Bí quyết 6 0 chinh phục môn vật lý tập 1 (tt)

NGUYỄN VĂN TUYÊN - TRỊNH LÊ HOÀNG - NGUYỄN THỊ THANH HƯỜNG NGUYỄN HỒN LONG - NGƠ THÁI NGỌ - VŨ NGỌC ANH BÍ QUYẾT 6.0 CHINH PHỤC MƠN VẬT LÝ TẬP NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI MỤC LỤC Lời nói đầu Nhóm kín facebook hỗ trợ em đột phá môn Lý SPBook CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Chuyên đề I: Đại cương dao động điều hòa 12 Chuyên đề II: Con lắc lò xo 82 Chuyên đề III: Con lắc đơn 110 Chuyên đề IV: Dao động trì, dao động cưỡng - cộng hưởng dao động tắt dần 131 Một số tập củng cố chương I 139 CHƯƠNG II: SÓNG CƠ HỌC 160 I Lý thuyết trọng tâm 164 II Các dạng tập theo chuyên đề 166 Chuyên đề I: Sóng lan truyền sóng 166 Chuyên đề II: Giao thoa sóng 184 Chuyên đề III: Sóng dừng 218 Chuyên đề IV: Sóng âm 236 III Một số tập củng cố chương II 243 CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 254 Chuyên đề I: Đại cương dòng điện xoay chiều 258 Chuyên đề II: Mạch điện có phần tử (R L C) 270 Chuyên đề III: Mạch RLC nối tiếp 284 Chuyên đề IV: Độ lệch pha giản đồ vecto 314 Chuyên đề V: Cơng suất dòng điện xoay chiều 332 Chuyên đề VI: Thay đổi tham số toán điện xoay chiều 346 Chuyên đề VII: Các thiết bị điện, sản xuất truyền tải điện 358 Một số tập củng cố chương III 375 Trang Bí 6.0 chinh phục môn Vật Lý - Tập Trang 284 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook Trang 285 Bí 6.0 chinh phục mơn Vật Lý - Tập Trang 286 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook Trang 287 Bí 6.0 chinh phục môn Vật Lý - Tập CHUYÊN ĐỀ III: MẠCH RLC NỐI TIẾP Giản đồ Fresnel Giản đồ Fresnel vẽ theo dạng: Giản đồ chung gốc giản đồ nối chân Giản đồ chung gốc Giản đồ nối chân Tổng trở định luật Ohm cho đoạn mạch RLC nối tiếp + Tổng trở: + Điện áp hiệu dụng đầu đoạn mạch: + Định luật Ohm: Chú ý: Khơng có định luật Ohm viết cho quan hệ giá trị tức thời điện áp dòng điện (trừ trường hợp mạch chứa điện trở R) Đây vấn đề nhiều em hay nhầm lẫn Cụ thể, ta viết: ; Độ lệch pha hiệu điện cường độ dòng điện với Đặt + Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng Tức hiệu điện sớm pha so với cường độ dòng điện + Nếu đoạn mạch có tính dung kháng Tức hiệu điện trễ pha so với cường độ dòng điện Chú ý: Mạch khơng có phần tử cho đại lượng tương ứng Nếu Nếu Cơng suất dòng điện xoay chiều + Cơng suất dòng điện xoay chiều: Trang 288 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 3: Chọn B Câu 10: Theo tốn tổng hợp dao động nên có Chọn C Câu 11: Chọn B Câu 15: (do đoạn MB chứa R,L đoạn AN chứa R C nên Lại có Chọn A Câu 16: Chọn D ) Suy Giải tìm giá trị Chú ý: Các em cần vận dụng linh hoạt cơng thức giải nhanh toán Cần ý câu hỏi xem đề yêu cầu viết biểu thức đại lượng tìm độ lêch pha đại lượng theo độ lệch pha đại lượng khác, viết thật cẩn thận không bị nhầm lẫn Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook Trang 299 Bí 6.0 chinh phục môn Vật Lý - Tập Dạng 2: Mối liên hệ giá trị hiệu dụng phần tử Ví dụ 1: Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C không phân nhánh Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch 100 V, hai đầu L 120 V, hai tụ C 60 V Tính điện áp hiệu dụng hai đầu