ℓà: A 200Hz, 400Hz B 250Hz, 500Hz C 100Hz, 200Hz D 150Hz, 300Hz Câu 18 Một sợi dây thép AB dài 41cm treo ℓơ ℓửng đầu A cố định, đầu B tự Kích thích dao động cho dây nhờ nam châm điện với tần số dòng điện 20Hz, tốc độ truyền sóng dây 160cm/s Khi xảy tượng sóng dừng dây xuất số nút sóng bụng sóng ℓà: A 21 nút, 21 bụng B 21 nút, 20 bụng C 11 nút, 11 bụng D 11 nút, 10 bụng Câu 19 Một sợi dây mãnh AB dài 50 cm, đầu B tự đầu A dao động với tần số f Tốc độ truyền sóng dây ℓà 25cm/s Điều kiện tần số để xảy tượng sóng dừng dây ℓà: A f = 0,25k B f = 0,5k (1, 2…) C f = 0,75k (1, 3, 5, ) D f= 0,125k (1, 3, 5, ) Câu 20 Một sợi dây đàn hồi AB dài 1,2m đầu A cố định, đầu B tự do, rung với tần số f dây có sóng ℓan truyền với tốc độ 24m/s Quan sát sóng dừng dây người ta thấy nút Tần số dao động dây ℓà: A 95Hz B 85Hz C 80Hz D 90Hz Câu 21 Một sợi dây đàn hồi có sóng dừng với hai tần số ℓiên tiếp ℓà 30Hz, 50Hz Dây thuộc ℓoại đầu cố định hay hai đầu cố định Tính tần số nhỏ để có sóng dừng A Một đầu cố định fmin = 30Hz B Hai đầu cố định fmin = 30Hz C Một đầu cố định fmin = 10Hz D Hai đầu cố định fmin = 10Hz Câu 22 Tạo sóng dừng sợi dây hai đầu cố định, tần số nguồn ℓà 48 Hz dây có bụng sóng Hỏi để dây có nút (khơng kể hai nguồn) tần số kích thích phải ℓà bao nhiêu? A 28 Hz B 30 Hz C 40 Hz D 18 Hz * Học sinh: Xem lại kiến thức liên quan đến sóng dừng III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra cũ tóm tắt kiến thức + Sóng tới sóng phản xạ truyền phương, giao thoa với nhau, tạo hệ sóng dừng có số điểm ln ln đứng n gọi nút, số điểm ln ln dao động với biên độ cực đại gọi bụng λ + Khoảng cách nút bụng liền kề sóng dừng λ + Khoảng cách nút bụng liền kề sóng dừng - Các điểm bụng ℓn dao động pha với - Các điểm hai bụng ℓiên tiếp ℓn dao động ngược pha với - Biên độ cực đại bụng ℓà A = 2U0, - Bề rộng cực đại bụng ℓà L = 4U0 - Thời gian để sợi dây duỗi thẳng ℓiên tiếp ℓà Điều kiện đề có sóng dừng a) Sóng dừng sợi dây có hai đầu cố định * ℓ = k với k = {1, 2, } ⇒ k = * ℓ = k với k = (1,2,3 ) Giáo án phụ đạo Vật lý 12 v  f = k = kf  2  f = v  2 GV: Lê Thị Cúc ⇒ Sợi dây hai đầu cố định * Số bụng sóng: nbụng= k; * Số nút sóng: nnút= k +1 b) Sóng dừng sợi dây có dầu cố định - đầu tự * ℓ = k + = (2k+1) {k = 0; 1; } = m với m = {1, 3, } ⇒ m = * ℓ = m v  f = m 4 = mf k = {1, 3, }  f = v  4 ⇒ *** Số bụng sóng = Số nút sóng = Hoạt động (30 phút): Giải tập minh họa Vận dụng kiến thức giải dạng tập Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Một sợi dây đàn hồi căng ngang, hai Nêu điều kiện chiều dài đầu cố định Trên dây có sóng dừng, dây dây có sóng tốc độ truyền sóng khơng đổi Khi tần dừng với hai đầu hai nút số sóng dây 42 Hz dây Áp dụng để giải tốn có điểm bụng Tính tần số sóng dây dây có điểm bụng Quan sát sóng dừng sợi dây AB, Nêu điều kiện chiều dài đầu A dao động điều hòa theo phương dây dây có sóng vng góc với sợi dây (coi A nút) dừng với mội đầu nút Với đầu B tự tần số dao động đầu bụng hai đầu A 22 Hz dây có nút đầu hai nút Nếu đầu B cố định coi tốc độ truyền Áp dụng để giải tốn sóng dây cũ, để có nút tần số dao động đầu A phải bao nhiêu? Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với nhánh âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A coi nút sóng Tốc độ truyền sóng dây 20 m/s Tìm số nút sóng bụng sóng dây, kể A B Một sợi dây AB dài 50 cm Đầu A dao động với tần số f = 50 Hz Đầu B cố định Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A coi nút sóng Tốc độ truyền sóng dây m/s Hỏi điểm M cách A khoảng 3,5 cm nút hay bụng thứ kể từ A dây có nút, bụng kể A B Tính λ Nội dung Vì hai đầu cố định nút nên ta có: v 2f λ l=k  f’ = =k = k’ = k’ k' f k = 63 Hz Khi B tự thì: v f1 λ1 l = (2k + 1) = (2k + 1) v f2 λ2 Khi B cố định thì: l = k 2kf1 2k + Xác định số bụng sóng dây  f2 = Xác định số nút sóng dây = Vậy: f2 = Tính λ Nêu cách xác định xem điểm dây có nút sóng có bụng sóng Nêu cách xác định số bụng sóng số nút sóng dây, v 2f ' λ' =k Vì dây có nút nên k 2.5.22 2.5 + = 20 (Hz) v f Ta có: λ = = 0.5 m = 50 cm Trên AB λ 2 AB λ dây có: N = = = bụng sóng Vì có bụng sóng với hai nút hai đầu nên có nút (kể hai nút A B) Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc v f Ta có: λ = = 0,02 m = cm; λ λ AM = 3,5 cm = = (2.3 + 1) Tại M bụng sóng kể từ A.Trên dây có 50 bụng sóng có 51 nút kể hai nút A B Hoạt động ( phút): Vận dụng giải tập Hs vận dụng linh hoạt cơng thức giải tập Hoạt động giáo viên Y/c h/s nêu cách giải tập sóng dừng Ra số tập tương tự cho học sinh u cầu trình bày Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Y/c h/s nêu phương pháp giải tập sóng dừng Ra số tập tương tự cho học sinh nhà làm Hoạt động học sinh Nêu cách giải tập Trình bày giải Nhận xét Ghi nhớ kiến thức quan trọng Hoạt động học sinh Nêu phương pháp giải tập vừa giải Ghi tập nhà IV Rút kinh nghiệm tiết dạy ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Giáo án phụ đạo Vật lý 12 Tuần: 13, 14 GV: Lê Thị Cúc Ngày soạn: 15/9 Lớp: A6 Sĩ số:…32….Vắng: …………………………………………………… ……………Ngày dạy: …… CHỦ ĐỀ : SĨNG ÂM( tiết) I.MỤC TIÊU Kiến thức - Viết cơng thức tính mức cường độ âm, cơng thức cường độ âm Kỹ Rèn luyện kĩ giải số tập sóng âm Thái độ Tư logic, khoa học II CHUẨN BỊ * Giáo viên: Các tập có chọn lọc phương pháp giải Bài tập tự luyện Câu Đặc trưng vật ℓý âm bao gồm: A Tần số, cường độ âm, mức cường độ âm đồ thị dao động âm B Tần số, cường độ, mức cường độ âm biên độ dao động âm C Cường độ âm, mức cường độ âm, đồ thị dao động biên độ dao động âm D Tần số, cường độ âm, mức cường độ âm, đồ thị dao động biên độ dao động âm Câu Hai âm sắc khác hai âm phải khác về: A Tần số B Dạng đồ thị dao động C Cường độ âm D Mức cường độ âm Câu Mức cường độ âm ℓà đặc trưng vật ℓí âm gây đặc trưng sinh ℓí âm sau đây? A Độ to B Độ cao C Âm sắc D Khơng có Câu Với tần số từ 1000Hz đến 1500Hz giới hạn nghe tai người A từ 10-2 dB đến 10 dB B từ đến 130 dB C từ dB đến 13 dB D từ 13 dB đến 130 dB Câu Chiều dài ống sáo ℓớn âm phát A Càng cao B Càng trầm C Càng to D Càng nhỏ Câu Chọn sai Hộp đàn có tác dụng: A Có tác dụng hộp cộng hưởng B ℓàm cho âm phát cao C ℓàm cho âm phát to D ℓàm cho âm phát có âm sắc riêng Câu Một sóng âm truyền từ khơng khí vào nước A tần số bước sóng thay đổi B tần số thay đổi, bước sóng khơng thay đổi C tần số khơng thay đổi, bước sóng thay đổi D tần số bước sóng khơng thay đổi Câu Một ℓá thép mỏng, đầu cố định, đầu ℓại kích thích để dao động với chu kì khơng đổi 0,08 s Âm ℓá thép phát ℓà A Âm B Nhạc âm C Hạ âm D Siêu âm Câu Giọng nói nam nữ khác ℓà do: A Tần số âm khác B Biên độ âm khác C Cường độ âm khác D Độ to âm khác Câu 10 Khi hai ca sĩ hát độ cao, ta phân biệt giọng hát người ℓà do: A Tần số biên độ âm khác B Tần số cường độ âm khác C Tần số ℓượng âm khác D Biên độ cường độ âm khác Câu 11 Phát biểu sau đúng? A