SKKN: Phân loại các dạng câu hỏi điện xoay chiều dành cho học sinh khối GDTX

Chia sẻ: Ta Duc Lam | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:40

0
17
lượt xem
2
download

SKKN: Phân loại các dạng câu hỏi điện xoay chiều dành cho học sinh khối GDTX

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của sáng kiến nhằm phân loại các dạng bài điện xoay chiều dành cho học sinh giáo dục thường xuyên,phân tích chương điện xoay chiều đưa ra các dạng bài phù hợp với học sinh giáo dục thường xuyên tù dễ đến khó từ cơ bản đến năng cao giúp các em có thể tự học đáp ứng yêu các các kỳ thi.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: SKKN: Phân loại các dạng câu hỏi điện xoay chiều dành cho học sinh khối GDTX

  1. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm                                              PHẦN I: MỞ ĐẦU I.BỐI CẢNH CHỌN ĐỀ TÀI Môn vật lý là môn khoa học tự  nhiên,từ  năm học 2006­2007 trong các kỳ  thi  tốt nghiệp THPT,các kỳ  thi đại học,cao đẳng  thì môn vật lý đều thi dưới  dạng trắc nghiệm. Điều này dòi hỏi học sinh để làm tốt môn vật lý trong các kỳ thi đòi học học   phải giải số  lượng câu hỏi và bài tập nhiều hơn trong khoảng thời gian  ngắn nhất. II.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Chương điện xoay chiều có số  lượng câu hỏi lý thuyết và bài tập nhiều,số  câu hỏi chiếm số lượng lớn đề thi thường từ 8 tới 10 câu. Số  tiết học lý thuyết ít,đối với hệ  GDTX  có 13 tiết trong toàn chương mà  lượng kiến thức trong chương thì nhiều.Đề  học sinh GDTX   có thể  nắm   vững lý thuyết giải tốt các bài tập điện xoay chiều cần đòi hỏi có nhiều thời  gian ôn luyện. Để  gúp hoc sinh ôn tập hiêu quả  môn vật lý nói chung và chương điện xoay  chiều nói riêng sau 3 năm dạy chương trình vật lý GDTX năm học 2013­ 2014 này tôi mạnh dạn viết đề  tài SKKN với đề  tài” PHÂN LOẠI CÁC  DẠNG   CÂU   HỎI   ĐIỆN   XOAY   CHIỀU   DÀNH   CHO   HỌC   SINH   KHỐI  GDTX” III MỤC ĐÍCH CỦA NGHIÊN CỨU.  Phân loại các dạng bài điện xoay chiều dành cho học sinh giáo dục thường  xuyên,phân tích chương điện xoay chiều đưa ra các dạng bài phù hợp với học  sinh giáo dục thường xuyên tù dễ  đến khó từ  cơ  bản đến năng cao giúp các  em có thể tự học đáp ứng yêu các các kỳ thi.  IV NHIỆM VỤ CỦA NGHIÊN CỨU. 1
  2. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm  1.Phân tích thực trạng  Việc tiếp cận phân tích và giải các bài tập điện xoay chiều của học   sinh TTGDTX  còn nhiều hạn chế.nguyên nhân có khách quan và chủ  quan Một: do chất lượng đầu vào của hoc sinh TTGDTX còn thấp. Hai :số tiết dạy lý thuyết trên lớp còn ít. Ba: do yêu cầu của đề thi càng ngày càng cao.   2 Đề xuất giải pháp.  Để   nâng  cao   năng   lực   giải  các   bài   tập  điện   xoay  chiều   cho   học   sinh  GDTX tôi mạnh dạn đưa ra các giải pháp sau: Trước mỗi giờ dạy tôi đều yêu cầu học sinh đọc trước kiến thức trong  SGK ở nhà trước.  Kết thúc mỗi giờ dạy tôi đều dành thời gian hệ thống lại kiến thức lý  thuyết. Đầu buổi học tôi đều tạo ra không khí học thoải mãi thân thiện cho học  sinh,để  học sinh có thể  mạnh dạn hỏi những bài,những vấn đề  cong  chưa dõ. Ngoài bài tập trong SGK tôi còn khích lệ học sinh làm thêm các bài tập   tham khảo. Cung cấp cho học sinh ‘phân loại các câu hỏi điện xoay chiều mà tôi  viết ra.’ V. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU  Học sinh khối 12 TTGDTX QUỐC OAI năm học 2013­2014. VI .PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU   Phương pháp chính: tổng kết kinh nghiệm.  Phương pháp nghiên cứu tài liêu,các sách tham khảo,khai thác mạng  internet. 2