R là: B 70 V C 80 V D 100 V A 60 V Lời giải + Ta có: Chọn C Ví dụ 2: Cho mạch hình vẽ Các vơn kế có điện trở lớn, V U R = 5(V), V2 UL = 9(V), V U = 13(V) Hãy tìm số V3 biết mạch có tính dung kháng? A.12 V Lời giải B 15 V C 18 V D 21 V + Ta có: Vì mạch có tính dung kháng Chọn D Câu 1: Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C không phân nhánh Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch 100 V, hai đầu R 80 V, hai tụ C 60 V Mạch điện có tính cảm kháng Tính điện áp hiệu dụng hai đầu L: B 20 V C 80 V D 120 V A 200 V Câu 2: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Đặt vào đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều, người ta đo điện áp hiệu dụng đầu R, L, C UR = 30 V; UL = 80 V; UC = 40 V Điện áp hiệu dụng UAB đầu đoạn mạch B 40 V C 50 V D 150 V A 30 V Câu 3: Cho đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở R, cuộn dây cảm L tụ C, đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp , ZL= 2ZC điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở UR = 30 V Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây B 80 V C 60 V D 40 V A 30 V Câu 4: Cho mạch điện hình vẽ với UAB = 300(V), UNB = 140(V), dòng điện i trễ pha Trang 300 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU so với uAB góc (cos = 0,8), cuộn dây cảm Vơn kế V giá trị: A 100 (V) B 200 (V) C 300 (V) Câu 5: Chọn câu Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Người ta đo điện áp UAM = 16 V, UMN = 20 V, UNB = V Điện áp hai đầu đoạn mạch AB là: D 400 (V) A 44 V B 20 V C 28 V D 16 V Câu 6: Chọn câu Cho mach điện xoay chiều hình vẽ Người ta đo điện áp UAN = UAB = 20V; UMB = 12V Điện áp UAM, UMN, UNB là: A UAM = 12 V; UMN = 32 V; UNB =16 V B UAM = 12 V; UMN = 16 V; UNB =32 V C UAM = 16 V; UMN = 24 V; UNB =12 V D UAM = 16 V; UMN = 12 V; UNB =24 V Câu 7: Cho đoạn mạch điện gồm điện trở R, cảm L, tụ điện C nối tiếp, đặt V, vôn kế nhiệt đo điện áp đoạn: vào hai đầu đoạn mạch điện áp hiệu dụng hai đầu R 100 V; hai đầu tụ C 60 V số vôn kế mắc hai đầu cuộn cảm L B 120 V C 160 V D 80 V A 40 V Câu 8: Đặt vào hai đầu mạch điện RLC nối tiếp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng phần tử R, L, C 20 V Khi tụ bị nối tắt điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở bằng: A B C D Câu 9: Cho mạch điện xoay chiều RLC hình vẽ, cuộn dây cảm Biết UAF = 110 (V), UEB = 112 (V), UAB = 130 (V) Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện nhận giá trị sau đây? A 88 V B 220 V C 200 V D 160 V Câu 10: (Trích đề thi tuyển sinh đại học năm 2007) Đặt điện áp u = U0 cosωt với U0 ω không đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở 80 V, hai đầu cuộn dây cảm (cảm thuần) 120 V hai đầu tụ điện 60 V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch A 220 V B 140 V C 100 V D 260 V Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook Trang 301 Bí 6.0 chinh phục mơn Vật Lý - Tập Bảng đối chiếu đáp án 1D 2C 3B 4D 5B 6D 7C 8B 9C 10C Gợi ý giải: Câu 4: Suy Chọn D Câu 6: Chọn D Câu 8: U giữ không đổi UR = UL Suy Chọn B Khi tụ bị nối tắt U C=0 Dạng 3: Cộng hưởng điện Trang 302 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Ví dụ 1: Cho