Đang tải... (xem toàn văn)
Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Dao động cơ - Sóng cơ, sóng âm
Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang A - PHẦN MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay, mà hình thức thi trắc nghiệm khách quan áp dụng kì thi tốt nghiệp tuyển sinh đại học, cao đẳng yêu cầu việc nhận dạng để giải nhanh tối ưu câu trắc nghiệm, đặc biệt câu trắc nghiệm định lượng cần thiết để đạt kết cao kì thi Trong đề thi tuyển sinh ĐH CĐ năm 2010, mơn Vật Lý có câu trắc nghiệm định lượng khó mà đề thi trước chưa có, chưa gặp chưa giải qua lần thí sinh khó mà giải nhanh xác câu Để giúp em học sinh nhận dạng câu trắc nghiệm định lượng từ giải nhanh xác câu, xin tập hợp tập điển hình sách giáo khoa, sách tập, đề thi tốt nghiệp THPT, thi tuyển sinh ĐH – CĐ năm qua phân chúng thành dạng từ đưa phương pháp giải cho dạng Hy vọng tập tài liệu giúp ích chút cho q đồng nghiệp q trình giảng dạy em học sinh trình kiểm tra, thi cử II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG 1) Đối tượng sử dụng đề tài: Giáo viên dạy môn Vật lý lớp 12 tham khảo để hướng dẫn học sinh giải tập Học sinh học lớp 12 luyện tập để kiểm tra, thi môn Vật Lý 2) Phạm vi áp dụng: Phần dịng điện xoay chiều chương trình Vật Lý 12 – Ban Cơ III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Xác định đối tượng áp dụng đề tài Tập hợp tập điển hình sách giáo khoa, sách tập, đề thi tốt nghiệp THPT, thi tuyển sinh ĐH – CĐ ba năm qua (từ thay sách) phân chúng thành tập minh họa dạng tập Hệ thống công thức, kiến thức liên quan phương pháp giải cho dạng Có lời giải tập minh họa để em học sinh kiểm tra so sánh với giải Các câu trắc nghiệm luyện tập đề thi Tốt nghiệp – Đại học – Cao đẵng ba năm qua Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang B - NỘI DUNG CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Đại cương dòng điện xoay chiều * Các công thức: Biểu thức i u: I0cos(ωt + ϕi); u = U0cos(ωt + ϕu) Độ lệch pha u i: ϕ = ϕu - ϕi I U E ω 2π Các giá trị hiệu dụng: I = ; U = ; E = Chu kì; tần số: T = ;f= ω 2π 2 Trong giây dòng điện xoay chiều có tần số f (tính Hz) đổi chiều 2f lần Từ thông qua khung dây máy phát điện: → → φ = NBScos( n , B ) = NBScos(ωt + ϕ) = Φ0cos(ωt + ϕ); với Φ0 = NBS Suất động khung dây máy phát điện: π dφ e== - φ’ = ωNBSsin(ωt + ϕ) = E0cos(ωt + ϕ - ); với E0 = ωΦ0 = ωNBS dt * Bài tập minh họa: Dịng điện xoay chiều có cường độ i = 4cos120πt (A) Xác định cường độ hiệu dụng dòng điện cho biết thời gian s dòng điện đổi chiều lần? Một đèn ống làm việc với điện áp xoay chiều u = 220 cos100πt (V) Tuy nhiên đèn sáng điệu áp đặt vào đèn có |u| = 155 V Hỏi trung bình s có lần đèn sáng? Dịng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = I 0cos100πt Trong khoảng thời gian từ đến 0,02 s, xác định thời điểm cường độ dịng điện có giá trị tức thời có giá trị bằng: a) 0,5 I0; b) I0 π Tại thời điểm t, điện áp u = 200 cos(100πt - ) ( u tính V, t tính s) có giá trị 100 V giảm Xác định điện áp sau thời điểm s 300 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 t2 sau t1 ms có giá trị tức thời u2 bao nhiêu? Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vịng dây, diện tích vịng 54 cm2 Khung dây quay quanh trục đối xứng (thuộc mặt phẳng khung), từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với trục quay có độ lớn B = 0,2 T Tính từ thơng cực đại qua khung dây Để suất điện động cảm ứng xuất khung dây có tần số 50 Hz khung dây phải quay với tốc độ vòng/phút? Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vịng dây, diện tích vịng 220 cm2 Khung dây quay với tốc độ 50 vòng/s quanh trục đối xứng nằm → mặt phẳng khung dây, từ trường có véc tơ cảm ứng từ B vuông Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang góc với trục quay có độ lớn T Tính suất điện động cực đại xuất 5π khung dây Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 1500 vịng, diện tích vịng 100 cm 2, quay quanh trục đối xứng khung với tốc độ góc 120 vịng/phút từ trường có cảm ứng từ 0,4 T Trục quay vng góc với 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 π 2.10−2 Từ thơng qua vịng dây dẫn φ = cos(100πt - ) (Wb) Tìm biểu thức π suất điện động cảm ứng hai đầu cuộn dây gồm 150 vòng dây * Hướng dẫn giải I ω Ta có: I = = 2 A; f = 2π = 60 Hz Trong giây dòng điện đổi chiều 4f = 240 lần Đèn sáng điện áp đặt vào đèn có |u| ≥ 155 V, chu kì có lần đèn sáng Trong giây có 2π = 50 chu kì nên có 100 lần đèn sáng ω π π a) Ta có: 0,5I0 = I0cos100πt cos100πt = cos(± ) 100πt = ± + 2kπ t=± + 0,02k; với k ∈ Z Các nghiệm dương nhỏ 0,02 s 300 1 họ nghiệm t = s t = s 300 60 π π b) Ta có: I0 = I0cos100πt cos100πt = cos(± ) 100πt = ± + 2kπ 4 t=± + 0,02k; với k ∈ Z Các nghiệm dương nhỏ 0,02 s 400 họ nghiệm t = s t = s 400 400 π Tại thời điểm t: u = 100 = 200 cos(100πt - ) π π cos(100πt - ) = = cos(± ) Vì u giảm nên ta nhận nghiệm (+) π π 100πt - = t = (s) 120 Sau thời điểm s, ta có: 300 π 1 2π u = 200 cos(100π( + ) - ) = 200 cos = - 100 (V) 120 300 π π π Ta có: u1 = 220 = 220 cos(100πt1 + ) cos(100πt1 + ) = = cos(± ) 6 π π Vì u tăng nên ta nhận nghiệm (-) 100πt1 + = - t1 = s 240 Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang π 0,2 s u2 = 220 cos(100πt2 + ) = 220 V 240 60 f Ta có: Φ0 = NBS = 0,54 Wb; n = p = 3000 vòng/phút Ta có: f = n = 50 Hz; ω = 2πf = 100π rad/s; E0 = ωNBS = 220 V n Ta có: Φ0 = NBS = Wb; ω = 60 2π = 4π rad/s; t2 = t1 + 0,005 = → → → → φ = Φ0cos( B, n ) = Φ0cos(ωt + ϕ); t = ( B, n ) = ϕ = π Vậy φ = 6cos4πt (Wb); e = - φ’= 24πsin4πt = 24πcos(4πt - ) (V) π 3π 2.10−2 Ta có: e = - Nφ’= 150.100π sin(100πt - ) = 300cos(100πt ) (V) π Tìm đại lượng đoạn mạch xoay chiều có R, L, C * Các cơng thức: Cảm kháng, dung kháng, tổng trở: ZL = ωL; ZC = ωC ; Z = R + (Z L - Z C ) U U R U L UC Định luật Ôm: I = = = Z = Z Z R C L Z −Z Góc lệch pha u i: tanϕ = L C R R U R Công suất: P = UIcosϕ = I2R = Hệ số công suất: cosϕ = Z Z Điện tiêu thụ mạch điện: W = A = Pt * Phương pháp giải: Để tìm đại lượng đoạn mạch xoay chiều ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Trong số trường hợp ta dùng giãn đồ véc tơ để giải toán Trên đoạn mạch khuyết thành phần ta cho thành phần Nếu mạch vừa có điện trở R vừa có cuộn dây có điện trở r điện trở mạch (R + r) * Bài tập minh họa: Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp chiều V cường độ dòng điện cuộn dây 0,5 A Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng V cường độ hiệu dụng dòng điện qua cuộn dây 0,3 A Xác định điện trở cảm kháng cuộn dây Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang Một điện trở R = 30 Ω cuộn dây mắc nối tiếp với thành đoạn mạch Khi đặt điện áp không đổi 24 V vào hai đầu đoạn mạch dịng điện qua có cường độ 0,6 A; đặt điện áp xoay chiều tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch, dịng điện qua lệch pha 45 so với điện áp Tính độ tự cảm cuộn dây, tổng trở cuộn dây tổng trở đoạn mạch Một ấm điện hoạt động bình thường nối với mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V, điện trở ấm 48,4 Ω Tính nhiệt lượng ấm tỏa thời gian phút Một đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C mắc nối tiếp Cường độ dịng điện tức thời qua mạch có biểu thức i = 0,284cos120πt (A) Khi điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở, cuộn dây tụ điện có giá trị tương ứng UR = 20 V; UL = 40 V; UC = 25 V Tính R, L, C, tổng trở Z đoạn mạch điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch π Đặt điện áp u = 100cos(ωt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC dịng điện π qua mạch i = cos(ωt + ) (A) Tính cơng suất tiêu thụ điện trở đoạn mạch Đặt điện áp u = 200 cos(100πt) (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm L, đoạn MB có tụ điện C Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AM điện áp hai đầu đoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng 2π lệch pha Tính điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM có điện trở R = 50 Ω nối tiếp với cuộn cảm có L = H, đoạn mạch π MB có tụ điện với điện dung thay đổi Đặt điện áp u = U 0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB Điều chỉnh điện dung tụ đến giá trị C cho điện áp π hai đầu đoạn mạch AB lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM Tính C1 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện có điện 10−4 10−4 dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung C đến giá trị F F 4π 2π cơng suất tiêu thụ đoạn mạch có giá trị Tính độ tự cảm L Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V tần số không đổi vào hai đầu A B hình vẽ Trong R biến trở, L cuộn cảm C tụ điện có điện dung thay đổi Các giá trị R, L, C hữu hạn khác khơng Với C = C điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở R có giá trị không đổi khác không thay đổi giá C trị R biến trở Tính điện áp hiệu dụng A N C = Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 10 Đặt điện áp u = U cosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm mắc nối tiếp với biến trở R Ứng với hai giá trị R = 20 Ω R2 = 80 Ω biến trở cơng suất tiêu thụ đoạn mạch 400 W Tính giá trị U 11 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Gọi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện, hai đầu biến trở hệ số công suất đoạn mạch biến trở có giá trị R1 UC1, UR1 cosφ1; biến trở có giá trị R2 giá trị tương ứng nói UC2, UR2 cosφ2 Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1 Xác định cosφ1 cosφ2 12 Đặt điện áp u = U cosωt 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 ω1 = Xác định tần số LC góc ω để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc vào R 13 Đặt điện áp u = U cos 2π ft (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Khi tần số f cảm kháng dung kháng đoạn mạch có giá trị Ω Ω Khi tần số f2 hệ số cơng suất đoạn mạch Tìm hệ thức liên hệ f1 f2 14 Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt điện áp xoay chiều có tần số giá trị hiệu dụng khơng đổi vào hai đầu đoạn mạch AB Khi đoạn mạch AB tiêu thụ công suất 120 W có hệ số cơng suất Nếu nối tắt hai đầu tụ điện điện áp hai đầu đoạn mạch AM MB có giá trị hiệu π dụng lệch pha Tính cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB trường hợp 15 Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM 10−3 F , đoạn mạch gồm điện trở R1 = 40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có C = 4π MB gồm điện trở R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm L Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi điện áp tức thời hai đầu 7π đoạn mạch AM MB là: u AM = 50 cos(100πt − )(V) 12 u MB = 150cos100πt (V) Tính hệ số cơng suất đoạn mạch