CHUYÊN ĐỀ 4. DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
DẠNG 1. ĐẠI CƢƠNG VỀ DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT – CÔNG THỨC CƠ BẢN
1. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều:
a) Nguyên tắc: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
b) Giải thích: Cho khung dây kim loại kín, có diện tích S quay đều với vận tốc góc quanh trục đối
xứng của nó trong từ trường đều có véctơ cảm ứng từ B
vuông góc với trục quay. Khi ấy trong mạch xuất hiện dòng
điện biến thiên điều hòa với tần số góc gọi là dòng điện
xoay chiều.
n
Chú ý: Khi khung dây quay 1 vòng (tức là 1 chu kì) thì
dòng điện trong khung dây đổi chiều 2 lần.
B
2. Từ thông gửi qua khung dây:
- Từ thông gửi qua khung dây:
Φ = NBS.cos ωt + φ (Wb)
Khung dây quay đều trong từ trường,
trong khung dây xuất hiện suất điện động
xoay ch iều
- Từ thông cực đại gửi qua N vòng dây: Φ0 = NBS (Wb)
=> Φ = 0 .cos ωt + φ (Wb)
Trong đó: N là số vòng dây.
B là độ lớn cảm ứng từ (T).
S là diện tích mặt phẳng khung dây (m2 ); (Đổi đơn vị: 1cm2 = 10-4 m2 ; 1mm2 = 10-6 m2 )
φ là pha ban đầu của từ thông (là góc hợp bởi vectơ pháp tuyến n của mặt phẳng khung
dây với vectơ cảm ứng từ B ):
φ n ; B
(rad)
Đơn vị của từ thông là Vêbe (Wb)
3. Suất điệ n động cảm ứng:
- Theo hiện tượng cảm ứng điện từ, trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng có biểu thức:
e = – Φ’ = ωNBS.sin ωt + φ (V) . Đặt E0 = ω.NBS = ω.Φ0 (V)
π
2
- Khi đó: e = E0sin ωt + φ = E0 .cos(ωt + φe ) E 0 .cos(ωt + φ - ) (V) Với: φe φ -
π
(rad)
2
Trong đó: e là suất điện động tức thời (V)
φ e : Là pha ban đầu của suất điện động cảm ứng (rad).
E0 : Là suất điện động cực đại của N vòng dây (V) .
E
E: Suất điện động hiệu dụng: E 0 (V)
2
4. Dòng điện xoay chiều
a) Định nghĩa: Là dòng điện có chiều và cường độ biến thiên đ iều hoà theo thời gian:
I
i = I0cos ωt + φi (A) ;
I = 0 (A)
2
Trong đó: i: Là giá trị cường độ tức thời (A).
I0 : Là cường độ dòng điện cực đại (A).
I: Là cường độ dòng điện hiệu dụng (A).
ω: Là tần số góc của dòng điện (rad/s).
φi : Là pha ban đầu của cường độ dòng điện i (rad).
(ωt + φi): Là pha của i tại thời điểm t (rad/s).
b) Tác dụng của dòng điện: Tác dụng nhiệt, hóa học, từ, sinh lí.....
Chú ý:
- Dòng điện xoay chiều có giá trị, chiều thay đổi theo thời gian.
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
1
- Trong 1 chu kì dòng điện trong đổi chiều 2 lần.
- Trong 1 giây dòng điện đổi chiều 2f lần (f là tần số dòng điện xoay chiều).
- Nếu pha ban đầu i thì chỉ giây đầu tiên dòng điện đổi chiều (2f - 1) lần.
2
5. Đện áp xoay chiều:
a) Định nghĩa: Điện áp xoay chiều là hiệu điện áp biến thiên điều hòa theo thời gian:
U
u = U0cos(ωt + φu ) (V) ; U 0 (V)
2
Trong đó: u : Là điện áp tức thời (V).
U0 : Là điện áp cực đại (V).
U : Điện áp hiệu dụng (V).
φu : Là pha ban đầu của điện áp u (rad).
(ωt + φu ) : Là pha của u tại thời điểm t (rad).
b) Độ lệch pha giữa u và i: Độ lệch pha giữa u và i là , phụ thuộc vào tính chất mạch điện, được xác
định: u i (rad/s)
- Nếu φ > 0 thì điện áp u sớm pha hơn cường độ dòng điện i (hay dòng điện chậm pha hơn điện áp).
- Nếu φ > 0 thì điện áp trễ pha hơn cường độ dòng điện i (hay dòng điện nhanh pha hơn điện áp).
- Nếu φ = 0 thì điện áp u cùng pha i (u đồng pha i).
Chú ý quan trọng:
- Khi độ lệch pha của điện áp và dòng điện là π/2 thì ta có phương trình của dòng điện và điện áp
2
2
u U 0 cos(t )
u i
thỏa mãn
+ =1
U
i
I
cos(
t
)
I
sin(
t
)
0
I0
0
0
2
- Nếu điện áp vuông pha với dòng điện, đồng thời tại hai thời điểm t1 , t2 điện áp và dòng điện có các
2
2
2
u i u i
cặp giá trị tương ứng là (u1 ; i1 ) và (u2 ; i2 ) thì ta có: 1 + 1 2 + 2
U 0 I0 U 0 I0
2
U0
u12 - u 22
u12 - u 22
=
U
=
I
.
=>
hay 0
0
I0
i12 - i 22
i12 - i 22
6. Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:
Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện
không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi dòng điện không
đổi ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trong R bởi dòng điện xoay chiều nói trên.
7. Lý do sử dụng các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
- Khi sử dụng dòng điện xoay chiều, ta không cần quan tâm đến các giá trị tức thời của i và u vì
chúng biến thiên rất nhanh, ta cần quan tâm tới tác dụng của nó trong một thời gian dài.
- Tác dụng nhiệt của dòng điện tỉ lệ với bình phương của cường độ dòng điện nên không phụ thuộc
vào chiều dòng điện.
- Ampe kế đo cường độ dòng điện xoay chiều và vôn kế đo điện áp xoay chiều dựa vào tác dụng
nhiệt của dòng điện nên gọi là ampe kế nhiệt và vôn kế nhiệt, số chỉ của chúng là cường độ hiệu dụng và
điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.
8. Tính thời gian đèn sáng, tắt:
Khi đặt điện áp u = U0 .cos(ωt + φu ) (V) vào hai đầu bóng đèn huỳnh quang, đèn nêôn. Biết đèn chỉ
sáng lên khi điện áp tức thời đặt vào bóng đèn u U1 . Tính thời gian đèn sáng, không sáng trong một
chu kì.
M2
M1
U
π
Tính cosα = 1 α (với 0 α )
U0
2
Tắt
4.α
Sáng U
khoảng thời gian đèn sáng trong một chu kì: t s =
-U1 Sáng
U0
1
-U0
ω
u
O
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với
Tắttôi theo số điện
thoại 0964 889 884
M'2
M'1
2
khoảng thời gian đèn không sáng (tắt): t t = T - t s =
2π - 4α
ω
9. Nhiệt lƣợng tỏa ra trên điện trở R – điện năng tiêu thụ trong mạch:
a) Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian t: Q = I2 Rt (J)
b) Điện năng tiêu thụ trong mạch: A = Q = I2 Rt (J)
Chú ý: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở R tiêu thụ điện năng.
10. Điện lƣợng dịch chuyển qua đoạn mạch kể từ thời điểm t1 đến t2 :
t2
t2
t1
t1
Δq = i.dt = I0cos(ωt + φi ).dt (C)
Chú ý:
- Khi cho biểu thức cường độ dòng điện i = I0cos(ωt+φi ) (A) qua mạch, ta hoàn toàn biết được điện
I
tích cực đại trên tụ: q 0 = C.U0 = 0 .
ω
- Trong mọi bài toán, điện lượng q chuyển qua tiết diện thẳng được tính qua tích phân xác định.
Tuy nhiên trong một số trường hợp đặc biệt, ta có thể tính thông qua biểu thức Δq = q 2 - q1 , nếu biết
được các giá trị q1 ; q 2 tương ứng với từng thời điểm t1 ; t2 .
Dưới đây là một số trường hợp cần nhớ:
Sau 1 chu kì hoặc số nguyên lần chu kì thì Δq = q 2 - q1 q1 - q1 0
Thời điểm t1 ứng với i1 = 0 (hoặc q1 = -q)
I
2.I
=> sau T/4 hoặc 3T/4 thì Δq = q 0 = 0 ; sau T/2 thì Δq = 2.q 0 = 0
ω
ω
Thời điểm t1 ứng với i1 = I0 (hoặc q1 = 0)
I
=> sau T/4 hoặc 3T/4 thì Δq = q 0 = 0 ; sau T/2 thì Δq = 0
ω
11. Tính cƣờng độ dòng điện hiệu dụng:
Đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm hai nguồn điện : Một nguồn xoay chiều và 1 nguồn 1 chiều, dòng điện
chạy qua mạch có biểu thức: i = I1 + I0cos(ωt + φi ) .