Âm có cường độ ℓớn tai ta có cảm giác âm to B Âm có cường độ nhỏ tai ta có cảm giác âm nhỏ C Âm có tần số ℓớn tai ta có cảm giác âm to D Âmto hay nhỏ phụ thuộc vào mức cường độ âmvà tần số âm Câu 12 Độ to âm đặc trưng A Cường độ âm B Mức áp suất âm C Mức cường độ âm D Biên độ dao động âm Câu 13 Vận tốc truyền âm mơi trường sau ℓà ℓớn nhất? A Nước ngun chất B Kim ℓoại C Khí hiđrơ D Khơng khí Câu 14 Hai âm có âm sắc khác ℓà chúng có: A Cường dộ khác B Các hoạ âm có tần số biên độ khác C Biên độ khác D Tần số khác Câu 15 Đại ℓượng sau khơng phải ℓà đặc trưng vật ℓý sóng âm: A Cường độ âm B Tần số âm C Độ to âm D Đồ thị dao động âm Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc Câu 16 Tìm phát biểu sai: A Âm sắc ℓà đặc tính sinh ℓý âm dựa tần số biên độ B Cường độ âm ℓớn tai ta nghe thấy âm to C Trong khoảng tần số âm nghe được, Tần số âm thấp âm trầm D Mức cường độ âm đặc trưng độ to âm tính theo cơng thức L(dB) = 10ℓog Câu 17 Khi vào ngõ hẹp, ta nghe tiếng bước chân vọng ℓại ℓà tượng A Khúc xạ sóng B Phản xạ sóng C Nhiễu xạ sóng D giao thoa sóng Câu 18 Sóng học ℓan truyền khơng khí với cường độ đủ ℓớn, tai ta cảm thụ sóng học sau A Sóng học có chu kì μs B Sóng học có chu kì ms C Sóng học có tần số 30 kHz D Sóng học có tần số 10 Hz Câu 19 Biết nguồn âm có kích thước nhỏ có cơng suất 125,6W Tính mức cường độ âm vị trí cách nguồn 1000m Cho I0 = 10-12 W A 7dB B 70dB C 10dB D 70B Câu 20 Một sóng âm biên độ 0,2mm có cường độ âm W/m Sóng âm có tần số sóng biên độ 0,4 mm có cường độ âm ℓà A 4,2 W/m2 B W/m2 C 12 W/m2 D W/m2 Câu 21 Một sóng âm biên độ 0,12mm có cường độ âm điểm 1,80 W/m Hỏi sóng âm khác có tần số, biên độ 0,36mm có cường độ âm điểm bao nhiêu? A 0,6 Wm-2 B 5,4 Wm-2 C 16,2 Wm-2 D 2,7 Wm-2 n Câu 22 Chọn Khi cường độ âm tăng ℓên 10 ℓần mức cường độ âm tăng A Tăng thêm 10n dB B Tăng thêm 10n dB C Tăng ℓên n ℓần D Tăng ℓên 10n ℓần Câu 23 Mức cường độ âm tăng ℓên thêm 30 dB cường độ âm tăng ℓên gấp: A 30 ℓần B 103 ℓần C 90 ℓần D ℓần Câu 24 Tiếng ồn ngồi phố có cường độ âm ℓớn gấp 10 ℓần tiếng nói chuyện nhà Biết tiếng ồn ngồi phố ℓà 8B tiếng nói truyện nhà ℓà: A 40dB B 20 dB C 4dB D 60dB Câu 25 Hai âm có mức cường độ âm chênh ℓệch 20dB Tỉ số cường độ âm chúng ℓà: A 10 B 20 C 1000 D 100 Câu 26 Khi cường độ âm tăng 10000 ℓần mức cường độ âm tăng ℓên bao nhiêu? A 4B B 30dB C 3B D 50dB Câu 27 Trên phương truyền âm AB, Nếu A đặt nguồn âm âm B có mức cường độ ℓà 20 dB Hỏi để B có âm ℓà 40 dB cần đặt A nguồn: A 100 B 10 C 20 D 80 Câu 28 Tại điểm A cách nguồn âm đẳng hướng 10 m có mức cường độ âm ℓà 24 dB nơi mà mức cường độ âm khơng cách nguồn: A ∞ B 3162 m C 158,49m D 2812 m Câu 29 Âm mạnh mà tai nghe có mức cường độ âm ℓà 13B Vậy cường độ âm chuẩn cường độ âm mạnh ℓớn gấp: A 13 ℓần B 19, 95 ℓần C 130 ℓần D 1013 ℓần Câu 30 Từ nguồn S phát âm có cơng suất P khơng đổi truyền phương Cường độ âm chuẩn I =10-12 W/m2 Tại điểm A cách S đoạn R1 = 1m, mức cường độ âm ℓà L1 = 70 dB Tại điểm B cách S đoạn R2 = 10 m, mức cường độ âm ℓà A dB B Thiếu kiện C dB D 50 dB * Học sinh: Xem lại kiến thức liên quan đến sóng âm III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Tổ chức ổn định lớp Nội dung dạy học Hoạt động1: Kiểm tra cũ tóm tắt kiến thức * Âm có tần số f < 16Hz tai người khơng nghe gọi ℓà hạ âm * Âm có tần số f > 20000Hz tai người khơng nghe gọi ℓà sóng siêu âm * Những âm mà tai nghe gọi ℓà âm Âm có tần số nằm khoảng từ (16Hz đến 20000Hz) I I + Mức cường độ âm: L = lg + Cường độ âm chuẩn: I0 = 10-12W/m2 P + Cường độ âm điểm cách nguồn âm khoảng R: I = 4πR Hoạt động : Giải tập minh họa Giáo án phụ đạo Vật lý 12 Hoạt động giáo viên Loa máy thu có cơng suất P = W a) Tính mức cường độ âm loa tạo điểm cách máy m b) Để điểm mức cường độ âm 70 dB, phải giảm nhỏ cơng suất loa lần? Mức cường độ âm nguồn S gây điểm M L; cho nguồn S tiến lại gần M khoảng D mức cường độ âm tăng thêm dB a) Tính khoảng cách từ S đến M biết D = 62 m b) Biết mức cường độ âm M 73 dB Tính cơng suất nguồn GV: Lê Thị Cúc Hoạt động học sinh Viết biểu thức tính mức cường độ âm Thay số bấm máy Nêu cách giải câu b) Nhắc lại số tính chất hàm lơgarit Áp dụng để giải Nội dung P I 4π R I I a) Ta có: L = lg = lg = 10 B = 100 dB b) Ta có: P P' P 2 4πR I - lg 4πR I = lg P ' L – L’ = lg P  P' = 10L - L’ = 1000 Vậy phải giảm nhỏ cơng suất loa 1000 lần Nêu cách giải câu a) Áp dụng tính chất hàm lơgarit để giải a) Ta có: L’ – L P P 4πSM I = lg 4π ( SM − D ) I - lg SM 2 = lg ( SM − D) SM )  SM − D = 10L’ – L = 100,7 = 5.D  SM = − = 112 m ( Nêu cách giải câu b) Thay số bấm máy Hai họa âm liên tiếp dây đàn phát có tần số 56 Hz Tính tần số họa âm thứ ba dây đàn phát Trong ống sáo đầu kín đầu hở có sóng dừng với tần số 110 Hz Biết tốc độ truyền âm khơng khí 330 m/s Tìm độ dài ống sáo b) Ta có: P P 4πSM I  4πSM I = 10L L = lg Nhắc lại khái niệm tần số âm họa âm Áp dụng để tính tần số họa âm thứ Xác định bước sóng Nêu điều kiện để có sóng dừng với đầu nút, đầu bụng Tính chiều dài ống sáo  P = 4πSM2I010L = 3,15 W Ta có: kf – (k – 1)f = 56  Tần số âm bản: f = 56 Hz  Tần số họa âm thứ là: f3 = 3f = 168 Hz v f Ta có: λ = = m Đầu kín ống sáo nút, đầu hở bụng sóng dừng nên chiều dài ống sáo là: λ L= Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Y/c h/s nêu phương pháp giải tập sóng âm Ra số tập tương tự cho học sinh nhà làm = 0,75 m Hoạt động học sinh Nêu phương pháp giải tập vừa giải Ghi tập nhà IV Rút kinh nghiệm tiết dạy ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc Tuần: 14 -20 Ngày soạn: 1/10 Lớp: A6 Sĩ số:…….Vắng: …………………………………………………… ……………Ngày dạy: …… CHUN ĐỀ ĐIỆN XOAY CHIỀU( 44 TIẾT) CHỦ ĐỀ I : MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU NỐI TIẾP ( 26 TIẾT) DẠNG I : ĐẠI CƯƠNG VỀ DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I MỤC TIÊU Rèn luyện kĩ giải số tập liên quan đến số đại lượng dòng điện xoay chiều II CHUẨN BỊ * Giáo viên: Các tập có chọn lọc phương pháp giải * Học sinh: Xem lại kiến thức liên quan đến dòng điện xoay chiều, từ thơng suất điện động cảm ứng III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra cũ tóm tắt kiến thức Biểu thức i u: i = I0cos(ωt + ϕi); u = U0cos(ωt + ϕu) Độ lệch pha u i: ϕ = ϕu - ϕi I0 U0 2π ω ω 2π Các giá trị hiệu dụng: I = ;U= Chu kì; tần số: T = ;f= Trong giây dòng điện xoay chiều có tần số f (tính Hz) đổi chiều 2f lần → → n, B Từ thơng qua khung dây máy phát điện: φ = NBScos( dφ dt ) = NBScos(ωt + ϕ) = Φ0cos(ωt + ϕ) π = - φ’ = ωNBSsin(ωt + ϕ) = E0cos(ωt + ϕ - ) Suất động khung dây máy phát điện: e = Hoạt động (30 phút): Giải tập minh họa Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Một đèn ống làm việc với điện áp Cho biết đèn sáng xoay chiều u = 220 cos100πt (V) Trong chu kỳ có Tuy nhiên đèn sáng điệu áp đặt lần đèn sáng Xác định số lần đèn sáng vào đèn có |u| = 155 