Bài tập vận dụng

Chia sẻ: Nhi Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

66
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'bài tập vận dụng', tài liệu phổ thông, ôn thi đh-cđ phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập vận dụng

Bài tập vận dụng: Câu 1: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R=  200 có biểu thức u= 200 2 cos(100 t  )(V ) . Biểu thức của cường độ dòng điện 4 trong mạch là : A. i= 2 cos(100 t ) ( A) C.i= 2 2 cos(100 t ) ( A)   B. i= 2 cos(100 t  ) ( A) D.i= 2cos(100 t  )( A) 4 2 Câu 2: Cho hiệu điện thế giữa hai đầu 1 đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn thuần cảm  1 L  ( H ) là : 100 2 cos( 100 t  )(V ) . Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch  3 là : 5  A. i= 2 cos( 100 t  C.i= 2 cos( 100 t  )( A ) )( A ) 6 6   B. i= 2 cos( 100 t  )( A ) D.i= 2 cos(100t  ) ( A) 6 6 Câu 3: Cho điện áp hai đầu tụ C là u = 100cos(100t- /2 )(V). Viết biểu thức dòng điện 10 4 qua mạch, biết C  (F )  A. i = cos(100t) (A) B. i = 1cos(100t +  )(A) C. i = cos(100t + /2)(A) D. i = 1cos(100t – /2)(A) Câu 4: Đặt điện áp u  200 2cos(100 t+ ) (V) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn 1 thuần cảm L  ( H ) thì cường độ dòng điện qua mạch là:      A. i  2 2 cos100 .t   (A) B. i  4 cos100 .t   (A) 2 2       C. i  2 2 cos100 .t   (A) D. i  2 cos100 .t   (A) 2 2   Câu 5: Đặt điện áp u  200 2cos(100 t) (V) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn thuần 1  0,318) thì cường độ dòng điện qua mạch là: cảm L= 0,318(H) (Lấy      A. i  2 2 cos100 .t   (A) B. i  4 cos100 .t   (A) 2 2       C. i  2 2 cos100 .t   (A) D. i  2 cos100 .t   (A) 2 2   Câu 6: Đặt điện áp u  200 2cos(100 t) (V) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ địên có C 1  0,318) thì cường độ dòng điện qua mạch là: = 15,9F (Lấy 
   B. i  4 cos100 .t   (A) A. i  2cos(100 t+ ) (A) 2 2      C. i  2 2 cos100 .t   (A) D. i  2 cos100 .t   (A) 2 2   1 Câu 7: Đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn dây chỉ có độ tự cả m L= H thì 2  cường độ dòng điện qua cuộn dây có biểu thức i=3 2 cos(100πt+ )(A). Biểu thức nào sau đây 6 là hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch:   A u=150cos(100πt+ 2 B. u=150 2 cos(100πt- 2 )(V) )(V) 3 3   C.u=150 2 cos(100πt+ 2 )(V) D. u=100cos(100πt+ 2 )(V) 3 3 Câu 8: Xác định đáp án đúng . Cường độ dòng điện qua tụ điện i = 4cos100  t (A). Điện dung là 31,8  F.Hiệu điện thế đặt hai đầu tụ điện là:  A- . uc = 400cos(100  t ) (V) B. uc = 400 cos(100  t + ). (V) 2  C. uc = 400 cos(100  t - D. uc = 400 cos(100  t -  ). (V) ). (V) 2 b) Mạch điện không phân nhánh (R L C) Tìm Z, I, ( hoặc I0 )và  -Phương pháp giải: 1 1 và Z  R 2  ( Z L  Z C )2 Bước 1: Tính tổng trở Z: Tính ZL  L.; Z C   C 2 fC U U ; Io = o ; Bước 2: Định luật Ôm : U và I liên hệ với nhau bởi I  Z Z Z L  ZC Bước 3: Tính độ lệch pha giữa u hai đầu mạch và i: tan   ; R Bước 4: Viết biểu thức u hoặc i -Nếu cho trước: i  I 2cos( t) thì biểu thức của u là u  U 2cos( t+ ) Hay i = Iocost thì u = Uocos(t + ). -Nếu cho trước: u  U 2cos( t) thì biểu thức của i là: i  I 2cos( t- ) Hay u = Uocost thì i = Iocos(t - ) * Khi: (u  0; i  0 ) Ta có :  = u - i => u = i +  ; i = u -  -Nếu cho trước i  I 2 cos( t+  i ) thì biểu thức của u là: u  U 2 c os( t+  i +  )
Hay i = Iocos(t +  i) thì u = Uocos(t +  i + ). u  U 2 c os(  t+  u ) thì -Nếu cho trước biểu t h ức của i là: i  I 2 c os(  t+  u - ) Hay u = Uocos(t + u) thì i = Iocos(t + u - ) 1 Ví dụ 1: Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 100  ; C= .104 F ;  2 L= H. cường độ dòng điện qua mạch có dạng: i = 2cos100  t (A). Viết biểu thức tức  thời điện áp của hai đầu mạch và hai đầu mỗ i phần tử mạch điện. Hướng dẫn : 1 1 2 -Cảm kháng : Z L  L.  100  200 ; Dung kháng : Z C   = 100 104  .C  100 .   -Tổng trở: Z = R2  ( Z L  ZC )2  1002  ( 200  100 )2  100 2 -HĐT cực đại :U0 = I0.Z = 2. 100 2 V =200 2 V Z Z  200 100 -Độ lệch pha: tan  L C   1    rad ;Pha ban đầu của R 100 4  HĐT: u  i   0   44  =>Biểu thức HĐT : u = U 0 cos(t   u )  200 2 cos(100t  ) (V) 4 -HĐT hai đầu R :uR = U0Rcos (t   u R ) ; Với : U0R = I0.R = 2.100 = 200 V; Trong đoạn mạch chỉ chứa R : uR cùng pha i: uR = U0Rcos (t   u R ) = 200cos 100t V -HĐT hai đầu L :uL = U0Lcos (t   u L ) Với : U0L = I0.ZL = 2.200 = 400 V;    :  uL   i   0   Trong đoạn mạch chỉ chứa L: uL nhanh pha hơn cđdđ 2 2 22 rad  => uL = U0Lcos (t   u R ) = 400cos (100t  )V 2 -HĐT hai đầu C :uC = U0Ccos (t   uC ) Với : U0C = I0.ZC = 2.100 = 200V;  Trong đoạn mạch chỉ chứa C : uC chậm pha hơn cđdđ : 2     uL   i   0    rad 2 2 2
 => uC = U0Ccos (t   uC ) = 200cos (100t  )V 2 Bài 1: Mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 40 , một cuộn thuần cảm có 2.104 0,8 hệ số tự cảm L  H và một tụ điện có điện dung C  F mắc nối tiếp. Biết   rằng dòng điện qua mạch có dạng i  3 cos100 t (A). a. Tính cảm kháng của cuộn cảm, dung kháng của tụ điện và tổng trở toàn mạch. b. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm, giữa hai đầu tụ điện, giữa hai đầu mạch điện. Hướng dẫn: 0,8 a. Cảm kháng: Z L   L  100 .  80  ; Dung kháng:  1 1 ZC    50 2.104 C 100 .  2 2 R 2   Z L  ZC   402   80  50   50 Tổng trở: Z  b.  Vì uR cùng pha với i nên : u R  U oR cos100 t ; Vậy u  120cos100 t (V). Với UoR = IoR = 3.40 = 120V    nên: u L  U oL cos  100 t    Vì uL nhanh pha hơn i góc 2 2    Vậy u L  240cos  100 t  Với UoL = IoZL = 3.80 = 240V;  (V). 2     nên: uC  U oC cos  100 t    Vì uC chậm pha hơn i góc  2 2    Vậy uC  150cos  100 t  Với UoC = IoZC = 3.50 = 150V;  (V). 2  Z L  Z C 80  50 3 Áp dụng công thức: tan    ; R 40 4 37    37 o     0,2 (rad). 180  biểu thức hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu mạch điện: u  U o cos 100 t    ; Vậy u  150cos 100 t  0,2  (V). Với Uo= IoZ = 3.50 = 150V;
Bài 2: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 80 , một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 64mH và một tụ điện có điện dung C  40  F mắc nối tiếp. a. Tính tổng trở của đoạn mạch. Biết tần số của dòng điện f = 50Hz. b. Đoạn mạch được đặt vào điện áp xoay chiều có biểu thức u  282cos314t (V). Lập biểu thức cường độ tức thời của dòng điện trong đoạn mạch. Hướng dẫn: a. Tần số góc:   2 f  2 .50  100 rad/s 3 Cảm kháng: Z L   L  100 .64.10  20 1 1 Dung kháng: Z C    80 C 100 .40.106 2 2 R 2   Z L  ZC   80 2   20  80   100 Tổng trở: Z  U o 282 Io    2,82 A b. Cường độ dòng điện cực đại: Z 100 Độ lệch pha của hiệu điện thế so với cường độ dòng điện: Z L  Z C 20  80 3      37 o tan    R 80 4 37  i  u      37 o  Vậ y rad; 180 37   i  2,82cos  314t   (A) 180   103 1 Bài 3:Cho mạch điện như hình vẽ. Biết L  H, C  F và 10 4 đèn ghi (40V- 40W). Đặt vào 2 điểm A và N một hiệu điện thế u AN  120 2 cos100 t (V). Các dụng cụ đo không làm ảnh hưởng đến mạch điện. a. Tìm số chỉ của các dụng cụ đo. b. Viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp toàn mạch. Hướng dẫn: 1 Z L   L  100 .  10 ; Cảm a. kháng: Dung kháng: 10 1 1 ZC    40 10 3 C 100 . 4
U đm 402 2 Điện trở của bóng đèn: Rđ    40 Pđm 40 Rđ2  Z C  402  402  40 2 2 Tổng trở đoạn mạch AN: Z AN  U oAN 120 2 Số chỉ của vôn kế: U AN    120 V 2 2 U 120 3 Số chỉ của ampe kế: I A  I  AN    2,12 A Z AN 40 2 2 i  I o cos 100 t  i  (A) b. Biểu thức cường độ dòng điện có dạng:  ZC 40 Ta có : tan  AN     1   AN   rad Rđ 40 4  3  i  uAN   AN   AN  Io  I 2  . 2  3A rad; 4 2   Vậy i  3 cos  100 t   (A). 4  Biểu thức hiệu điện thế giữa hai điểm A, B có dạng: u AB  U o cos 100 t  u  (V) Tổng trở của đoạn mạch AB: 2 2 Z AB  Rđ2   Z L  ZC   402  10  40  50  U o  I o Z AB  3.50  150 V 37 Z L  Z C 10  40 3 Ta có: tan  AB    AB     rad Rđ 40 4 180  37   u  i   AB    Vậ y rad; 4 180 20    150cos 100 t   (V) u AB 20   Bài 4:Sơ đồ mạch điện có dạng như hình vẽ, điện trở R = 40, cuộn thuần cảm 103 3 F. Điện áp u AF  120cos100 t L H, tụ điện C  10 7 (V). Hãy lập biểu thức của: a. Cường độ dòng điện qua mạch. b. Điện áp hai đầu mạch AB.
Hướng dẫn: 3 Z L   L  100 .  30 ; Cảm a. kháng: Dung kháng: 10 1 1 ZC    70 103 C 100 . 7 2 2 2 2 Tổng trở của đoạn AF: Z AF  R  Z L  40  30  50 UoAF 120  Io    2,4 A ZAF 50 37 Z L 30  AF : tan  AF   0,75   AF   Góc lệch pha rad R 40 180 37 Ta có: i  uAF  AF  0  AF  AF   rad; Vậy 180 37   i  2,4cos 100 t   (A) 180   2 Z  402   30  70  40 2 Tổng trở của mạch: b. toàn  U o  I o Z  2,4.40 2  96 2 V  Z L  Z C 30  70 Ta có: tan  AB   1   AB   rad  R 40 4  37 41 u  AB  i     Vậ y rad 4 180 90 41   u  96 2 cos 100 t   (V) 90   Bài 5: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, R = 100, L là độ tự cảm của cuộn dây 104 F, RA  0. Điện áp u AB  50 2 cos100 t (V). Khi K đóng hay thuần cảm, C  3 khi K mở, số chỉ của ampe kế không đổi. a. Tính độ tự cảm L của cuộn dây và số chỉ không đổi của ampe kế. b. Lập biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch khi K đóng và khi K mở. Hướng dẫn: a. Theo đề bài, điện áp và số chỉ ampe kế không đổi khi K đóng hay khi K mở nên tổng trở Z khi K mở và khi K đóng bằng nhau
2 Z m  Z d  R 2   Z L  Z C   R 2  ZC 2 2   Z L  ZC   ZC 2  Z L  ZC  ZC  Z L  2ZC   Z L  ZC  Z C  Z L  0 (Loại) Ta có: Z  1  1  173 ;  ZL  2ZC  2.173  346 C 104 C 100 . 3 ZL 346 1,1H L   100 Số chỉ ampe kế bằng cường độ dòng điện hiệu dụng khi K đóng: U U 50 I A  Id    0,25 A Zd R 2  ZC 2 100 2  1732 b. Biểu thức cường độ dòng điện:   ZC 173 - Khi K đóng: Độ lệch pha : tan  d    3   d  rad  R 100 3  Pha ban đầu của dòng điện: id  u   d   d  3   Vậy id  0,25 2 cos  100 t   (A). 3   Z  ZC 346  173 - Khi K mở: Độ lệch pha: tan  m  L  3  m   R 100 3  Pha ban đầu của dòng điện: im  u   m   m   3   Vậy im  0, 25 2 cos  100 t   (A). 3  C R L B A Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ : M N UAN =150V ,UMB =200V. Độ lệch pha UAM và UMB là  / 2 Dòng điện tức thời trong mạch là : i=I0 cos 100t (A) , cuộn dây thuần cảm.Hãy viết biểu thức UAB Hướng dẫn: 2 2 Ta có : U AN  U C  U R  U AN  U C  U R  150V (1) 2 2 U MB  U L  U R  U MB  U L  U R  200V (2)
U L .U C  1 hay U2R = UL.UC Vì UAN và UMB lệch pha nhau  / 2 nên tg1 .tg 2  1  U R .U R (3) , U R  120V Từ (1),(2),(3) ta có UL=160V , UC = 90V U U C 7 U AB  U R  (U L  U C ) 2  139V ; tg  L 2    0,53rad / s  UR 12 vậy uAB = 1392 cos(100t +0,53) V Bài 7: Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 1003 , cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C =10-4 /2 (F). Đặt vào 2 đầu mạch điện một hiệu điện thế u = 1002cos 100 t. Biết hiệu điện thế ULC = 50V ,dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế.Hãy tính L và viết biểu thức cường độ dòng điện i trong mạch Hướng dẫn: 1 Ta có = 100 rad/s ,U = 100V, Z C   200 C Hiệu điện thế 2 đầu điện trở thuần là: U R  U 2  U LC  50 3V 2 UR U  0,5 A và Z LC  LC  100 cường độ dòng điện I  R I Vì dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế,mà trên giản đồ Frexnen,dòng điện được biêủ diễn trên trục hoành vậy hiệu điện thế được biểu diễn dưới trục hoành nghĩa là ZL< ZC. Do đó Z ZC-ZL =100 ZL =ZC -100 =100 suy ra L  L  0,318 H  Z  ZC 1  Độ lệch pha giữa u và i : tg  L    ;  vậy R 6 3  i  0,5 2cos(100 t  )( A) 6