LUẬN văn sư PHẠM vật lý HỆTHỐNG bài tập điện XOAY CHIỀU

Để giúp các em học sinh nhận dạng được các câu trắc nghiệm định lượng từ đó có thể giải nhanh và chính xác từng câu, tôi đã chọn đề tài “ HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU ”.. Khái niệm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Giáo viên phản biện: MSSV: 1090297

Th.s LÊ VĂN NHẠN Lớp: Sư phạm vật lý – Tin học K35

Th.s HỒ HỮU HẬU

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin cám ơn Trường Đại học Cần Thơ đã đào tạo em trong suốt thời

gian qua

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Phạm Văn Tuấn, thầy đã tận tình hướng

dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt luận văn này Thầy đã giúp

em định hướng được mục tiêu của đề tài, cách trình bày bày luận Ngoài ra thầy còn

dành nhiều thời gian chỉnh sửa, kịp thời giải đáp các vướng mắc trong quả trình em

thực hiện đề tài sao cho luận văn của em hoàn thành kịp tiến độ và hoàn thiện nhất

Xin chân thành cám ơn các tác giả của các tài liệu đã cung cấp nguồn thông tin chính

xác, hỗ trợ em thực hiện tốt đề tài và giúp em mở mang nhiều kiến thức mới

Một lần nữa, em xin chân thành cám ơn quý thầy cô và các bạn đồng hành cùng em

trong suốt thời gian qua Cuối cùng em xin gởi lời chúc sức khỏe và thành công đến

tất cả mọi người

Sinh viên thực hiện

Trần Ngọc Trình

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Giáo viên hướng dẫn ký duyệt

Phạm Văn Tuấn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Giáo viên phản biện ký duyệt

Lê Văn Nhạn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Giáo viên phản biện ký duyệt

Hồ Hữu Hậu

Phần I

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Chúng ta đã biết, vật lý là một bộ môn khoa học quan trọng được ứng dụng nhiều

trong khoa học công nghệ và đời sống Trong đó vật lý đại cương là kiến thức cơ bản

và phổ thông nhất Nó bao gồm nhiều phần khác nhau: Cơ, nhiệt, điện, quang, vật lý

hạt nhân

Điện học cũng được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày đặc biệt là

dòng điện xoay chiều, đó là dòng điện trong mạch điện của mỗi gia đình, là dòng điện

sử dụng nhiều trong kỹ thuật

Hơn thế, hiện nay hình thức thi trắc nghiệm khách quan được áp dụng trong các

kỳ thi tốt nghiệp, tuyển sinh Cao đẳng và Đại học thì yêu cầu về việc nhận dạng để

giải nhanh và tối ưu các câu trắc nghiệm, đặc biệt là câu trắc nghiệm định lượng là rất

cần thiết để đạt dược kết quả cao trong kỳ thi

Để giúp các em học sinh nhận dạng được các câu trắc nghiệm định lượng từ đó có

thể giải nhanh và chính xác từng câu, tôi đã chọn đề tài “ HỆ THỐNG BÀI TẬP

ĐIỆN XOAY CHIỀU ”

Đề tài này nhằm giúp hoc sinh khắc sâu kiến thức có một hệ thống bài tập và

phương pháp giải chúng, giúp các em chủ động được phương pháp Từ đó, có thêm kỹ

năng cũng như giúp các em có thể nhanh chống giải các bài toán trắc nghiệm

2 Mục đích nghiên cứu

Nâng cao khả năng nhận dạng và giải các bài tập điện xoay chiều trong các đề thi

Phân loại bài tập theo nội dung

Tìm phương pháp giải cho các loại bài tập điện xoay chiều

3 Đối tượng nghiên cứu

Dòng điện xoay chiều

Các dạng mạch điện

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Hệ thống, khái quát những kiến thức cơ bản và nâng cao về điện xoay chiều

Phân loại, nêu và giải một số bài tập nâng cao, mang tính chất khái quát để thuận

tiện cho việc học tập cũng như có thể giải và tham khảo tài liệu

5 Phương pháp nghiên cứu

Tra cứu tài liệu

Tập hợp các bài tập điển hình của phấn điện xoay chiều và phân chúng thành các

bài tập minh họa của những dạng bài tập cơ bản

Có hướng dẫn giải và đáp số các bài tập minh họa

Phần II PHẦN NỘI DUNG Chương I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Khái niệm về bài tập vật lý