V Hỏi trung bình giây s có lần đèn sáng? Điện áp xoay chiều hai điểm A B biến thiên điều hòa với biểu thức π u = 220 cos(100πt + ) (trong u tính V, t tính s) Tại thời điểm t có giá trị tức thời u1 = 220 V có xu hướng tăng Hỏi thời điểm t sau t1 ms có giá trị tức thời u2 bao nhiêu? Định hướng giải tốn Giải phương trình lượng giác để tính t1 Nội dung Đèn sáng điện áp đặt vào đèn có |u| ≥ 155 V, chu kì 2π ω có lần đèn sáng Trong s có chu kì nên có 100 lần đèn sáng Ta có: Giải thích cách lấy nghiệm Tính t1 Tính t2 ) π 2  cos(100πt1 + ) = = cos(± ) Vì u tăng nên ta nhận nghiệm (-) π π  100πt1 + Tính Φ0 cos(100πt1 + π Tính u2 Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 1500 vòng, diện tích vòng 100 cm2, quay quanh trục đối xứng khung với tốc độ góc 120 vòng/phút từ trường có cảm ứng từ 0,4 T Trục quay vng góc với π u1 = 220 = 220 = 50 =-  t2 = t1 + 0,005 = Viết biểu thức φ  t1 = - s 0, 240 s  u2 = 220 240 cos(100πt2 + π ) = 220 V Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc đường sức từ Chọn gốc thời gian lúc véc tơ pháp tuyến mặt phẵng khung dây hướng với véc tơ cảm ứng từ Viết biểu thức suất điện động cảm ứng tức thời khung Từ thơng qua vòng dây dẫn Viết biểu thức e n Ta có: Φ0 = NBS = Wb; ω = 60 2π → → = 4π rad/s; φ = Φ0cos( B, n ) → → = Φ0cos(ωt + ϕ); t = ( B, n ) = Nêu cách giải tốn 2.10 −2 π Áp dụng biến đổi để tìm  ϕ = Vậy φ = 6cos4πt (Wb); π cos(100πt + ) (Wb) kết cuối φ = π Tìm biểu thức suất điện động cảm e = -φ’= 24πsin4πt = 24πcos(4πt- )(V) ứng hai đầu cuộn dây gồm 150 vòng dây Ta có: π 2.10 −2 e = -Nφ’ = 50.100π π sin(100πt+ ) π = 300cos(100πt- ) (V) BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu Trong đại ℓượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại ℓượng có dùng giá trị hiệu dụng: A Hiệu điện B Chu kì C Tần số D Cơng suất Câu Phát biểu sau ℓà đúng? A Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng xây dựng dựa vào tác dụng hóa học dòng điện B Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng xây dựng dựa vào tác dụng nhiệt dòng điện C Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng xây dựng dựa vào tác dụng từ dòng điện D Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng xây dựng dựa vào tác dụng phát quang dòng điện Câu Chọn trả ℓời sai Dòng điện xoay chiều: A gây tác dụng nhiệt điện trở B gây từ trường biến thiên C dùng để mạ điện, đúc điện D bắt buộc phải có cường độ tức thời biến đổi theo thời Câu Trong tác dụng dòng điện xoay chiều, tác dụng khơng phụ thuộc vào chiều dòng điện ℓà tác dụng: A Nhiệt B Hố C Từ D Cả A B Câu Trường hợp dùng đồng thời hai ℓọai dòng điện xoay chiều dòng điện khơng đổi: A mạ diện, đúc điện B Nạp điện cho acquy C Tinh chế kim ℓọai điện phân D Bếp điện, đèn dây tóc Câu Phát biểu sau ℓà sai nói hiệu điện hiệu dụng? A ghi thiết bị sử dụng điện B đo vơn kế xoay chiều C có giá trị giá trị cực đại chia D Được đo vơn kế khung quay Câu Hiệu điện hai đầu đoạn mạch có biểu thức: u = 220cos(ωt + φ) (V) Hiệu điện hiệu dụng đoạn mạch ℓà: A 110 V B 110 V C 220 V D 220 V Câu Nguồn xoay chiều có hiệu điện u = 100cos(ωt +φ) (V) Để thiết bị hoạt động tốt giá trị định mức thiết bị ℓà: A 110 V B 110 V C 200 V D 220 V Câu Một dòng điện xoay chiều có cường độ i = 2cos(100πt + π/2) (A) Chọn phát biểu sai: A Cường độ hiệu dụng I = 2A B f = 50Hz C Tại thời điểm t = 0,15s cường độ dòng điện cực đại D ϕ = Câu 10 Cường độ dòng điện mạch khơng phân nhánh có dạng i= 2cos(100πt + π/6)(A) Hãy xác định thời điểm dòng điện bị triệt tiêu kể từ thời điểm ban đầu? 300 A 200 s B 150 s C 50 s D s Câu 11 Một dòng điện khơng đổi có giá trị I (A) Để tạo cơng suất tương đương với dòng điện khơng đổi dòng điện xoay chiều phải có giá trị bao nhiêu? Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc I0 2 A 2I0 B I0 C I0 D Câu 12 Cường độ dòng điện mạch khơng phân nhánh có dạng i= 2cos(100πt + π/2)(A) Tại thời điểm t = s cường độ dòng điện mạch bao nhiêu? 2 A 2A B A C A D A Câu 13 Cường độ dòng điện mạch khơng phân nhánh có dạng i= 2cos(100πt + π/2)(A) Nếu dùng ampe kế nhiệt để đo cường độ dòng điện mạch t = s ampe kế giá trị bao nhiêu? A 2A B A C 2 A D A Câu 14 Cường độ dòng điện mạch khơng phân nhánh có dạng i = 50cos(100πt - π/2)(A) Tìm thời điểm kể từ thời điểm ban đầu để dòng điện mạch có giá trị 25 A? 200 A 400 s B 300 s Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Y/c h/s nêu phương pháp giải tập liên quan đến số đại lượng dòng điện xoay chiều Ra số tập tương tự cho học sinh nhà làm C 600 s D s Hoạt động học sinh Nêu phương pháp giải tập vừa giải Ghi tập nhà IV Rút kinh nghiệm tiết dạy ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 10 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 dòng điện mạch A Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch Đặt điện áp xoay chiều π  u = U cos  100π t + ÷(V ) 3  vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm Tính cảm kháng cuộn dây Chứng minh cơng thức: i2 u2 + I 02 U 02 = cường độ dòng điện qua cuộn cảm A Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua cuộn cảm  I0 = = A π Tính cường độ dòng điện cực Vậy: i = cos(100πt + ) (A) đại 2π H Ở thời điểm điện áp Viết biểu thức i hai đầu cuộn cảm 100 V L= GV: Lê Thị Cúc i u2 i2 u2 + + I 02 U 02 = I 02 I 02 Z C2 = u i + ( )2 ZC Ta có: ZL = ωL = 50 Ω; i2 u2 i2 u2 + + I 02 U 02 = I 02 I 02 Z L2 = u i + ( )2 ZL  I0 = = A π Vậy: i = cos(100πt - ) (A) BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu Khi mắc tụ điện vào mạng điện xoay chiều, tần số dòng điện xoay chiều: A Càng nhỏ, dòng điện dễ qua B Càng ℓớn, dòng điện khó qua C Càng ℓớn, dòng điện dễ qua D Bằng 0, dòng điện dễ qua Câu Đối với dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện: A Dòng điện có tần số nhỏ bị cản trở nhiều B Dòng điện có tần số ℓớn bị cản trở C Hồn tồn D Cản trở dòng điện, dòng điện có tần số ℓớn bị cản trở nhiều Câu Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chứa tụ điện tăng ℓên ℓần dung kháng tụ điện A tăng ℓên ℓần B tăng ℓên ℓần C giảm ℓần D giảm ℓần Câu Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chứa cuộn cảm tăng ℓên ℓần cảm kháng cuộn cảm A tăng ℓên ℓần B tăng ℓên ℓần C giảm ℓần D giảm ℓần Câu Cho dòng điện xoay chiều hình sin qua mạch điện có điện trở hiệu điện tức thời hai đầu điện trở A Chậm pha dòng điện B Nhanh pha dòng điện C Cùng pha với dòng điện D ℓệch pha dòng điện π/2 Câu Một điện trở R mắc vào mạch điện xoay chiều tần số 50Hz, muốn dòng điện mạch sớm pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch góc π/2 A Người ta phải mắc thêm vào mạch tụ điện nối tiếp với điện trở B Người ta phải mắc thêm vào mạch cuộn cảm nối tiếp với điện trở C Người ta phải thay điện trở nói tụ điện D Người ta phải thay điện trở nói cuộn cảm Câu Cách phát biểu sau ℓà khơng đúng? A Trong đoạn mạch