  3. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm VII.ĐỐI TƯỢNG ÁP DỤNG  Học sinh khối 12 các trung tâm GDTX và học sinh các trường THPT  Học sinh ôn thi tốt nghiệp, ôn thi Đại học,Cao đẳng 3
  4. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm PHẦN II: NỘI DUNG I. THỰC TRẠNG Qua quá trình giảng dạy thực tế đối với học sinh khối 12 hệ GDTX cụ thể  trong   các   lớp   12a 4 ,12a 5 ,12a 6   của   TTGDTX   QUỐC   OAI   trong   năm   học  2012­2013  sau khi kết thúc chương điện xoay chiều trong bài kiểm tra 1 tiết   dưới hình thức trắc nghiệm  thì kết qua: LẦN  KẾT QUẢ CÁC BÀI KIỂM TRA NĂM  KIỂ TRUNG  HỌC M  GIỎI KHÁ YẾU BÌNH TRA SL % SL % SL % SL % 2012­ 1 1 0,8 20 17,85 75 66,9 16 14,45 2013 2 2 1,6 24 21.4 80 71,4 6 5,35  Nhận xét: chất lượng học sinh làm bài còn chưa cao.  Tỷ lệ học sinh có kết quả giỏi rất thấp.  Tỷ lệ học có kết quả loại yếu còn cao. II.NỘI DUNG THỰC HIỆN  ĐỀ TÀI ‘PHÂN LOẠI CÁC DẠNG CÂU HỎI ĐIỆN XOAY CHIỀU  DÀNH CHO HỌC SINH TTGDTX’ PHẦN I: TÓM TẮT LÝ THUYẾT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Biểu thức điện áp tức thời và dòng điện tức thời u = U0cos(wt +  u) và i = I0cos(wt +  i) Với   =  u  –  i là độ lệch pha của u so với i 2. Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2 ft +  i)    * Mỗi giây dòng điện đổi chiều 2f lần Io Uo Eo 2π 3.Các giá trị hiệu dụng: I = 2  ; U= 2  E =  2 . Chu kì; tần số: T =  ω ;  4
  5. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm 1 ω f = . = T 2π 4. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch R,L,C    * Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: uR cùng pha với i,  U U     I =  và  I 0 = 0 R R π  * Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L: uL nhanh pha hơn i là  , 2 U U I=  và  I 0 = 0  với ZL =  L là cảm kháng ZL ZL π    * Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: uC chậm pha hơn i là  2 U U 1   I = Z  và  I 0 = Z  với  Z C = 0  là dung kháng C C ωC    * Đoạn mạch RLC không phân nhánh Z = R 2 + (Z L − ZC )2 U = U R2 + (U L − U C ) 2 U 0 = U 02R + (U 0 L − U 0C ) 2   Z L − ZC Z − ZC R π π tan ϕ = ;sin ϕ = L ; cosϕ =  với  − ϕ R Z Z 2 2 1 + Khi ZL > ZC hay  ω >    > 0 thì u nhanh pha hơn i LC 1 + Khi ZL 
  6. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm Từ thông gửi qua khung dây của máy phát điện  = NBScos( t + ) =  0 cos( t + ) Với  0 = NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ  trường, S là diện tích của vòng dây,   = 2 f  π π  Suất điện động trong khung: e =  NSBcos( t +  ­  ) = E0cos( t +  ­  ) 2 2 Với E0 =  NSB là suất điện động cực đại. PHẦN 2:CÁC DẠNG CÂU HỎI DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU A.CÁC VÍ DỤ TỰ LUẬN Ví dụ 1: Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 4cos(100πt)  (A), hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 12V, và  sớm pha  π /2 so với dòng điện.  a. Tính chu kỳ, tần số của dòng điện  b. Tính giá trị hiệu dụng của dòng điện trong mạch  c. Tính giá trị tức thời của dòng điện ở thời điểm t = 1 (s)  d. Trong một giây dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần  e. Biểu thức của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là * Hướng dẫn giải: a. Từ biểu thức của dòng điện i = 4 2 cos(100πt) ta có ω = 100π (rad/s) Từ đó ta có chu kỳ và tần số của dòng điện là:   2π     * chu kỳ T=  =0,02s ω     * Tần số f= 1/T = 50Hz b. Giá trị hiệu dụng của dòng điện trong mạch là         I=Io  / 2  = 4 A c. Tại thời điểm t = 1 (s) thì i = 4 2 cos(100π.1) =4 2 A      Vậy tại t = 1 s thì i = 4 2 A 6