I02
Tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch. Ihd = I + I = I +
2
Chú ý: Khi tính giá trị trung bình của u hoặc i theo thời gian ta cần nhớ:
- Giá trị trung bình của hàm sin hay cos theo thời gian trong 1 chu kì (hay số nguyên lần chu kì) có
giá trị bằng 0.
- Giá trị trung bình của hằng số bằng chính nó.
II. BÀI TẬP
Câu 1: Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 2cos(100πt + π/6) A, điện áp giữa hai đầu
đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 12V, và sớm pha π/6 so với dòng điện. Biểu thức của điện áp giữa hai
đầu đoạn mạch là:
B. u = 12 2cos 100πt V.
A. u = 12cos(100πt + ) V
6
C. u = 12 2cos(100πt - ) V
D. u = 12 2cos(100πt + ) V
3
3
Câu 2: Một mạch điện xoay chiều có điện áp giữa hai đầu mạch là u = 200cos(100πt + π/6) V. Cường độ
hiệu dụng của dòng điện chạy trong mạch là 2 2 A. Biết rằng, dòng điện nhanh pha hơn điện áp hai đầu
mạch góc π/3, biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là:
A. i = 4cos(100πt + π/3) A.
B. i = 4cos(100πt + π/2) A.
C. i = 2 2cos(100πt - π/6) A.
D. i = 2 2cos(100πt + π/2) A.
2
1C
2
XC
2
1
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
3
Câu 3: Một mạch điện xoay chiều có độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện chạy trong mạch
là π/2. Tại một thời điểm t, cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 2A thì điện áp giữa hai đầu mạch
là 100 6 V. Biết cường độ dòng điện cực đại là 4A. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch điện có giá trị
là:
A. U = 100 V.
B. U = 200 V.
C. U = 300 V.
D. U = 220 V.
Câu 4: Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên:
A. từ trường quay.
B. hiện tượng quang điện.
C. hiện tượng tự cảm.
D. hiện tượng cảm ứng điện từ.
Câu 5: Một khung dây dẫn có diện tích S = 50cm2 gồm N = 250 vòng dây, quay đều với vận tốc
3000vòng/phút trong một từ trường đều B trục quay () và có độ lớn B = 0,02T. Từ thông cực đại
gửi qua khung là:
A. 0,025 Wb
B. 0,15 Wb
C. 1,5 Wb
D. 15 Wb
2
Câu 6: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S = 40cm , có N = 1000 vòng dây, quay đều với tốc độ
3000 vòng/phút, quanh trục vuông góc với đường sức của một từ trường đều B = 0,01T. Suất điện động
cảm ứng xuất hiện trong khung dây có trị hiệu dụng bằng:
A. 6,28 V.
B. 8,88 V.
C. 12,56 V.
D. 88,8 V.
Câu 7: Một khung dây quay đều quanh trục trong một từ trường đều B trục quay () với vận tốc
góc = 150vòng/phút. Từ thông cực đại gửi qua khung là 0
10
Wb . Suất điện động hiệu dụng trong
khung là:
A. 25 V
C. 50 V
B. 25 2 V
D. 50 2(V)
Câu 8: Phần ứng của một máy phát điện xoay chiều có 200 vòng dây giống nhau. Từ thông qua một
vòng dây có giá trị cực đại là 2mWb và biến thiên điều hòa với tần số f = 50Hz. Suất điện động của máy
có giá trị cực đại là:
A. 8,88 V
B. 125,6 V
C. 88,8 V
D. 12,56 V
Câu 9: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S = 50cm2 , có N = 100 vòng dây, quay đều với tốc độ n
= 50vòng/s, quanh trục vuông góc với đường sức của một từ trường đều B = 0,1T. Chọn gốc thời gian t
= 0s là lúc pháp tuyến n của khung dây có chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ B . Biểu thức
xác định từ thông qua khung dây là:
A. = 0,05sin(100πt)(Wb)
B. = 500sin(100πt)(Wb)
C. = 0,05cos(100πt)(Wb)
D. = 500cos(100πt)(Wb)
Câu 10: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S = 100cm2 , có N = 500 vòng dây, quay đều với tốc độ
3000 vòng/phút, quanh quanh trục vuông góc với đường sức của một từ trường đều B = 0,1T. Chọn gốc
thời gian t = 0s là lúc pháp tuyến n của khung dây có chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ B .
Biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây là:
A. e = 15,7sin(314t)(V)
B. e = 157sin(314t)(V)
C. e = 15,7cos(314t)(V)
D. e = 157cos(314t)(V)
Câu 11: Một khung dây dẫn phẳng có diện tích S = 20cm2 gồm N = 1000 vòng, quay đều với vận góc
3000 vòng/phút, quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều B =
1T, vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung. Ban đầu vectơ pháp tuyến của mặt phẳng
khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc bằng . Suất điện động cảm ứng trong khung có biểu
3
thức:
π
π
A. e = 200πcos(100πt + ) (V)
B. e = 200πcos(100πt - ) (V)
6
6
π
π
C. e = 100πcos(100πt - ) (V)
D. e = 100πcos(100πt + ) (V)
3
3
Câu 12: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng dây, diện tích mỗi vòng 600cm2 quay đều với
tốc độ 120 vòng/phút, trong từ trường đều có B = 0,2T. Trục quay nằm trong mặt phẳng khung, đi qua
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
4
tâm và vuông góc với B . Tại thời điểm t = 0 véc tơ pháp tuyến n ngược chiều với vectơ B . Suất điện động
cảm ứng trong khung có biểu thức là:
A. e 48 sin 4 t+ V.
B. e 48 sin(4 t+ )V.
2
C. e 4,8 cos(4 t+ )V.
D. e 4,8 sin(4 t+ )V.
2
2
Câu 13: (ĐH 2011): Một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc quanh một trục cố định nằm
trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của
π
khung. Suất điện động cảm ứng trong khung có biểu thức e = E 0cos(ωt + )(V) . Tại thời điểm t = 0,
2
vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc bằng:
A. 450
B. 1800
C. 900
D. 1500
Câu 14: Một khung dây gồm 400vòng, diện tích mỗi vòng dây là 100cm2 được đặt trong từ trường đều
0,1T. trục quay của khung vuông góc với đường cảm ứng từ. Khung quay với tốc độ 50vòng/s. Biết lúc t
= 0 đường cảm ứng từ B cùng hướng với pháp tuyến của khung dây. Biểu thức suất điện động trong
khung là:
A. e = 82,4cos100πt V
B. e = 125,6cos 100πt + π/2 V
C. e = 82,4cos 100πt - π/2 V
D. e = 125,6cos 100πt - π/2 V
Câu 15: Một khung dây hình chữ nhật dài 40cm, rộng 10cm quay đều trong từ trường đều B , có độ lớn
B = 0,25T, vuông góc với trục quay của khung với tốc độ n = 900vòng/phút. Tại thời điểm t = 0, vectơ
pháp tuyến của mặt phẳng khung hợp với B một góc 300 . Biểu thức suất điện động xuất hiện trong
khung là:
A. e = 0,3πcos 30πt - π/3 (V)
B. e = 3πcos 30πt - π/3 (V)
C. e = 0,3πcos 30πt - π/6 (V)
D. e = 3πcos 30πt - π/6 (V)
Câu 16: Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, d iện tích mỗi vòng là 220cm2 .
Khung quay đều với tốc độ 50vòng/giây quanh một trục đối xứng nằm trong mặt phẳng của khung dây,
2
trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với trục quay và có độ lớn B
(T) .
5π
Suất điện động cực đại trong khung dây bằng:
C. 110 V.
D. 220 V.
A. 110 2 V.
B. 220 2 V.
Câu 17: (ĐH 2011): Một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc ω quanh một trục cố định nằm
trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của
khung. Suất điện động cảm ứng trong khung có biểu thức e = E0cos ωt + π/2 . Tại thời điểm t = 0,
vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc bằng:
A. 1500
B. 900
C. 450
D. 1800
Câu 18: (ĐH 2011) Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần ứng gồm 4 cuộn dây giống nhau
mắc nối tiếp. Suất điện động xoay chiều do máy phát sinh ra có tần số 50Hz và giá trị hiệu dụng
5
100 2(V) . Từ thông cực đại qua mỗi vòng của phần ứng là (mWb) . Số vòng dây trong mỗi cuộn dây
của phần ứng là:
A. 71 vòng.
B. 200 vòng.
C. 100 vòng.
D. 400 vòng.
Câu 19: Phần ứng của một máy phát điện xoay chiều có N = 200 vòng dây giống nhau. Từ thông qua
mỗi vòng dây có giá trị cực đại là 2mWb và biến thiên điều hòa với tần số 50Hz. Suất điện động của
máy có giá trị hiệu dụng là:
A. 89 V
B. 98 V
C. 100 V
D. 125,7 V
Câu 20: Một máy phát điện xoay chiều một pha có suất điện động hiệu dụng 110V và tần số 50Hz. Phần
ứng có 4 cuộn dây giống nhau mắc nối tiếp. Biết từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 2,5mWb. Số
vòng của mỗi cuộn dây gần đúng là:
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
5
A. 50 vòng.
B. 150 vòng.
C. 25 vòng.
D. 100 vòng.
Câu 21: Phần ứng của một máy phát điện xoay chiều có 200 vòng dây giống nhau. Từ thông qua một
vòng dây có giá trị cực đại là 2mWb và biến thiên điều hoà với tần số 50 Hz. Suất điện động của máy có
giá trị hiệu dụng là bao nhiêu?