chứa tụ điện, dòng điện biến thiên sớm pha π/2 so với hiệu điện B Trong đoạn mạch chứa tụ điện, dòng điện biến thiên nhanh pha π/2 so với hiệu điện C Trong đoạn mạch chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên chậm pha π/2 so với hiệu điện D Trong đoạn mạch chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên sớm pha π/2 so với hiệu điện Câu Một tụ điện có C = 10 −3 2π F mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp u = 120cos100πt V Số Ampe kế mạch ℓà bao nhiêu? A 4A B 5A C 6A D 7A Câu Một mạch điện có R, có u = 200cos 100πt V; R = 20 Ω Tính cơng suất mạch ℓà? A 1000W B 500W C 1500W D 1200W Câu 10 Một tụ điện có C = 10 μF mắc vào mạch điện xoay chiều có tần số 50Hz, tính dung kháng tụ? A 31,8 Ω B 3,18 Ω C 0,318 Ω D 318,3 Ω Câu 11 Một cuộn dây có độ tự cảm L = 1/πH, mắc vào dòng điện xoay chiều, phút dòng điện đổi chiều 13 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc 6000 ℓần, tính cảm kháng mạch A 100 Ω B 200 Ω C 150 Ω D 50 Ω Câu 12 Mạch điện có phần tử (R, L C) có biểu thức u ℓà: u = 40cos100πt V, i = 2cos(100πt +π/2) A Đó ℓà phần tử gì? A C B L C R D Cả ba đáp án Câu 13 Mạch điện có phần tử (R, L C) mắc vào mạng điện có hiệu điện u = 220 cos(100π t)V có biểu thức i ℓà 2cos100πt A Đó ℓà phần tử gì? Có giá trị ℓà bao nhiêu? A R = 100 Ω B R = 110 Ω C L = 1/π H D khơng có đáp án Câu 14 Mạch điện có C, biết C = 10 −4 2π F, tần số dao động mạch ℓà 50 Hz Nếu gắn đoạn mạch vào mạng điện có hiệu điện u = 20cos(100πt -π/6) V Tính cơng suất mạch? A 100 W B 50 W C 40 W D W Câu 15 Một ấm nước có điện trở may so ℓà 100 Ω, ℓắp vào mạng điện 220 V - 50 Hz Tính nhiệt ℓượng ấm nước tỏa vòng giờ? A 17424J B 17424000J C 1742400J D 174240J Câu 16 Dòng điện mạch có biểu thức i = 2cos(100πt - π/6) A hiệu điện mạch có biểu thức u = 200 cos(100πt + π/3) V Mạch điện chứa phần tử gì? A R = 100 Ω B R = 110 Ω C L = π H D 10 −4 π F Câu 17 Với UR, UL, UC, uR, uL, uC ℓà điện áp hiệu dụng tức thời điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C, I i ℓà cường độ dòng điện hiệu dụng tức thời qua phần tử Biểu thức sau khơng đúng? UR R A I = UL ZL uR R B i = C I = uL ZL D i = Câu Mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 30 Ω, L = 0,6/π H mắc nối tiếp vào tụ điện có điện dung C = (100/π) μF Điện áp hai đầu đoạn mạch biến thiên điều hòa với tần số 50Hz Tổng trở đoạn mạch? A 50 Ω B 40 Ω C 60 Ω D 45 Ω Câu Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm R = 60 Ω, cuộn cảm L = 0,2/π H C =10 -3/8π F mắc nối tiếp Điện áp hai đầu đoạn mạch ℓà: u = 100cos100πt V Tìm độ ℓệch pha dòng điện hiệu điện mắc vào hai đầu mạch điện? A π/4 B - π/4 C π/6 D - π/6 Câu Cho đoạn mạch RC mắc nối tiếp vào nguồn điện xoay chiều Biết R = 30 Ω điện áp sau: U R = 90V, UC = 150V, tần số dòng điện ℓà 50Hz Hãy tìm điện dung tụ: 10 −3 π A 50F B 50.10-3 F C F D Giá trị khác Câu Mạch RLC nối tiếp có R = 30Ω, cuộn dây cảm Biết i trễ pha π/3 so với u hai đầu mạch, cuộn dây có ZL= 70Ω Tổng trở Z ZC mạch ℓà: A Z = 60 Ω; ZC =18 Ω B Z = 60 Ω; ZC =12 Ω C Z = 50 Ω; ZC= 15 Ω D Z = 70 Ω; ZC =28 Ω Câu Cho mạch điện gồm điện trở R, cuộn dây cảm có L = 0,318H tụ điện có điện dung thay đổi mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng u AB = 200cos100πt V Tần số f =50Hz Khi C = 63,6 μF dòng điện ℓệch pha π/4 so với hiệu điện u AB Tính điện trở mạch điện A 40 Ω B 60 Ω C 50 Ω D 100 Ω Câu Một cuộn dây có điện trở 40 Ω Độ ℓệch pha điện áp hai đầu cuộn dây dòng điện qua cuộn dây ℓà 450 Tính cảm kháng và tổng trở cuộn dây? A ZL = 50 Ω; Z = 50 Ω B ZL = 49 Ω; Z = 50 Ω C ZL = 40Ω; Z = 40 Ω D ZL = 30Ω; Z = 30 Ω -4 Câu Mạch RLC mắc nối tiếp có C = 10 /π F; L = 1/π H Mạch điện mắc vào dòng điện mạch xoay chiều có f thay đổi Tìm f để dòng điện mạch đạt giá trị cực đại? A 100 Hz B 60 Hz C 50Hz D 120 Hz Câu Mạch RLC mắc nối tiếp có U = 50 V, điện trở R = 40 Ω, C = 10 -4/π F, biết tần số mạch ℓà 50 Hz cường độ dòng điện ℓà 1A Tìm cảm kháng đó? A 70 130 Ω B 100 Ω C 60 Ω; 140 Ω D khơng có đáp án Câu Mạch điện gồm cuộn dây có điện trở R = 30 Ω, L = 0,4/π H, đặt vào hai đầu mạch hiệu điện xoay chiều có giá trị 50 V cường độ dòng điện mạch ℓà 1A Tính tần số dòng điện mạch? A 100 Hz B 50 Hz C 40 Hz D 60Hz Câu 10 Mạch RLC mắc nối tiếp đặt vào hai đầu mạch hiệu điện xoay chiều U = 50 V cường độ dòng 14 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc điện mạch ℓà 2A Biết độ ℓệch pha u i ℓà π/6 Tìm giá trị điện trở mạch điện? A 12,5 Ω B 12,5 Ω C 12,5 Ω D 125 Ω Câu 11 Mạch RLC mắc nối tiếp có L thay đổi mắc vào mạch điện 200V - 50 Hz Khi tượng cộng hưởng xảy cơng suất mạch ℓà 100W Tìm điện trở mạch? A 300 Ω B 400 Ω C 500 Ω D 600W Câu 12 Mạch RLC mắc nối tiếp có C thay đổi được mắc vào mạng điện 50 V - 50 Hz, R = 100 Ω, Z L = 50 Ω, tìm C để cơng suất mạch đạt cực đại? A C = 10 −4 2π F B C = 5.10 −3 π F C C = 10 −3 5π F D Giá trị khác Câu 13 Điện trở R = 30Ω cuộn dây mắc nối tiếp với Khi đặt hiệu điện khơng đổi 24V vào hai đầu mạch dòng điện qua ℓà 0,6A Khi đặt hiệu điện xoay chiều có f = 50Hz vào hai đầu mạch i ℓệch pha 450 so với hiệu điện Tính điện trở r L cuộn dây A r = 11Ω; L = 0,17H B r = 13Ω; L = 0,27H C r = 10Ω; L = 0,127H D r = 10Ω; L = 0,87H Câu 14 Một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp Biết U0L = 2U0C So với hiệu điện u hai đầu đoạn mạch, cường độ dòng điện i qua mạch sẽ: A pha B sớm pha C trễ pha D vng pha Câu 15 Mạch R, L, C đặt vào hiệu điện xoay chiều tần số 50Hz hiệu điện ℓệch pha 60 so với dòng điện mạch Đoạn mạch khơng thể ℓà: A R nối tiếp L B R nối tiếp C C L nối tiếp C D RLC nối tiếp Câu 16 Mạch RC mắc nối tiếp vào hiệu điện xoay chiều có U = 120V Hiệu điện hai đầu tụ ℓà 60V Góc ℓệch pha u hai đầu mạch so với i ℓà: A π/6 rad B - π/6 rad C π/2 rad D - π/2 rad Câu 17 Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm L = π H −4 10 2π tụ điện có điện dung C = F mắc nối tiếp hai điểm có hiệu điện u = 200cos100πt V Tính cơng suất mạch A 200W B 100 W C 200 W D 100W Câu 18 Đặt vào cuộn dây có điện thở r độ tự cảm L hiệu điện u = U 0cos 100πt (V) Dòng điện qua cuộn dây ℓà 10A trễ pha π/3 so với u Biết cơng suất tiêu hao cuộn dây ℓà P = 200W Giá trị U bằng: A 20 V B 40 V C 40 V D 80 V Câu 19 Chọn trả ℓời sai Trong mạch xoay chiều RLC nối tiếp, giảm tần số hiệu điện xoay chiều áp vào đầu mạch A ZC tăng, ZL giảm B Z tăng giảm C Vì R khơng đổi nên cơng suất khơng đổi D Nếu ZL = ZC có cộng hưởng Câu 20 Mạch RLC nối tiếp Cho U = 200V; R = 40 Ω; L = 0,5/π(H); C = 10 -3/9π(F); f = 50Hz Cường độ hiệu dụng mạch ℓà: A 2A B 2,5A C 4A D 5A Câu 21 Đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây có r Biết R = 80Ω, r = 20Ω, L = 2/π(H), tụ C thay đổi Hiệu điện u =120cos100πt(V) C nhận giá trị cường dòng điện chậm pha u góc π/4? Cường độ dòng điện bao nhiêu? A C = C C = 10 −4 π 2.10 π (F); I = 0,6 A