Cập nhật nội dung chi tiết về Bài Tập Vật Lý 12 Chuyên Đề Dòng Điện Xoay Chiều Một Phần Tử Chọn Lọc. mới nhất trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng thông tin trong bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu ngoài mong đợi của bạn, chúng tôi sẽ làm việc thường xuyên để cập nhật nội dung mới nhằm giúp bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
I. Các bài tập vật lý 12 mạch điện xoay chiều 1 phần tử R.
1. Lý thuyết cơ bản.
Cho điện áp u = U0cos(ωt + φu ) vào hai đầu một đoạn mạch có điện trở giá trị R, cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch là: i = I0cos(ωt + φi ).
– Định luật Ohm: mối liên hệ giữa dòng điện, điện áp và điện trở trên một đoạn mạch: Io = Uo / R
– Độ lệch pha: Δφ= φu- φi=0. Dòng điện luôn cùng pha với điện áp ở trường hợp này.
Một số dạng bài toán thường gặp:
Dạng 1: Tính toán giá trị hiệu dụng: I=U/R. Chú ý độ lệch pha lúc nào cũng là 0, tức lúc nào dòng điện cũng trùng pha với điện áp.
Dạng 2: Tính toán nhiệt lượng.
Một dòng điện chạy qua dây dẫn có điện trở, nhiệt lượng tỏa ra được nước hấp thụ. Tính toán hiệu suất?
Để làm dạng này, cần sử dụng công thức tỏa nhiệt trên điện trở theo hiệu ứng Jun-Lenxo: Q1 = I2Rt.
Nhiệt lượng mà nước hấp thụ sẽ là Q2= mc(t2 – t1). Với t2 là nhiệt độ lúc sau, t1 là nhiệt độ ban đầu của nước.
Nếu Q1=Q2, tức là nước hấp thụ toàn bộ nhiệt từ điện trở tỏa ra, hiệu suất đạt 100%.
Dạng 3: Tính toán công suất bóng đèn.
Xét dòng điện xoay chiều chạy qua bóng đèn, ta xem đó là trường hợp dòng điện đi qua dây dẫn có điện trở trong. Các công thức phía trên đều được áp dụng.
Từ các chỉ số ghi trên bóng đèn, ta sẽ nắm được công suất định mức Pdm và hiệu điện thế định mức Udm . Ta tính được các đại lượng sau:
– Điện trở bóng: R = U2/P.
– Cường độ dòng điện định mức: I=P/U
Nhận xét:
Khi dòng điện chạy qua bóng bằng dòng điện định mức thì bóng sáng bình thường.
Trong trường hợp các bóng đèn mắc song song:
Còn nếu trường hợp mắc nối tiếp:
2. Các bài tập vật lý minh họa.
Ví dụ 1: Cho dòng điện xoay chiều i = 4√2cos(100πt) A đi qua đoạn dây dẫn có R=7 Ohm. Để đoạn dây dẫn trên vào bình chứa m=1.2 kg nước. Sau khoảng T=10 phút, thì nhiệt độ nước trong bình sẽ là bao nhiêu, biết rằng ban đầu, bình nước có nhiệt độ 200C và hiệu suất hấp thu nhiệt là H=100%.
A. 200C
B. 240C
C. 60C
D. 120C
Hướng dẫn giải:
Để giải bài này, ta sử dụng công thức tỏa nhiệt trên dây dẫn và công thức tính nhiệt lượng hấp thụ:
Do H=100%, tức là không có mất mát, toàn bộ nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn được nước hấp thu sạch sẽ. Khi đó:
Ví dụ 2: Cho điện áp xoay chiều u = U√2cos(ωt) vào đoạn dây có điện trở thuần R=110Ω, lúc này giá trị cường độ dòng điện qua điện trở là 2A. Giá trị của U là:
A. 220V
B. 110V
C. 380V
D. 24V
Hướng dẫn giải.
Sử dụng công thức tính hiệu điện thế hiệu dụng: U=IR=2.110=220V.
Chọn đáp án A.
3. Một số câu trắc nghiệm tự luyện bài tập lý 12.
Đáp án:
1
2
3
4
5
A
A
D
D
C
II. Các bài tập vật lý 12 mạch điện xoay chiều 1 phần tử L.
1. Lý thuyết cơ bản.
Cho dòng điện xoay chiều i = I0cos(ωt + φi ) và điện áp xoay chiều dạng u = U0cos(ωt + φu ) đi qua 1 cuộn dây.
Tính cản trở dòng điện được đặc trưng bằng đại lượng cảm kháng ZL = ωL.