Bài tập vật lý là một yêu cầu đặt ra cho người học, được người học giải quyết dựa

trên cơ sở các lập luận logic, nhờ các phép tính toán, các thí nghiệm, dựa trên những

kiến thức về khái niệm, định luật và các thuyết vật lý

1.2 Phân loại bài tập vật lý

Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà ta có nhiều cách phân loại bài tập vật lý khác

nhau: Phân loại theo mục đích, phân loại theo cách giải, phân loại theo mức độ khó dễ,

phân loại theo nội dung

Hiện nay hình thức thi trắc nghiệm được áp dụng rộng rãi trong các kỳ thi Do đó

yêu cầu nhận dạng , giải nhanh và chính xác các bài tập trắc nghiệm là rất quan trọng

Việc phân loại bài tập vật lý theo nội dung sẽ giúp cho người đọc dễ dàng nắm được

nội dung, cũng như nhanh chống giải quyết yêu cầu đặt ra của bài toán

Mục tiêu cần đạt tới khi giải một bài toán vật lý là tìm được câu trả lời đúng đắn,

giải đáp được vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học chặt chẽ Quá trình giải một

bài toán thực chất là tìm hiểu điều kiện của bài toán, xem xét hiện tượng vật lý được đề

cập chúng thuộc nội dung nào và dựa trên các kiến thức về vật lý, toán để nghĩ tới mối

liên hệ có thể của cái đã cho và cái cần tìm sao cho thấy được cái phải tìm có mối liên

hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho, từ đó đi đến chỉ rõ được mối liên hệ tường

minh trực tiếp của cái phải tìm để tìm lời giải đáp cho bài toán đặt ra

Tóm lại: Bài tập vật lý rất đa dạng, vì thế vấn đề phân loại được các bài tập của

một phân môn là rất cần thiết để có thể học tốt phân môn đó

1.3 Phương pháp giải bài tập vật lý

Xét về tính chất của các thao tác tư duy khi giải các bài tập vật lý người ta thường

dùng hai phương pháp sau

- Tìm mối liên hệ giữa đại lượng cần tìm với đại lượng trung gian dựa vào các quy luật

vật lý

- Tìm mối liên hệ giữa đại lượng trung gian với đại lượng đã cho

- Xác định đai lượng trung gian rồi tiến đến xác định đại lượng cần tìm

1.3.2 Phương pháp tổng hợp

Hoạt động tư duy trong phương pháp tổng hợp được định hướng như sau:

- Tìm mối liên hệ giữa các đại lượng đã cho với đại lượng trung gian để làm cơ sở xác

định đại lượng cần tìm

- Xác định mối liên hệ giữa đại lượng cần tìm với đại lượng trung gian

- Kết hợp các mối liên hệ để xác định đại lượng cần tìm

1.4 Các bước chung giải bài toán vật lý

Từ phân tích về thực chất hoạt động giải bài toán, ta có thể đưa ra một cách khái

quát các bước chung của tiến trình giải một bài toán vật lý và hoạt động chính trong

các bước đó là

Bước 1: Tìm hiểu đầu bài

- Đọc, phân tích đề bài, ghi ngắn gọn các dữ liệu xuất hiện, các cái phải tìm, thống

nhất đơn vị

- Vẽ hình minh họa để làm rõ nghĩa của đề bài

Bước 2: Xác lập những mối liên hệ

- Phân tích các giả thuyết và yêu cầu của bài toán để tìm ra các quy luật vật lý có liên

quan, hoặc phân tích bản chất hiện tượng vật lý nêu trong bài toán để tìm ra các mối

liên hệ liên quan đến các đại lượng cần tìm

- Lựa chon những mối liên hệ sao cho việc tìm ra kết quả là ngắn gọn nhất

Bước 3: Sự luận giải để tìm ra kết quả

- Từ các mối liên hệ cần thiết đã xác lập, tiếp tục luận giải, tính toán để rút ra kết quả

cần tìm, sao cho việc tìm ra kết quả là ngắn nhất

- Sự luận giải phải đảm bảo tính logic và khoa học

Bước 4: Biện luận và trả lời kết quả

- Kiểm tra xác nhận kết quả Để có thể xác nhận kết quả cần tìm cần kiểm tra lại việc

- Kiểm tra xem đã tính toán đúng chưa

- Kiểm tra xem thứ nguyên có phù hợp không

- Kiểm tra kết quả bằng thực nghiệm xem có phù hợp không

- Giải bài toán theo các cách khác xem có cho đúng kết quả không

- Trả lời kết quả theo yêu cầu bài toán

1.5 Kết luận

Hoạt động học nói chung để đạt kết quả cao thì vấn đề sử dụng bài tập là rất cần

thiết vì bài tập là phương tiện chủ yếu giúp người học có thể nắm rõ được các vấn đề

nghiên cứu, rèn luyện kỷ năng, kỷ xảo, vận dụng kiến thức vào thực tiễn Bên cạnh đó

có thể dùng bài tập để ôn tập, đào sâu, cũng cố và mở rộng tri thức Đặc biệt là chất

lượng học tập sẽ được nâng cao hơn khi ta có thể phân loại và đề ra phương pháp giải

các dạng bài tập một cách phù hợp

Cho khung dây dẫn phẳng có N vòng, diện tích S quay đều với vận tốc góc ω xung

quanh trục, tại thời điểm t = 0, góc giữa pháp tuyến n của khung dây và vector



B là (n,B) = φ Tại thời điểm t góc đó sẽ là α = (ωt + φ)

Từ thông gửi qua khung dây tại thời điểm t là: Φ(t) = NBScos(ωt + φ)

Từ thông gửi qua khung dây cực đại là: Φ0 = NBS

Theo định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng xuất

hiện trong mạch là: ξ(t) =

-dt

d 

= ωNBS sin(ωt + φ) = E0 sin(ωt + φ) Với E0 = ωNBS là biên độ của suất điện động cảm ứng

Dòng điện trong mạch là:     t

R

NBS R

i t sin Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều trong mạch là: iI0sin  t 

Biểu thức hiệu điện thế xoay chiều trong mạch là: uU0sin( t)(V)

Các giá trị hiệu dụng trong mạch là:

2 0

i (A) chạy qua là: QRI2t

Công suất tỏa nhiệt trên điện trở R khi có dòng điện xoay chiều chạy qua là: P  RI2

2.1.2 Tự luận

Một khung dây dẫn phẳng có diện tích S = 50 cm 2 , có N = 100 vòng dây, quay đều

với tốc độ 50 vòng/giây quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ

trường đều có cảm ứng từ B = 0,1T Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vectơ pháp

tuyến n

của diện tích S của khung dây cùng chiều với vectơ cảm ứng từ B

và chiều dương là chiều quay của khung dây

a Viết biểu thức xác định từ thông qua khung dây

b Viết biểu thức xác định suất điện động xuất hiện trong khung dây

 n B 

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây được xác định theo định luật Lentz

))(

2100cos(

52cos)

Câu 1 Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích mỗi vòng 600cm 2 ,

quay quanh trục đối xứng của khung với vận tốc góc 120vòng/phút trong một từ

trường đều có cảm ứng từ bằng 0,2T Trục quay vuông góc với cảm ứng từ Chọn gốc

thời gian lúc vector pháp tuyến của mặt phẳng khung dây ngược hướng với vector

cảm ứng từ Biểu thức suất điện động cảm ứng từ trong khung là:

A e4,8sin(4  t )(V) B )

2 40 sin(

8 ,

Suất điện động cực đại trong khung dây: E0  NBS  4,8(V)

Vector pháp tuyến của mặt phẳng khung dây ngược hướng với vector cảm ứng từ:  

Biểu thức suất điện động cảm ứng từ trong khung là: e4,8sin(4  t )(V)

Chọn đáp án A

Câu 2 Một khung dây phẳng dẹt hình chữ nhật gồm 200vòng, có các cạnh 15cm và

20cm quay đều trong từ trường với vận tốc 1200vòng/phút Biết từ trường đều có

vector cảm ứng từ B vuông góc với trục quay và B = 0,05T Giá trị hiệu dụng của suất

điện động xoay chiều là

A 42,6V B 37,7V C 26,7V D 53,2V

Hướng dẫn giải

Biểu thức suất điện động cảm ứng từ trong khung là: e= E0sin(ωt + φ) (V)

Suất điện động cực đại trong khung dây: E0  NBS  12(V)

22

0

V NBS

Từ thông gửi qua khung dây tại thời điểm t là:  t)  NBScos( t)(Wb)

2 100 sin(

đại qua khung dây Để suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây có tần số

50Hz thì khung dây phải quay với tốc độ bao nhiêu vòng/phút?

A 0.54(Wb), 3000(vòng/phút) B 0.54(Wb), 4000(vòng/phút)

C 0.45(Wb), 3000(vòng/phút) D 0.45(Wb), 4000(vòng/phút)

Hướng dẫn giải

Từ thông cực đại qua khung dây là: 0 NBS 0,54(Wb)

Tốc độ quay của khung dây là: 60 3000(vòng/phút)

p

f

n 

Chọn đáp án A

Câu 5 Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức isin100 t(A)đi qua

một điện trở thuần có R = 100(Ω) sau khoảng thời gian 40(s) nhiệt lượng tỏa ra có

   là độ lệch pha của u so với i,

- Dòng điện xoay chiều i = I 0 cos(ωt +  i )

Mỗi giây đổi chiều 2f lần

Nếu cho dòng điện qua bộ phận làm rung dây

trong hiện tượng sóng dừng thì dây rung với tần số 2f

U

u

O

M'2 M2

Gọi tlà khoảng thời gian đèn sáng trong một chu kỳ:

100

cos(

I

i  ,với I 0 > 0 và t tính bằng giây (s) Tính từ lúc 0 s, xác định thời

điểm đầu tiên mà dòng điện có cường độ tức thời bằng cường độ hiệu dụng ?

tròn đều với cùng chu kì đi từ P đến Q theo

Trong biểu thức của dòng điện, thì tần số góc ω = 100π rad/s nên ta suy ra tính từ lúc 0

s thì thời điểm đầu tiên mà dòng điện có cường độ tức thời bằng cường độ hiệu dụng

là:

400

1100.4

D

2.2.3 Trắc nghiệm

Câu 1 Vào cùng một thời điểm nào đó, hai dòng điện xoay chiều

))(

0

i     và i2  I0cos(  t 2)(A) đều cùng có giá trị tức thời là 0,5I o

nhưng một dòng điện đang giảm, còn một dòng điện đang tăng Hai dòng điện này

1

 với k є Z Hướng dẫn giải

Biểu thức cường độ dòng điện qua tụ: i = I0 

Câu 3 Dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch có dạng i4cos100 t(A) Trong

khoảng thời gian từ 0 đến s

100

1

, cường độ dòng điện có giá trị i  2 2 (A) ở những

thời điểm nào

Hướng dẫn giải

Cường độ dòng điện tức thời : i2 2

Thay i vào i 4 cos 100 t(A) ta được giá trị của ( )

Câu 4 Dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i I0sin 100 t Trong khoảng

thời gian từ 0 đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời có giá trị bằng 0,5I 0 vào những

Hướng dẫn giải

Với ω = 100π suy ra chu kỳ T = 0,02s

Khoảng thời gian từ 0 đến 0,01s là nửa chu kỳ

Thay giá trị i = 0,5I0 vào phương trình i I0sin100 t ta tính được hai giá trị của thời

Chọn đáp án D

Câu 5 Đặt điện áp xoay chiều u U Ocos t(V) vào hai bản của một tụ điện Ở thời

điểm t 1 , điện áp là 100 3V và cường độ dòng điện trong mạch là -2,5A Ở thời điểm

t 2 , các giá trị nói trên là 100V và 2,5 3A Điện áp cực đại U 0 là

A 200 2V B 100 2V C 200V D 100V

Giả sử điện áp có dạng uU Ocos t

Z

U t

Thay u1 và i1, u2 và i2 vào phương trình điện áp và phương trình cường độ dòng điện

Giải phương trình ta tìm điện áp cực đại U0

Chọn đáp án C

2.3 Dạng 3: Biểu thức hiệu điện thế tức thời Biểu thức cường độ dòng điện

tức thời

2.3.1 Tóm tắt lý thuyết

Với một đoạn mạch xoay chiều thì biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ

dòng điện qua mạch có biểu thức:

Tìm φi và φu bằng mối quan hệ độ lệch pha:

R

C L C L i u

U

U U R

2





I Z

u I

i

C C

0 2 2 2 0

2





I Z

u I i

L L

0 2 2 2 0

2





I Z

u I

i

LC LC

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

Hiệu điện thế cực đại: U0  I0Z  150 (V)

Biểu thức hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu mạch điện: u150cos(100 0,2)(V)

2.3.3 Trắc nghiệm

Câu 1 Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây thuần cảm có cảm kháng

Z L = 100Ω, mắc nối tiếp với điện trở thuần R = 100Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch

điện áp xoay chiều u  100 2 sin 100 t(V) Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch

là:

C )( )

6 100

Z R

U Z

U I



  L   i  

i u

R Z

4 100

2,

6 ,

6 ,

Câu 3 Cho mạch điện RC có điện trở thuần R = 100Ω mắc nối tiếp với tụ điện



 Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là

2

100 (V) thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là 2A Viết biểu thức cường độ

dòng điện chạy qua cuộn cảm

6100cos(

Hệ thức độc lập: 2 1

0

2 2 0

i

0

2 2 0

u I

i

2 2

Z

u i I





 Điện áp hai đầu mạch

) ( 100 cos

2

u  Viết biểu thức cường độ dòng điện và tính công suất tiêu thụ

của mạch điện trên

6100cos(

2.4 Dạng 4: Điện lượng qua tiết diện dây dẫn

2.4.1 Tóm tắt lý thuyết

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 t1 đến t2 là Δq : Δq = i.Δt  

1

2

t

t

dt i q

0 , với I 0 là biên độ và T là chu kì của dòng điện Xác định điện lượng

chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn đoạn mạch trong thời gian bằng một phần

tư chu kì dòng điện tính từ thời điểm 0 s

Hướng dẫn giải

Cường độ i của dòng điện chạy trong dây dẫn bằng đạo hàm bậc nhất của điện lượng q

chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn theo thời gian t : q't)

dt

dq

Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian rất bé dt là: dq = idt

Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian bằng T

4

1

tính từ thời điểm 0 s là :

dt t T I

dt t T

I

q

T T

0

0

2 cos 2

2 sin 2

2 sin

2

0 4 0 0

T I T

T T

T I t T

Câu 1 Dòng điện xoay chiều i2sin100 t(A) qua một dây dẫn Điện lượng chạy

qua tiết diện dây trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là :

Điện lượng qua tiết diện S trong thời gian từ 0 đến 0,15s là: i dq





Chọn đáp án B

Câu 2 Dòng điện xoay chiều có biểu thức i2 cos100 t A( )chạy qua dây dẫn điện

lượng chạy qua một tiết điện dây trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là :

A.0 B. 4 ( )

3( )

6( )

0 100 cos 2

chu kì của dòng điện là

Ta có điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn của đoạn mạch đó trong thời

gian bằng nửa chu kì :

0

2 ) 2 cos(

Do chỉ có R nên u và i cùng pha với nhau và φ = 0

Biểu thức hiệu điện thế tức thời: uU0cos(  t )

Biểu thức cường độ dòng điện tức thời: i I0cos(  t )Với

R

U

0 

- Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

Đoạn mạch chỉ có tụ điện C nên Z  Z Cvà u trể pha

- Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm

Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L nên Z  Z Lvà u sớm pha

2.5.2 Tự luận

Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R100 ( ); 10 ( )

4

F C

 Cường độ dòng điện qua mạch có dạng i2cos100 t(A) Viết biểu thức

điện áp tức thời của hai đầu mạch và hai đầu mỗi phần tử mạch điện

Hướng dẫn giải

Cảm kháng : Z L L 200 ( )

Dung kháng :  1 100()

 C

 



2.5.3 Trắc nghiệm

Câu 1 Cho dòng điện xoay chiều có dạng i 2sin100 t(A) chạy qua một cuộn dây

thuần cảm có cảm kháng là 100Ω thì hiệu điện thế hai đầu cuộn dây có dạng :

2100sin(

Hiệu điện thế cực đại: U0  I0Z L  100 2 (V)

Hiệu điện thế của cuộn cảm sớm pha hơn cường độ dòng điện trong mạch một góc

2



2100cos(

Câu 3 Giũa hai điện cực của một tụ điên có dung kháng là 10(Ω) được duy trì một

hiệu thế có dạng u 5 2 sin( 100 t)(V) thì dòng điện qua tụ có dạng

2 100 sin(

25,

Ta có Z L 10 ( ) và biểu thức hiệu điện thế u5 2sin(100 t)(V)

Cường độ dòng điện trong mạch

2

2 0

L

Z

U I

Do cường độ dòng điện trong mạch sớm pha hơn hiệu điện thế trong mạch một góc

Câu 4 Đặt điện áp u = U 0 cost vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì

cường độ dòng điện qua cuộn cảm là

2.6 Dạng 6: Tổng trở đoạn mạch RLC mắc nối tiếp

2.6.1 Tóm tắt lý thuyết:

2 2

) (Z L Z C

R

Và định luật Ôm:

MN MN C

C L

L R

Z

U Z

U Z

U R

U Z

Một đoạn mạch điện AB gồm một điện trở thuần R = 100(), một cuộn cảm thuần

và một tụ điện mắc nối tiếp Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, cuộn cảm,

tụ điện lần lượt là U R = 50(V), U L = 50(V), U C = 87,5(V), tần số dòng điện là 50Hz

a Tính độ tự cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện

b Tính tổng trở của đoạn mạch AB và điện áp hiệu dụng U AB

Hướng dẫn giải

Cường độ dòng điện:

L

L R

Z

U R

U

I   => Cảm kháng:   100  ( )

R

L L

U

U R Z

U

U R Z

Điện dung của tụ điện: 1 1,82.10 5(F)

2.6.3 Trắc nghiệm

Câu 1 Cho đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 100  và tụ điện có điện dung C mắc

nối tiếp Biết biểu thức điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch u 100cos100 t(V) và cường

độ hiệu dụng trong mạch I = 0,5A Tính tổng trở của đoạn mạch và điện dung của

2.7 Dạng 7: Tính điện áp, cường độ dòng điện hiệu dụng đối với đoạn mạch

Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi lần lượt vào hai

đầu điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì

cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch tương ứng là 0,25A; 0,5A; 0,2A Tính

cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch nếu đặt điện áp xoay chiều này vào hai

đầu đoạn mạch gồm ba phần tử trên mắc nối tiếp

C

C  5

)52(

A U

U Z

Câu 1 Cho mạch điện RLC không phân nhánh, L là cuộn dây thuần cảm Hiệu

điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch là 200V và U L U R 2U C

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch:

43

Câu 2 Đặt điện áp u50 2cos t(V)(với ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm

điện trở thuần R = 50Ω, mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L Biết cảm

kháng của cuộn cảm và điện trở thuần có giá trị bằng nhau Cường độ dòng điện

chạy trong mạch có giá trị ?

Hoặc dùng giản đồ vector

C U

I



L U



AN U



MB U

L C L

Z Z R R

Z Z

45 90 135 135

C L C L

C C C

Trong đoạn mạch RLC có L thay đổi

Khi xảy ra cộng hưởng thì ULmax = ImaxZC

Trong đoạn mạch RLC có L thay đổi

Khi xảy ra cộng hưởng thì UCmax = ImaxZL

b Khi R, L, C không đổi để số chỉ của ampe kế lớn nhất, thì tần số dòng điện phải

bằng bao nhiêu? Tính số chỉ ampe kế lúc đó (Biết rằng dây nối và dụng cụ đo

không làm ảnh hưởng đến mạch điện)

R Z Z



Để số chỉ của ampe kế cực đại IAmax thì Zmin

=> Z L Z C  0 => xảy ra hiện tượng cộng hưởng

R

U Z

U I

I A    

2.9.3 Trắc nghiệm:

Câu 1 Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị các phần tử cố định Đặt vào hai đầu

đoạn này một hiệu điện thế xoay chiều có tần số thay đổi Khi tần số góc của dòng

điện bằng  0 thì cảm kháng và dung kháng có giá trị Z L = 20 và Z C = 80 Để

trong mạch xảy ra cộng hưởng, phải thay đổi tần số góc của dòng điện đến giá trị 

Z

C

0 4

Câu 2 Cho đoạn mạch xoay chiều R, C mắc nối tiếp R là một biến trở , tụ điện có

điện dung 10 ( )

4

F C

2 2 1 2 1

)

U R

Z

U R I P

.

2

2 2

2 2 2 2

Z R

U R

Z

U R I P

)

U R

Câu 3 Đặt điện áp uU 2 cos t(V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn

mạch AN và NB mắc nối tiếp Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm

thuần có độ tự cảm L, đoạn NB chỉ có tụ điện với điện dung C Đặt

Câu 4 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi vào

hai đầu A và B của đoạn mạch mắc nối tiếp theo thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm

thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi Gọi N là điểm nối giữa

cuộn cảm thuần và tụ điện Các giá trị R, L, C hữu hạn và khác không Với C = C 1

thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở R có giá trị không đổi và khác không

khi thay đổi giá trị R của biến trở Với C = 1

1

1 ) (

.

R

Z Z

U Z

Z R

R U R

I

U

C L C

2 2

U Z