Bài 13. Các mạch điện xoay chiều

Lý thuyết và bài tập bài 13: Các mạch điện xoay chiều, chương III, Vật lý 12

A. Trọng tâm kiến thức:

Bảng so sánh các mạch điện chứa các phần tử khác nhau

Bài Tập / Bài Soạn: 

Câu C1 trang 67 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

Hãy nhắc lại các định nghĩa của u, U0 và U

Lời giải chi tiết

- Điện áp tức thời xoay chiều là điện áp biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin.

- Điện áp cực đại là giá trị lớn nhất luôn dương khi hàm cos hay sin bằng 1.

- Điện áp hiệu dụng là giá trị của điện áp hiện thị trên vôn kế (bằng điện áp cực đại chia \(\sqrt 2 \) ).

Câu C2 trang 68 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

Phát biểu định luật Ôm đối với dòng điện một chiều qua một dây dẫn.

Lời giải chi tiết

Cường độ dòng điện qua đoạn mạch thì tỉ lệ thuận với điện áp 2 đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở đoạn mạch.

\(R = {U \over I}\)

Câu C3 trang 68 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

Dòng điện trên hình 13.4 (SGK) có "chạy qua" hai tấm của tụ điện không? Cơ chế của dòng điện ấy như thế nào?

Lời giải chi tiết

Dòng điện trong mạch hình 13.4 có tụ điện là dòng điện tích dịch chuyển từ bản dương (+q) sang bản âm (-q) ở phía ngoài tụ điện, do đó dòng điện không chạy qua 2 tấm của tụ điện.

Câu C4 trang 70 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

Chứng minh rằng đại lượng ZC = 1/Cω có đơn vị là ôm (đơn vị của điện trở)

Lời giải chi tiết

Ta có \({Z_C} = {1 \over {C\omega }} \Rightarrow \) đơn vị của \({Z_C}\) là \({1 \over {F.{1 \over s}}}\)

\({1 \over {F{1 \over s}}} = {1 \over {{C \over V}{1 \over s}}} = {{Vs} \over C} = {{Vs} \over {As}} = {V \over A} = \Omega \)

Vậy ZC có đơn vị là ôm.

Câu C5 trang 71 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

Chứng minh hệ thức sau đây giữa điện áp u ở hai đầu cuộn cảm và dòng điện i chạy qua cuộn cảm đó (H.13.5)

\({U_{AB}} = ri + L{\displaystyle{di} \over {dt}}\)

Lời giải chi tiết

Theo định luật ôm cho toàn mạch

\({U_{AB}} = ri - e\) với \(e =  - L{\displaystyle{di} \over {dt}}\)

Ta được: \({U_B} = ri + L{\displaystyle{di} \over {dt}}\)

Câu C6 trang 72 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

Chứng minh rằng ZL = ωL có đơn vị của điện trở 

Lời giải chi tiết

\({Z_L} = {L\omega }\) với \(\omega \) có đơn vị là \(\displaystyle{1 \over {s}},L = {e \over {{\displaystyle{di} \over {dt}}}}\)

\( \Rightarrow \) Độ tự cảm L tính bằng đơn vị là Henri \( = \displaystyle{{v.s} \over A}\)

\( \Rightarrow \) Đơn vị của ZL là: \(\left( \displaystyle{{{V.s} \over A}} \right)\displaystyle{1 \over s} = {V \over A} \Rightarrow {V \over A} \approx \Omega \)

Vậy ZL có đơn vị là Ôm

Bài 1 trang 74 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Phát biểu định luật Ôm cho mạch điện xoay chiều chỉ có,

a) một tụ điện;

b) một cuộn cảm thuần.

Lời giải chi tiết

- Định luật Ôm của dòng điện xoay chiều chỉ có một tụ điện:

Cường độ hiệu dụng trong mạch chứa tụ điện có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch và dung kháng của mạch:  

\(I = \frac{U}{{{Z_C}}}\)

- Định luật Ôm của dòng điện xoay chiều chỉ có một cuộn cảm thuần:

Bài 2 trang 74 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Dựa vào định luật Ôm, hãy so sánh tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều thể hiện trong.

a) ZC;                                    b) ZL .

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Vận dụng biểu thức tính dung kháng và cảm kháng:

+ Dung kháng: \(Z_C=\dfrac{1}{\omega C}\)

+ Cảm kháng: \(Z_L=\omega L\)

Lời giải chi tiết

Từ \({Z_L} = \omega L;{Z_C} = {1 \over {\omega C}}\) ta có các nhận xét sau 

a) ZC tỷ lệ nghịch với C và f

Bài 3 trang 74 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Điện áp giữa hai đầu của một tụ điện:

\(u = 100\sqrt2\cos100πt (V)\)

Cường độ hiệu dụng trong mạch là \(I = 5A\).

a) Xác định \(C\).                 b) Viết biểu thức của \(i\).

Phương pháp giải - Xem chi tiết

a. Dung kháng: \({Z_C} = {1 \over {\omega C}} = {U \over I}\)

b. Trong mạch điện chỉ có tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu tụ điện

Lời giải chi tiết

Bài 4 trang 74 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Điện áp giữa hai đầu của một cuộn cảm thuần:

u = 100√2cos100πt (V)

Cường độ hiệu dụng trong mạch I = 5 A.

a) Xác định L.                      

b) Viết biều thức của i.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

a. Cảm kháng: \({Z_L} = {U \over I} = \omega L\) 

b. Trong mạch điện chỉ có cuộn cảm thuần, cường độ dòng điện trễ pha  \({\pi  \over 2}\) so với điện áp

Lời giải chi tiết

a. Điện áp hiệu dụng:

Bài 5 trang 74 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Chứng minh rằng, khi hai cuộn cảm thuần L1 và L2 mắc nối tiếp trong một mạch điện xoay chiều thì cuộn cảm tương đương có cảm kháng cho bởi:

ZL = (L1 + L2) ω

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+ Mạch có L1 và L2 mắc nối tiếp thì: u = u1 + u2

+ Dung kháng: Z= ωL

Lời giải chi tiết

* Cách 1:

Khi L1 và L2 mắc nối tiếp thì: 

Bài 6 trang 74 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Chứng minh rằng, khi hai tụ điện C1 và C2 mắc nối tiếp thì điện dung tương đương có dung kháng:

ZC = \({1 \over {{C_\omega }}}\) và \({1 \over {{C_\omega }}} = {1 \over {{C_1}_\omega }} + {1 \over {{C_2}_\omega }}\)

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Mạch gồm hai tụ điện mắc nối tiếp: u = u1 + u2; q = q1 = q2

Lời giải chi tiết

Bài 7 trang 74 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Một đoạn mạch chứa một số tụ điện có điện dung tương đương C, đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp tức thời u = U0cos ωt (V). Cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu ?

A. \(\dfrac{U_{0}}{C\omega }\);                              B. \(\dfrac{U_{0}}{\sqrt{2}C\omega }\);

C. U0Cω;                          D. \(\dfrac{U_{0}}{\sqrt{2}}C\omega\)

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Cường độ hiệu dụng: \(I = \displaystyle{U \over {{Z_C}}}\)

Bài 8 trang 74 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Đoạn mạch chứa một cuộn cảm thuần L; đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp tức thời u = U0cos ωt (V) thì cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu ?

A. \(\frac{U_{0}}{L\omega }\);                        B. \(\frac{U_{0}}{\sqrt{2}L\omega }\);

C. U0Lω;                    D. \(\frac{U_{0}}{\sqrt{2}}L\omega\)

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Cường độ hiệu dụng:  I = U/ZL

Cảm kháng: ZL = ωL

Lời giải chi tiết

Đáp án B

Bài 9 trang 74 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Điện áp u = 200\(\sqrt 2\)cosωt (V) đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần thì tạo ra dòng điện có cường độ hiệu dụng I = 2A. Cảm kháng có giá trị là bao nhiêu ?

A. 100 Ω;                             B. 200 Ω;

C. 100\(\sqrt 2\) Ω;                        D. 200\(\sqrt 2\) Ω.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Cảm kháng: ZL = U/I

Lời giải chi tiết

Đáp án A

Điện áp hiệu dụng: \(U = {{{U_0}} \over {\sqrt 2 }} = {{200\sqrt 2 } \over {\sqrt 2 }} = 200V\)


Giải các môn học khác

Bình luận

CHƯƠNG I. DAO ĐỘNG CƠ

CHƯƠNG II. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

  • Đề ôn tập học kì 1 – Có đáp án và lời giải
  • Đề thi học kì 1 của các trường có lời giải – Mới nhất

CHƯƠNG IV. DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

CHƯƠNG V. SÓNG ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VI. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VII. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

CHƯƠNG VIII. TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ

ĐỀ THI HỌC KÌ 2 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

  • Đề thi học kì 2 của các trường có lời giải – Mới nhất

ĐỀ THI THỬ THPT QUỐC GIA MÔN VẬT LÍ