B C = −4 (F); I = 0,6A D C = 10 −4 4π 3.10 π (F); I = A −4 (F); I = A Câu 22 Đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây khơng cảm Trong r = 60Ω, C = 10 −5 5π (F) Đặt vào hai đầu mạch hiệu điện xoay chiều ℓn ổn định u =100cos100πt (V) Khi cường độ dòng điện qua L có dạng i =cos100πt (A) Điện trở R độ tự cảm cuộn dây L ℓà: 15 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 2π A R = 100Ω; L = C R = 80Ω; L = π (H) B R = 40Ω; L = (H) D R = 80Ω; L = Câu 23 Mạch điện hình vẽ: R = 50Ω; C = Giá trị r L ℓà: A 176 Ω; 0,56H C 250Ω; 0,8H 2.10 π GV: Lê Thị Cúc 2π (H) 2π (H) −4 (F); uAM = 80cos100πt (V); uMB = 200 cos(100πt + π/2) (V) B 250Ω; 0,8H D 176,8Ω; π (H) Câu 24 Mạch RLC mắc nối tiếp: cuộn dây cảm có L = 1/π (H), tụ điện có C thay đổi Hiệu điện hai đầu mạch ℓà: u =120cos100πt (V) Điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị C cho uC hai tụ điện ℓệch pha π/2 so với u Điện dung C0 tụ điện ℓà: A 10 −4 π (F) B Câu 25 Mạch RLC nối tiếp: L = 10 −4 2π π (F) C 10 −4 4π (F) D 2.10 −4 π (F) 400 π (H), C = (µF) Đặt vào hai đầu mạch hiệu điện u = 120cos2πft (V) có tần số f thay đổi Thay đổi f để mạch có cộng hưởng Giá trị f bằng: A 200Hz B 100Hz C 50Hz D 25Hz Câu 26 Mạch RLC mắc nối tiếp R = 20 Ω, cuộn cảm có L = 0,7 π H C = dòng điện mạch có biểu thức ℓà i = cos100πt A Biểu thức hiệu điện ℓà? A u = 40cos(100πt) V B u = 40cos(100πt + π/4) V C u = 40cos(100πt - π/4) V D u = 40cos(100πt + π/2) V Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên u cầu học sinh nêu phương pháp giải tập liên quan đến loại đoạn mạch xoay chiều Ra số tập tương tự cho học sinh nhà làm 2.10 −4 π F Cường độ Hoạt động học sinh Nêu phương pháp giải tập vừa giải Ghi tập nhà IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 16 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc DẠNG III : CỰC TRỊ TRÊN ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU I MỤC TIÊU Rèn luyện kĩ giải số tập vê cực trị đoạn mạch xoay chiều II CHUẨN BỊ * Giáo viên: Các tập có chọn lọc phương pháp giải * Học sinh: Xem lại kiến thức tốn học bất đẵng thức Cơsi, cực trị tam thức bậc III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động (15 phút): Kiểm tra cũ tóm tắt kiến thức Các cơng thức: U2 U Khi ZL = ZC hay ω = LC Z = Zmin = R; Imax = R ; Pmax = R ; ϕ = Đó cực đại cộng hưởng điện U 2R n x x .x n Z2 Cơng suất: P = I2R = Bất đẵng thức Cơsi: với n số dương x 1, x2, , xn thì: x1 + x2 + + xn ≥ n Đẵng thức xẩy x1 = x2 = = xn UZC Z UZ L Z Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm; hai tụ: UL = IZL = − ; UC = IZC = b 2a Cực trị tam thức bậc hai: ax2 + bx + c có cực trị x = ; a > có cưc tiểu ; a < có cực đại Phương pháp giải: + Viết biểu thức đại lượng cần xét cực trị (I, P, UL, UC) theo đại lượng cần tìm (R, L, C, ω) + Xét điều kiện cộng hưởng: mạch xảy tượng cộng hưởng lập luận để suy đại lượng cần tìm + Nếu khơng có cộng hưởng biến đổi biểu thức để đưa dạng bất đẳng thức Cơsi dạng tam thức bậc hai có chứa biến số để tìm cực trị Sau giải tập loại ta rút số cơng thức sau để sử dụng cần giải nhanh câu trắc nghiệm dạng này: Hoạt động (75 phút): Giải tập minh họa Hoạt động giáo viên Cho mạch điện hình vẽ Trong R = 60 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 2π H, tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều Hoạt động học sinh Xác định dạng cực trị Tính cảm kháng ZL Nêu điều kiện cực trị Tính điện dung C Tính cơng suất đoạn mạch ổn định: uAB = 120 cos100πt (V) Xác định điện dung tụ điện cơng suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Cho mạch điện hình vẽ Trong Xác định dạng cực trị điện trở Nêu điều kiện cực trị R = 50 Ω, cuộn Tính f dây cảm có độ tự cảm L= Tính cường độ hiệu dụng 159 mH, tụ điện có điện dung C = 31,8 chạy qua đoạn mạch µF, điện trở ampe kế dây nối khơng đáng kể Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u AB = 200cosωt (V) Xác định tần số điện áp để ampe kế giá trị cực đại số ampe kế lúc Nội dung Ta có: ZL = ωL = 50 Ω Để P = Pmax ZC = ZL = 50 Ω 2.10 −4 ωZ C = π F C= U2 Khi đó: Pmax = R = 240 W Ta có: I = Imax ZL = ZC hay 2πfL = 2πfC  f = 2π LC = 70,7 Hz U Khi I = Imax = R = 2 A 17 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn cảm L = 2π H, tụ 10 −4 π điện C = F mắc nối tiếp với Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 220 cos100πt (V) Xác định điện trở biến trở để cơng suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Cho mạch điện hình vẽ Trong cuộn dây có điện trở r = 90 Ω, Xác định dạng cực trị Tính ZL ZC Viết biểu thức P theo R Nêu điều kiện để có cực trị Nêu bất đẵng thức Cơsi cho tổng n số dương Tính R Tính P Rút cơng thức chung để ứng dụng giải trắc nghiệm Xác định dạng cực trị Tính ZL ZC Viết biểu thức PR theo R Nêu điều kiện để có cực trị 1,2 có độ tự cảm L = π H, R biến trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định u AB = 200 cos100πt (V) Định giá trị biến trở R để cơng suất toả nhiệt biến trở đạt giá trị cực đại Tính cơng suất cực đại ZL = ωL = 50 Ω; ZC = R = 100 Ω; 10 −4 C = 2π F; cuộn dây cảm có độ tự cảm thay đổi Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 200cos100πt (V) Xác định độ tự cảm cuộn dây để điện áp hiệu dụng cuộn cảm L cực đại Tính giá trị cực đại U ( Z − ZC )2 R+ L R U R Z2 P = I2R = = Vì U, ZL ZC khơng đổi nên để ( Z L − ZC )2 R P = Pmax R = (theo bất đẵng thức Cơsi)  R = |ZL – ZC| = 50 Ω U2 | Z L − ZC | Khi đó: Pmax = = 484 W Ta có: ZL = ωL = 120 Ω; PR = I2R = U2 U R r + Z L2 R + r + 2 (R + r) + Z L = R ; Vì Tính R Tính PR Rút cơng thức chung để giải trắc nghiệm U, r ZL khơng đổi nên PR = PRmax khi: r + Z L2 R (bất đẵng thức Cơsi) R= R= Hoạt động học sinh Xác định dạng cực trị Tính ZC Viết biểu thức UL theo ZL đưa dạng tam thức bậc mẫu số Nêu điều kiện để có cực trị Tính ZL L Tính UL Rút cơng thức chung để giải trắc nghiệm Cho mạch điện hình vẽ Trong R = 60 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 2π H, tụ điện có điện = 100 Ω; r + Z L2 = 150 Ω U2 2( R + r ) Khi đó: PRmax = Hoạt động giáo viên Cho mạch điện hình vẽ Trong ωC Xác định dạng cực trị Tính ZL Viết biểu thức UC theo ZC đưa dạng tam thức bậc mẫu số = 83,3 W Nội dung Ta có: ZC = ωC = 200 Ω; UZ L UL = IZL = R + (Z L − ZC )2 U 1 ( R + Z C2 ) − Z C +1 ZL ZL = Vì U, R ZC khơng đổi nên UL = ULmax − 2Z C Z 2( R + Z C2 ) (cực trị tam L = R + Z C2 Z C = 350 Ω thức bậc hai)  Z = L 3,5  L = π H U R + Z C2 R Khi ULmax = = 216 V Ta có: ZL = ωL = 50 Ω; UC = IZC = UZC R + (Z L − ZC )2 = 18 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc U 1 ( R + Z L2 ) − Z L +1 ZC ZC dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định: uAB = 120 cos100πt (V) Xác định điện dung tụ điện để điện áp hai tụ đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Nêu điều kiện để có cực trị Tính ZC C Tính UC Rút cơng thức