AB 16 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi vào hai đầu điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C cường độ dịng điện hiệu dụng qua mạch tương ứng 0,25 A; 0,5 A; 0,2 A Tính cường độ dịng điện hiệu dụng qua mạch đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử mắc nối tiếp Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang * Hướng dẫn giải U U Ta có: R = 1C = 18 Ω; Zd = XC = 30 Ω; ZL = Z d − R = 24 Ω I I Z U Ta có: R + r = = 40 Ω r = 10 Ω; L = tanϕ = ZL = R + r = 40 Ω I R+r Z 2 L = L = 0,127 H; Zd = r + Z L = 41,2 Ω; Z = ( R + r ) + Z L = 40 Ω 2π f U U2 Ta có: I = = 4,55 A; P = I R = = 1000 W; Q = Pt = 60000 J = 60 kJ R R I U U Z Ta có: I = = 0,2 A; R = R = 100 Ω; ZL = L = 200 Ω; L = L = 0,53 H; I I ω U ZC = C = 125 Ω; C = ω Z = 21,2.10-6 F; Z = R + (Z L - Z C ) = 125 Ω; I C U = IZ = 25 V π P Ta có: ϕ = ϕu - ϕi = - ; P = UIcosϕ = 50 W; R = = 25 Ω I → → → → → Ta có: U AB = U AM + U MB U = U + U + 2UAMUMBcos(U AM, U MB) MB AB AM → → 2π Vì UAM = UMB (U AM ,U MB ) = U = U UAM = UAB = 220 V AB AM Ta có: ZL = ωL = 100 Ω Vì đoạn mạch AB có tụ điện nên điện áp u AB trể pha π π điện áp uAN ϕAB - ϕAN = - ϕAN = ϕAB + π tanϕAN = tan(ϕAB + ) = - cotanϕAB Z − Z C1 Z L tanϕAB.tanϕAN = L = tanϕAB.(- cotanϕAB) = - R R R1 8.10−5 ZC1 = Z + ZL = 125 Ω C1 = ω Z = F π C1 L 1 U 2R U 2R Ta có: ZC1 = 2π fC = 400 Ω; ZC2 = 2π fC = 200 Ω P1 = P2 hay = Z1 Z2 2 Z = Z hay R2 + (ZL – ZC1)2 = R2 + (ZL – ZC2)2 ZL = Z L = 2πLf = H π Khi C = C1 UR = IR = Khi C = C2 = ZAB = U R R + ( Z L − Z C1 ) C1 ZC2 = 2ZC1; ZAN = R + (Z L − ZC ) = Z C1 + Z C = 300 Ω; Để UR không phụ thuộc R ZL = ZC1 2 R + Z L = R + Z C1 ; R + Z C1 = ZAN UAN = IZAN = UZAB = UAB = 200 V Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang U R1 U R2 10 Ta có: P = 2 = 2 ZL = R1 + Z L R2 + Z L R1 R2 = 40 Ω U = P ( R12 + Z L ) = 200 V R1 11 Ta có: UC1 = I1ZC = 2UC2 = 2I2ZC I1 = 2I2; UR2 = I2R2 = 2UR1 = 2I1R1 = 2.2I2R1 U R2 = 4R1; I1 = R12 + Z C = 2I2 = U 2 R2 + Z C 2 R + Z C = 4R + 4Z C 2 2 16 R + Z C = 4R + 4Z C ZC = 2R1 Z1 = R12 + Z C = R1 R2 R1 R cosϕ1 = Z1 = ; cosϕ2 = Z = Z = 5 1 12 Để UAN = IZAN = U R2 + ZL R + (Z L − ZC )2 không phụ thuộc vào R thì: R2 + Z = R2 + (ZL – ZC)2 ZC = 2ZL hay L ω= = 2ωL ωC = = ω1 LC LC Z L1 2π f1L Z L 2π f L = = (2π f1)2 LC = = = (2π f1)2 LC 1 = ZC 13 Ta có: ZC1 =1 2π f1C 2π f 2C f 22 = f2 = f f1 14 Khi chưa nối tắt hai tụ, cosϕ = 1, đoạn mạch có cộng hưởng điện, đó: Z U2 PAB = R + R = 120 W Khi nối tắt hai tụ: tanϕMB = RL = ZL = R2; 2 UAM = UMB R1 = 2 R2 + Z L = R2 + ( 3R2 )2 = 2R2 3R2 U2 U2 ZL π = = tanϕ’ = ϕ’ = ; PAB = R + R = 3R = 120 R1 + R2 3R2 2 U = 360R2; U2 cosϕ ' = 90 W Z’ = ( R1 + R2 )2 + Z L = (3R2 )2 + ( 3R2 )2 = R2 Vậy: P’AB = Z' U 15 Ta có: ZC = = 40 Ω; ZAM = R12 + ZC = 40 ; I0 = Z AM = 1,25; ωC AM − ZC π 7π tanϕAM = R = - ϕAM = - ; ϕi + ϕAM = - 12 π π π 7π 7π ϕi = - 12 - ϕAM = - 12 + = - ; ϕi + ϕMB = ϕMB = ϕi = ; Z tanϕMB = RL = ZL = R2; U MB 2 ZMB = I = 120 Ω = R2 + Z L = R2 + ( 3R2 )2 = 2R2 Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang R2 = 60 Ω; ZL = 60 Ω Vậy: cosϕ = R1 + R2 = 0,843 ( R1 + R2 )2 + (Z L − ZC )2 U U U 16 Ta có: R = I = 4U; ZL = I = 2U; ZC = I = 5U; C R L U U I= = = 0,2 A Z U 42 + (2 − 5)2 Viết biểu thức u i đoạn mạch xoay chiều * Các công thức: Biểu thức u i: Nếu i = I0cos(ωt + ϕi) u = (ωt + ϕi + ϕ) Nếu u = U0cos(ωt + ϕu) i = I0cos(ωt + ϕu - ϕ) U Z −Z U Với: I = ; I0 = ; I0 = I ; U0 = U ; tanϕ = L C ; ZL > ZC u nhanh Z Z R pha i; ZL < ZC u chậm pha i Đoạn mạch có điện trở R: u pha với i; đoạn mạch có cuộn π π cảm L: u sớm pha i góc ; đoạn mạch có tụ điện u trể pha i góc 2 Trường hợp điện áp hai đầu đoạn mạch u = U 0cos(ωt + ϕ) Nếu đoạn mạch π có tụ điện thì: i = I0cos(ωt + ϕ + ) = - I0sin(ωt + ϕ) hay mạch có cuộn cảm π thì: i = I0cos(ωt + ϕ - ) = I0sin(ωt + ϕ) mạch có cuộn cảm tụ điện i2 u2 mà khơng có điện trở R thì: i = ± I0sin(ωt + ϕ) Khi ta có: I + U = 0 * Phương pháp giải: Để viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch ta tính giá trị cực đại cường độ dòng điện điện áp cực đại tương ứng góc lệch pha điện áp cường độ dòng điện thay vào biểu thức tương ứng Chú ý: Nếu đoạn mạch có nhiều phần tử R, L, C mắc nối tiếp Khi tính tổng trở độ lệch pha ϕ u i ta đặt R = R + R2 + ; ZL = ZL1 + ZL2 + ; ZC = ZC1 + ZC2 + Nếu mạch khơng có điện trở ta cho R = 0; khơng có cuộn cảm ta cho ZL = 0; khơng có tụ điện ta cho ZC = * Bài tập minh họa: Một tụ điện có điện dung C = 31,8 µF, mắc vào mạch điện dịng điện chạy qua tụ điện có cường độ i = 0,5cos100πt (A) Viết biểu thức điện áp hai tụ Cho đoạn mạch RLC gồm R = 80 Ω, L = 318 mH, C = 79,5 µF Điện áp hai đầu đoạn mạch là: u = 120 cos100πt (V) Viết biểu thức cường độ dịng điện chạy mạch tính điện áp hiệu dụng hai đầu dụng cụ 10−3 Cho đoạn mạch xoay chiều RLC có R = 50 Ω; L = H; C = F Điện áp π 5π hai đầu đoạn mạch có biểu thức u AB = 120cos100πt (V) Viết biểu thức cường độ dịng điện mạch tính công suất tiêu thụ mạch Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 10 Một mạch điện AB gồm điện trở R = 50 Ω, mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L = H, điện trở R0 = 50 Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều π uAB = 100 cos100πt (V) Viết biểu thức điện áp tức thời hai đầu cuộn dây π Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cos(100πt - ) (V) vào hai đầu tụ điện có 2.10−4 điện dung (F) Ở thời điểm điện áp hai đầu tụ điện 150 V cường π độ dịng điện mạch A Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch π Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cos(100πt + ) (V) vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L = H Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm 100 2π V cường độ dịng điện qua cuộn cảm A Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua cuộn cảm Mạch RLC gồm cuộn cảm có L = H, điện trở R = 100 Ω tụ π 10−4 điện có C = F Khi mạch có dịng điện i = cosωt (A) chạy qua hệ π số cơng suất mạch Xác định tần số dòng điện viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 10 Ω, cuộn dây cảm L 10−3 tụ điện C = F mắc nối tiếp Biểu thức điện áp hai tụ 2π uC = 50 cos(100πt – 0,75π) (V) Xác định độ tự cảm cuộn dây, viết biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch * Hướng dẫn giải π 1 Ta có: ZC = = 100 Ω; U0C = I0ZC = 50 V; uC = 50cos(100πt - ) (V) ωC Ta có: ZL = ωL = 100 Ω; ZC = ωC = 40 Ω; Z −Z U Z = R + (Z L - Z C ) = 100 Ω; I = = 1,2 A; tanϕ = L C = tan370 Z R 37π 37π ϕ = 180 rad; i = 1,2 cos(100πt - 180 ) (A); UR = IR = 96 V; UL = IZL = 120 V; UC = IZC = 48 V Ta có: ZL = ωL = 100 Ω; ZC = ωC = 50 Ω; Z = R + (Z L - Z C ) = 100 Ω; Z −Z U π π tanϕ = L C = tan300 ϕ = rad; I0 = = 1,2 A; i = 1,2cos(100πt - ) (A); R Z P = I R = 62,4 W Ta có: ZL = ωL = 100 Ω; Z = ( R + R0 ) + Z L = 100 Ω; Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 29 π 20 Đặt điện áp u = U0cos(100πt - ) (V) vào hai đầu tụ điện có điện dung 2.10−4 (F) Ở thời điểm điện áp hai đầu tụ điện 150 V cường độ dịng π điện mạch A Biểu thức cường độ dòng điện mạch π π A i = cos(100πt + ) (A) B i = 5cos(100πt + ) (A) π π C i = 5cos(100πt - ) (A) D i = cos(100πt - ) (A) 21 Trong đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần, so với điện áp hai đầu đoạn mạch cường độ dịng điện mạch π π π π A trễ pha B trể pha C sớm pha D sớm pha 4 22 Khi truyền công suất 20 MW đường dây tải điện 500 kV mà đường dây tải điện có điện trở 20 Ω cơng suất hao phí A 320 W B 500 W C 50 kW D 32 kW π 23 Đặt điện áp u = U0cos(100πt + ) vào hai đầu đoạn mạch có tụ điện cường độ dòng điện mạch i = I0cos(ωt + ϕi); ϕi π π 3π 3π A - B C D 2 4 24 Khi động không đồng ba pha hoạt động ổn định, từ trường quay động có tần số A tần số dòng điện chạy cuộn dây stato B lớn tần số dòng điện chạy cuộn dây stato C lớn hay nhỏ tần số dòng điện, tùy vào tải D nhỏ tần số dòng điện chạy cuộn dây stato π 25 Đặt điện áp u = U 0cos(100πt + ) (V) vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L = (H) Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm 100 V 2π cường độ dịng điện qua cuộn cảm A Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm π π A i = cos 100π t − ÷( A) B i = cos 100π t + ÷( A) 6 π C i = 2 cos 100π t + ÷( A) 6 6 π D i = 2 cos 100π t − ÷( A) 6 π 26 Đặt điện áp u = 100cos(ωt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC dịng điện π qua mạch i = 2cos(ωt + ) (A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch A 100 W B 50 W C 50 W D 100 W Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 30 π 2.10 −2 27 Từ thông qua vòng dây dẫn φ = cos(100πt - ) (Wb) Biểu thức π suất điện động cảm ứng xuất vòng dây π π A e = 2cos(100πt - ) (V) B e = 2cos(100πt + ) (V) π C e = 2cos(100πt + ) (V) D e = 2cos100πt (V) 28 Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp 2400 vòng dây, cuộn thứ cấp 800 vòng dây Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 210 V Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp biến áp hoạt động không tải A B 105 V C 630 V D 70 V 29 Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cos2πft, có U0 không đổi f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Khi f = f đoạn mạch có cộng hưởng điện Giá trị f0 2π A B C D π LC LC LC LC 30 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60 V vào hai đầu đoạn mạch RLC π nối tiếp cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch i = I0cos(100πt + ) (A) π Ngắt bỏ tụ điện C cường độ dịng điện qua mạch i = I0cos(100πt - 12 ) (A) Điện áp hai đầu đoạn mạch π π A u = 60 cos(100πt - 12 ) (V) B u = 60 cos(100πt - ) (V) π π C u = 60 cos(100πt + 12 ) (V) D u = 60 cos(100πt + ) (V) 31 Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vịng dây, diện tích vịng 54 cm2 Khung dây quay quanh trục đối xứng (thuộc mặt phẳng khung), từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với trục quay có độ lớn 0,2 T Từ thông cực đại qua khung dây A 0,27 Wb B 1,08 Wb C 0,81 Wb D 0,54 Wb 32 Trong đoạn mạch điện xoay chiều gồm R, L (thuần cảm) C mắc nối tiếp A điện áp hai đầu tụ điện ngược pha với điện áp hai đầu đoạn mạch B điện áp hai đầu cuộn cảm pha với điện áp hai đầu tụ điện C điện áp hai đầu tụ điện trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch D điện áp hai đầu cuộn cảm trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch 33 Cho đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp Biết điện áp hiệu dụng UR = 10 V, UL = 50 V, UC = 60 V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện chạy mạch có giá trị π π A U = 20 V; ϕ = B U = 20 V; ϕ = π π C U = 20 V; ϕ = - D U = 20 V; ϕ = - Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 