Định luật Ohm: I=U/ ZL (dùng cho giá trị hiệu dụng)
Độ lệch pha: Δφ= φu- φi=π/2. Điện áp nhanh pha 1 góc π/2 so với dòng điện.
Các dạng toán thường gặp:
Dạng 1: xác định các đại lượng đặc trưng:
Cảm kháng ZL = ωL.
Cường độ dòng điện hiệu dụng I=U/ ZL
Dạng 2: Tính toán giá trị tức thời.
2. Ví dụ minh họa.
Ví dụ 1: Đặt điện áp u = U0cos(ωt) vào hai đầu một cuộn cảm thuần, giá trị tự cảm L. Khi đó, dòng điện đi qua cuộn cảm sẽ là?
Hướng dẫn giải.
Ta sử dụng định luật Ohm để tính: I=U/ ZL, suy ra I0=U0/ ZL .
Mặt khác, u sớm pha hơn i một góc π/2 nên ta chọn đáp án C.
Ví dụ 2: Cho một điện áp u = U√2cos(ωt) đi qua một cuộn cảm thuần, cường độ dòng điện có giá trị hiệu dụng I. Xét tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu cuộn cảm là u và cường độ dòng điện là i. Hệ thức liên hệ nào sau đây sẽ đúng?
Hướng dẫn giải.
Do dòng điện vuông pha với điện áp ở mọi thời điểm t, suy ra
Đáp án là C.
3. Một số bài tập tự luyện.
Đáp án: 1-A ; 2-B ; 3-A
1
2
3
A
B
A
III. Các bài tập lý 12 mạch điện xoay chiều 1 phần tử C.
1. Lý thuyết cơ bản.
Cho dòng điện xoay chiều i = I0cos(ωt + φi ) và điện áp xoay chiều dạng u = U0cos(ωt + φu ) đi qua tụ điện thuần.
Đại lượng cản trở dòng điện dung kháng: ZC=1/Cω
Định luật Ohm: I=U/ZC (chú ý chỉ xài cho giá trị hiệu dụng)
Độ lệch pha Δφ= φu- φi=-π/2. Điện áp trễ pha 1 góc π/2 so với dòng điện.
Dạng toán thường gặp:
Dạng 1: tính toán đại lượng đặc trưng: dùng các công thức dung kháng và định luật Ohm.
Dạng 2: tính toán giá trị tức thời:
Nhận xét:
2. Ví dụ minh họa.
3. Bài tập vật lý 12 tự luyện.
Đáp án:
1
2
3
B
B
B
Đại Cương Về Dòng Điện Xoay Chiều, Trắc Nghiệm Vật Lý Lớp 12
Chủ đề này gồm các vấn đề: cách tạo ra dòng điện xoay chiều, khái niệm dòng điện xoay chiều, hiệu điện thế dao động điều hòa (điện áp), độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp.
A. LÍ THUYẾT
1. Cách tạo ra suất điện động xoay chiều
a. Cơ sở lí thuyết– Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từb. Cách tạo ra và công thức:
– Xét một khung dây có diện tích S gồm N vòng dây
Đặt trong một từ trường đều B
Tại thời điểm t = 0:
Trong đó : + : từ thông (Vêbe (Wb));: là từ thông cực đại.
+: Véc tơ cảm ứng từ của từ trường đều B:Tesla(T)
+: là tần số góc bằng tốc độ quay của khung (rad/s)
2. Khái niệm dòng điện xoay chiều.
a. Định nghĩa: Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ dòng điện (điện áp) biến đổi điều hòa theo thời gian (theo hàm cosin hay sin).
– Định nghĩa: Cường độ dòng điện hiệu dụng là cường độ của dòng điện không đổi mà nếu cho chúng lần lượt đi qua cùng một điện trở trong cùng một khỏang thời gian thì nhiệt lượng tỏa ra là như nhau
– Biểu thức giá trị hiệu dụng: ; ; E=
– Ý nghĩa giá trị hiệu dụng:
+ Trong thực tế người ta thường sử dụng giá trị hiệu dụng để nói về đại lượng của dòng điện: Ampe kế và Vôn kế nhiệt đo giá trị hiệu dụng
+ Dòng điện xoay chiều được sử dụng ở hệ thống điện gia đình là 220V – 50Hz (U = 220V; f = 50Hz)
c. Biểu thức. * Trong đó:
+ i,u: giá trị cường độ dòng điện và điện áp tức thời, đơn vị là (A).
+ ,: là các hằng số.
+ là tần số góc.
+ : pha của dòng điện tại thời điểm t.