  7. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm d. Từ câu b ta có f = 50 (Hz), tức là trong một giây thì dòng điện thực hiện  được 50 dao động. Do mỗi dao động dòng điện đổi chiều hai lần nên trong  một giây dòng điện đổi chiều 100 lần.  e. Do hiệu điện thế sớm pha so với dòng điện π /2  nên có: ϕ u ­ ϕ i   =  π /2  suy ra : ϕ u = π /2   Hiệu điện thế cực đại là:  Uo =U 2 =12.  2 Biểu thức của hiệu điện thế hai đầu mạch điện là: u= 12.  2 cos(100 π t+ π /2   ) Ví dụ  2:  Một khung dây có diện tích S = 60cm2   quay đều với vận tốc 20  vòng trong một giây. Khung đặt trong từ trường đều B = 2.10­2T. Trục quay  của khung vuông góc với các đường cảm ứng từ, lúc t = 0 pháp tuyến khung  dây   có hướng của  .    a. Viết biểu thức từ thông xuyên qua khung dây.    b. Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây. * Hướng dẫn giải: 1 1 a.   Chu   kì:       T = n = 20 = 0,05 (s).     Tần   số   góc:       ω = 2π no = 2π .20 = 40π   o (rad/s). Φ o = NBS = 1.2.10−2.60.10−4 = 12.10−5   (Wb).               Vậy   Φ = 12.10−5 cos 40π t   (Wb) b.  Eo = ωΦ o = 40π .12.10−5 = 1,5.10−2  (V) π  Vậy  e = 1,5.10−2 sin 40π t  (V)   Hay     e = 1,5.10−2 cos 40π t − (V) 2  Ví dụ 3 :   Một khung dây dẫn gồm N = 100 vòng quấn nối tiếp, diện tích mỗi   vòng dây là S = 60cm2. Khung dây quay đều với tần số 20 vòng/s, trong một  từ  trường đều có cảm  ứng từ  B = 2.10­2T. Trục quay của khung vuông góc   với  .     a. Lập biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời. 7
  8. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm     b. Vẽ đồ thị biểu diễn suất điện động cảm ứng tức thời theo thời gian. * Hướng dẫn giải: 1 1 a. Chu kì:  T = = = 0,05 s.Tần số góc:   ω = 2π no = 2π 20 = 40π  (rad/s) no 20 Biên độ của suất điện động:   Eo = ωNBS = 40 π .100.2.10­2.60.10­4  1,5V r ur ( ) Chọn gốc thời gian lúc  n, B = 0   ϕ = 0 . Suất   điện   động   cảm   ứng   tức   thời:     e = Eo sin ω t = 1,5sin 40π t   (V)   Hay  π e = 1,5cos 40π t − (V). 2 Ví dụ  4: Một mạch điện xoay chiều gồm một điện trở  R = 50Ω, dòng điện  qua mạch có biểu thức i = 4 cos(100 π t+ π /2)   a. Viết biểu thức hiệu điện thế  hai đầu mạch điện biết rằng hiệu điện thế  hiệu   dụng   là 100   V   và   hiệu   điện   thế   nhanh   pha   hơn   dòng   điện   góc   π /3 b. Tính nhiệt lượng tỏa trên điện trở R trong 10 phút. * Hướng dẫn giải a. Ta có: Uo =U 2 =100 2  V     do hiệu điện thế nhanh pha hơn dòng điện góc  π /3 nên : ϕ u ­ ϕ i   =  π /3     suy ra : ϕ u =5 π /2   Biểu thức của hiệu điện thế là:  u = 100 2  cos(100 π t+5 π /6  ) b. Cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch là:      I=Io/ 2 =2 2  Nhiệt lượng toả ra  là Q=RI2t = 50.8.10.60=24000 J Ví dụ 5: Một khung dây dẫn có diện tích S = 50cm2 gồm 150 vòng dây quay  đều với vận tốc 3000 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ    vuông góc trục quay của khung và có độlớn B = 0,002T. Tính:  a. Từ thông cực đại gửi qua khung.  b. Suất điện động cực đại.  8