mạch điện xoay chiều có Điện trở R = 24 cuộn cảm , tụ điện , , vơn kế có điện trở lớn Ghép thêm với tụ điện C1 tụ điện có điện dung C2 cho vơn kế có số lớn Hãy cho biết cách ghép tính C2 A Ghép nối tiếp C Ghép nối tiếp Lời giải B Ghép song song D Ghép song song + Tổng trở mạch: + Số vơn kế hiệu điện đầu cuộn dây Vì Do Chọn C để ULmax cường độ dòng điện mạch đạt giá trị cực đại mắc nối tiếp với Ví dụ 2: Mạch điện hình Điện áp hai đầu A B ổn định có biểu thức Cuộn cảm có độ tự cảm điện trở Ro = R = 100 , tụ điện có điện dung C0 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook Trang 303 Bí 6.0 chinh phục mơn Vật Lý - Tập Người ta đo hệ số công suất mạch điện 1) Biết hiệu điện đầu đoạn mạch sớm pha so với cường độ dòng điện Giá trị C0 là: A B C D 2) Để công suất tiêu thụ đạt cực đại, người ta mắc thêm tụ điện có điện dung C1 với tụ điện Co để có tụ điện có điện dung C thích hợp Xác định cách mắc giá trị C1 A Ghép nối tiếp C Ghép song song Lời giải B Ghép song song D Ghép nối tiếp + Để công suất tiêu thụ mạch đạt giá trị cực đại cộng hưởng C1 mắc nối tiếp với C0 Ví dụ 3: Cho mạch điện hình vẽ C tụ điện biến đổi, vơn kế có điện trở lớn Tìm C để vơn kế V có số lớn A Lời giải B C D + Vôn kế giá trị hiệu điện đầu điện trở cuộn cảm + Ta có: = const Do đó, để Uvmax Chọn A Câu 1: Một mạch điện RLC không phân nhánh gồm điện trở R = 110 , cuộn dây cảm có L = 1/ (H) tụ có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp Thay đổi điện dung C điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt cực đại Giá trị cực đại bằng: Trang 304 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU A 200 V B C D 50 V Câu 2: Cho mạch điện xoay chiều gồm R, cuộn dây cảm L = 0,159 H C0 = 100/π ( F) Đặt vào hai đầu mạch điện áp u = U0cos100πt (V) Cần mắc thêm tụ C có giá trị để mạch có cộng hưởng điện? A Mắc nối tiếp thêm tụ C Mắc song song thêm tụ Câu 3: Cho mạch RLC mắc nối tiếp có: B Mắc nối tiếp thêm tụ D Mắc nối tiếp thêm tụ Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp Để dòng điện mạch pha với điện áp hai đầu đoạn mạch ta phải ghép nối tiếp hay song song với tụ C tụ C1 có điện dung ? A Mắc nối tiếp thêm tụ C Mắc nối tiếp thêm tụ B Mắc song song thêm tụ D Mắc song song thêm tụ Câu 4: Đặt vào hai đầu mạch RLC nối tiếp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng phần tử R, L, C 40 V, 50 V 80 V Khi thay đổi tần số dòng điện để mạch có cộng hưởng điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R B 35 V C 70 V D 40 V A 50 V Câu 5: Cho mạch điện hình vẽ, với ; R = 100 ( ); -4 C = 0,318.10 (F) Cuộn dây có độ tự cảm L thay đổi Xác định độ tự cảm L để hệ số công suất mạch lớn Tính cơng suất tiêu thụ lúc A C B D Câu 6: Cho đoạn mạch hình vẽ, với: lý tưởng Cuộn dây cảm có cảm kháng , thay đổi C Vôn kế V Các ampe kế vôn kế cực đại 105V Số Ampe kế lúc : A 0,25 A B 0,3 A C 0,48 A D 0,35 A Câu 7: Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm R, L, C mắc nối tiếp có R = 200 A 200 W B C 242 W D 484 W Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook Trang 305 Bí 6.0 chinh phục môn Vật Lý - Tập Câu 8: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị phần tử cố định