+ ; : Pha ban đầu của dòng điện, điện áp
– Các đại lượng đặc trưng.
* Chu kì: (s).
* Tần số: .
3. Độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp.
– Đặt , được gọi là độ lệch pha của điện áp và dòng điện trong mạch.
– Nếu thì khi đó điện áp nhanh pha hơn dòng điện hay dòng điện chậm pha hơn điện áp.
– Nếu thì khi đó điện áp chậm pha hơn dòng điện hay dòng điện nhanh pha hơn điện áp.
B. BÀI TẬP
Dạng 1: XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
Thông thường bài tập thuộc dạng này yêu cầu ta tính từ thông, suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây quay trong từ trường. Ta sử dụng các công thức sau để giải:
– Tần số góc: ω=2πf, Với f là số vòng quay trong mỗi giây bằng tần số dòng điện xoay chiều.
– Vẽ đồ thị: Đồ thị là đường hình sin:
* có chu kì :
C1: Với ,
*/Bài toán về số lần
Dòng điện xoay chiều
– Số lần đổi chiều(dòng điện đổi chiều là khi dòng điện bằng không)
* Mỗi giây đổi chiều 2f lần
* Nếu pha ban đầu hoặc thì chỉ giây đầu tiên đổi chiều 2f-1 lần.
– Số lần đèn sáng đèn tẳt trong 1s: 2f lần
DẠNG 3: TỔNG HỢP DAO ĐỘNG
Cách 1 : Sử dụng hình
Cách 2 : Sử dụng công thức
DẠNG 4: GIÁ TRỊ TỨC THỜI VÀ ĐỘ LỆCH PHA
– Xác định đề bài: Giá trị tức thời (x 1; x 2); Biên độ (A 1; A 2) ; Độ lệch pha
– Xác định đại lượng xét giá trị tức thời: Với những đại lượng giá trị thời của u của đoạn có nhiều thiết bị:
C1: Có thể để nguyên đoạn
C2: Tách thành những hiệu điện thế thành phần
b. Các trường hợp về pha thường gặp
(Cùng cực đại, cùng cực tiểu và cùng bằng không tại một thời điểm)
+ Tính bằng giản đồ
+ Mối quan hệ giữa A 1 ; A 2 là mối quan hệ giữa (U, I) ; (U 1 ; U 2)
+ Dùng đường tròn để sử lí
DẠNG 5: ĐIỆN LƯỢNG CHUYỂN QUA DÂY DẪN
– Điện lượng qua tiết diện S trong thời gian t là q với : q = i.t
Điện lượng qua tiết diện S trong thời gian từ t 1 đến t 2 là Δq :
Chú ý :Bấm máy tính phải để ở chế độ rad.
– Điện lượng chuyển qua tiết diện trong một chu kỳ là :0
Hướng dẫn
– Điện lượng chuyển qua tiết diện trong nửa chu kỳ từ thời điểm i = 0:
Ví dụ(Bài tập về suất điện động xoay chiều): (Trích đề thi đại học 2008) Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích mỗi vòng , quay đều quanh trục đối xứng của khung với vận tốc góc 120 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,2T. Trục quay vuông góc với các đường cảm ứng từ. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ. Biểu thức suất điện động cảm ứng trong khung là
A. B.
C. D.
Tần số góc: (rad/s).
Ví dụ(Bài toán về khoảng thời gian): Một đèn nêon mắc với mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V và tần số 50Hz .Biết đèn sáng khi điện áp giữa 2 cực không nhỏ hơn 155V .
Hướng dẫn
a. Trong một giây , số lần đèn sáng và số lần đèn tắt là
A. Sáng 100 lần, tắt 100 lần. B. Sáng 50 lần, tắt 50 lần.
C. Sáng 300 lần, tắt 100 lần. D. Sáng 100 lần, tắt 50 lần.
b. Tỉ số giữa thời gian đèn sáng và thời gian đèn tắt trong một chu kỳ của dòng điện ?
A. 3 B. 4 C. 2 D. 1
a.
-Trong một chu kỳ có 2 khoảng thời gian thỏa mãn điều kiện đèn sáng
Do đó trong một chu kỳ ,đèn chớp sáng 2 lần ,2 lần đèn tắt
-Số chu kỳ trong một giây : n = f = 50 chu kỳ
-Trong một giây đèn chớp sáng 100 lần , đèn chớp tắt 100 lần
b. Tìm khoảng thời gian đèn sáng trong nửa chu kỳ đầu
-Thời gian đèn sáng trong nửa chu kỳ :
-Thời gian đèn tắt trong chu kỳ :
-Tỉ số thời gian đèn sáng và thời gian đèn tắt trong một chu kỳ :
Ví dụ (Bài tập về tổng hợp dao động) : Đoạn mạch AC có điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm và tụ điện mắc nối tiếp. B là một điểm trên AC với và .Tìm biểu thức hiệu điện thế u AC.