  9. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm * Hướng dẫn giải a. Từ thông qua khung là φ = NBScosωt => từ thông cực đại là:  φ 0 =NBS=150.0,002.50.10 −4 =1,5.10 −3 (wb) b. Suất điện động qua khung là: e= φ ' =WNBSsin ωt  E 0 =WNBS=ω φ 0 =100 π 1,5.10 −3 =0,47(v)  Vậy suất điện động cực đại qua khung là E0 = 0,47(V) B. CÂU HỎI DẠNG 1 Câu 1: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở  R = 10 . Biết nhiệt  lượng toả ra trong 30phút là 9.105(J). Biên độ của cường độ dòng điện là A. 5 2 A. B. 5A. C. 10A. D. 20A. Câu 2: Điều nào sau đây luôn đúng giữa u và i A.luôn cùng tần số B.khác tần số C.u luôn nhanh pha hơn D. u luôn chậm pha hơn Câu 3: Đối với dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có tác dụng gì? A. cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng nhỏ càng bị cản trở nhiều. B. cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng bị cản trở nhiều. C. ngăn cản hoàn toàn dòng điện. D. không cản trở dòng điện. Câu 4: Ở hai đầu một điện trở R có đặt một hiệu điện thế xoay chiều U AC và  một hiệu điện thế không đổi UDC. Để dòng điện xoay chiều có thể qua điện  trở và chặn không cho dòng điện không đổi qua nó ta phải A. mắc song song với điện trở một tụ điện C. B. mắc nối tiếp với điện trở một tụ điện C. C. mắc song song với điện trở một cuộn dây thuần cảm L. D. mắc nối tiếp với điện trở một cuộn dây thuần cảm L. Câu 5: Một đoạn mạch điện gồm một điện trở  thuần mắc nối tiếp với một   cuộn cảm thuần. Biết điện áp cực đại giữa hai đầu mạch là 150 2 V, điện áp  9
  10. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm hiệu dụng giữa hai đầu điện trở  là 90V. Điện áp hiệu dụng  ở  hai đầu cuộn  dây là: A. 60V. B. 240V. C. 80V. D. 120V. Câu 6: Tại thời điểm t = 0,5s, cường độ  dòng điện xoay chiều qua mạch  bằng 4A, đó là A. cường độ hiệu dụng. B. cường độ cực đại. C. cường độ tức thời. D. cường độ trung bình. Câu 7:  Cường độ  dòng điện tức thời chạy qua một đoạn mạch điện xoay   chiều là i = 4cos(20 t   ­   /2)(A), t đo bằng giây. Tại thời điểm t1(s) nào đó  dòng điện đang giảm và có cường độ bằng i 1 = ­2A. Hỏi đến thời điểm t2 = (t1  + 0,025)(s) cường độ dòng điện bằng bao nhiêu ? A. 2 3 A. B. ­2 3 A. C. ­ 3  A. D. ­2A. Câu 8: Đặt vào hai đầu một tụ điện một điện áp xoay chiều có biểu thức u =   U0cos t . Điện áp và cường độ  dòng điện qua tụ  ở  các thời điểm t1, t2 tương  ứng lần lượt là: u1 = 60V; i1 =  3 A; u2 = 60 2 V; i2 =  2 A. Biên độ của điện  áp giữa hai bản tụ và của cường độ dòng điện qua tụ lần lượt là A. 120V; 2A. B. 120V;  3 A. C. 120 2 ; 2A. D. 120 2 V; 3A.  Câu 9: Đặt vào hai đầu một tụ điện hiệu điện thế  xoay chiều có giá trị hiệu  dụng U không đổi và tần số  50Hz thì cường độ  hiệu dụng qua tụ  là 1A. Để  cường độ hiệu dụng qua tụ là 4A thì tần số dòng điện là A. 400Hz. B. 200Hz. C. 100Hz. D. 50Hz. Câu 10: Giá trị  hiệu dụng của dòng điện xoay chiều có biểu thức i  = 2 3 cos200 t(A) là A. 2A. B. 2 3 A. C.  6 A. D. 3 2 A. Câu 11: Giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức u = 220 5 cos100 t(V) là A. 220 5 V. B. 220V. C. 110 10 V. D. 110 5 V. 10