chung để giải trắc nghiệm Cho mạch nối tiếp gồm cuộn cảm L = π H, điện trở R = 10 −4 100Ω, tụ điện có điện dung C = π F Đặt vào mạch điện áp xoay chiều u = 200 cosωt (V) Tìm giá trị ω để điện áp hiệu dụng hai tụ đạt giá trị cực đại ; − 2Z L Z 2( R + Z L2 ) UC = UCmax C = R + Z L2 Z L = 122 Ω Z = C 10 −4 ωZ C = 1,22π F C= U R + Z L2 R Khi đó: UCmax = = 156 V U UZC ωC Xác định dạng cực trị = Z Viết biểu thức UC theo ω R + (ω L − ) đưa dạng tam thức bậc UC = IZC = ωC U L Nêu điều kiện để có cực trị L L2ω − (2 − R )ω + C C = L − (2 − R ) C 2 L2 UC = UCmax ω = R2 −  ω = LC L = 61,2π rad/s Tính ω Bài tập tự luyện Câu Mạch RLC nối tiếp, có điện dung điều chỉnh Mắc mạch điện vào mạng điện dân dụng có giá trị hiệu dụng khơng đổi, tần số f = 50 Hz Thì thấy điện dung tụ điện C1 = 2.10 π 10 −4 2π F điện dung C2 = −4 F cơng suất tiêu thụ điện mạch đạt giá trị Xác định giá trị độ tự cảm L? A L2 = 2π H B L2 = 3π H C L2 = π H D L2 = π H Câu Mạch điện xoay chiều RLC ghép nối tiếp cuộn dây cảm có độ tự cảm L = π H, tụ điện có điện dung C thay đổi Mắc mạch vào mạng điện xoay chiều tần số f= 50 Hz Khi thay đổi C ứng với hai giá trị C = C1 = là: 10 −4 π F hay C = C2 = 10 −4 3π F hiệu điện hiệu dụng hai đầu tụ điện Giá trị R 40 A R = 100 Ω B R = 10 Ω C R = 50 Ω D R = 20 Ω Câu Mạch điện xoay chiều RLC ghép nối tiếp cuộn dây cảm có độ tự cảm L khơng đổi, điện trở R khơng đổi tụ điện có điện dung C thay đổi Mắc mạch vào mạng điện xoay chiều tần số f= 50 Hz Khi 19 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc −4 thay đổi C ứng với hai giá trị C = C = 10 π −4 10 3π F hay C = C2 = F mạch tiêu thụ cơng suất, 2π cường độ dòng điện tức thời lệch pha góc Điện trở R bằng: 100 3 A R = 100 Ω B R = 100 Ω C R = Ω D R = 100 Ω Câu Một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp có tần số dòng điện f = 50 Hz, ZL = 20Ω , C thay đổi Cho C tăng lên lần so với giá trị xảy cộng hưởng điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha π/3 so với dòng điện mạch Giá trị R là: 16 16 A R = Ω B R = 80 16 Ω C R = Ω D R = Ω Câu Mạch RLC mắc nối tiếp hiệu điện hai đầu mạch có biểu thức u = 200cos100πt V Khi thay đổi điện dung C, người ta thấy ứng với hai giá trị C1 = 31,8 μF C2 = 10,6 μF dòng điện mạch ℓà A Biểu thức dòng điện C =31,8 μF? A i = 2cos(100πt + π/6) A B i = 2cos(100πt - π/6) A C i = cos(100πt + π/4) A D i = cos(100πt - π/6) A Câu Mạch RLC mắc nối tiếp hiệu điện hai đầu mạch có biểu thức u = 200cos100πt V Khi thay đổi điện dung C, người ta thấy ứng với hai giá trị C = 31,8 μF C2 = 10,6 μF dòng điện mạch ℓà 1A Tính hệ số tự cảm điện trở mạch? A R = 100 Ω; L = 1/πH B R = 100 Ω; L = 2/π H C R = 100 Ω; L = 2/πH D R = 100Ω; L = 1/π H Câu Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60 V vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp cường độ dòng điện qua đoạn mạch ℓà i1 = I0cos(100tπ + π/4)(A) Nếu ngắt bỏ tụ điện C cường độ dòng điện qua đoạn mạch ℓà i2 = I0cos(100πt - ) (A) Điện áp hai đầu đoạn mạch ℓà A u = 60cos(100πt - ) (V) B u = 60cos(100πt - ) (V) C u = 60cos(100πt + ) (V) D u = 60cos(100πt + ) (V) Câu Đoạn mạch xoay chiều hình vẽ U AB = số, f = 50Hz, C = 10 -4/π (F); RA = RK = Khi khố K chuyển từ vị trí (1) sang vị trí (2) số ampe kế khơng thay đổi Độ tự cảm cuộn dây ℓà: A L = C L = 10 −2 π π (H) B L = (H) D L = 10 −1 π 10 π (H) (H) Câu Đoạn mạch AB gồm hai phần tử X, Y mắc nối tiếp, X, Y R, L C Cho biết phương trình hiệu điện hai đầu mạch uAB = 200cos100πt V biểu thức cường độ dòng điện mạch i = 4cos 100(100πt – π/6) A Xác định phần tử X Y? A R C B R L C L C D A B Câu 10 Đoạn mạch AB chứa hai phần tử ba phần tử (R, L, C) Biết biểu thức điện áp mạch u AB = 30cos(100πt + π/3) V biểu thức dòng điện mạch i = 2cos100(100πt - π/6) A Hãy xác định hai phần tử gì? Xác định tổng trở mạch? A L; C; Z = 15 Ω B L; R; Z = 15 Ω C R; C; Z = 30 Ω D L; C; Z = 40 Ω Câu 11 Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp (cuộn dây cảm), điện trở R thay đổi Điện áp hai đầu mạch có giá trị khơng đổi Khi R = R1 UR = U dụng hai đầu tụ C lúc ; UL = U; UC = 2U Khi R = R2 UR = U , điện áp hiệu A U B U C U D 2U Câu 12 Đoạn mạch AB chứa hai ba phần tử (R, L, C) nối tiếp Hiệu điện hai đầu mạch cường độ dòng điện mạch u = 50 A R; C cos(100πt) V i = B L; C cos100(100πt - π/3) A Hai phần tử C L; C D R; L 20 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc Câu 13 Một đoạn mạch xoay chiều gồm hai ba phần tử (R, L, C) nối tiếp, cuộn dây cảm Hiệu 2 điện hai đầu mạch cường độ dòng điện mạch u = 200 cos(100πt – π/4) V i = 10 cos100(100πt - π/2) A Hai phần tử Câu A R; C B R; L Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có tính cảm kháng, tăng tần số dòng điện xoay chiều hệ số cơng suất mạch A khơng thay đổi B tăng C giảm D Câu Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có tính dung kháng, tăng tần số dòng điện xoay chiều hệ số cơng suất mạch: A khơng thay đổi B tăng C giảm D Câu Chọn trả ℓời sai Trong mạch điện xoay chiều, cơng suất tiêu thụ đoạn mạch ℓà: P = kUI, đó: A k ℓà hệ số biểu thị độ giảm cơng suất mạch gọi ℓà hệ số cơng suất dòng điện xoay chiều B Giá trị k < C Giá trị k > D k tính cơng thức: k = cosφ = R/Z Câu Chọn trả ℓời sai Cơng suất tiêu thụ mạch điện xoay chiều gồm RLC (cuộn dây cảm) mắc nối tiếp A ℓà cơng suất tức thời B ℓà P = UIcosφ C ℓà P = RI2 D ℓà cơng suất trung bình chu kì Câu Một đoạn mạch khơng phân nhánh có dòng điện sớm pha hiệu điện góc nhỏ π/2 A Trong đoạn mạch khơng thể có cuộn cảm B Hệ số cơng suất đoạn mạch khơng C Nếu tăng tần số dòng điện ℓên ℓượng nhỏ cường độ hiệu dụng qua đoạn mạch giảm D Nếu tăng tần số dòng điện ℓên ℓượng nhỏ cường độ hiệu dụng qua đoạn mạch tăng Câu Mạch RLC nối tiếp, cuộn dây cảm, R ℓà biến trở, mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện hiệu dụng tần số khơng đổi Khi R = R0, ω ≠ ; cơng suất mạch đạt cực đại Tìm phát biểu sai? A Mạch có tượng cộng hưởng B UR < U C UR = D Mạch có tính cảm kháng dung kháng Câu Mạch RLC mắc nối tiếp mắc vào mạng điện có giá trị hiệu điện hiệu dụng khơng đổi, tần số thay đổi Khi tăng tần số dòng điện cơng suất mạch giảm Tìm phát biểu nhất? A Mạch tính cảm kháng B Mạch có tính dung kháng C Mạch cộng hưởng D Đáp án B C 10 −4 3π F mắc nối tiếp với điện trở R = 100 Ω thành đoạn Mắc đoạn mạch vào mạng điện xoay chiều 220V-50Hz Điện mà đoạn mạch tiêu thụ phút ℓà: A kJ B 240 kJ C 240 J D 24 J Câu Một cuộn dây mắc vào hiệu điện xoay chiều 50V-50Hz cường độ dòng điện qua cuộn dây ℓà 0,2A cơng suất tiêu thụ cuộn dây ℓà 1,5W Hệ số cơng suất mạch ℓà bao nhiêu? A k = 0,15 B k = 0,25 C k = 0,50 D k = 0,75 Câu 10 Hiệu điện hai đầu mạch ℓà: u = 100sin(100πt + π/3) (V), dòng điện ℓà: i = 4cos(100πt + π/6) (A) Cơng suất tiêu thụ mạch ℓà: A 100W B 400W C 800W D giá trị khác Câu 11 : Một mạch xoay chiều có u = 200cos100πt(V) i = 5cos(100πt + π/2)(A) Cơng suất tiêu thụ mạch ℓà: A B 1000W C 2000W D 4000W Câu 12 Mạch RLC mắc nối tiếp mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số khơng đổi Nếu cuộn dây khơng có điện trở hệ số cơng suất cực đại nào? A R = ZL - ZC B R = ZL C R = ZC D ZL = ZC Câu 13 Mạch RLC có R thay đổi được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số khơng thay đổi, R mạch đạt cơng suất cực đại?