31 Đề thi ĐH – CĐ năm 2010 34 Đặt điện áp u = U cosωt 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, điện dung C Đặt ω1 = Để điện áp hiệu dụng LC hai đầu đoạn mạch AN khơng phụ thuộc vào R tần số góc ω A ω1 B ω1 2 C 2ω1 D ω1 35 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Gọi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện, hai đầu biến trở hệ số cơng suất đoạn mạch biến trở có giá trị R1 UC1, UR1 cosφ1; biến trở có giá trị R2 giá trị tương ứng nói UC2, UR2 cosφ2 Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1 Giá trị cosφ1 cosφ2 là: 1 , cosϕ2 = C cosϕ1 = , cosϕ2 = 5 A cosϕ1 = B cosϕ1 = D cosϕ1 = 1 , cosϕ2 = 1 2 , cosϕ2 = 36 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V tần số không đổi vào hai đầu A B đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Gọi N điểm nối cuộn cảm tụ điện Các giá trị R, L, C hữu hạn khác không Với C = C điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở R có giá trị khơng đổi khác khơng thay đổi giá C trị R biến trở Với C = điện áp hiệu dụng A N A 200 V B 100 V C 200 V D 100 V π 37 Tại thời điểm t, điện áp u = 200 cos(100πt - ) (u tính V, t tính s) có giá trị 100 V giảm Sau thời điểm s, điện áp có giá trị 300 A - 100 V B – 100 V C 100 V D 200 V 38 Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM có điện trở 50 Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm H, π đoạn mạch MB có tụ điện có điện dung thay đổi Đặt điện áp u = U0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB Điều chỉnh điện dung tụ điện π đến giá trị C1 cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM Giá trị C1 8.10 −5 2.10 −5 10 −5 4.10 −5 A F B F C F D F π π π π Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 32 39 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện có điện 10−4 10−4 dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung C đến giá trị F F 4π 2π cơng suất tiêu thụ đoạn mạch có giá trị Giá trị L 1 A H B H C H D H 3π 2π π π 40 Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi i cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch; u1, u2, u3 điện áp tức thời hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ điện Hệ thức u u2 u1 A i = B i = C i = u3ωC D i = R + (ω L − )2 ωL R ωC 41 Trong học thực hành, học sinh mắc nối tiếp quạt điện xoay chiều với điện trở R mắc hai đầu đoạn mạch vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V Biết quạt điện có giá trị định mức: 220 V - 88 W hoạt động cơng suất định mức độ lệch pha điện áp hai đầu quạt cường độ dòng điện qua φ, với cosφ = 0,8 Để quạt điện chạy cơng suất định mức R A 354 Ω B 361 Ω C 267 Ω D 180 Ω 42 Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L cường độ dịng điện qua cuộn cảm U0 U π π A i = cos(ωt + ) B i = cos(ωt + ) ωL ωL U0 U π π C i = cos(ωt - ) D i = cos(ωt - ) ωL ωL 43 Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 100 V Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vòng dây điện áp hiệu dụng hai đầu để hở U, tăng thêm n vịng dây điện áp 2U Nếu tăng thêm 3n vịng dây cuộn thứ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn A 100 V B 200 V C 220 V D 110 V 44 Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Khi rôto máy quay với tốc độ n vịng/phút cường độ hiệu dụng đoạn mạch A Khi rôto máy quay với tốc độ 3n vịng/phút cường độ hiệu dụng đoạn mạch A Nếu rôto máy quay với tốc độ 2n vịng/phút cảm kháng đoạn mạch AB R 2R A B R C D R 3 Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 33 45 Một động điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V sinh công suất học 170 W Biết động có hệ số cơng suất 0,85 cơng suất tỏa nhiệt dây quấn động 17 W Bỏ qua hao phí khác, cường độ dịng điện cực đại qua động A A B A C A D A 46 Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cosωt vào hai đầu đoạn mạch có điện trở Gọi U điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch; i, I I giá trị tức thời, giá trị cực đại giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện đoạn mạch Hệ thức sau sai? U I U I u2 i2 u i − =0 + = − = D + = A B C U I0 U0 I0 U0 I0 U I 47 Đặt điện áp u = U0cosωt có ω thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Khi ω < LC A điện áp hiệu dung hai đầu điện trở R điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch B điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R nhỏ điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C cường độ dòng điện đoạn mạch trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch D cường độ dòng điện đoạn mạch pha với điện áp hai đầu đoạn mạch 48 Một máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm rơto quay với tốc độ 375 vịng/phút Tần số suất điện động cảm ứng mà máy phát tạo 50 Hz Số cặp cực rôto A 12 B C 16 D 49 Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L Tại thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại cường độ dịng điện qua cuộn cảm U0 U U A B C D 2ω L ωL ωL 50 Đặt điện áp u = 220 cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm L, đoạn MB có tụ điện C Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AM điện áp hai đầu đoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng 2π lệch pha Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM 220 A 220 V B V C 220 V D 110 V 51 Một động không đồng ba pha mắc theo