  11. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm Câu 12: Một dòng điện xoay chiều đi qua điện trở R = 25  trong thời gian 2  phút thì nhiệt lượng toả ra là Q = 6000J. Cường độ hiệu dụng của dòng điện  xoay chiều là A. 3A. B. 2A. C.  3 A. D.  2 A. Câu 13: Dòng điện xoay chiều có tần số  f = 60Hz, trong một giây dòng điện   đổi chiều  A. 30 lần. B. 60 lần. C. 100 lần. D. 120 lần. Câu 14: Một khung dây quay đều quanh trục   trong một từ trường đều  B     trục quay     với vận tốc góc     = 150 vòng/min. Từ  thông cực đại gửi qua  khung là 10/ (Wb). Suất điện động hiệu dụng trong khung là A. 25V. B. 25 2 V. C. 50V. D. 50 2 V. Câu 15: Biểu thức của cường độ dòng điện xoay chiều trong một đoạn mạch   là i = 5 2 cos(100 t +  /6)(A). Ở thời điểm t = 1/300s cường độ trong mạch   đạt giá trị A. cực đại. B. cực tiểu. C. bằng không. D. một giá trị khác. Câu 16: Một tụ điện có điện dung C = 31,8 F. Hiệu điện thế hiệu dụng hai  đầu bản tụ  khi có dòng điện xoay chiều có tần số  50Hz và cường độ  dòng  điện cực đại  2 2 A chạy qua nó là A. 200 2 V. B. 200V. C. 20V. D. 20 2 V. Câu 17: Một cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở thuần không đáng kể, mắc  vào mạng điện xoay chiều tần số 60Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây  là 12A. Nếu mắc cuộn dây trên vào mạng điện xoay chiều có tần số 1000Hz  thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là A. 0,72A. B. 200A. C. 1,4A. D. 0,005A. Câu 18: Một cuộn dây có lõi thép, độ  tự  cảm L = 318mH và điện trở  thuần  100 . Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện không đổi có hiệu điện thế  20V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là A. 0,2A. B. 0,14A. C. 0,1A. D. 1,4A. 11
  12. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm Câu 19: Một cuộn dây có lõi thép, độ  tự  cảm L = 318mH và điện trở  thuần  100 . Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện xoay chiều 20V, 50Hz thì  cường độ dòng điện qua cuộn dây là A. 0,2A. B. 0,14A. C. 0,1A. D. 1,4A. Câu 20: Giữa hai bản tụ  điện có hiệu điện thế  xoay chiều 220V – 60Hz.   Dòng  điện qua tụ   điện có  cường  độ  0,5A. Để  dòng  điện qua tụ   điện có  cường độ bằng 8A thì tần số của dòng điện là A. 15Hz. B. 240Hz. C. 480Hz. D. 960Hz ĐÁP ÁN DẠNG 1 Câu(đ/a) 1 D 2B 3B 4A 5B 6C 7B 8A 9B 10C Câu(đ/a) 11 C 12D 13D 14B 15C 16B 17A 18A 19B 20D 12
  13. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm DẠNG 2 :CỘNG HƯỞNG ĐIỆN. VIẾT BIỂU THỨC A CÁC VÍ DỤ Ví dụ  1: Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 40 , cuộn dây có r =  20   và L = 0,0636H, tụ  điện có điện dung thay đổi. Đặt vào hai đầu đoạn  mạch một điện áp xoay chiều có f = 50Hz và U = 120V. Điều chỉnh C để điện   áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại, giá trị đó bằng bao nhiêu *Hướng dẫn giải Ta có:  Z L = 2π f .L = 2π .50.0,0636 = 20Ω . Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây: Ud = I.Zd . Vì Zd không phụ thuộc vào sự  thay đổi của C nên Ud đạt giá trị cực đại khi I = Imax. Suy ra trong mạch phải  có cộng hưởng điện. Lúc đó: U 120            I max = = = 2 (A) ;  Z d = r 2 + Z L2 = 202 + 202 = 20 2Ω . R + r 40 + 20   U d max = I .Z d = 2.20 2 = 40 2Ω = 56,57Ω (V Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ. uAB = 200 2 cos100 t (V).  R =100 Ω ;  1 L=  H; C là tụ điện biến đổi có điện trở rất lớn.. Tìm C để  vôn kế V  có số  π R L C chỉ lớn nhất. Tính Vmax? A B V *Hướng dẫn giải Số  chỉ của Vôn Kế (V) là giá trị điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch   U chứa R và L.  Ta có: UV= I .Z RL R2 Z L2 . .Do R, L không đổi  R2 (Z L ZC )2 1 và U xác định =>   UV=UVmax=>   cộng hưởng điện,  nên   ZL=ZC  => C= 2 = L 1 10−4 1 (100π) 2 =  F.          π π 13