Đặt vào hai đầu đoạn điện áp xoay chiều có tần số thay đổi Khi tần số góc dòng điện cảm kháng dung kháng có giá trị ZL = 100 ZC = 25 Để mạch xảy cộng hưởng, ta phải thay đổi tần số góc dòng điện đến giá trị A B C 0,5 D 0,25 Câu 9: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ bên Cuộn dây có Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 50V tần số 50Hz Khi điện dung tụ có giá trị C1 số ampe kế cực đại 1A Giá trị R C1 là: A C B D Câu 10: (Trích Đề thi tuyển sinh đại học năm 2010): Đặt điện áp u = vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN NB mắc nối tiếp Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, đoạn NB có tụ điện với điện dung C Đặt Để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc R tần số góc ω A B C D 2ω1 Câu 11: Cho mạch điện xoay chiều AB gồm R,L,C mắc nối tiếp Biết đoạn mạch cộng hưởng Biết điện áp hiệu dụng tồn đoạn mạch AB 120 V Tính điện áp hiệu dụng ? B C 120 V D 110 V A 220 V Câu 12: Dung kháng mạch RLC mắc nối tiếp có giá trị nhỏ cảm kháng Muốn xảy tượng cộng hưởng điện mạch ta phải A giảm tần số dòng điện xoay chiều B tăng điện dung tụ điện C tăng hệ số tự cảm cuộn dây D giảm điện trở mạch Câu 13: Cho đoạn mạch gồm điện trở R, tụ điện C cuộn tự cảm L mắc nối tiếp (như hình vẽ) Thay đổi tần số dòng điện để xảy tượng cộng hưởng điện đoạn mạch khẳng định sau không đúng? A Cường độ hiệu dụng mạch đạt cực đại B Điện áp hiệu dụng điểm A, N M, B C Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch lớn hai đầu điện trở R D Cường độ dòng điện tức thời qua mạch đồng pha điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch Trang 306 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 14: Hiện tượng cộng hưởng mạch LC xảy rõ nét A tần số riêng mạch lớn B cuộn dây có độ tự cảm lớn C điện trở mạch lớn D điện trở mạch nhỏ Câu 15: Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp xảy cộng hưởng Nếu thay đổi tần số điện áp đặt vào hai đầu mạch điều sau sai: A Cường độ hiệu dụng qua mạch giảm B Hệ số công suất mạch giảm C Điện áp hiệu dụng R tăng D Cơng suất trung bình mạch giảm Câu 16: Khi có cộng hưởng điện đoạn mạch xoay chiều RLC khơng phân nhánh A cường độ dòng điện tức thời mạch pha với điện áp tức thời đặt vào hai đầu đoạn mạch B điện áp tức thời hai đầu điện trở pha với điện áp tức thời hai tụ điện C công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị nhỏ D điện áp tức thời hai đầu điện trở pha với điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm Bảng đối chiếu đáp án 1A 2C 3C 4A 5A 6C 11C 12A 13C 14D 15C 16A 7C 8C 9C 10B Gợi ý giải: Câu 1: Do ZL = 100= const Để UL max Imax Chọn A Câu 2: Chọn C Câu 3: Khi u i pha Để có cộng hưởng mắc song song C mắc nối tiếp Chọn C Câu 4: Khi cộng hưởng điện áp đầu điện trở cực đại Chọn A Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook Trang 307 Bí 6.0 chinh phục mơn Vật Lý - Tập Câu 5: Chọn A Câu 6: (Do R;L không đổi) Chọn C Câu 7: Pmax=>Cộng hưởng=> Chọn C Câu 8: Chọn C Câu 9: Chọn C Câu 10: Để UAN khơng phụ thuộc vào R Chọn B Câu 12: Chọn A Câu 13: Chọn C Trang 308 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Dạng 4: Cuộn dây khơng cảm (có điện trở r) Ví dụ 1: Cho mạch điện hình vẽ Biết: Điện áp uAM chậm pha so với dòng điện qua mạch dòng điện qua mạch chậm pha A so với uMB Tính R r B Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook Trang 309 Bí 6.0 chinh phục mơn Vật Lý - Tập C D Lời giải + Giả sử cuộn dây cảm hiệu điện độ dòng điện Tuy nhiên, theo đề dòng điện cuộn dây có điện trở r sớm pha sớm pha so với cường so với cường độ + + Chọn D Ví dụ 2: Cho mạch điện gồm cuộn dây có hệ số tự cảm r = 10( ) mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung có điện trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần số f = 50Hz điện áp hiệu dụng U = 100V, pha ban đầu Biểu thức dòng điện qua mạch: A C Lời giải + + Tổng trở mạch: B D + Độ lệch pha hiệu điện cường độ dòng điện: Vậy, biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch: Chọn C Trang 310 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 1: Cho đoạn mạch điện AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L Biết điện trở R = 55 Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R hai đầu cuộn dây U1 = 100 V U2 = 130 V Điện trở cuộn dây có giá trị bằng: A 107,5 B 59,1 C 82,7 D 92,5 Câu 2: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện Độ lệch pha hiệu điện hai đầu cuộn dây so với cường độ dòng điện mạch Hiệu điện hiệu dụng hai đầu tụ điện lần hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây Độ lệch pha hiệu điện hai đầu cuộn dây so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch là: A B C D Câu 3: Cho mạch điện hình vẽ, biết: R = 40 , Giá trị điện trở r độ tự cảm L tương ứng là: A C B D Câu 4: Một đoạn mạch ABC gồm tụ điện (đoạn AB) cuộn dây (đoạn BC) Khi tần số dòng điện xoay chiều qua mạch 1000 Hz người ta đo điện áp hiệu V, UAC = V cường độ hiệu dụng I = 10-3 A Tìm điện trở r dụng UAB = V, UBC = độ tự cảm L cuộn dây A C B D Câu 5: Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp khơng đổi 9V cường độ dòng điện qua 0,5A Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều có tần số 50Hz có giá trị hiệu dụng 9V cường độ hiệu dụng qua cuộn dây 0,3A Điện trở cảm kháng cuộn dây là: ; ZL = 30 B R = 18 ; ZL = 24 A R = 18 C R = 18 ; ZL = 12 D R = 30 ; ZL = 18 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook Trang 311 Bí 6.0 chinh phục mơn Vật Lý - Tập Bảng đối chiếu đáp án 1B 2D 3A 4A 5B Gợi ý giải: Câu 2: Độ lệch pha hiệu điện hai đầu cuộn dây so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch là: Chọn D Câu 3: Suy Chọn A Trang 312 Trải nghiệm Hệ sinh thái Học dễ 6.0 - SPBook ... 2 40 cos( 10 0 πt) V, R = 40 Ω, ZL = 60 Ω, ZC = 20 , Viết biểu thức cường độ dòng điện mạch A i = cos( 10 0 πt)A B i = 6cos( 10 0 πt) A C Câu 6: Cho mạch R,L,C, R = 40 , ZL = ZC = 40 Ω, u = 2 40 cos( 10 0 πt)... chinh phục mơn Vật Lý - Tập Câu 4: Cho mạch R, L, C, u = 2 40 thức dòng điện mạch A i = cos( 10 0 πt) A C i = cos cos( 10 0 πt) V, R = 40 , ZC = 60 Ω, ZL= 20 Ω Viết biểu B i = 6cos( 10 0 πt)A D i = 6cos... cos( 10 0 πt )A B i = cos( 10 0 πt)A C Câu 7: Cho mạch R,L,C, u = 1 20 định biểu thức i A i = cos( 10 0 πt)A C cos( 10 0 πt) V R = 30 , ZL = 10 A Câu 8: Mạch điện xoay chiều gồm tụ điện C = B i = D cos( 10 0 πt)A