A. E = 88858 V.
B. E = 88,858 V.
C. E = 12566 V.
D. E = 125,66 V.
Câu 22: Một máy phát điện mà phần cảm gồm hai cặp cực từ quay với tốc độ 1500 vòng/phút và phần
ứng gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp, có suất điện động hiệu dụng 220V, từ thông cực đại qua mỗi vòng
dây là 5 mWB. Mỗi cuộn dây gồm có bao nhiêu vòng?
A. 198 vòng.
B. 99 vòng.
C. 140 vòng.
D. 70 vòng.
Câu 23: Máy phát điện xoay chiều một pha có phần ứng quay, phần cảm cố định. Phần ứng gồm 500
vòng dây, từ thông cực đại gửi qua mỗi vòng dây là 10 -3 Wb. Máy phát ra suất điện động hiệu dụng là
111V. Số vòng quay của roto trong mỗi phút là:
A. 50 vòng
B. 3000 vòng
C. 1500 vòng
D. 35 vòng
Câu 24: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch điện là u 310cos 100t V . Thời gian ngắn nhất
2
kể từ thời điểm ban đầu điện áp tức thời đạt giá trị 155V là?
1
1
1
1
s
s
s
s
A.
B.
C.
D.
600
60
100
150
Câu 25: Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch là u 200cos t (V) . Tại thời
2
1
điểm t1 nào đó điện áp u = 100V và đang giảm. Hỏi đến thời điểm t2 , sau t1 đúng
chu kỳ, điện áp u
4
bằng:
A. 100 3 V
B. -100 3 V
C. 100 2 V
D. -100 2 V
Câu 26: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch có biểu thức u U0cos 100t V . Những thời điểm t
nào sau đây điện áp tức thời u
A.
11
s
400
B.
U0
2
7
s
400
?
C.
9
s
400
D.
1
s
400
π
Câu 27: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch có biểu thức u = 220 2cos 100πt - (V) . Tính từ thời
2
điểm t = 0s, tìm thời điểm đầu tiên điện áp có giá trị tức thời bằng giá trị hiệu dụng và điện áp đang
giảm?
1
3
1
2
s.
s.
s.
s.
A.
B.
C.
D.
400
400
600
300
π
Câu 28: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch có biểu thức u = 220 2cos 100πt - (V) . Tại một thời
2
điểm t1 (s) nào đó điện áp đang giảm và có giá trị tức thời là 110 2 V . Hỏi vào thời điểm
t 2 = t1 + 0,005 (s) thì điện áp có giá trị tức thời bằng bao nhiêu ?
A. - 110 3 V .
B. +110 3 V .
C. - 110 6 V .
D. +110 6 V .
Câu 29: Biểu thức hiệu điện thế hai đầu một đoạn mạch u = 200cos(ωt) V. Tại thời điểm t, điện áp u =
T
100 V và đang tăng. Hỏi vào thời điểm t’ = t + điện áp u có giá trị bằng bao nhiêu ?
4
A. 100 V.
D. –100 V.
B. 100 2 V.
C. 100 3 V.
Câu 30: Tại thời điểm t, điện áp xoay chiều u = 200 2cos(100πt - π/2) V có giá trị 100 2 V và đang
1
giảm. Sau thời điểm đó
(s) , điện áp này có giá trị là
300
B. –100 V.
D. 200 V.
A. - 100 2 V.
C. 100 3 V.
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
6
Câu 31: Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = I 0 cos(100πt) A. Trong khoảng thời gian
từ 0 đến 0,018 (s) cường độ dòng điện có giá trị tức thời có giá trị bằng 0,5I 0 vào những thời điểm nào?
1
2
1
3
1
5
1
5
A.
s;
s
B.
s;
s
C.
s;
s
D.
s;
s
400 400
500 500
300 300
600 600
Câu 32: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = 2cos 120πt (A) . Trong giây
đầu tiên tính từ thời điểm 0s, dòng điện có cường độ bằng không được mấy lần?
A. 50 lần.
B. 60 lần.
C. 100 lần.
D. 120 lần.
π
Câu 33: Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2cos 100πt + (A) . Trong giây đầu tiên tính từ t
3
= 0s, dòng điện xoay chiều này đổi chiều được bao nhiêu lần?
A. 314 lần.
B. 50 lần.
C. 100 lần.
D. 200 lần.
π
Câu 34: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = 5 2cos 100πt - (A) . Vào
3
1
thời điểm t =
s thì dòng điện chạy trong đoạn mạch có cường độ:
300
A. cực đại
B. cực tiểu
C. bằng không
D. bằng cường độ hiệu
dụng.
Câu 35: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = 2 2cos 100πt (A) . Vào thời
1
s thì dòng điện chạy trong đoạn mạch có cường độ tức thời bằng bao nhiêu và cường độ
300
dòng điện đang tăng hay đang giảm?
A. 1,0A và đang giảm
B. 1,0A và đang tăng
C. 2A và đang tăng
D. 2A và đang giảm.
Câu 36: Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i I 0 cos(100t 0,5 ) . Trong khoảng thời
gian từ 0s đến 0,01s, cường độ tức thời của dòng điện có giá trị bằng 0,5I0 vào những thời điểm:
1
2
1
3
1
3
1
5
A.
B.
C.
D.
s và
s
s và
s.
s và
s.
s và
s.
400
400
200
200
400
400
600
600
Câu 37: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i 2 sin 100t (A) . Tính
2
từ lúc
t = 0s, thời điểm đầu tiên mà dòng điện có cường độ bằng cường độ hiệu dụng là:
1
1
1
1
A.
B.
C.
D.
s.
s.
s.
s.
300
400
600
100
Câu 38: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = 0,5cos 100πt (A) . Tính từ lúc
t = 0s, dòng điện có cường độ bằng không lần thứ ba vào thời điểm:
1
3
5
9
s.
s.
s.
s.
A.
B.
C.
D.
200
200
200
200
π
Câu 39: Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = 2cos 100πt - (A) . Trong khoảng
2
thời gian từ t1 = 0 đến t2 = 0,01s, cường độ tức thời của dòng điện có giá trị bằng cường độ hiệu dụng
vào những thời điểm:
1
3
1
3
1
3
1
5
s và
s.
s và
s.
s và
s.
s và
s.
A.
B.
C.
D.
600
600
200
200
400
400
600
600
π
Câu 40: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = 2 2cos 100πt - (A) . Vào
2
một thời điểm nào đó, dòng điện đang tăng và có cường độ tức thời bằng cường độ hiệu dụng thì khoảng
thời gian ngắn nhất sau đó để dòng điện lại có cường độ tức thời bằng cường độ hiệu dụng nhưng đang
giảm là:
điểm t =
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
7
1
s.
300
Câu 41: Cường độ dòng điện tức thời chạy qua một đoạn mạch xoay chiều là i 4cos 20t A .
2
Tại thời điểm t1 nào đó dòng điện đang giảm và có cường độ bằng i1 = - 2A. Hỏi đến thời điểm t2 = t1 +
0,025s cường độ dòng điện bằng bao nhiêu?
A. -2A
B. 2 3A
C. 2 3A
D. - 3A
A.
1
s.
400
B.
1
s.
200
C.
2
s.
100
D.
Câu 42: Đặt điện áp u = U 2cosωt vào hai đầu một tụ điện thì cường độ dòng điện qua nó có giá trị
hiệu dụng là I. Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu tụ điện là u và cường độ dòng điện qua nó là i. Hệ thức
liên hệ giữa các đại lượng là:
u 2 i2 1
A. 2 2
U I
4
u 2 i2
B. 2 2 1
U
I
u 2 i2
C. 2 2 2
U
I
u 2 i2 1
D. 2 2
U I
2
Câu 43: Một đèn neon đặt dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220V và tần số f = 50Hz.
Biết đèn sáng khi điện áp giữa hai cực của nó không nhỏ hơn 200V. Hỏi trong một giây có bao nhiêu lần
đèn sáng?
A. 2 lần.
B. 50 lần.
C. 100 lần.
D. 200 lần.
Câu 44: Một đèn neon đặt dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220V và tần số f = 50Hz.
Biết đèn sáng khi điện áp giữa hai cực của nó không nhỏ hơn 155,6V (coi bằng 110 2 V . Tỉ số giữa
thời gian đèn sáng và thời gian đèn tắt trong một chu kì của dòng điện là:
A. 1
B. 2
C. 1/2
D. 2/5
Câu 45: Một đèn neon được đặt dưới hiệu điện thế xoay chiều có dạng u 100sin100 t (V ) . Đèn sẽ tắt
nếu hiệu điện thế tức thời đặt vào đèn có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng 50V. Khoảng thời gian đèn tắt trong
mỗi nửa chu kỳ của dòng điện xoay chiều là bao nhiêu?
1
1
1
1
A. t =
B. t =
C. t =
D. t =
s
s
s
s
600
300
50
150
Câu 46: Đặt điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U = 120V tần số f = 60Hz vào hai đầu một bóng đèn
huỳnh quang. Biết đèn chỉ sáng lên khi điện áp đặt vào đèn không nhỏ hơn 60 2 V . Tỉ số thời gian đèn
sáng và đèn tắt trong 30 phút là:
A. 3
B. 1/3
C. 2
D. 0,5
Câu 47: Một chiếc đèn nêôn đặt dưới một điện áp xoay chiều 119V–50Hz. Nó chỉ sáng lên khi điện áp
tức thời giữa hai đầu bóng đèn lớn hơn 84V. Thời gian bóng đèn sáng trong một chu kỳ là
A. t = 0,0100 (s).
B. t = 0,0133 (s).
C. t = 0,0200 (s).
D. t = 0,0233(s).
Câu 48: Một đèn nêon đặt dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V và tần số 50Hz. Biết đèn
sáng khi điện áp giữa hai cực không nhỏ hơn 155V. Trong một giây đèn sáng lên hoặc tắt đi bao nhiêu
lần?
A. 50 lần.
B. 100 lần.
C. 150 lần.
D. 200 lần.
Câu 49: Một đèn nêon đặt dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V và tần số 50Hz. Biết đèn
sáng khi điện áp giữa hai cực không nhỏ hơn 155V. Tỉ số giữa thời gian đèn sáng và thời gian đèn tắt
trong một chu kỳ là:
A. 0,5
B. 1
C. 2
D. 3
Câu 50: Dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở thuần R = 10Ω có biểu thức i = 2cos(120πt)(A) . Nhiệt
lượng Q toả ra trên điện trở trong thời gian t = 2 phút là:
A. Q = 60 J.
B. Q = 80 J.
C. Q = 2400 J.
D. Q = 4 800 J.
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
8
DẠNG 2. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ 1 PHẦN TỬ
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT – CÔNG THỨC CƠ BẢN
I. ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN R
1. Định nghĩa: Điện trở thuần R là thiết bị có tác dụng biến đổi hoàn toàn điện năng thành nhiệt;
l
a) Điện trở thuần R của một vật dẫn có dạng hình trụ: R = ρ. ()
S
VD: Bàn là, bếp điện, lò sưởi................
Trong đó: ρ : là điện trở suất của vật dẫn (Ωm)
l : là chiều dài vật dẫn (m)
S: là diện tích tiết diện ngang (m2 )
b) Biến trở: Điện trở có giá trị thay đổi được gọi là biến trở.
c) Tác dụng của điện trở: Điện trở R cho cả dòng điện 1 chiều và dòng điện xoay chiều đi qua và có
tác dụng cản trở dòng điện.
1
1
1
=
+
d) Ghép điện trở thành bộ: R nt = R1 + R 2 ;
R SS
R1
R2
2. Biểu thức điện áp - dòng điện tức thời:
u R = U 0cos(ωt + φ)
Đặt vào 2 đầu điện trở thuần R một hiệu điện thế xoay chiều thì ta có
i I0cos(ωt + φ)
=> uR cùng pha với i hay φu R = φi = φ
UR
I = R
u
u U U
3. Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần:
; i= R ; = = 0
R
i
I
I0
I = U 0R
0
R
4. Giản đồ vectơ: Vì uR cùng pha i nên ta có U R I do đó GĐVT là
O
UR
Đồ thị của i theo u có dạng đoạn thẳng.
I
II. ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ CUỘN DÂY THUẦN CẢM L
1. Cuộn dây thuần cảm L:
a) Định nghĩa: Cuộn dây thuần cảm L là thiết bị cho dòng điện xoay chiều chạy qua nhưng có tác dụng
cản trở dòng xoay chiều.
2
N
b) Hệ số tự cảm (độ tự cảm): Đối với ống dây xôlênôit: L = 4π.10-7 .μ .V (H)
l
3
-6
Đơn vị của L là Henri (H) ; Đổi đơn vị: 1mH 10 H ; 1μH = 10 H; 1nH = 10-9 H; 1pH = 10-12 H
Trong đó: N: là số vòng dây
V: là thể tích không gian ống dây
l : là chiều dài ống dây.
μ : là độ từ thẩm của môi trường bên trong ống dây (đối với chân không hay không khí thì
μ ).
c) Tác dụng của cuộn cảm thuần
+) Đối với dòng điện không đổi (chiều và cường độ không đổi): Cuộn cảm thuần coi như dây dẫn,
không cản trở dòng điện không đổi.
+) Đối với dòng điện xoay chiều: Cuộn cảm thuần cho dòng điện xoay chiều đi qua và có tác dụng
cản trở dòng điện xoay chiều, đại lượng đặc trưng cho sự cản trở đó gọi là cảm kháng ZL.
ZL L 2 fL ()
Lưu ý: Cuộn dây thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở).
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
9
d) Ghép các cuộn cảm thuần thành bộ:
- Hai cuộn cảm thuần ghép nối tiếp: Lnt = L1 + L2 ; ZLnt = ZL + ZL
1
1
1
1
=
+
- Hai cuộn cảm thuần ghép song song:
Lss
L1
L2
2
1
1
1
=
+
;
ZLss
ZL1 ZL2
2. Điện áp tức thời- cƣờng độ dòng điện:
i = I cos(ωt + φ )
0
i
Đặt vào 2 đầu cuộn dây thuần cảm L một hiệu điện thế xoay chiều thì ta có: u L = U 0cos(ωt + φ u L )
u L = U 0cos(ωt + φi + π )
2
Kết luận: Hiệu điện thế xoay chiều giữa 2 đầu cuộn dây thuần cảm luôn sớm pha (nhanh pha) góc
φ=
π
π
so với cường độ dòng điện i => φ = φu L – φi =
2
2
; φ u = φi +
L
π
π
; φi = φ u L 2
2
i2
u2
Mối quan hệ giữa các đại lượng tức thời: Vì i và uL vuông pha với nhau nên ta có: 2 + 2 = 1
I0 U 0
=> Đồ thị có dạng là đường elip.
Chú ý:
u2
i2 u 2
I
U
2
I
=
i
+
+
=
2
+
=
2
;
;
; ZL =
0
Z2L
I2 U 2
I0
U0
u 22 - u12
u 22 - u12
U
=
I
.
;
0
0
i12 - i 22
i12 - i 22
UL
I = Z
L
3. Định luật ôm đối với đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm:
I = U 0L
0
ZL
UL
4. Giản đồ vectơ:
Vì uL sớm pha góc
π
so với i nên ta có U L I do đó GĐVT là
2
2
I
O
III. ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN C
1. Tụ điện
a) Điện dung của tụ điện: Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện.
- Điện dung của tụ điện phẳng là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện: C =
εS
4πkd
(F)
- Đơn vị của điện dung là Fara (F) . Đổi đơn vị: 1mF 103 F ; 1μF = 10-6 F; 1nF = 10-9 F; 1pF = 10-12 F
Trong đó: ε : là hằng số điện môi (không khí hoặc chân không thì ε = 1 )
S : là diện tích phần đối diện giữa hai bản của tụ điện (m2 )
d : là khoảng cách giữa hai bản của tụ điện (m)
k = 9.109 (Nm2 /C2 ) là hằng số điện.
b) Tác dụng của tụ điện:
+) Đối với dòng điện không đổi: Tụ ngăn không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn)..
+) Đối với dòng điện xoay chiều: Tụ cho dòng điện xoay chiều đi qua và có tác dụng cản trở dòng
điện xoay chiều, đại lượng đặc trưng cho sự cản trở đó gọi là dung kháng ZC.
()
ZC =
1
1
=
ωC 2πfC
c) Ghép các tụ điện thành bộ:
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
10
- Hai tụ C1 và C2 ghép song song: CSS = C1 + C2 ;
- Hai tụ C1 và C2 ghép nối tiếp:
1
1
1
=
+
ZCSS ZC1 ZC2
1
1
1
=
+
; ZCnt = ZC1 + ZC2
Cnt
C1 C2
2. Điện áp tức thời – cƣờng độ dòng điện
Đặt vào 2 đầu tụ điện C một điện áp xoay chiều thì ta có:
i = I cos(ωt + φ )
0
i
u c = U 0 cos(ωt + φ u C )
u c = U 0 cos(ωt + φi - π )
2
Kết luận: Hiệu điện thế xoay chiều giữa 2 đầu tụ điện C luôn trễ pha (chậm pha) góc
cường độ dòng điện i => φ = φu – φi = C
π
2
; φ u = φi C
π
2
; φi = φ u +
C
so với
2
π
2
i2
u2
+
=1
Mối quan hệ giữa các đại lượng tức thời: Vì i và uC vuông pha với nhau nên ta có: 2
I0 U 02
=> Đồ thị có dạng là đường elip.
u 22 - u12
u 22 - u12
u2
i2 u 2
I
U
2
U
=
I
.
I
=
i
+
Z
=
+
= 2 ; 0
Chú ý: 2 + 2 = 2 ;
; C
; 0
0
i12 - i 22
ZC2
i12 - i 22
I
U
I0
U0
3. Định luật ôm đối với đoạn mạch chỉ có tụ điện:
O
I
UC
I = Z
C
I = U 0C
U
C
0
ZC
π
4. Giản đồ vectơ: Vì uC trễ pha góc
so với i nên ta có
2
UC I do đó GĐVT là
Chú ý: Trong mạch điện có bóng đèn dây tóc (sợi đốt) trên đèn có ghi (a V – b W) thì đó là các giá
trị định mức. Điện áp hiệu dụng định mức: U đm = a (V) ; Công suất định mức Pđm = b (W)
Ta coi đèn như là một điện trở: R đm =
U2
đm
P
đm
Cường độ dòng điện định mức: Iđm =
P
đm
U
đm
Để đèn sáng bình thường thì dòng điện trong mạch I = Iđm.
II. BÀI TẬP
Câu 1: Tính độ lệch pha của u và i, tổng trở trong đoạn mạch điện xoay chiều RL biết tần số dòng điện
là 50 Hz và
a) R = 50 Ω, L =
3
(H).
2
b) R = 100 2 Ω, L =
2
H
Hướng dẫn giải:
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
11
Z L .L 2f .L
Áp dụng các công thức Z RL R 2 Z L2 ta được
tan Z L
R
Z R 2 Z 2 50 2 (50 3 ) 2 100
Z 100
L
RL
a) ZL = 50 3 Ω
Z L 50 3
tan
3
3
R
50
Z R 2 Z 2 (100 2 ) 2 (100 2 ) 2 200
Z 200
L
RL
b) Z = 100 2 Ω
Z L 100 2
1
tan
4
R 100 2
1
Câu 2: Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R, L với R = 50 3 Ω, L =
H. Đặt vào hai đầu
2
đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 120cos(100πt + π/4) V.
a) Tính tổng trở của mạch.
b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch.
c) Viết biểu thức điện áp hai đầu cuộn cảm thuần, hai đầu điện trở.
Hướng dẫn giải:
a) Từ giả thiết ta tính được Z = 50 Ω Z RL R 2 Z L2 (50 3 ) 2 50 2 100
b) Ta có I0 =
U 0 120
= 1,2 A
Z 100
50
1
Độ lệch pha của điện áp và dòng điện là φ thỏa mãn tanφ = ZL =
=
= rad
6
R 50 3
3
Mà điện áp hai đầu mạch nhanh pha hơn dòng điện nên φ u = φi + φ φi = φu - φ = - =
4 6 12
Vậy biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là i = 1,2cos(100πt + ) A
12
c) Viết biểu thức uL và uR.
U 0 L I 0 .Z L 60V
Ta có
U 0 R I 0 .R 60 3V
7
7
Do uL nhanh pha hơn i góc π/2 nên u L = φi + =
+ =
uL =60cos(100πt + )
2 12 2 12
12
Do uR cùng pha với i nên u R = φi =
uR = 60 3cos(100πt + ) V
12
12
Câu 3: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần L và điện trở R. Nếu đặt vào hai đầu
đoạn mạch điện áp u = 100cos(100πt + π/4) V thì cường độ dòng điện trong mạch là i =
A. Tính giá trị của R và L.
Hướng dẫn giải:
2cos(100πt)
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
12
U
U 0 RL 100V
Z RL 0 RL 50 2 R 2 Z L2
R 50
I0
Từ giả thiết ta có I 0 2 A
1
Z L 50 L
H
ZL
tan
1
2
4 R
4
Câu 4: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 50 Ω và cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm
3
L=
(H). Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = 2 2cos(100πt - /6) A. Viết biểu
2
thức điện áp hai đầu mạch, hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm.
Hướng dẫn giải:
Cảm kháng của mạch ZL = .L = 50
Viết biểu thức của u:
3 ZRL = 100
- Điện áp cực đại hai đầu đoạn mạch U0L = I0 .ZL = 200 2 V
π
- Độ lệch pha của u và i: tanφ = 3 φ = = φu - i u = i + =
3 6
3
Từ đó ta được u = 200 2cos(100πt + ) V
6
Viết biểu thức của uR :
- Điện áp cực đại hai đầu điện trở U0R = I0 .ZL = 100 2 V
- uR và i cùng pha nên: uR = φi = - uR = 100 2cos(100πt - ) V.
6
6
Viết biểu thức của uL :
- Điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm thuần U0L =I0 ZL= 100 6 V
- u nhanh pha hơn i góc π/6 nên: u L = φi + = 0 uL = 100 6cos(100πt) V.
6
Câu 5: Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R, C với R 100 Ω, C =
10 4
(F). Đặt vào hai đầu
đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200cos(100πt + π/3) V.
a) Tính tổng trở của mạch.
b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch.
c) Viết biểu thức điện áp hai đầu tụ điện, hai đầu điện trở thuần.
Hướng dẫn giải:
a) Ta có ZL = 100 Ω tổng trở của mạch là ZRC =
b) Ta có I 0
R 2 Z C2 100 2
U0
= 2A
Z
Độ lệch pha của điện áp và dòng điện là φ thỏa mãn tanφ = Mà φu - φi = φ φi = φu - φ =
ZC
= -1 = - /4
R
7π
rad.
12
Vậy biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là i =
2cos(100πt +
7
)A
12
c) Viết biểu thức uC và uR.
=
2 12
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
* Ta có U0C = I0 .ZC = 100 2 V và uC chậm pha hơn i góc π/2 nên uC = φi -
13
uC = 100 2cos(100πt +
)V
12
* Ta có U0R = I0 .R = 100 2 V và uR cùng pha với i nên u R = φi =
7
12
7
)V
12
Câu 6: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện C và điện trở R. Nếu đặt vào hai đầu đoạn
mạch điện áp u = 100 2cos(100t) V thì cường độ dòng điện trong mạch là i = 2cos(100πt + ) A.
4
Tính giá trị của R và C.
Hướng dẫn giải:
uR = 100 2cos(100πt +
Từ
giả
thiết
ta
có
U 0 RC 100V
I 0 2 A
4
U 0 RC
Z
50 2 R 2 Z C2
RC
I0
tan Z C 1
4
R
R 50
10 3
Z
50
C
F
C
5 2
Câu 7: Đoạn mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm điện trở R = 50 Ω và tụ điện C =
200
µF. Viết biểu
3
thức điện áp tức thời giữa hai bản của tụ điện và ở hai đầu đoạn mạch. C ho biết biểu thức cường độ
dòng điện i = 2sin(100πt + ) A
3
Hướng dẫn giải:
1
Ta có ω = 100π rad ZC =
= 50 3
C
Tổng trở của mạch ZRC
R 2 Z C2 = 100
U 0 I 0 .Z RC 100 2V
Từ giả thiết ta có I0 = 2 A U 0 R I 0 .R 50 2V
U 0C I 0 .Z C 50 6V
Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu tụ C:
uC = φi - = - rad.
2
2
6
Biểu thức hai đầu C là uC = 50 6cos(100t - ) V
6
Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch RC:
Độ lệch pha của u và i là tanφ = - ZC = - 3 = - rad
3
R
Do uC chậm pha hơn i góc π/2 nên uC - φi = -
Mà = uRC - i uRC = +i = 0 uRC = 100 2cos100πt V.
Câu 8: Một đoạn mạch gồm một tụ điện C có dung kháng 100 Ω và một cảm thuần có cảm kháng 200 Ω
mắc nối tiếp nhau. Điện áp hai đầu cuộn cảm có biểu thức uL = 100cos(100πt + π/6) V. Viết biểu thức
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
14
điện áp ở hai đầu tụ điện.
Hướng dẫn giải:
Ta có I0 =
U 0 L 100 U 0C
U0C = ZC = 50 V
ZL
200 Z C
2
uC i 2
5
Mặt khác
u L u C uC
rad
6
6
i
u L
2
5
Vậy biểu thức hai đầu điện áp qua tụ C là uC = 50cos(100πt - ) V
6
Câu 9: Đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2/π (H) mắc nối tiếp với tụ điện
C1
10 4
F rồi mắc vào một điện áp xoay chiều tần số 50 Hz. Khi thay tụ C 1 bằng một tụ C 2 khác thì
thấy cường độ dòng điện qua mạch không thay đổi. Điện dung của tụ C 2 có giá trị bằng:
A. C 2
10 4
F
2
B. C2
2.10 4
F
C. C2
10 4
F
3
D. C2
3.10 4
F
Hướng dẫn giải:
Ta có I =
U 0 LC
U 0 LC
Z LC
Z L ZC
Z L Z C1 Z L Z C2
Z C Z C2
Do I không đổi nên Z L Z C1 Z L Z C2
1
Z C2 2Z L Z C1
Z L Z C1 Z C2 Z L
Z L 200
10 4
Từ giả thiết ta tính được
Z C2 = 300 C2 =
F
Z
100
3
C
1
Câu 10: Một bàn là 200V–1000W được mắc vào điện áp xoay chiều u = 100 2cos100πt V. Bàn là có
độ tự cảm nhỏ không đáng kể. Dòng điện chạy qua bàn là có biểu thức nào ?
A. i = 2,5 2cos(100πt) A.
B. i = 2,5 2cos(100πt+ /2) A.
C. i = 2,5cos(100πt) A.
D. i = 2,5cos(100πt - /2) A.
Câu 11: Dòng điện xoay chiều i = I0 cos(ωt + π/4) A qua cuộn dây thuần cảm L. Điện áp giữa hai đầu
cuộn dây là u = U0 cos(ωt + φ) V. Hỏi U0 và φ có các giá trị nào sau đây ?
B. U0 = I0 L; = 3/4
L
A. U0 =
; = /2
I0
I
D. U0 = I0 L; = -/4
C. U0 = 0 ; = 3/4
L
Câu 12: Điện áp xoay chiều u 120cos200t(V) ở hai đầu một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm
1
L
H . Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn dây là:
2
A. i 2, 4cos 200t (A)
B. i 1, 2cos 200t (A)
2
2
C. i 4,8cos 200t (A)
D. i 1, 2cos 200t (A)
3
2
Câu 13: Biểu thức có điện áp hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ, có điện dung C 15,9F là
u 100cos 100t (V) . Cường độ dòng điện qua mạch là:
2
A. i 0,5cos 100t (A)
B. i 0,5cos 100t (A)
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
15
C. i 0,5 2cos 100t (A)
D. i 0,5 2cos 100t (A)
Câu 14: Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ C
104
F có biểu thức
π
)(V) , biểu thức cường độ dòng điện qua mạch trên có dạng nào sau đây?
3
π
π
A. i = 2cos(100πt - )(A)
B. i = 2cos(100πt - )(A)
2
6
5π
π
C. i = 2cos(100πt +
D. i = 2cos(100πt - )(A)
)(A)
6
6
100
Câu 15: Điện áp xoay chiều u = 120cos 100πt V ở hai đầu một tụ điện có điện dung C
F . Biểu
thức cường độ dòng điện qua tụ điện là:
A. i 1, 2cos 100t (A)
B. i 2, 4cos 100t (A)
2
2
C. i 4,8cos 100t (A)
D. i 1, 2cos 100t (A)
3
2
Câu 16: Điện áp và cường độ dòng điện trong đoạn mạch chỉ có tụ điện có dạng u = U0 cos(ωt + π/4) V
và i = I0 cos(ωt + φ) A. Hỏi I0 và φ có giá trị nào sau đây ?
A. I0 = CU0 ; = 3/4
B. I0 = CU0 ; = - /2
U
U
C. I0 = 0 ; = 3/4
D. I0 = 0 ; = -/2
C
C
Câu 17: Đặt vào hai đầu một tụ điện một điện áp xoay chiều có biểu thức: u U0cost . 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; u 2 = 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:
B. 120V, 2 A.
A. 120 2V; 2A
C. 120 2V; 3A
D. 120 2V;3A
u = 100 2cos(100πt +
DẠNG 3. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ 2 PHẦN TỬ
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT – CÔNG THỨC CƠ BẢN
I. ĐOẠN MẠCH CHỨA R VÀ L
1. Điện trở R và cảm kháng: ZL = ω.L= 2πf.L (Ω)
2. Giản đồ véctơ:
U RL
UL
φ
O
U = U2 + U2
U
I
R
R
L
RL
3. Điện áp và tổng trở đoạn mạch RL:
ZRL = R 2 + ZL2
U 2R + U L2 U R U L
I
U
U RL
I = RL =
=
=
=
= 0
ZRL
U
ZL
2
R 2 + Z2L
R 2 + Z2L
4. Định luật ôm đối với đoạn mạch RL:
2
2
U 0R
+ U 0L
U 0RL
U 0RL
U
U
I
=
=
=
= 0R = 0L = 2.I
0
ZRL
U
ZL
R 2 + Z2L
R 2 + Z2L
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
16
5. Độ lệch pha giữa hiệu điện thế u và cƣờng độ dòng điện i:
U L ZL
tanφ = U = R
R
UR
R
R
=
=
φ = ... (rad)
cosφ =
2
U R L ZRL
R + ZL2
φ = φ u - φi ; φ u = φi + φ; φi = φ u - φ
Chú ý:
- Hiệu điện thế u giữa hai đầu đoạn mạch chứa RL luôn sớm pha góc φ so với cường độ dòng điện i
- Để viết biểu thức của u, uL, uR trong mạch RL thì ta cần phải xác định được pha của i, rồi tính toán
π
φ u L = φ i +
các pha theo quy tắc:
2
φ u = φ i
R
II. ĐOẠN MẠCH CHỨA R VÀ C
1. Điện trở R và dung kháng: ZC =
1
1
=
(Ω)
ω.C
2πf.C
UR
O
φ
I
UC
2. Giản đồ véctơ:
U RC
U = U2 + U2
R
C
RC
3. Điện áp và tổng trở của mạch:
ZRC = R 2 + ZC2
U
U 2R + U C2
U RC
U
I
U
I = RC =
=
= R = C = 0
ZRC
R
ZC
2
R 2 + ZC2
R 2 + ZC2
4. Định luật ôm đối với đoạn mạch RC:
2
2
U 0R
+ U 0C
U 0RC
U 0RC
U
U
I
=
=
=
= 0R = 0C = 2.I
0
ZRC
R
ZC
R 2 + ZC2
R 2 + ZC2
UC
Z
= - C φ ....
tan φ = UR
R
5. Độ lệch pha giữa hiệu điện thế u và cƣờng độ dòng điện i:
φ = φ - φ
u
i
Chú ý:
- Hiệu điện thế u giữa hai đầu đoạn mạch chứa RC luôn trễ pha góc φ so với cường độ dòng điện i.
- Để viết biểu thức của u, uC, uR trong mạch RC thì ta cần phải xác định được pha của i, rồi tính toán
π
φ u C = φ i 2
các pha theo quy tắc:
φ u = φ i
R
III. ĐOẠN MẠCH CHỨA L VÀ C
(Ω)
ZL = ω.L= 2πf.L
1. Cảm kháng và dung kháng:
1
1
ZC =
=
(Ω)
ω.C
2πf.C
UL
để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu
U LC
thoại 0964 889 884
17
O
2. Giản đồ véctơ:
UL
I
O
U LC
Hình 2
U LC = U L - U C (V)
UC
3. Điện áp và tổng trở của mạch:
Z
=
Z
Z
(Ω)
LC
L
C
4. Định luật ôm đối với đoạn mạch chứa RC:
U LC
U -U
U LC
U
I
U
=
= L C = L = C = 0
(A)
I =
ZLC ZL - ZC
Z L - ZC
Z L ZC
2
I = U 0LC = U 0RC = U 0L - U 0C = U 0L = U 0C = I. 2 (A)
0 Z
Z L - ZC
Z L - ZC
ZL
ZC
LC
tan φ = 0
5. Độ lệch pha giữa hiệu điện thế u và cƣờng độ dòng điện i:
π
φ=±
2
Kết luận: Hiệu điện thế u giữa hai đầu đoạn mạch chứa LC luôn lệch pha ±
π
so với cường độ dòng
2
điện i.
- Khi UL > UC hay ZL > ZC thì uLC nhanh pha hơn i góc π/2. (Hình 1). Khi đó ta nói mạch có tính
π
cảm kháng và φ = .
2
- Khi UL < UC hay ZL < ZC thì uLC chậm pha hơn i góc π/2. (Hình 2). Khi đó ta nói mạch có tính
π
dung kháng và φ = - .
2
II. BÀI TẬP
A. MẠCH CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN R NỐI TIẾP CUỘN CẢM THUẦN L
Câu 1: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R và L. Tổng trở của mạch được cho bởi công
thức:
C. ZRL = R + ZL
D. ZRL = R2 + Z L2
A. Z RL R Z L
B. Z RL R 2 Z L2
Câu 2: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R và L. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn
mạch được cho bởi công thức:
D. U RL U R2 U L2
A. U RL U R U L
C. U RL U R2 U L2
B. U RL U R2 U L2
Câu 3: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R và L. Độ lệch pha của điện áp và dòng điện
trong mạch được cho bởi công thức:
R
R
Z
Z
A. tanφ = C. tanφ = B. tanφ = - L
D. tanφ = L
2
2
ZL
R
R
R ZL
Câu 4: Chọn phát biểu đúng khi nói về mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần và điện trở
thuần?
A. Dòng điện trong mạch luôn nhanh pha hơn điện áp.
B. Khi R = ZL thì dòng điện cùng pha với điện áp.
C. Khi R = 3ZL thì điện áp nhanh pha hơn so với dòng điện góc π/6.
D. Khi R = 3ZLthì điện áp nhanh pha hơn so với dòng điện góc π/3.
Câu 5: Chọn phát biểu đúng khi nói về mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần và điện trở
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
18
thuần?
A. Khi ZL = R 3 thì điện áp nhanh pha hơn so với dòng điện góc π/6.
B. Khi ZL = R 3 thì dòng điện chậm pha hơn so với điện áp góc π/3.
C. Khi R = ZL thì điện áp cùng pha hơn với dòng điện.
D. Khi R = ZL thì dòng điện nhanh pha hơn so với điện áp góc π/4.
Câu 6: Cho đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở R và cuộn cảm thuần L. Phát biểu nào dưới đây
là không đúng?
A. Điện áp nhanh pha hơn dòng điện góc π/4 khi R = ZL.
B. Điện áp nhanh pha hơn dòng điện góc π/3 khi ZL = 3R.
C. Điện áp chậm pha hơn dòng điện góc π/6 khi R = 3ZL.
D. Điện áp luôn nhanh pha hơn dòng điện.
Câu 7: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R = 50Ω và cuộn thuẩn cảm có độ tự cảm L. Đặt
vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức u = U 0 cos(100πt) V. Biêt rằng điện áp và
dòng điện trong mạch lệch pha nhau góc π/3. Giá trị của L là:
1
3
2 3
3
D. L
H
A. L
H
B. L
H
C. L
H
3
2
1
Câu 8: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L
(H). Đặt
3
vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức u = U 0 cos(100πt)V. Tìm giá trị của R để
dòng điện chậm pha so với điện áp góc π/6 ?
A. R = 50 Ω.
B. R = 100 Ω.
C. R = 150 Ω
D. R = 100 3 Ω.
Câu 9: Một đoạn mạch điện gồm một cuộn dây thuần cảm mắc nối tiếp với một điện trở thuần. Nếu đặt
3
vào hai đầu mạch một điện áp có biểu thức u = 15 2cos(100πt )V thì điện áp hiệu dụng giữa hai
4
đầu cuộn cảm là 5V. Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở có giá trị là:
A. 15 2 V.
B. 5 3 V.
C. 5 2 V.
D. 10 2 V.
Câu 10: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R và một cuộn cảm thuần có hệ số tự
cảm L. Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = 100 2cos(100πt - ) V. Biết dòng điện chậm pha
3
hơn điện áp góc π/6. Điện áp hai đầu cuộn cảm có giá trị là:
A. 50 V.
C. 100 V.
B. 50 3 V.
D. 50 2 V.
Câu 11: Một cuộn dây có độ tự cảm L = 318 (mH) và điện trở thuần 100 Ω. Người ta mắc cuộn dây
vào mạng điện xoay chiều 20 V, 50 Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là:
A. 0,2A
B. 0,14A
C. 0,1A
D. 1,4 A.
3
Câu 12: Một đoạn mạch điện gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L
H và điện trở thuần R
2
= 50Ω. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp có biểu thức u = 100 2cos(100πt - π/6) V thì biểu thức của
cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch là:
A. i = 2cos(100πt - π/3) A
B. i = 2cos(100πt - π/2) A
C. i = cos(100πt - π/2) A
6
D. i =
cos(100πt - π/2) A
2
Câu 13: Một đoạn mạch điện gồm điện trở R = 50 Ω mắc nối tiếp với cuộn thuần cảm có L = 0,5/π (H).
Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = 100 2sin(100πt - π/4) V. Biểu thức của cường
độ dòng điện qua đoạn mạch là:
A. i = 2sin(100πt - π/2) A
B. i = 2 2sin(100πt - π/4) A
D. i = 2sin(100πt) A
C. i = 2 2sin(100πt) A
Câu 14: Một đoạn mạch điện gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 0,5/π (H) mắc nối tiếp với
điện trở thuần R = 50 3 . Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều thì dòng điện trong mạch có
biểu thức là i = 2cos(100πt + π/3) A. Biểu thức nào sau đây là của điện áp hai đầu đoạn mạch?
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
19
A. u = 200cos(100πt+ π/3) V.
B. u = 200cos(100πt+ π/6) V.
D. u = 200cos(100πt+ π/2) V.
C. u = 100 2cos(100πt+ π/2) V.
Câu 15: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn cảm thuần L và điện trở R. Nếu đặt vào hai đầu
đoạn mạch điện áp u = 100cos(100πt +π/4) V thì cường độ dòng điện trong mạch là i = 2cos(100πt) A.
Giá trị của R và L là:
1
3
A. R = 50 , L =
H
B. R = 50 , L =
H
2
1
1
C. R = 50 , L = H
D. R = 50 3 , L =
H
2
Câu 16: Một đoạn mạch điện gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 1/π (H) và điện trở thuần
R = 100Ω. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều u = 200cos(100πt + π/4) V thì biểu thức nào
sau đây là của điện áp hai đầu cuộn cảm thuần?
B. uL = 100cos(100πt + π/2) V.
A. uL = 100 2cos(100πt + π/4) V.
C. uL = 100 2cos(100πt - π/2) V.
D. uL = 100 2cos(100πt + π/2) V.
Câu 17: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 50 Ω, cuộn dây thuần cảm có hệ số tự
3
cảm L =
(H). Đặt điện áp u = 100cos(100πt + π/6) V vào hai đầu đoạn mạch. Biểu thức cường độ
2
dòng điện chạy qua đoạn mạch:
A. i = cos(100πt - ) A
B. i = 2cos(100πt - ) A
6
6
C. i = cos(100πt - ) A
D. i = 2cos(100πt + ) A
2
2
Câu 18: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 50 Ω, cuộn dây thuần cảm có hệ số tự
3
cảm L =
(H). Đặt điện áp u = 100cos(100πt + π/6) V vào hai đầu đoạn mạch. Điện áp hiệu dụng giữa
2
hai đầu L, R có giá trị lần lượt là:
A. 25 6 V, 25 3 V.
B. 25 2 V, 25 6 V.
C. 25 6 V, 25 2 V.
D. 25 V, 25 2 V.
Câu 19: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 50 Ω, cuộn dây thuần cảm có hệ số tự
3
cảm L =
(H). Đặt điện áp u = 100cos(100πt + π/6) V vào hai đầu đoạn mạch. Biểu thức điện áp hai
2
đầu cuộn cảm thuần là:
B. uL =50cos(100πt+ π/2) V.
A. uL =50 3cos(100πt+ π/3) V.
D. uL =50cos(100πt+ π/3) V.
C. uL =50 3cos(100πt+ π/2) V.
Câu 20: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 50 Ω, cuộn dây thuần cảm có hệ số tự
3
cảm L =
(H). Đặt điện áp u = 100cos(100πt + π/6) V vào hai đầu đoạn mạch. Biểu thức điện áp hai
2
đầu điện trở R là:
A. uR = 50cos(100πt + /6) V
B. uR = 25 2cos(100πt + /6) V
D. uR = 50cos(100πt - /6) VD
C. uR = 25 2cos(100πt - /6) V
Câu 21: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 50 Ω và cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L =
3
H. Để điện áp và dòng điện lệch pha nhau góc π/6 thì tần số của dòng điện có giá trị nào sau đây?
2
50
100
A. f = 50 3 Hz.
B. f = 25 3 Hz.
C. f =
Hz.
D. f =
Hz.
3
3
Câu 22: Cho đoạn mạch RL nối tiếp, điện áp hai đầu đoạn mạch có dạng u =100 2sin(100πt) V thì
biểu thức dòng điện qua mạch là i = 2 2sin(100πt - π/6) A . Tìm giá trị của R, L.
1
3
A. R = 25 3 Ω, L =
H.
B.
R
=
25
Ω,
L
=
H.
4
4
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
20
1
0,4
H
D. R = 30 Ω, L =
H.
4
Câu 23: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở thuần R nối tiếp cuộn dây thuần cảm L.