  14. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm 1 Ví dụ 3:  Cho mạch điện xoay chiều R.L.C mắc nối tiếp. Biết R = 50 ,  L = π H. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều  u = 220 2 cos100π t (V).  Biết tụ điện C có thể thay đổi được.      a. Định C để điện áp đồng pha với cường độ dòng điện.      b. Viết biểu thức dòng điện qua mạch. *Hướng dẫn giải  a. Để  u và i đồng pha:  ϕ = 0  thì trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng  điện.    1 1 10−4 1 C= = =        ZL = ZC    ωL = ;       ω 2 L 100π 2 . 1 π F ωC ( ) π  b.Do trong mạch xảy ra cộng hưởng điện nên Zmin = R  U o U o 220 2 Io = = = = 4,4 2 (A) Z min R 50  Pha ban đầu:  ϕi = ϕu − ϕ = 0 − 0 = 0 . Vậy    i = 4,4 2 cos100π t  (A) CÁC CÂU HỎI DẠNG 2 Câu 1: Một dòng điện xoay chiều có tần số f = 50Hz có cường độ hiệu dụng   I =  3 A. Lúc t = 0, cường độ  tức thời là i = 2,45A. Tìm biểu thức của dòng  điện tức thời. A. i =  3 cos100 t(A). B. i =  6 sin(100 t)(A). C. i =  6 cos(100 t) (A).        D. i =  6 cos(100 t ­ /2) (A).  Câu 2 :    Một đoạn mạch gồm tụ  điện C có dung kháng ZC  = 100   và một  cuộn dây có cảm kháng ZL = 200  mắc nối tiếp nhau. Điện áp tại hai đầu  cuộn cảm có biểu thức uL = 100cos(100 t + /6)(V). Biểu thức điện áp ở hai  đầu tụ điện có dạng là A. uC = 50cos(100 t ­ /3)(V). B.   uC  =   50cos(100 t   ­   5 /6)(V). C. uC = 100cos(100 t ­ /2)(V).D. uC = 50sin(100 t ­ 5 /6)(V). 14
  15. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm Câu 3: Đặt vào hai đầu mạch điện RLC nối tiếp một điện áp xoay chiều có  giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng trên các phần tử R, L, C lần  lượt bằng 30V; 50V; 90V. Khi thay tụ C bằng tụ C’ để mạch có cộng hưởng   điện thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở bằng A. 50V. B. 70 2 V. C. 100V. D. 100 2 V.  Câu 4 :   Một mạch điện không phân nhánh gồm 3 phần tử: R = 80 , C = 10­4/2 (F) và cuộn dây không thuần cảm có L = 1/ (H), điện trở  r = 20 . Dòng  điện xoay chiều trong mạch có biểu thức  i = 2cos(100 t ­ /6)(A). Điện áp  tức thời giữa hai đầu đoạn mạch là A. u = 200cos(100 t ­ /4)(V). B. u = 200 2 cos(100 t ­ /4)(V). C. u = 200 2 cos(100 t ­5 /12)(V). D. u = 200cos(100 t ­5 /12)(V).  Câu 5 :   Đoạn mạch gồm điện trở  R = 226 , cuộn dây có độ  tự  cảm L và tụ  có điện dung C biến đổi mắc nối tiếp. Hai đầu đoạn mạch có điện áp tần số  50Hz. Khi C = C1  = 12 F   và C   = C2  = 17 F   thì cường độ  dòng điện hiệu  dụng qua cuộn dây không đổi. Để trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng   điện thì L và C0 có giá trị là A. L = 7,2H; C0 = 14 F . B. L = 0,72H; C0 = 1,4 F . C. L = 0,72mH; C0 = 0,14 F . D. L = 0,72H; C0 = 14 F . Câu 6: Đặt vào hai đầu mạch điện RLC nối tiếp một hiệu điện thế  xoay   chiều có giá trị  hiệu dụng không đổi thì hiệu điện thế  hiệu dụng trên các   phần tử R, L và C đều bằng nhau và bằng 20V. Khi tụ bị nối tắt thì điện áp   dụng hai đầu điện trở R bằng A. 10V. B. 10 2 V. C. 20V. D. 20 2 V Câu 7: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Biết R = 20 ; L =  1 / (H); mạch có tụ điện với điện dung C thay đổi, điện áp hai đầu đoạn mạch có  tần số  50Hz. Để  trong mạch xảy ra cộng hưởng thì điện dung của tụ  có giá   trị bằng A. 100 / ( F) . B.  200 / ( F) . C. 10 / ( F) . D.  400 / ( F) . 15