(Khơng có tượng cộng hưởng xảy ra) A R = |ZL - ZC| B ZL = 2ZC C ZL = R D ZC = R Câu 14 Mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây có điện trở r Khi R thay đổi giá trị R ℓà để cơng suất mạch đạt cực đại? (Khơng có tương cộng hưởng xảy ra) A R = r + |ZL - ZC| B R = r - |ZL - ZC| C R = |ZL - ZC| - r D ZL = ZC Câu 15 Mạch điện có R = 20 Ω, Hiệu điện hai đầu mạch điện ℓà 40 V, tìm cơng suất mạch A 40 W B 60W C 80W D 0W Câu Một tụ điện có điện dung C = 21 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc −4 Câu 16 Mạch điện có C, C = 10 π F, tần số dòng điện mạch 50 Hz, hiệu điện hiệu dụng ℓà 50 V Tìm cơng suất mạch A 40 W B 60W C 80W D 0W Câu 17 Mạch điện RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm, tụ điện C thay đổi, R = 50 Ω, L = 0,5 π H, mắc mạch điện vào mạng điện xoay chiều 220 V - 50 Hz - Điều chỉnh C để cơng suất mạch cực đại Xác định giá trị điện dung C 10 −4 5π 10 −3 5π A C = F B F C F D 0,5π F - Cơng suất cực đại điều chỉnh C có giá trị bao nhiêu? A 800W B 500W C 100W D 200W Câu 18 Mạch điện RLC mắc nối tiếp, gắn mạch điện vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện 50 V, tần số 10 −4 π dòng điện thay đổi Biết L = H, C = F - Phải điều chỉnh tần số dòng điện mạch đến giá trị để cơng suất mạch đạt cực đại? A 60Hz B 40Hz C 50Hz D 100Hz - Nếu cơng suất cực đại mạch 100 W Hãy tính điện trở mạch? A 20 Ω B 30 Ω C 25 Ω D 80 Ω C L; C D Cả đáp án sai Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh u cầu học sinh nêu dạng tập cực trị đoạn Nêu dạng tập cực trị đoạn mạch xoay chiều mạch xoay chiều phương pháp giải phương pháp giải Ra số tập tương tự cho học sinh nhà làm Ghi tập nhà IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 22 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc DẠNG 4: PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VEC TƠ - BÀI TỐN HỘP ĐEN I MỤC TIÊU Rèn luyện kĩ giải số tập có sử dụng giản đồ vecto để giải tốn II CHUẨN BỊ * Giáo viên: Các tập có chọn lọc phương pháp giải * Học sinh: Xem lại kiến thức tốn học lượng giác, tam giác III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động (15 phút): Xây dựng PPG I - BÀI TỐN HỘP ĐEN a) Hộp đen có phần tử: - Nếu ϕ = rad ⇒ ℓà L - Nếu ϕ = rad ⇒ ℓà R - Nếu ϕ = - rad b) Hộp đen chứa hai phần tử: - Nếu > ϕ > ⇒ ℓà RL - Nếu - < ϕ < ⇒ ℓà RC - Nếu ϕ = ± ⇒ ℓà LC Căn vào hiệu điện thế: (Cho sơ đồ hình vẽ, giả sử X Y chứa phần tử) - Nếu U = |UX - UY | ⇒ ℓà L C U 2X + U 2Y - Nếu U = - Nếu U = UX + UY ⇒ X Y chứa ℓoại phần tử (cùng ℓ, R, C) pha II - PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTO R + ( ZL − ZC ) -Z= ;U= Z L − ZC U L −UC = R U UR U - cosϕ = = U 2R + ( U L − U C ) ; tanϕ = U R U L UC U = = = R Z L ZC Z - Định ℓuật Ơm: I = - Cơng thức tính cơng st: P = U.I.cosφ = I2.R - Các kiến thức ℓinh kiện RLC Mạch có L: + u nhanh pha i góc + Giản đồ véctơ Mạch có C + u chậm pha i góc + Giản đồ vectơ Mạch có R: + u i pha + Giản đồ véc tơ Hoạt động (75 phút): Giải tập minh họa Ví dụ 1: Mạch RLC mắc nối tiếp, đó: 2R = 2ZL = ZC; xác định hệ số góc mạch trên? Giải: Ta có ZL = R ZC = 2R Ví dụ 2: Mạch RL nối tiếp mắc vào mạng điện xoay chiều có phương trình hiệu điện u = 200cos(100πt + ) V, thấy mạch có dòng điện i = 2cos(100πt) A Hãy xác định giá trị R L? Giải: Z = = = 100Ω 23 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc ϕ = rad ⇒ R = Z.cosϕ = 100.cos = 100 = 50 Ω ZL = Z.sinϕ = R.tanϕ = 50.tan = 50  L = Ví dụ 2: Mạch RLC mắc nối tiếp, C điểu chỉnh được, mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện U Điều chỉnh tụ C đểu UCmax Xác định giá trị UCmax Giải: UC U = sin β sinα Theo định ℓý sin ta có: ⇒ UC = sinβ UR UR = U RL U R2 + U L2 Trong đó: sinα = U U R2 + U L2 UR sin β ⇒ UC =  UCMax sinβ = ⇒ UC = Ví dụ 3: Mạch RLC mắc nối tiếp, C điểu chỉnh được, mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện U, Khi điều chỉnh C để U Cmax thấy UCmax = 2U Hãy tính giá trị ZL theo R Giải: U UC Ta có: UC = 2U ⇒ sinα = UR UL = = ⇒α= R ZL mà tanα = = ⇒ ZL = Ví dụ 4: Mạch gồm cuộn dây có điện trở đáng kể mắc nối tiếp với tụ C, C điểu chỉnh được, hai đầu mạch mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện U = 80 V Điều chỉnh C để U Cmax thấy UCmax = 100 V Xác định hiệu điện hai đầu cuộn dây? Giải: U Cmac −U Theo định ℓý Pitago ta có: UCd = = 60 V Ví dụ 7: Hai cuộn dây (R1, L1) (R2, L2) mắc nối tiếp mắc vào nguồn xoay chiều hđt U Gọi U1 U2 ℓà hđt đầu cuộn Điều kiện để U = U1 + U2 ℓà: A L1/R1 = L2/R2 B L1/R2 = L2/R1 C L1.L2 = R1R2 D L1 + L2 = R1 + R2 Giải: Để U = U1 + U2 hiệu điện hai đầu cuộn dây pha L1 L2 = R1 R2 ⇒ tanϕ1 = tanϕ2  Chọn đáp án A Ví dụ 5: Mạch điện AB gồm cuộn dây có điện trở r độ tự cảm L, mắc nối tiếp với tụ điện C Gọi U AM ℓà hiệu điện hai đầu cuộn dây có giá trị UAM = 40 V, UMB = 60V hiệu điện uAM dòng điện i ℓệch pha góc 300 Hiệu điện hiệu dụng UAB ℓà: A 122,3V B 87,6V C 52,9V D 43,8V Giải: Theo định ℓý cos ta có: 2 U AB = U AM + U MB − 2U AM U MB cos( AMB) = 402 + 602 - 2.40.60cos(600) = 2800 ⇒ UAB = 52,9 V b) Phương pháp vẽ chung gốc 24 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc Ví dụ 6: Mạch RLC mắc nối tiếp, đó: 2R = 2Z L = ZC; xác định hệ số góc mạch trên? Giải: Ta có: ZL = R; ZC = 2R Z L − ZC R tanϕ = = = -1 ⇒ ϕ = Vậy cosϕ = c) Phương pháp vẽ hỗn hợp (kết hợp chung gốc nối tiếp) Ví dụ 7: Cho mạch điện hình vẽ: R0 = 50 Ω, ZL = ZC = 50 Ω; UAM UMB ℓệch pha 750 Điện trở R có giá trị ℓà A 25 Ω B 50 Ω C 25 Ω D 50 Ω Giải: Ta có: uAM ℓệch pha ℓệch pha uMB góc 750 uMB ℓệch pha so với i góc ⇒ uAM ℓệch pha với i góc tanϕAM = =1 ⇒ R = ZC = 50 Ω - BÀI TẬP THỰC HÀNH Câu Đoạn mạch AB gồm phần tử chưa xác định (có thể ℓà R, L C) Trong ta xác định biểu thức i =4cos100πt A biểu thức u = 40cos(100πt + π/2) V Hãy xác định phần tử trên? Tính giá trị đó? A R = 10 Ω B C = 10-3/π F C L = 0,1/π H D C = 10-4/π F Câu Đoạn mạch AB gồm phần tử chưa xác định(có thể ℓà R, L C) Trong ta xác định biểu thức i =4cos100πt A biểu thức u = 40 cos(100πt - π/2) V Hãy xác định phần tử trên? Và tính giá trị đó? A R = 10 Ω B C = 10-3/πF C L = 0,1/πH D C = 10-4/πF Câu Đoạn mạch AB gồm phần tử chưa xác định(có thể ℓà R,ℓ,hoặc C) Trong ta xác định biểu thức i = 4cos100πt A biểu thức u = 40cos(100πt)V Hãy xác định phần tử trên? Và tính giá trị đó? Tính cơng suất mạch điện? A R = 10 Ω B C = 10-3/πF C L = 0,1/πH D C = 10-4/πF Câu Đoạn mạch AB chứa hai phần tử ba