kiểu hình nối vào mạch điện ba pha có điện áp pha U Pha = 220V Công suất điện động 6,6 kW; Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 34 hệ số công suất động Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây động A 20 A B 60 A C 105 A D 35 A 52 Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vịng dây, diện tích vịng 220 cm2 Khung quay với tốc độ 50 vòng/giây quanh trục đối xứng nằm mặt phẳng khung dây, từ trường có véc tơ cảm ứng từ → vng góc với trục quay có độ lớn T Suất điện động cực đại khung B 5π dây A 110 V B 220 V C 110 V D 220 V 53 Đặt điện áp u = 200cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm H Điều chỉnh biến trở để π công suất tỏa nhiệt biến trở đạt cực đại, cường độ dịng điện hiệu dụng đoạn mạch A A B A C A D A 54 Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 40 Ω tụ π điện mắc nối tiếp Biết điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha so với cường độ dòng điện đoạn mạch Dung kháng tụ điện A 40 Ω B 40 Ω C 40 Ω D 20 Ω π 55 Đặt điện áp u = U0cos(ωt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R cuộn cảm L mắc nối tiếp cường độ dịng điện qua đoạn mạch 5π i = I0cos(ωt + 12 ) (A) Tỉ số điện trở R cảm kháng cuộn cảm A B C D 2 56 Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R tụ điện C mắc nối tiếp Biết điện áp hai đầu điện trở điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng Phát biểu sau sai ? π A Cường độ dòng điện qua mạch trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch π B Điện áp hai đầu điện trở sớm pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch π C Cường độ dòng điện qua mạch sớm pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch π D Điện áp hai đầu tụ điện trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 35 57 Đặt điện áp u = U cosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm mắc nối tiếp với biến trở R Ứng với hai giá trị R = 20Ω R2 = 80 Ω biến trở cơng suất tiêu thụ đoạn mạch 400 W Giá trị U A 400 V B 200 V C 100 V D 100 V Đề thi TN – ĐH – CĐ năm 2011 58 Đặt điện áp xoay chiều u = 200 cos100π t (V ) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở 100 Ω, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Khi đó, điện áp π hai đầu tụ điện uc = 100 cos(100π t − ) (V) Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB A 200 W B 100 W C 400 W D 300 W 59 Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối 10−4 tiếp gồm điện trở 100 Ω, tụ điện có điện dung F cuộn cảm có độ π π tự cảm thay đổi Để điện áp hai đầu điện trở trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB độ tự cảm cuộn cảm 1 10−2 A H B H C H D H 5π 2π π 2π 60 Cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp máy biến áp lí tưởng có số vịng dây N1 N2 Biết N1 = 10N2 Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều u = U0cosωt điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở U U U A B C D U0 20 10 20 π 61 Đặt điện áp u = U0cos(100πt - ) (V) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối π tiếp cường độ dịng điện qua mạch i = I 0cos(100πt + ) (A) Hệ số công suất đoạn mạch A 0,50 B 0,71 C 1,00 D 0,86 62 Đặt điện áp u = 100cos100πt (V) vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm H Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm là: 2π π π A i = 2cos(100πt − )(A) B i = 2 cos(100πt − )(A) π π C i = 2 cos(100πt + )(A) D i = 2cos(100πt + )(A) 63 Phát biểu sau sai nói đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện? A Hệ số cơng suất đoạn mạch không B Công suất tiêu thụ đoạn mạch khác khơng C Tần số góc dịng điện lớn dung kháng đoạn mạch nhỏ π D Điện áp hai tụ trễ pha so với cường độ dòng điện qua đoạn mạch Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 36 64 Rôto máy phát điện xoay chiều pha nam châm có bốn cặp cực (4 cực nam cực bắc) Khi rơto quay với tốc độ 900 vịng/phút suất điện động máy tạo có tần số A 60 Hz B 100 Hz C 120 Hz D 50 Hz 65 Đặt điện áp u = U cos 2π ft (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Khi tần số f cảm kháng dung kháng đoạn mạch có giá trị Ω Ω Khi tần số f2 hệ số cơng suất đoạn mạch Hệ thức liên hệ f1 f2 f1 A f2 = B f2 = f1 C f2 = f1 D f2 = f1 3 66 Lần lượt đặt điện áp xoay chiều u = U cos(100π t + ϕ1) ; u2 = U cos(120π t + ϕ2 ) u3 =U cos(110π t + ϕ3 ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C mắc nối tiếp cường độ dịng điện đoạn mạch có biểu thức tương ứng là: i = I cos100π t ; 2π 2π i2 = I cos(120π t + ) i3 = I ' cos(110π t − ) So sánh I I’, ta có: 3 A I = I’ B I = I ' C I < I’ D I > I’ 67 Một khung dây dẫn phẳng quay với tốc độ góc ω quanh trục cố định nằm mặt phẳng khung dây, từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với trục quay khung Suất điện động cảm ứng khung có biểu π thức e = E0cos(ωt + ) Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ góc A 450 B 1800 C 900 D 1500 68 Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt điện áp xoay chiều có tần số giá trị hiệu dụng khơng đổi vào hai đầu đoạn mạch AB Khi đoạn mạch AB tiêu thụ công suất 120 W có hệ số cơng suất Nếu nối tắt hai đầu tụ điện điện áp hai đầu đoạn mạch AM MB có giá trị hiệu π dụng lệch pha , công suất tiêu thụ đoạn mạch AB trường hợp A 75 W B 160 W C 90 W D 180 W 69 Một học sinh quấn máy biến áp với dự định số vòng dây cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn thứ cấp Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu số vòng dây Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp cuộn thứ cấp để hở cuộn sơ cấp Lúc đầu tỉ số điện áp 0,43 Sau quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vịng dây tỉ số điện áp 0,45 Bỏ qua hao phí máy biến áp Để Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 37 máy biến áp dự định, học sinh phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp A 40 vòng dây B 84 vòng dây C 100 vòng dây D 60 vòng dây 70 Đặt điện áp xoay chiều u = U cos100π t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thấy giá trị cực đại 100 V điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện 36 V Giá trị U A 80 V B 136 V C 64 V D 48 V 71 Đặt điện áp u = U cos ωt vào hai đầu tụ điện cường độ dịng điện qua có giá trị hiệu dụng I Tại thời điểm t, điện áp hai đầu tụ điện u cường độ dòng điện qua i Hệ thức liên hệ đại lượng u i2 u i2 u i2 u i2 + 2= + = C + = A B D + = U I U I U I U I 72 Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cosωt (U0 không đổi ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn càm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, với CR < 2L Khi ω = ω1 ω = ω2 điện áp hiệu dụng hai tụ điện có giá trị Khi ω = ω0 điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt cực đại Hệ thức liên hệ ω1, ω2 ω0 1 1 1 2 A ω0 = (ω1+ ω2) B ω = (ω + ω ) C ω0 = ω1ω2 D ω2 = ( ω2 + ω2 ) 2 73 Đặt điện áp xoay chiều u = U cos100πt (U không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm L = H tụ điện có điện 5π dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung tụ điện để điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại U Điện trở R A 10 Ω B 10 Ω C 20 Ω D 20 Ω 74 Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM 10−3 F, gồm điện trở R1 = 40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có diện dụng C = 4π đoạn mạch MB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi điện áp tức thời 7π hai đầu đoạn mạch AM MB là: u AM = 50 cos(100πt − )(V) 12 u MB = 150cos100πt (V) Hệ số công suất đoạn mạch AB A 0,86 B 0,95 C 0,84 D 0,71 75 Một máy phát điện xoay chiều pha có phần ứng gồm bốn cuộn dây giống mắc nối tiếp Suất điện động xoay chiều máy phát có tần số 50 Hz giá trị hiệu dụng 100 V Từ thông cực đại qua vòng phần ứng mWb Số π vòng dây cuộn dây phần ứng A 71 vòng B 200 vòng C 100 vòng D 400 vòng Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 38 76 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi vào hai đầu điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch tương ứng 0,25 A; 0,5 A; 0,2 A Nếu đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử mắc nối tiếp cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch A 0,2 A B 0,3 A C 0,15 A D 0,05 A 77 Một khung dây dẫn phẳng, hình chữ nhật, diện tích 0,025 m 2, gồm 200 vòng dây quay với tốc độ 20 vòng/s quanh trục cố định từ trường Biết trục quay trục đối xứng nằm mặt phẳng khung vng góc với phương từ trường Suất điện động hiệu dụng xuất khung có độ lớn 222V Cảm ứng từ có độ lớn bằng: A 0,50 T B 0,60 T C 0,45 T D 0,40 T 78 Khi nói hệ số công suất cosϕ đoạn mạch xoay chiều, phát biểu sau sai? A Với đoạn mạch có tụ điện có cuộn cảm cosϕ = B Với đoạn mạch có điện trở cosϕ = C Với đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp xảy cộng hưởng cosϕ = D Với đoạn mạch gồm tụ điện điện trở mắc nối tiếp < cosϕ < 79 Đặt điện áp u = U0cosωt ( U0 ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện có điện dung điều chỉnh Khi dung kháng 100 Ω cơng suất tiêu thụ đoạn mạch đạt cực đại 100 W Khi dung kháng 200 Ω điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện 100 V Giá trị điện trở A 100 Ω B 150 Ω C 160 Ω D 120 Ω 80 Đặt điện áp u = 220 cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm bóng đèn dây tóc loại 110V – 50W mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh C để đèn sáng bình thường Độ lệch pha cường độ dòng điện điện áp hai đầu đoạn mạch lúc là: π π π π A B C D 81 Một máy tăng áp có cuộn thứ cấp mắc với điện trở thuần, cuộn sơ cấp mắc với nguồn điện xoay chiều Tần số dịng điện cuộn thứ cấp A nhỏ lớn tần số cuộn sơ cấp B tần số dòng điện cuộn sơ cấp C ln nhỏ tần số dịng điện cuộn sơ cấp D ln lớn tần số dịng điện cuộn sơ cấp 82 Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện cuộn cảm mắc nối tiếp Độ lệch pha điện áp hai đầu tụ điện điện áp hai đầu đoạn mạch A π π B − C π D π π − 6 Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 39 83 Đặt điện áp u = 150 2cos100π t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở 150 V Hệ số công suất mạch A B C D 2 84 Trong máy phát điện xoay chiều ba pha hoạt động, suất điện động xoay chiều xuất cuộn dây stato có giá trị cực đại E Khi suất điện động tức thời cuộn dây suất điện động tức thời cuộn dây lại có độ lớn A E0 B E0 C E0 D E0 2 85 Cho dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz chạy qua đoạn mạch Khoảng thời gian hai lần liên tiếp cường độ dòng điện A s 100 B s 200 C s 50 D s 25 86 Khi truyền điện có cơng suất P từ nơi phát điện xoay chiều đến nơi tiêu thụ cơng suất hao phí đường dây ∆P Để cho cơng suất hao phí đường ∆P dây (với n > 1), nơi phát điện người ta sử dụng máy biến áp (lí n tưởng) có tỉ số số vòng dây cuộn