  16. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm Câu 8: Cho mạch điện RLC nối tiếp. Trong đó R = 10 , L = 0,1/ (H), C =  500/ ( F). Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch không đổi u = U 2 sin(100 t)(V). Để  u và i cùng pha, người ta ghép thêm với C một tụ  điện  có điện dung C0, giá trị C0 và cách ghép C với C0 là A. song song, C0 = C. B. nối tiếp, C0 = C. C. song song, C0 = C/2. D. nối tiếp, C0 = C/2.  Câu 9 :    Điện áp xoay chiều u = 120cos200 t (V)  ở  hai đầu một cuộn dây  thuần cảm có độ tự cảm L = 1/2 H. Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn  dây là A. i = 2,4cos(200 t ­ /2)(A). B. i = 1,2cos(200 t ­ /2)(A). C. i = 4,8cos(200 t + /3)(A). D. i = 1,2cos(200 t + /2)(A).  Câu 10 :   Một cuộn dây thuần cảm có L = 2/ H, mắc nối tiếp với tụ điện C =  31,8 F. Điện áp giữa hai đầu cuộn dây có dạng uL = 100cos(100 t + /6) (V).  Biểu thức cường độ dòng điện có dạng A. i = 0,5cos(100 t ­ /3)(A). B. i = 0,5cos(100 t + /3)(A). C. i = cos(100 t + /3)(A). D. i = cos(100 t ­ /3)(A). ĐÁP ÁN CÁC CÂU HỎI DẠNG 2 Câu(đ/a) 1 B 2 B 3 A 4  C 5  D 6  C 7  A 8  A 9  B 10 A DANG 3: CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU A.CÁC VÍ DỤ 1 2.10 4  Ví dụ 1:    Cho mạch điện như hình vẽ. Biết L =  H,  C =  F ,   uAB = 200cos100πt(V). R bằng bao nhiêu để công suất toả nhiệt trên R là lớn   nhất? Tính công suất đó. * Hướng dẫn giải 1 Ta có :ZL = ωL = 100 Ω; ZC =  = 50 Ω; U = 100 2 V C 16
  17. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm U2 U 2R      Công suất nhiệt trên R :  P = I2 R =  = (Z L Z C ) 2 R2 (Z L Z C ) 2 R R (Z L ZC )2      Theo bất đẳng thức Cosi : Pmax khi  R hay R =ZL ­ZC = 50 Ω  R U2                                                   =>  Pmax =  = 200W  2R 10−4 1  Ví dụ 2 :   Cho mạch điện như hình vẽ , trong đó   C = F =   , L =   H, r =  π 2π R L,r. C 10  , R = 40 A B M N Biểu thức dòng điện trong mạch  i  = 2 2 cos 100 t  (A)    a.Tính tổng trở của mạch? b.Độ lệch pha    và Công suất của toàn mạch ? * Hướng dẫn giải 1 a. Tính tổng trở: Cảm kháng: Z L = L.ω = 100π = 50Ω ; Dung kháng: 2π 1 1 ZC = = ω .C 10− 4  = 100 100π . π         Tổng trở : Z =  (r + R)2 + ( Z L − ZC ) 2 = (10 + 40) 2 + (50 − 100) 2 = 50 2Ω            b. Công suất tiêu thụ của mạch điện : Ta có:  Z L − Z C 50 − 100 π tan ϕ = = = −1 => ϕ = − rad ;  r+R 10 + 40 4           Công suất tiêu thụ của mạch điện : P= UIcos  hoặc  P = I2.(r+R) = 22. (10+40) =  200 W 1 Ví dụ 3 Cho mạch như hình vẽ .Cuộn dây có r=100 Ω ,  L = H ; π L,r M C 10−4 A B tụ điện có điện dung  C = F 2π V 17