Với bài này ta phải vận dụng công thức lượng giác để tính.
(V).
Bài 2: Dòng Điện Xoay Chiều Là Gì ? Ứng Dụng Của Dòng Điện Xoay Chiều
Định nghĩa dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và giá trị biến đổi theo thời gian, những thay đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định.
Ở trên là các dòng điện xoay chiều hình sin, xung vuông và xung nhọn.
Chu kỳ và tần số của dòng điện xoay chiều
Chu kỳ của dòng điện xoay chiều ký hiệu là T là khoảng thời gian mà điện xoay chiều lặp lại vị trí cũ , chu kỳ được tính bằng giây (s)
Tần số điện xoay chiều: là số lần lặp lại trang thái cũ của dòng điện xoay chiều trong một giây ký hiệu là F đơn vị là Hz
Pha của dòng điện xoay chiều
Nói đến pha của dòng xoay chiều ta thường nói tới sự so sánh giữa 2 dòng điện xoay chiều có cùng tần số .
Hai dòng điện xoay chiều cùng pha là hai dòng điện có các thời điểm điện áp cùng tăng và cùng giảm như nhau.
Hai dòng điện xoay chiều lệch pha : là hai dòng điện có các thời điểm điện áp tăng giảm lệch nhau.
Hai dòng điện xoay chiều ngược pha : là hai dòng điện lệch pha 180 độ, khi dòng điện này tăng thì dòng điện kia giảm và ngược lại.
Biên độ
Biên độ của dòng xoay chiều là giá trị điện áp đỉnh của dòng điện xoay chiều. Biên độ này thường cao hơn điện áp mà ta đo được từ các đồng hồ.
Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là gì
Thường là giá trị đo được từ các đồng hồ và cũng là giá trị điện áp được ghi trên giắc cắm nguồn của các thiết bị điện tử.
Ví dụ: nguồn 220V AC mà ta đang sử dụng chính là chỉ giá trị hiệu dụng, thực tế biên độ đỉnh của điện áp 220V AC khoảng 220V x 1,4 lần = khoảng 300V
Công suất của dòng điện xoay chiều
Công suất của dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào cường độ, điện áp và độ lệch pha giữa hai đại lượng trên, công xuất được tính bởi công thức :
Trong đó:
Sự khác nhau giữa điện 1 pha và 3 pha
Định nghĩa dòng điện xoay chiều 1 pha là gì
Dòng điện xoay chiều 1 pha là dòng điện xoay chiều trong mạch điện xoay chiều có hai dây nối với nguồn điện, hướng của cường độ dòng điện trong mạch AC thay đổi nhiều lần mỗi giây tùy theo tần số của nguồn điện trong mạch.
Điện 220V cung cấp cho mỗi hộ gia đình sử dụng là điện xoay chiều 1 pha và có 2 dây: dây pha và dây trung tính (dây nóng và dây nguội).
Ý nghĩa của dòng điện xoay chiều 1 pha:
Dòng điện xoay chiều 1 pha được sử dụng cho sinh hoạt gia đình, với các thiết bị có công suất nhỏ, không bị hao phí điện năng nhiều.
Định nghĩa dòng điện xoay chiều 3 pha là gì
Dòng điện xoay chiều 3 pha là dòng điện trong mạch điện xoay chiều mà về cơ bản tương tự như 3 đường điện 1 pha chạy song song, có chung 1 dây trung tính. Vì vậy hệ thống điện của chúng ta thường có 4 dây, 3 dây nóng và 1 dây lạnh (Trung tính – 0V).
Ý nghĩa của dòng điện xoay chiều 3 pha:
Điện 3 pha được sử dụng cho việc truyền tải, sản xuất công nghiệp sử dụng thiết bị điện có công suất lớn để giải quyết vấn đề hao tổn điện năng. Hệ thống điện 3 pha gồm 2 dây nóng, 1 dây lạnh, điện áp chuẩn ra 380V.
Ứng dụng của dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều 3 pha
Điện 3 pha được sử dụng cho việc truyền tải, sản xuất công nghiệp sử dụng thiết bị điện có công suất lớn để giải quyết vấn đề tổn hao điện năng.
Cũng theo đánh giá từ các chuyên gia thì máy phát điện 3 pha cho dòng điện 3 pha khỏe, tốt hơn rất nhiều, thậm chí hiệu suất hoạt động của máy cũng hiệu quả hơn. Do đó, sử dụng máy phát điện 3 pha và dòng điện xoay chiều 3 pha là một giải pháp tiết kiệm, an toàn và hiệu quả.
Dòng điện xoay chiều 1 pha
Điện 1 pha được sử dụng cho sinh hoạt gia đình, công suất thiết bị nhỏ, các thiết bị không bị hao phí về điện năng nhiều.
Bài 19: Dòng Điện Xoay Chiều Ba Pha
Giáo viên giảng dạy : Tr?n Vi?t Th?ngTrường PTTH Chu Văn An Thỏi Nguyờn Bài giảngT27 Đ19: Dòng điện xoay chiều ba pha2. Cách mắc hình tam giác ( ? ).I. Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha:1. Cấu tạo.2. Hoạt động.3. Định nghĩa dòng điện ba pha.4. Đồ thị dòng điện ba pha.II. Các cách mắc dòng điện xoay chiều ba pha:1. Cách mắc hình sao ( Y ).N?i dung bi gi?ngkiểm tra bài cũCâu hỏi số 1 Nêu nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều ? áp dụng định luật cảm ứng điện từ: . Cho một khung dây quay đều trong từ trường đều, trong khung dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng xoay chiều hình sin, nối kín ra mạch ngoài nhờ 2 vành khuyên và 2 thanh quét ta được một dòng điện xoay chiều hình sin.Trả lời:kiểm tra bài cũCâu hỏi số 2Nêu nguyên tắc cấu tạo của máy dao điện một pha ? +Rôto(phần ứng):Những cuộn dây mắc nối tiếp nhau cuốn trên những lá thép kỹ thuật điệnGồm 2 phần:+Stato(phần cảm):Nam châm điện(có 2 hay nhiều cặp cực)Lấy điện ra ngoài nhờ 2 vành khuyên và 2 thanh quétTrả lờiI/ Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha:T27 Đ19: DònG điện xoay chiều ba pha+ Rôto (phần cảm): Nam châm điện.+ Stato (phần ứng):Gồm 3 cuộn dây giống nhau đặt lệch nhau 1/3 vòng tròn.
Giống máy dao điện một pha1, Cấu tạo:2,Hoạt độngTiếp sau T/3 (120o): Ncủa Rôto đứng trước cuộn 3: ф3max Nhận xét : Khi Rôto quay từ thông qua các cuộn dây biến thiên tuần hoàn lệch nhau T/3 (1200) SĐĐ ở 3 cuộn dây cũng lệch pha nhau 120o ( 2π/3).Nối 3 cuộn dây với 3 mạch ngoài giống nhau, ta được 3 dòng điện xoay chiều 1 pha, lệch nhau 120o. Gọi là dòng điện xoay chiều 3 pha: Khi cực N của Rôto đứng trước cuộn 1: ф1max
Cho Rôto quay : Sau T/3 (120o): N của Rôto đứng trước cuộn 2: ф2max 4. Đồ thị dòng điện ba pha:3. Định nghĩa dòng điện ba pha :Là hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều 1 pha có cùng biên độ, cïng tÇn sè, lệch pha nhau 2π/3A1A3A2A’1A’2A’3B1B2B3OB’1B’2B’3O’Dây pha 1Dây pha 2Dây pha 3Dây trung hòa1. Cách mắc hình sao ( Y ):+ Cách dùng: Khi tải đều i1 + i2 + i3 = i0 = 0. Khi tải không đều: i0 ? 0, nhỏ, nên dùng dây dẫn nhỏ.+ Đặc điểm :II/ các cách mắc dòng điện xoay chiều ba pha2. Cách mắc hình tam giác ( ? ):Nối điểm đầu của pha này với điểm cuối của pha kia tạo thành mạch kín.+ Cách dùng: Chỉ dùng khi tải đều ba pha.+ Cách nối dây:+ Đặc điểm :Câu hỏi củng cố1. Nêu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy dao điện ba pha ?2. Định nghĩa, viết phương trình dòng điện xoay chiều ba pha ?3. Trình bày các cách mắc dòng điện ba pha ? Và nêu những ưu điểm của nó?
Bạn đang đọc nội dung bài viết Bài Tập Vật Lý 12 Chuyên Đề Dòng Điện Xoay Chiều Một Phần Tử Chọn Lọc. trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng một phần nào đó những thông tin mà chúng tôi đã cung cấp là rất hữu ích với bạn. Nếu nội dung bài viết hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!