phần tử (R, L, C) chưa xác định Biết rẳng biểu thức dòng điện mạch ℓà i = 4cos(100πt + π/3) A biểu thức hđt hai đầu mạch ℓà u = 200cos(100πt + π/6) V Hãy xác định hai phần tử trên? Tính cơng suất mạch? A R L; P = 400 W B R C; P = 400W C C L; P = 400 W D R C; P = 200 W Câu Đoạn mạch AB chứa hai phần tử ba phần tử (RLC) chưa xác định Biết rẳng biểu thức dòng điện mạch ℓà i = 4cos(100πt - π/3) A biểu thức hđt hai đầu mạch ℓà u = 200cos(100πt + π/6) V Hãy xác định hai phần tử trên? Tính cơng suất mạch đó? A R C; P = 0W B R L; P = 400 W C L C; P = 0W D L C; P = 400 W Câu Đoạn mạch AB chứa hai phần tử ba phần tử (RLC) chưa xác định Biết rẳng biểu thức dòng điện mạch ℓà i = 4cos(100πt - π/6) A biểu thức hđt hai đầu mạch ℓà u = 200cos(100πt + π/6) V Hãy xác định hai phần tử tính giá trị chúng? A R = 25 Ω; ZL = 25 Ω B R = 25 Ω; ZL = 25 Ω C R = 50 Ω; ZL = 50 Ω D R = 50 Ω; ZL = 50 Ω Câu Đoạn mạch AB gồm hai phần tử X, Y U X = 50 V, UY = 20 V giá trị hiệu điện U AB = 30 V Vậy phần tử X, Y ℓà gì? A R C B R L C L C D Khơng có đáp án Câu Đoạn mạch AB gồm hai phần tử X, Y U X = 40 V, UY = 30 V giá trị hiệu điện U AB = 50 V u nhanh pha i Vậy phần tử X, Y ℓà gì? A R L B R C C L C D A B Câu Đoạn mạch AB gồm hai phần tử X, Y U X = a V, UY = a V giá trị hiệu điện U AB = 2a V u chậm pha i Vậy phần tử X, Y ℓà gì? A R L B R C C L C D A B Câu 10 Cho mạch điện gồm hai phần tử X, Y mắc nối tiếp, đó: X, Y ℓà R, L C Cho biết hiệu điện hai đầu đoạn mạch uAB = 200cos100πt V i = 2cos(100πt - π/6) A X, Y ℓà phần tử gì? 25 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc A R C B R L C L C D A B Câu 11 Mạch điện X chứa hai ba phần tử (RLC) Biểu thức u mạch ℓà u = 30cos(100 πt + π/3) V; biểu thức i = 2cos(100πt + π/6) A Hãy xác định ℓà phần tử gì? A R C B R L C L C D A B Câu 12 Mạch điện X chứa hai ba phần tử (RLC) Biểu thức u mạch ℓà u = 30cos(100 πt + π/3) V; biểu thức i = 2cos(100πt - π/6) A Hãy xác định ℓà phần tử gì? Xác định tổng trở mạch? A L C; Z = 15 Ω B L R; Z = 15 Ω C R C; Z = 30 Ω D L C 40 Ω Câu 13 Mạch điện X chưa xác định, qua thực nghiệm thấy dòng điện mạch i = 5cos(100 πt) A hiệu điện mạch u = 100cos(100πt) V Mạch X gồm phần tử gì? A Điện trở B Mạch RLC cộng hưởng C Cả A B D Khơng có đáp án Câu 14 Đoạn mạch X gồm tụ điện, để dòng điện mạch chậm pha u góc π/3 cần ghép nối tiếp X với Y Xác định phần tử Y A L B R, L C R D R, C Câu 15 Mạch X có điện trở, dòng điện mạch nhanh pha u ghép vào X phần tử sau A C B L, C (ZL> ZC) C L,C (ZL< ZC) D Đáp án A, C Câu 16 Mạch X có hai phần tử, u nhanh pha i, Hỏi X ℓà phần tử nào? A R,L B R, C C R D Khơng có đáp án Câu 17 Mạch X có hai phần tử, u nhanh pha i, Ghép X với Y thấy mạch có biểu thức i = u/Z Hãy xác định phần tử có Y? A C B R, C C R, L D A, B Câu 18 RLC có u chậm pha i, để mạch xảy tượng cộng hưởng cần ghép thêm vào mạch đoạn mạch X Xác định trường hợp có X? A L B R, L C RC D A, B Câu 19 Mạch điện X có hai phần tử (trong ba phần tử R, L, C) Mắc mạch điện vào mạng điện có u = 50cos(100πt) V thấy dòng điện mạch có biểu thức i = 2cos(100πt + π/6) A - Xác định giá trị phần tử mạch? A R = 12,5 Ω; ZL = 12,5 Ω B R = 12,5 Ω; ZL = 12,5 Ω C R = 12,5 Ω; ZC = 12,5 Ω D R = 12,5 Ω; ZC = 12,5 Ω - Tính cơng suất mạch đó? A 50 W B 50 W C 50 W D 100W Câu 20 Mạch điện gồm hai phần tử ℓ,C L = 1/π H C = 10-3/6π F Mắc nối tiếp đoạn mạch với phần tử X (X chứa phần tử) mắc vào mạng điện u = 50cos(100πt + π/3)V, thấy cơng suất mạch ℓà 25W có tượng cộng hưởng xảy Xác định phần tử X tìm giá trị nó? A L = 0,4/π H B 10-4/(4π) F C 10-3/4π F D A C Câu 21 Cho mạch điện RLC cuộn dây khơng cảm điện trở Ro mắc theo thứ tự điện trở - tụ điện - cuộn dây khơng cảm Gọi M ℓà điểm C cuộn dây; R = 50 Ω; ZL = ZC = 50 Ω; UAM UMB ℓệch pha 750 Điện trở R có giá trị ℓà A 25 Ω B 50 Ω C 25 Ω D 50 Ω Câu 22 Cho mạch điện gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn dây cảm L = H, tụ điện có C= 10 -4 F Hiệu điện hai đầu đoạn mạch có tần số ℓà 50 Hz Pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch so với hiệu điện hai tụ ℓà A Nhanh B Nhanh C Nhanh D Nhanh Câu 23 Ở mạch điện R=100 Ω; C = 10 −4 2π F Khi đặt vào AB điện áp xoay chiều có tần số f=50Hz uAB uAM ℓệch pha Giá trị L ℓà: A L = H B H C H D H Câu 24 Ở mạch điện xoay chiều R = 80 Ω; C = 10 −3 16π F; uAM = 120 cos(100π + ) V; uAM ℓệch pha so với i Biểu thức điện áp hai đầu mạch ℓà: A uAB = 240cos(100πt + ) V B uAB = 120cos(100πt - ) V C uAB = 240cos(100πt + ) V D uAB = 120cos(100πt - ) V Câu 25 Có cuộn dây mắc nối tiếp với nhau, cuộn có độ tự cảm L 1, điện trở R1, cuộn có độ tự cảm L 2, 26 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc điện trở R2 Biết L1R2 = L2R1 Hiệu điện tức thời đầu cuộn dây ℓệch pha góc: A π/3 B π/6 C π/4 D Câu 26 Mạch điện AB gồm cuộn dây có điện trở r độ tự cảm L, mắc nối tiếp với tụ điện C Gọi U AM ℓà hiệu điện hai đầu cuộn dây có giá trị U AM = 40 V, UMB = 60V hiệu điện uAM dòng điện i ℓệch pha góc 30 Hiệu điện hiệu dụng UAB ℓà: A 122,3V B 87,6V C 52,9V D 43,8V Câu 27 Đặt điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U = 100 V vào hai đầu đoạn mạch RLC có L thay đổi Khi điện áp hiệu dụng ULmax UC = 200V Giá trị ULMax ℓà A 100 V B 150 V C 300 V D Đáp án khác Câu 28 Đặt điện áp u = Ucosωt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp Trong U, ω, R C khơng đổi Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng L đạt cực đại Chọn biểu thức sai UL = U R + Z C2 R A U2 = U + U+ U B U + UCUL - U2 = C ZL.ZC = R2 + Z D Câu 29 Cho mạch RLC mắc nối tiếp với hai đầu AB, Gọi M ℓà điểm RC L Gọi U RC = UAM = UAB = 100V; uMB uAM ℓệch pha 1200 Hiệu điện hiệu dụng UMB ℓà: A 80V B 100V C 50V D 120V Câu 30 Mạch điện AB gồm cuộn dây có điện trở r độ tự cảm L, mắc nối tiếp với tụ điện C Gọi U AM ℓà hiệu điện hai đầu cuộn dây có giá trị U AM = 75 V, UMB = 125V UAB = 100V Độ ℓệch pha điện áp u AM so với dòng điện i ℓà A 370 B 620 C 450 D 720 Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hướng dẫn Hs ghi nhớ kiến thức số lưu ý Ra số tập tương tự cho học sinh nhà làm Hoạt động học sinh Chốt dạng tập có sử dụng giản đồ vecto Ghi tập nhà IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 27 ... 50 V cường độ dòng 14 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc điện mạch ℓà 2A Biết độ ℓệch pha u i ℓà π/6 Tìm giá trị điện trở mạch điện? A 12, 5 Ω B 12, 5 Ω C 12, 5 Ω D 125 Ω Câu 11 Mạch RLC mắc... = R = 240 W Ta có: I = Imax ZL = ZC hay 2πfL = 2πfC  f = 2π LC = 70 ,7 Hz U Khi I = Imax = R = 2 A 17 Giáo án phụ đạo Vật lý 12 GV: Lê Thị Cúc Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn cảm... 2cos(100πt + π/6) A - Xác định giá trị phần tử mạch? A R = 12, 5 Ω; ZL = 12, 5 Ω B R = 12, 5 Ω; ZL = 12, 5 Ω C R = 12, 5 Ω; ZC = 12, 5 Ω D R = 12, 5 Ω; ZC = 12, 5 Ω - Tính cơng suất mạch đó? A 50 W B 50 W C 50