  18. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm .Điện áp  xoay chiều hai đầu đoạn mạch  u AB = 100 2 cos100πt(V) .Tính  độ lệch  pha giữa  điện áp  u AB  và  u AM  ? Tính Uc? * Hướng dẫn giải ZL= 100 ; ZC = 200 ;     tan ϕ AB = Z L − ZC = 100 − 200   = ­1  Suy ra   ϕAB = − π rad   r 100 4 Z L 100 π tan ϕ AM = = = 1 Suy ra    ϕAM = rad , Độ  lệch pha giữa   điện áp   u AB   và  r 100     4 π π π u AM  :  ϕ AB/AM = ϕAB − ϕAM = − − =− 4 4 2 Tính UC ?  UC = I.ZC =  = U .Z C 100.100 =50 = 2Ω   r + (Z L − ZC ) 2 2 100 + (100 − 200) 2 2 B. CÁC CÂU HỎI DẠNG 3 Câu 1: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, có R là biến trở. Đặt vào hai đầu   đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = 120 2 cos120 t(V). Biết  rằng ứng với hai giá trị của biến trở : R 1 = 18  và R2 = 32  thì công suất tiêu  thụ P trên đoạn mạch như nhau. Công suất P của đoạn mạch bằng A. 144W. B. 288W. C. 576W. D. 282W. Câu 2:  Điện áp hiệu dụng hai đầu một đoạn mạch RLC là U = 100V. Khi   cường độ  hiệu dụng của dòng điện trong mạch là I = 1A thì công suất tiêu   thụ trên đoạn mạch là P = 50W. Giữ cố định U, R còn các thông số khác của   mạch thay đổi. Công suất tiêu thụ cực đại trên đoạn mạch bằng A. 200W. B. 100W. C. 100 2 W. D. 400W. Câu 3: Đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm một điện trở R > 50 ,  cuộn thuần cảm kháng ZL = 30  và một dung kháng ZC = 70 , đặt dưới hiệu  điện thế hiệu dụng U = 200V, tần số f. Biết công suất mạch P = 400W, điện  trở R có giá trị là A. 60 . B. 80 . C. 100 . D. 120 . 18
  19. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm Câu 4: Một đoạn mạch nối tiếp gồm một cuộn dây và một tụ  điện. Hiệu   điện thế  hiệu dụng hai đầu đoạn mạch, hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ  điện  đều bằng nhau. Hệ số công suất cos  của mạch bằng A. 0,5. B.  3 /2. C.  2 /2. D. 1/4. Câu 5: Một nguồn xoay chiều có giá trị  cực đại của hiệu điện thế  là 340V.   Khi nối một điện trở  với nguồn điện này, công suất toả  nhiệt là 1kW. Nếu  nối điện trở  đó với nguồn điện không đổi 340V thì công suất toả  nhiệt trên  điện trở là  A. 1000W. B. 1400W. C. 2000W. D. 200W. Câu 6: Cho đoạn mạch như hình vẽ 1. Cuộn dây thuần cảm: UAN = 200V; UNB  = 250V; uAB = 150 2 cos100 t (V). Hệ số công suất của đoạn mạch là L C R (HV.1) A B A. 0,6. B. 0,707. M N C. 0,8. D. 0,866. Câu 7:   Cho đoạn mạch mạch RC nối tiếp, R là biến trở. Đặt vào hai đầu  đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị  hiệu dụng U = 100 2 V không đổi.  Thay đổi R. Khi cường độ hiệu dụng của dòng điện đạt 1A thì công suất tiêu  thụ trên đoạn mạch đạt cực đại. Điện trở của biến trở lúc đó bằng A. 100 . B. 200 . C. 100 2 . D. 100/ 2 . Câu 8: Cho mạch điện RLC nối tiếp. L = 1/ (H), C = 10­4/ 2 (F). Biểu thức u  = 120 2 cos100 t(V). Công suất tiêu thụ của mạch điện là P = 36 3 W, cuộn  dây thuần cảm. Điện trở R của mạch là A. 100 3 . B. 100 . C. 100/ 3 . D. A hoặc C. Câu 9: Điện áp hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều u = 100 2 cos(100 t ­ /6)(V) và cường độ  dòng điện trong mạch i = 4 2 sin(100 t)(A). Công suất  tiêu thụ của đoạn mạch là A. 200W. B. 400W. C. 600W. D. 800W. Câu 10: Cho mạch điện RLC nối  tiếp. Cuộn dây không thuần cảm có L =  1,4/ (H) và r = 30 ; tụ có C = 31,8 F. R là biến trở. Điện áp hai đầu đoạn  19
  20. Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: TTGDTX Quốc Oai  Giáo viên: Tạ Đức  Lâm mạch có biểu thức: u = 100 2 cos(100 t)(V). Giá trị nào của R để  công suất  trên biến trở R là cực đại ? Giá trị cực đại đó bằng bao nhiêu ? Chọn kết quả  đúng : A. R = 50 ; PRmax = 62,5W. B. R = 25 ; PRmax = 65,2W. C. R = 75 ; PRmax = 45,5W. D. R = 50 ; PRmax = 625W. ĐÁP ÁN DẠNG 3 Câu(đ/a) 1B 2A 3B 4B 5C 6C 7A 8D 9A 10A 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản