Đang tải... (xem toàn văn)
Để giúp cho học sinh có thêm tư liệu ôn tập kiến thức trước kì thi tuyển sinh Đại học sắp diễn ra. Mời các bạn học sinh và quý thầy cô tham khảo Chuyên đề Vật lý 12: Dòng điện xoay chiều – Mạch điện xoay chiều để đạt được kết quả cao trong kì thi.
CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC CHƯƠNG V ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỦ ĐỀ 17 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU – MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU A TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN I DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Hiệu điện dao động điều hòa Cường độ dòng điện xoay chiều Các giá trị hiệu dụng Dòng điện xoay chiều dòng điện mà cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian theo phương trình: i = I cos t+ i Hiệu điện hai đầu mạch điện xoay chiều biến thiên điều hòa tần số khác pha so với dịng điện theo phương trình: u = U cos t+ u a Từ thông qua khung dây: = BS cos t Nếu khung có N vịng dây : = NBS cos t= 0 cos t với 0 = NBS Trong : 0 : giá trị cực đại từ thông t = n, B ; n : vectơ pháp tuyến khung B (T); S (m2; 0 Wb b Suất điện động cảm ứng + Suất điện động cảm ứng trung bình thời gian ∆t có giá trị tốc độ biến thiên từ thông trái ∆ dấu: E =− có độ lớn : E =− ∆ ∆t ∆t + Suất điện động cảm ứng tức thời đạo hàm bậc từ thông theo thời gian trái dấu: e =− =' NBS sin =t c Hiệu điện tức thời: u = U cost + = E0 sin t ; E =0 U 2cost + NBS d Cường độ dòng điện tức thời : i = I cost + = I 2cost + Với ϕ = ϕu – ϕi độ lệch pha u so với i, có − ≤ ≤ 2 Dòng điện xoay chiều i = I0cos2 ft + i S ố lần dòng điện đổi chiều sau khoảng thời gian t * Mỗi giây đổi chiều 2f lần * Số lần đổi chiều sau khoảng thời gian t: 2tf lần * Nếu pha ban đầu ϕi = − ϕi = Tối U U Sáng giây đổi chiều (2f – l ần Đặt điện áp u = U0cos2 ft + u vào hai đ ầu bóng đèn huỳnh quang, biết đèn sáng lên hiệu điện tức thời đặt vào đèn u ≥ U1 Thời gian đèn huỳnh quang sáng tối chu kỳ U Với cos∆= , (0 < ∆ϕ < U0 M2 M1 Tắt -U0 ∆ + Thời gian đèn sáng T : t1 = + Thời gian đèn sáng chu kì T : t = 2t1 -U Sáng Sáng U U0 u O Tắt M'2 M'1 Dòng điện xoay chiều đoạn mạch R, L, C * Đoạn mạch có điện trở R: uR pha với i, = u− = : I= i Trang 111 U U I = `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ R R ÊvÀiiÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° /ÊÀiÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC Lưu ý: Điện trở R cho dịng điện khơng đổi qua có I = * Đoạn mạch có cuộn cảm L: uL nhanh pha i U R , = u− =i : I= U U I = ZL ZL với ZL = ωL cảm kháng Lưu ý: Cuộn cảm L cho dịng điện khơng đổi qua hồn tồn (khơng cản trở * Đoạn mạch có tụ điện C: uC chậm pha i với Z C = , = u− =− i : I= U U I = ZC ZC dung kháng C Lưu ý: Tụ điện C khơng cho dịng điện khơng đổi qua (cản trở hoàn toàn Chú ý: Với mạch chứa L, chứa C, chứa LC không tiêu thụ công suất ( P = N e áu i = I c o s t t h ì u = U c o s t + V ô ùi u i = u − i= − i u N e áu u = U c o s t t h ì i = I c o s t - Liên hệ hiệu điện hiệu dụng đoạn mạch RLC nối tiếp: Từ Z = R 2+ Z L− ZC Tương tự Z RL = suy U = U R2+ U L− UC R 2+ Z L2 suy U RL = U R2+ U L2 Tương tự Z RC = R 2+ ZC2 suy U RC = U R2+ UC2 Tương tự Z LC = Z L− ZC suy U LC = U L− UC A C L R • •B * Đoạn mạch RLC không phân nhánh Z = R2+ Z− ZC ⇒ =U L tan = Z L − ZC ; R + Khi ZL > ZC hay > +U R2 − U L ⇒ UC 2= sin = Z L− Z C ; Z U+ cos= U−02R U L U 0C R với − ≤ ≤ Z 2 ⇒ ϕ > u nhanh pha i LC ⇒ ϕ < u chậm pha i LC U + Khi ZL = ZC hay = ⇒ ϕ = u pha với i Lúc I Max = gọi tượng cộng hưởng R LC dòng điện u = uR+ uL+ uC Giản đồ véctơ: Ta có: U = U R+ U L+ U 0C + Khi ZL < ZC hay < U0L U0L U AB O I0 U LC I0 O U0R i U0L U0R i O U LC U AB U 0C I0 U0R i U AB U 0C `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ ÊvÀiiÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° U 0C Trang 112 /ÊÀiÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC Công suất tỏa nhiệt đoạn mạch RLC: t +u * Công suất tức thời: P = UI cos + U cos2 + i * Công suất trung bình: P = U I cos + I R Điện áp u = U1+ U cos +t coi gồm điện áp không đổi U1 điện áp xoay chiều u = U cos t+ đồng thời đặt vào đoạn mạch II BÀI TỐN CỰC TRỊ CƠNG SUẤT CỦA MẠCH RLC Đoạn mạch RLC có R thay đổi: a Nếu U, R = const Thay đổi L C, Điều kiện để PMax R U2 U2 Từ : P = R ⇒ P = ⇔ = Z L ZC Max R + Z L− Z C R M ạch xảy tượng cộng hưởng điện hệ số công suất cos = b Nếu L, C, , U = const Thay đổi R Điều kiện để P Max Từ : P = U2 R + Z L− Z C A R Áp dụng bất dẳng thức Cơ-si ta có PMax = 2 c Mạch RrLC có R thay đổi hình v ẽ U2 U2 Khi PAB Max = = ⇔ +R= r − Z L Z L − Z C R+ r ⇒ Z= R 2⇒ C L B U2 U2 R = ZL- ZC = Z L − ZC 2R cos = R ZC C L, r A U2 ⇔ =R +r −Z L Z C 2 R+r d Mạch RrLC R biến đổi cho hai giá trị R1 ≠ R2 cho công suất P0 < PMax B Khi PR Max = Từ: P = I 0R+ r= U2 R + r 2+ Z L− Z C +R r⇒ U2 R1 + R2+ r= P0 Theo định lí Vi-ét ta có : R + r R + r= +P R − r Z−L ZC + U +R r − P Z L= Z C 2 e Mạch RLC R biến đổi cho hai giá trị R1 ≠ R2 cho công suất P0 < PMax Từ: P = I R= U2 R + Z L− Z C R⇒ Theo định lí Vi-ét ta có : R1 + R2 = Và R = R1 R2 PMax = PR − U+2 R P−0Z L =Z C U2 ; P R1 R2= Z−L ZC 2 U2 R1 R2 Đoạn mạch RLC có C thay đổi Tìm C để : a Z min, I Max , U R Max , U C Max , U RC Max , PAB Max , cos cực đại, uC trễ pha so A với u AB ? Tất trường hợp liên R N L M C B quan đến cộng hưởng điện ⇒ Z=L Z C b Khi U C Max ta có: `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ ÊvÀiiÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° Trang 113 /ÊÀiÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC UZ C U C = IZ C = R + 2Z L− Z C UZ C = R+ Z−C2 2Z L Z+C Z L2 ⇒ =U L U +R Z L2 Z C − ZL +1 ZC Vận dụng phương pháp đại số hay phương pháp giản đồ vectơ ta có : U C Max = L , U RL ⊥ U AB UAB chậm pha i R + L2 U R + Z L2 R + Z L2 Z C = ⇒ =C R ZL c Khi U RC = U RC Max U R + Z C2 ta có: U RC = I R 2+ Z C2= R + Z L− Z C U RC Max ⇔ Z−C2 Z L Z−C =R Vận dụng phương pháp đạo hàm khảo sát U RC ta thu được: Khi Z C = Z L + R 2+ Z L2 U RC Max = d Khi U RL = I R 2+ Z L2= U R + Z L2 R + Z L− Z C 2UR Lưu ý: R C mắc liên tiếp R + Z L2 − Z L không đổi với giá trị R R L v C, bi ến đổi đại số biểu thức U RL ta có : Z C 2Z C 0− Z L = ⇒2 Z =C ZL e Khi U RL ⊥ U RC Có R L C: Dùng gi ản đồ vectơ hay tan 1 tan =− ⇒ f Khi U RL ⊥ U RC U RL = a, U RC = b Tìm U R , U L , U C ? U LU C = U R2 2 + Ta có: U R + U L = U L U C+ U L= 2 U R + U C = U C U L+ U C= a⇒ b2 R2 a a b U R = U C = U L b a b U = L UC ZLZ =C + Hoặc dùng giản đồ vectơ cho kết nhanh Đoạn mạch RLC có L thay đổi Tìm L để : a Z min, I Max , U R Max , U C Max , U RC Max , PAB Max , cos cực đại, uC trễ pha so A R L C B với u AB ? Tất trường hợp liên quan đến cộng hưởng điện ⇒ Z=L Z C b U RL ⊥ U RC Có R L C: Dùng gi ản đồ vectơ hay tan 1 tan =− ⇒ c Khi U L Max ta có: U L = IZ L = UZ L R + 2Z L− Z C = UZ L R+ Z−L2 2Z L Z+C Z C2 ⇒ =U L ZLZ =C R2 U +R Z C2 Z L − ZC +1 ZL Vận dụng phương pháp đạo hàm ta có : U R + Z C2 R + Z C2 ⇒ =L CR +2 R ZC Lưu ý: R L mắc liên tiếp U L Max = Z L = , U RC ⊥ U AB UAB nhanh pha i C d U RL = I R 2+ Z L2 cực đại Có R L v C Dùng phương pháp đạo hàm ⇒ Z−L2 Mạch RLC có thay đổi Tìm để: a Z min, I Max , U R Max , PAB Max , cos cực đại, ? Tất trường hợp liên quan đến cộng hưởng điện Trang 114 A R L Z C Z−L = R2 C B `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ i ÊvÀ iÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° /ÊÀ i ÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC ⇒ Z=L Z ⇒ C = ⇒ = LC f 2 LC R2 − Max LC L2 R LC − R 2C 2 2UL c Khi U L Max ta có : U L Max = = f = LC − R 2C R LC − R 2C d Thay đổi f có hai giá trị f1 ≠ f biết f1 + f = a I1 = I ? b Khi U C 2UL ta có : U C Max = Ta có : Z1 = Z ⇔ Z=L1 hay = 12 ⇒ Z C= = f =Z L2 = = ch2 12 = hệ LC 1 + 2 = 2 a Z C⇒ ⇒ tần số f = LC 1=2 f1 f Khi khóa K mắc song song với L C, đóng hay mở Iđóng = Imở a Khóa K / / C : Zmở = Zđóng ⇒ R+ Z−L Z C= +R ⇒ Z L2 ZC = ZC = 2Z L b Khóa K / / L : Zmở = Zđóng ⇒ R+ Z−L Z C= +R Z ⇒C2 Z L = Z L = 2ZC III BÀI TOÁN VỀ PHA CỦA DAO ĐỘNG Mạch RLC có C biến đổi cho hai giá trị C1 C2 a Có hai giá trị C1 C2 cho độ lệch pha dòng điện hiệu điện hai trường hợp Từ cos 1 = cos ⇒ Z=1 Z⇒ ⇒ Z−L Z=− C1 + R − Z L =Z C1 +2 −Z L R−2 ZL Z C2 Z C2 b Ngoài ra, gặp toán C biến thiên C1, C2 làm cho I1 = I2 P1 = P2 cảm kháng tính trường hợp 1 = tức : Z L = ZC1 + ZC2 c Khi C = C1 C = C2 gi ả sử C > C2 i1 i2 lệch pha ∆ Gọi 1 2 độ lệch pha u AB −1 =∆ 2 so với i1 i2 ta có 1 > ⇒ + Nếu I1 = I 1 =− 2= ∆ 1 − = + Nếu I1 ≠ I tính tantan tan 1 − tan = + tan 1.tan ∆ d Nếu C biến thiên, có hai giá trị C1, C2 làm cho I1 = I2 P1 = P2 1 = Tìm C để có cộng hưởng điện Ta có : ZC = Z C + Z C2 ⇒ 1 = C 1 + C1 ⇒ = C2 C 2C1C2 C1 + C2 e Nếu C biến thiên, có hai giá trị C1, C2 làm cho hiệu điện tụ hai trường hợp Tìm C để hiệu điện tụ đạt giá trị cực đại : 1 1 = + ⇒ Z C Z C1 Z C2 =C +C1 C⇒ 2 Mạch RLC với L biến đổi, có hai giá trị L1 L2 Trang 115 = C C1 + C2 `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ ÊvÀ iÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° i /ÊÀ ÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì i CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC Ta có: uAB = uAM+ uMN+ uNB Hay dạng vectơ: U AB = U AM + U MN+ U NB Theo cách vẽ vectơ nối tiếp nhau, theo giản đồ ta có: UL K AB = U AB = U AM = U R MN = AK= U L NB = U C UL ⇒ sin U = sin = UL U sin sin Trong ∆KBN vuông N ta có: sin = Nên U L = U KN U R = = KB U RC UC B U AB β Áp dụng định lí hàm số sin ∆ABK ta có: AB AK = ⇔ sin sin N A R UR R + ZC2 I M 2 sin U R + Z C = sin sin R Lúc ta thấy U L phụ thuộc vào sin Vậy nên sin = thì: U L = U L Max = sin = ⇒ = ⇒ = U R + Z C2 R Z L − ZC ⇒ R R = ZC ⇒ tan = tan ⇒ R 2+ Z C2 ZC = ZL Chú ý: Khi U L = U L Max , theo phương pháp giản đồ vectơ nêu trên, điện áp phần tử có mối liên hệ: U L2 = U 2+ U R+ U C2 c Tìm C để U C cực đại UZ C U C = IZ C = R + 2Z L− Z C UZ C = R 2+ Z−L2 Z L Z+C Z C2 Chứng minh tương tự câu b ta có: U C Max = Chú ý: Biểu thức tính U L Max , U C U R + Z L2 R Max ⇒ U=C R + Z L2 ⇒ ZL C U L , U C hai tốn có dạng tương tự, đổi vai trò U L U C cho d Tìm ω để U R cực đại, U L cực đại, U C cực đại U R cực đại U R = IR= ⇒ U R Max= U⇔ UZ C R + Z L− Z C −L = ⇒ = C UR = R + L− R Dạng độ thị: Trang 121 LC C m ạch cộng hưởng điện `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ ÊvÀ i iÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° /ÊÀ i ÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC UR U R max R O U L cực đại Ta có: U L = IZ L = UZ L R + 2Z L− Z C UZ L = R + Z− 2 UL UL = R + L2 2+ C 2L C − Z L Z+C L Z C2 UL = +4 R −2 C a = C 2L 2 + +bx d với b = R − Đặt x = ⇒ =y ax C d = L ∆ 4ac− b Dễ thấy UL Max ⇔ ymin Và a > nên ymin =− = 4a 4a 2L + C 2 = UL y L2 * x =− b 2a ** Thay a, b, d * v (** ta đư ợc: U L Max = 2UL R LC − R C 2 =L ⇔ C 2L với điều kiện > R2 2L C −R C Dạng đồ thị: U LV ULmax U /rad s L O U C cực đại Ta có: U C = IZ C = UC = UZ C R + Z L− Z C U = C R + L2 2+ U C L2 + R 2− 2L + C C2 = Trang 122 C − 2L C U C y `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ ÊvÀiiÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° /ÊÀiÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC a = L2 2L 2 + +bx d với b = R − Đặt = x ⇒ =y ax C d = C b ∆ 4ac− b Dễ thấy UC Max ⇔ ymin Và a > nên ymin =− = x =− 2a 4a 4a * ** Thay a, b, d * v (** ta đư ợc: 2UL U C Max = R LC − R 2C L =C ⇔ 2L − R2 2L C với điều kiện > R2 C R2 = LC Chú ý: Tần số góc tốn có mối liên hệ : Bài toán 3: Cho mạch điện xoay hình vẽ Hiệu điện hai đầu đoạn mạch AB là: u AB = 85 cos100 t ,V R70 = Ω , =r80Ω , cuộn dây có L thay đổi được, tụ điện có C biến thiên H thay đổi điện dung C a Điều chỉnh L = 2 Tìm C để UMB cực tiểu 10−3 C = F thay đổi điện dung L b Điều chỉnh 7 Tìm L để UAN cực đại Phương pháp: K r a Tìm C để UMB cực tiểu Ta có: U MB = IZ MB = U r + Z L− Z C R + r + Z L− Z C = U +R r+ −Z L Z C r + Z L− Z C 2 U ⇒ U MB= 1+ dễ thấy U MB R + Rr r + Z L− Z C ⇔ 0Z−L ZC=2 ⇒ Z=L Z=C 150 Ω⇒ = C 10 −3 F 15 b Tìm L để UAN cực đại Ta có: U AN = IZ AN = ⇒ U AN Max⇔ U R + Z L2 R + r 2+ Z L− Z C = U R + Z L2 = R + r 2+ Z L− Z C U y ymin R + Z L2 = Trong đó: y = 150 R + r 2150 + Z L− ZC 702 + x +2 −x Trang 123 với x = Z L 0x> `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ ÊvÀiiÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° /ÊÀiÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC Lấy đạo hàm y theo x rút gọn ta thu được: y = Cho y ' = ⇔− −3000 x 2+ 80200 x+ 702.300 2 1502 + 150 x− x =− 17, 22 80200 + x 702=.300⇔ x = 284,55 3000+x Bảng biến thiên: x 17,2 - y’ 284, + 55 0 + 2,1 y 0,1088 ∞ - Theo bảng biến thiên ta thấy yMax = 2,11 x = 284,55 tức Z L = 284,55 Ω ZL = ⇒ L = 0,906 H U AN = U y Max Max = 85 2,11= 123, 47 V Dạng đồ thị: UANV 123,47 85 27,9 ZL Ω 284,55 O C CÁC DẠNG TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Dạng 1: Viết biểu thức i hay u + Nếu i = I cos t dạng u u = U cos(t + + Hoặc u = U cos t dạng i là i = I cos(t − Với I = U0 = Z U0 R+r phần tử không + Z L − ZC tan = + Có thể dùng giản đồ vector để tìm Z L − ZC Khi đo ạn mạch khơng có phần tử điện trở R+r → → → → → U R vẽ trùng trục I , U L vẽ vng góc trục I hướng lên, U C vẽ → vng góc trục I hướng xuống , sau dùng quy tắc đa giác + Lưu ý: Khi đại lượng biến thiên theo thời gian thời điểm t0 tăng đạo hàm bậc theo t dương ngược lại Dạng 2: Tính tốn đại lượng mạch điện +I= I0 ,U= U0 , P = UIcos ,nếu mạch có phần tử tiêu thụ điện biến thành nhiệt P = R I `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ ÊvÀiiÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° Trang 124 /ÊÀiÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC + Hệ số công suất cos = R+r = Z R+r R + r + Z L − ZC + Chỉ nói đến cộng hưởng mạch có R + r = const lúc : Z = R + r , = , I max = U , R+r Pmax = + Dùng công thức hiệu điện : U = U R2 + U L − U C , ln có UR ≤ U + Dùng công thức tan để xác định cấu tạo đoạn mạch phần tử : • Nếu = ± • Nếu > khác • Nếu < khác - U2 R+r mạch có L C mạch có R, L mạch có R, C + Có giá trị R, , f m ạch tiêu thụ cơng suất, đại lượng nghiệm phương trình P =RI2 Dạng 3: Bài toán cực trị + UC + UL max max = U R + Z L2 Z + R2 U Z C = L = ZL cos R U R + Z C2 U = = cos R Z C2 + R Z L = ZC + Tổng quát : Xác định đại lượng điện Y cực trị X thay đổi - Thiết lập quan hệ Y theo X - Dùng phép biến đổi (tam thức bậc , bất đẳng thức, đạo hàm… đ ể tìm cực trị + PAB max + PAB max + PR max U2 R = Z L − Z C với mạch RLC có R thay đổi 2R U2 R + r = Z L − Z C với mạch RrLC có R thay đổi = R+r = = U 2R R + r 2+ Z L− Z C R = r + Z L − ZC với mạch RrLC có R thay đổi + Có thể dùng đồ thị để xác định cực trị (đồ thị hàm bậc + Mạch RLC có ω thay đổi, tìm ω để: Hiệu điện hai đầu R cực đại: ω = LC Hiệu điện hai đầu C cực đại: ω = Hiệu điện hai đầu L cực đại: ω = R2 − LC L 2 LC − R C Dạng 4: Điều kiện để đại lượng điện có mối liên hệ pha + Hai hiệu điện đoạn mạch pha: 1 = ⇒ tan 1 = tan + Hai hiệu điện đoạn mạch vuông pha: 1 = ± Trang 125 ⇒ tan 1 = − tan `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ ÊvÀiiÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° /ÊÀiÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC + Hai hiệu điện đoạn mạch lệch pha góc : 1 = 2± ⇒ tan =1 tan 2 ± tan tan 2 tan B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Trong mạch điện xoay chiều cuộn cảm A có tác dụng cản trở hồn tồn dịng điện xoay chiều B có tác dụng cản trở dịng điện xoay chiều qua tần số dòng điện xoay chiều lớn cản trở mạnh C có tác dụng cản trở dịng điện xoay chiều qua tần số dòng điện xoay chiều nhỏ cản trở mạnh D khơng ảnh hưởng đến dịng điện xoay chiều Câu 2: Đối với đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp, biết điện trở R ≠ 0, cảm kháng Z L ≠ 0, dung kháng ZC ≠ : A Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch lớn điện áp hiệu dụng phần tử B Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch tổng điện áp hiệu dụng tứng phần tử C Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch tổng điện áp tức thời tứng phần tử D Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch nhỏ điện áp hiệu dụng điện trở R Câu 3: Dòng điện xoay chiều dịng điện có tính chất sau đây? A Chiều dịng điện thay đổi tuần hồn theo thời gian B Cường độ biến đổi tuần hoàn theo thời gian C Chiều thay đổi tuần hoàn cường độ biến thiên điều hoà theo thời gian D Chiều cường độ thay đổi đặn theo thời gian Câu 4: Tác dụng cuộn cảm dòng điện xoay chiều A Cản trở dòng điện, dòng điện có tần số lớn bị cản trở B Cản trở dịng điện, dịng điện có tần số nhỏ bị cản trở nhiều C Cản trở dòng điện, cuộn cảm có độ tụ cảm bé cản trở dòng điện nhiều D Cản trở dòng điện, dịng điện có tần số lớn bị cản trở Câu 5: Khi xảy tượng cộng hưởng dòng điện mạch R, L, C mắc nối tiếp phát biểu sau khơng đúng? A Điện áp hai đầu tụ điện vuông pha với cường độ dòng điện B Điện áp hai đầu cuộn dây cảm vng pha với cường độ dịng điện C Điện áp hai đầu điện trở vuông pha với cường độ dòng điện D Điện áp hai đầu đoạn mạch điện pha với cường độ dòng điện Câu 6: Phát biểu sau với cuộn cảm? A Cuộn cảm có tác dụng cản trở dịng điện xoay chiều, khơng có tác dụng cản trở dịng điện chiều B Cảm kháng cuộn cảm tỉ lệ nghịch với chu kì dịng điện xoay chiều C Hiệu điện hai đầu cuộn cảm pha với cường độ dòng điện D Cường độ dòng điện qua cuộn cảm tỉ lệ với tần số dòng điện Câu 7: Một đoạn mạch gồm ba thành phần R, L, C có dịng điện xoay chiều i = I cos t chạy qua, phần tử không tiêu thụ điện năng? A R C B L C C L R D Chỉ có L Câu 8: Một đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp có Z L > Z C So với dòng điện hiệu điện hai đầu mạch sẽ: A Cùng pha B Chậm pha C Nhanh pha D Lệch pha rad Câu 9: Hiệu điện cường độ dòng điện đoạn mạch có cuộn dây cảm có dạng u = U cos t+ i = I cos t+ I có giá trị sau đây? A I = U L ; = rad B I = Trang 126 U0 ; = rad L `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ ÊvÀiiÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° /ÊÀiÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC C I = U0 ; = rad L D I = U L ; =− rad Câu 10: Một cuộn dây có điện trở R, hệ số tự cảm L mắc vào hiệu điện xoay chiều u = U cos t Cường độ hiệu dụng dòng điện qua cuộn dây xác định hệ thức nào? U U0 A I = B I = 2 R + L R + L C I = U D I = U R 2+ L R + L 2 Câu 11: Đặt hiệu điện u = U cos t+ vào hai đầu đoạn mạch gồm: điện trở R, cuộn dây cảm cảm có độ tự cảm L v tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Cường độ dòng điện qua đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là: A I = U R + C− L U U B I = R + L− C C I = R + L− C U D I = R + L− C Câu 12: Cho đoạn mạch xoay chiều hình vẽ Tổng trở đoạn mạch là: A Z = R + L− C2 C1 C C B Z = R + L− + C1 2 C2 2 1 C Z = R + L− D Z = R 2+ L− − C1 C2 C1 + C2 Câu 13: Hai cuộn cảm L1 L2 mắc nối tiếp đoạn mạch xoay chiều có cảm kháng là: R A Z L = L1− L2 L L B Z L = L1+ L2 C Z L = L1 − L2 D Z L = L1 + L2 Câu 14: Tổng trở đoạn mạch xoay chiều tính cơng thức sau đây? A Z = R 2+ Z − ZC L C Z = R 2+ ZC− Z L 2 Z B Z = R 2+ L ZC D Z = R 2+ Z + ZC L Câu 15: Chọn câu sai câu sau: Một đoạn mạch có ba thành phần R, L, C mắc nối tiếp nhau, mắc vào hiệu điện xoay chiều u = U cos t có cộng hưởng thì: A LC = C i = I cos t I = B Z = R 2+ L− U0 R D U R = U C Trang 127 C `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* Ê `ÌÀÊ ÊvÀiiÊvÀÊViÀV>ÊÕÃi° /ÊÀiÛiÊÌ ÃÊÌVi]ÊÛÃÌ\Ê ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC Câu 16: Hiệu điện cường độ dòng điện đoạn mạch có tụ điện có dạng u = U cos t+ i = I cos t+ I0 có giá trị sau đây: U 3 A I = ;= rad C 3 C I = U 0C; = rad B I = U 0C; =− D I = Câu 17: Hiệu điện hai đầu mạch điện xoay chiều có điện trở thuần: u = U cos t+ A i = I cos t+ B i = I cos t− A C i = I cos t A Câu 18: Dòng điện xoay chiều i = I cos t+ rad U0 ; =− rad C cường độ dòng điện qua đoạn mạch biểu thức sau đây? V Biểu thức A D i = I cos t+ A qua cuộn dây cảm L Hiệu điện hai đầu cuộn dây u = U cos t+ U có giá trị sau đây? 3 L A U = B U = L I ; = rad ; = rad I0 I 3 C U = ; = D U = L I ; =− rad rad L 4 Câu 19: Hiệu điện cường độ dịng điện đoạn mạch có cuộn dây cảm có dạng u = U cos t+ i = I cos t+ I0 có giá trị sau đây? U0 2 ; =− rad L L U C I = ; =− D I = ; = rad rad U0 L Câu 20: Trong mạch điện gồm r, R, L, C mắc nối tiếp Gọi Z tổng trở mạch Độ lệch pha hiệu điện hai đầu mạch cường độ dòng điện mạch tính cơng thức: Z − ZC Z − ZC Z − ZC R+r A tan = L B tan = L C tan = L D tan = R−r R R+r Z Câu 21: Trong mạch điện gồm r, R, L, C mắc nối tiếp Gọi Z tổng trở mạch Độ lệch pha hiệu điện hai đầu mạch cường độ dịng điện mạch tính công thức: Z − ZC Z − ZC Z − ZC R+r A sin = L B sin = C sin = L D sin = L R−r Z R + r Z Câu 22: Một khung dây quay điều quanh trục ∆ từ trường B vng góc với trục quay ∆ với tốc độ góc Từ thơng cực đại gởi qua khung suất điện động cực đại khung liên hệ với công thức: A E0 = B E0 = C E0 = D E0 = 0 A I = U L ; =− rad B I = Câu 23: Một vịng dây phẳng có đường kính 10 cm đặt từ trường B = T Từ thông gởi qua vòng dây véctơ cảm ứng từ B hợp với mặt phẳng vịng dây góc = 300 bằng: A 1, 25.10−3 Wb B 5.10−3 Wb C 12,5 Wb D 50 Wb `Ìi`ÊÜÌ ÊvÝÊ* ... NGHIỆM Câu 1: Trong mạch điện xoay chiều cuộn cảm A có tác dụng cản trở hồn tồn dịng điện xoay chiều B có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều qua tần số dịng điện xoay chiều lớn cản trở mạnh... ÜÜÜ°Vi°VÉÕV° Ì CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC Câu 73: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện C = mF mắc nối tiếp Biểu thức hiệu điện hai tụ điện u... đo điện áp hai đầu tụ điện v điện áp hai đầu điện trở số vôn kế Độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện đoạn mạch A B C D − Câu 31: Cho mạch điện xoay chiều