sơ cấp số vòng dây cuộn thứ cấp 1 A n B C n D n n Đáp án câu trắc nghiệm luyện tập A D D A C D D A D 10 B 11 A 12 C 13 A 14 A 15 B 16 D 17 C 18 D 19 B 20 B 21 B 22 D 23 D 24 A 25 A 26 C 27 B 28 D 29 D 30 C 31 D 32 C 33 C 34 D 35 B 36 C 37 A 38 A 39 C 40 B 41 B 42 C 43 B 44 C 45 D 46 D 47 B 48 D 49 D 450C 51 A 52 B 53 A 54 A 55 B 56 A 57 B 58 C 59 D 60 B 61 A 62 A 63 B 64 A 65 A 66 C 67 B 68 C 69 D 70 A 71 C 72 B 73 B 74 C 75 C 76 A 77 A 78 C 79 A 80 B 81 B 82 C 83 B 84 A 85 A 86 B Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 40 C - KẾT LUẬN Thực tế giảng dạy kết kiểm tra, thi năm học qua nơi trường giảng dạy (THPT Bùi Thị Xuân, THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận) cho thấy em học sinh nhận dạng câu hỏi trắc nghiệm định lượng đề thi việc giải câu cho kết tốt Trong đề thi tuyển sinh ĐH CĐ năm 2010, 2011 có số câu trắc nghiệm định lượng dài khó nên nhiều thí sinh khơng làm kịp Để giúp em nhận dạng để giải nhanh số câu trắc nghiệm định lượng, đưa vào tài liệu số dạng tập xem với cách giải coi ngắn gọn (theo suy nghĩ chủ quan thân tôi) để đồng nghiệp em học sinh tham khảo Để đạt kết cao kỳ thi em học sinh nên giải nhiều đề luyện tập để rèn luyện kỷ nhận dạng từ đưa phương án tối ưu để giải nhanh xác câu Nếu đề có câu khó dài nên dành lại để giải sau Nếu hết mà chưa giải số câu đừng bỏ trống, lựa chọn phương án mà cho khả thi để tô vào ô lựa chọn (dù cịn xác suất 25%) Tài liệu trình bày phần chương trình Vật Lý 12 Cách giải tập theo suy nghĩ chủ quan cho ngắn gọn chưa ngắn gọn chắn không tránh khỏi thiếu sót cách phân dạng cách giải tập minh họa Rất mong nhận nhận xét, góp ý q đồng nghiệp để xây dựng tập tài liệu hoàn hảo Xin chân thành cảm ơn Hàm Thuận Bắc, tháng 01 năm 2012 Người viết Dương Văn Đổng Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 41 MỤC LỤC STT 10 11 12 13 14 15 16 NỘI DUNG TRANG A – PHẦN MỞ ĐẦU B – NỘI DUNG Đại cương dịng điện xoay chiều 2 Tìm đại lượng đoạn mạch xoay chiều có R, L, C Viết biểu thức u i đoạn mạch xoay chiều Bài toán cực trị đoạn mạch xoay chiều 11 Bài toán nhận biết thành phần đoạn mạch xoay chiều 17 Dùng giãn đồ véc tơ để giải số toán đoạn mạch 19 xoay chiều Máy biến áp – Truyền tải điện 22 Máy phát điện – Động điện 24 Một số câu trắc nghiệm luyện tập 26 Đề thi TN – ĐH – CĐ năm 2009 26 Đề thi ĐH – CĐ năm 2010 31 Đề thi TN – ĐH – CĐ năm 2011 35 Đáp án câu trắc nghiệm luyện tập 39 C KẾT LUẬN 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vật lí 12 - Vũ Quang (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011 Bài tập vật lí 12 - Vũ Quang (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011 Vật lí 12 - Nâng cao - Vũ Thanh Khiết (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011 Bài tập vật lí 12 - Nâng cao - Vũ Thanh Khiết (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011 Nội dung ơn tập mơn Vật lí 12 - Nguyễn Trọng Sửu - NXB GD - Năm 2010 Hướng dẫn ôn tập thi tốt nghiệp THPT năm học 2010 - 2011 - Nguyễn Trọng Sửu - NXB GD - Năm 2011 Vật lí 12 - Những tập hay điển hình - Nguyễn Cảnh Hòe - NXB ĐHQG Hà Nội – 2008 Bài giảng trọng tâm chương trình chuẩn Vật lí 12 - Vũ Thanh Khiết - NXB ĐHQG Hà Nội - 2010 Các đề thi tốt nghiệp THPT tuyển sinh ĐH - CĐ năm 2009, 2010 2011 10 Các tài liệu truy cập trang web thuvienvatly.com violet.vn Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 42 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - PHIẾU ĐÁNH GIÁ, XẾP LOẠI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học 2011 – 2012 I Đánh giá, xếp loại HĐKH trường THPT Nguyễn Văn Linh Tên đề tài: PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 12 PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Họ tên người viết: Dương Văn Đổng Chức vụ: Phó Hiệu trưởng Tổ: Văn phòng Nhận xét Chủ tịch HĐKH đề tài: a) Ưu điểm: b) Hạn chế: Đánh giá, xếp loại: Sau thẩm định, đánh giá đề tài trên, HĐKH trường THPT Nguyễn Văn Linh thống xếp loại: Những người thẩm định: (Ký, ghi rỏ họ tên) Chủ tịch HĐKH CƠ SỞ (Ký, đóng dấu, ghi rỏ họ tên) II Đánh giá, xếp loại HĐKH Sở GD&ĐT Tỉnh Bình Thuận Sau thẩm định, đánh giá đề tài trên, HĐKH Sở GD&ĐT Bình Thuận thống xếp loại: Những người thẩm định: (Ký, ghi rỏ họ tên) Chủ tịch HĐKH NGÀNH GD (Ký, đóng dấu, ghi rỏ họ tên) Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 43 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÌNH THUẬN TRƯỜNG THPT NGUYỄN VAÊN LINH Sáng kiến kinh nghiệm : PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 12 PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Người viết : Dương Văn Đổng - - Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận ... Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang B - NỘI DUNG CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Đại cương dịng điện xoay chiều * Các cơng thức: Biểu... Thuận Phương pháp giải dạng tập Vật lý 12 – Dao động - Sóng cơ, sóng âm Trang 20 Nếu giãn đồ có dạng hình học đặc biệt, ta dựa vào cơng thức hình học để giải tập cách ngắn gọn * Bài tập minh... KHẢO Vật lí 12 - Vũ Quang (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011 Bài tập vật lí 12 - Vũ Quang (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011 Vật lí 12 - Nâng cao - Vũ Thanh Khiết (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011 Bài tập vật