Khi tần số dòng điện bằng 100 Hz thì điện áp hiệu dụng UR = 10 V, UAB = 20 V và cường độ dòng điện
hiệu dụng qua mạch là 0,1 A. Giá trị của R và L là
3
3
A. R = 100 Ω, L =
H
B. R = 100 Ω, L =
H
2
2 3
3
C. R = 200 Ω, L =
H
D. R = 200 Ω, L =
H
0,2
Câu 24: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm R, L mắc nối tiếp. R = 20Ω; L =
H . Đoạn mạch được mắc
π
vào hiệu điện thế u = 40 2cos(100πt)(V) . Biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là:
π
π
A. i = 2cos(100πt - )(A)
B. i = 2cos(100πt + )(A)
4
4
π
C. i 2 cos(100t )( A)
D. i = 2cos(100πt + )(A)
2
2
Câu 25: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm R, L mắc nối tiếp có R = 40Ω, L = 0,4/π (H). Đoạn mạch được
mắc vào điện áp u = 40 2cos(100πt )V. Biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là
A. i = cos(100πt - ) A
B. i = cos(100πt + ) A
4
4
C. i = 2cos(100πt - ) A
D. i = 2cos(100πt + ) A
4
4
Câu 26: Cho đoạn mach xoay chiều gồm R, L mắc nối tiếp. R = 20 Ω, L = 0,2/π H. Đoạn mạch được
mắc vào điện vào điện áp u = 40 2cos(100πt )V. Biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là
A. i = 2cos(100πt - ) A
B. i = 2cos(100πt + ) A
4
4
C. i = 2cos(100πt - ) A
D. i = 2cos(100πt + ) A
4
4
Câu 27: Khi đặt điện áp không đổi 30 V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với
1
cuộn cảm thuần có độ tự cảm L =
(H) thì dòng điện trong đoạn mạch là dòng điện một chiều có
4
cường độ 1A. Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch này điện áp u = 150 2cos120πt V thì biểu thức của
cường độ dòng điện trong đoạn mạch là
B. i = 5cos(120πt + /4) A
A. i = 5 2cos(120πt - /4) A
D. i = 5cos(120πt - /4) A
C. i = 5 2cos(120πt + /4) A
Câu 28: Một đoạn mạch xoay chiều có 2 phần tử mắc nối tiếp R, C hoặc cuộn dây thuần cảm. Hiệu điện
thế giữa hai đầu mạch điện và cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức: u = 100 2cos(100πt) V ,
π
i = 2cos(100πt - )(A) . Mạch gồm những phần tử nào? Điện trở hoặc trở kháng tương ứng là bao
4
nhiêu?
A. R,L; R = 40Ω, ZL = 30Ω
B. R,C; R = 50Ω, ZC = 50Ω
C. L,C; ZL = 30Ω, ZC = 30Ω
D. R;L; R = 50Ω, ZL = 50Ω
Câu 29: Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây một hiệu điện thế một chiều 9V thì cường độ dòng điện trong
cuộn dây là 0,5A. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây một hiệu điện thế xoay chiều có tần số 50Hz và có giá
trị hiệu dụng là 9V thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua cuộn dây là 0,3A. Điện trở thuần và cảm
kháng của cuộn dây có giá trị là:
A. R = 18; ZL = 30
B. R = 18; ZL = 24
C. R = 18; ZL = 12 D. R = 30; ZL = 18
C. R = 20 Ω, L =
B. MẠCH CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN R NỐI TIẾP TỤ ĐIỆN C
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
21
Câu 1: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R và C. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn
mạch được cho bởi công thức:
C. U U R U C
D. U U R2 U C2
A. U U R U C
B. U U 2 U 2
R
C
Câu 2: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C thì tổng trở của
mạch là
A. Z RC R Z C
R.Z C
ZC R 2 + ZC2
D. ZRC = R 2 + ZC2
B. Z RC
C.
Z
=
RC
R ZC
R
Câu 3: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R và C. Độ lệch pha của điện áp và dòng điện
trong mạch được cho bởi công thức:
Z
R
R
R 2 + ZC2
A. tanφ = B. tanφ = - C
C. tanφ =
D. tanφ = R
ZC
R 2 + ZC2
R
Câu 4: Đặt một điện áp xoay chiều u = U0 sin(ωt) V vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm
L. Gọi U là điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch; i, I0 , I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực đại và
giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong mạch. Hệ thức nào sau đây không đúng?
U
I
U
I
U 2 i2
U 2 i2
A.
D.
0
2
B. 2 2 0
C. 2 2 2
U0 I0
U0 I0
U0 I0
U0 I0
Câu 5: Đoạn mạch điện xoay chiều AB chỉ chứa một trong các phần tử: điện trở thuần, cuộn dây hoặc
tụ điện. Khi đặt điện áp u = U0 cos(ωt – π/6) V lên hai đầu A và B thì dòng điện trong mạch có biểu thức
i = Iocos(ωt + π/3)A. Đoạn mạch AB chứa
A. điện trở thuần.
B. cuộn dây có điện trở thuần.
C. cuộn dây thuần cảm.
D. tụ điện.
Câu 6: Chọn phát biểu đúng khi nói về mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện và điện trở thuần?
A. Dòng điện trong mạch luôn chậm pha hơn điện áp.
B. Khi R = ZC thì dòng điện cùng pha với điện áp.
C. Khi R = 3ZC thì điện áp chậm pha hơn so với dòng điện góc π/3.
D. Dòng điện luôn nhanh pha hơn điện áp.
Câu 7: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với tụ điện C. Điện áp hai
đầu mạch là u. Nếu dung kháng ZC = R thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở luôn
A. nhanh pha π/2 so với u.
B. nhanh pha π/4 so với u.
C. chậm pha π/2 so với u.
D. chậm pha π/4 so với u.
10 3
Câu 8: Một đoạn mạch gồm tụ có điện dung C =
(F) ghép nối tiếp với điện trở R = 100 Ω,
12 3
mắc đoạn mạch vào điện áp xoay chiều có tần số f. Để dòng điện lệch pha π/3 so với điện áp thì giá trị
của f là
A. f = 25 Hz.
B. f = 50 Hz.
D. f = 60 Hz.
C. f = 50 3 Hz.
–4
Câu 9: Một đoạn mạch điện gồm tụ điện có điện dung C = 10 /π (F) và điện trở thuần R = 100 Ω. Đặt
vào hai đầu mạch một điện áp có biểu thức u = 200 2cos(100πt - π/4) V thì biểu thức của cường độ
dòng điện trong mạch là
A. i = 2cos(100πt - π/3) A.
B. i = 2cos100πt A.
C. i = 2cos 100πt A
D. i = 2cos(100πt - π/2) A.
2.10 4
Câu 10: Một đoạn mạch điện xoay chiều RC có C =
(F), R = 50. Đặt vào hai đầu mạch một
3
điện áp xoay chiều thì dòng điện trong mạch có biểu thức là i = cos(100πt + π/6) A. Biểu thức nào sau
đây là của điện áp hai đầu đoạn mạch?
A. u = 100cos(100πt - π/6) V.
B. u = 100cos(100πt +π/2) V
D. u = 100cos(100πt + π/6) V.
C. u = 100 2cos(100πt - π/6) V.
Câu 11: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần và tụ điện có điện dung C, f = 50 Hz.
Biết rằng tổng trở của đoạn mạch là 100 Ω và cường độ dòng điện lệch pha góc π/3 so với điện áp. Giá
trị của điện dung C là
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
22
A. C =
10 4
10 3
2.10 4
2.10 3
(F).
B. C =
(F)
C. C =
(F)
D. C =
(F)
3
3
3
3
Câu 12: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều RC. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 100 2cos
100πt V thì cường độ dòng điện trong mạch là i = 2cos(100πt + π/4) A. Giá trị của R và C là
10 3
2 .10 3
A. R = 50 2 Ω, C =
(F).
B. R = 50 2 Ω, C =
(F).
2
5
10 3
10 3
C. R = 50 Ω, C =
(F).
D. R = 50 2 Ω, C =
(F).
5 2
Câu 13: Cho một nguồn xoay chiều ổn định. Nếu mắc vào nguồn một điện trở thuần R thì dòng điện
qua R có giá trị hiệu dụng I1 = 3A. Nếu mắc tụ C vào nguồn thì được dòng điện có cường độ hiệu dụng
I2 = 4A. Nếu mắc R và C nối tiếp rồi mắc vào nguồn trên thì dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng là
A. 1 A.
B. 2,4 A.
C. 5 A.
D. 7 A.
Câu 14: Một mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm và một tụ điện có điện dung thay đổi
được mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0 cos(ωt)
V. Khi thay đổi điện dung của tụ để cho điện áp giữa hai bản tụ đạt cực đại và bằng 2U. Mối quan hệ
giữa ZC và R là
B. ZC = 2R.
D. ZC = 3R.
4R
C. ZC = R 3 .
A. ZC
3
103
Câu 15: Một đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C
F mắc nối tiếp với điện trở R 100 ,
12 3
mắc đoạn mạch vào mạng điện xoay chiều có tần số f. Tần số f bằng bao nhiêu thì i lệch pha
so với
3
u ở hai đầu mạch.
B. f 25 Hz
C. f 50 Hz
D. f 60 Hz
A. f 50 3 Hz
Câu 16: Một đoạn mạch gồm một điện trở thuần mắc nối tiếp với một tụ điện. Biết hiệu điện thế hiệu
dụng ở hai đầu mạch là 100V, ở hai đầu điện trở là 60V. Hiệu điện thế hiệ u dụng ở hai đầu tụ điện là:
A. 160V
B. 80V
C. 60V
D. 40V
Câu 17: Một đoạn mạch xoay chiều gồm R và C ghép nối tiếp. Đặt giữa hai đầu đoạn mạch điện áp
xoay chiều có biểu thức tức thời u = 220 2cos(100πt - /2) V thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch có
biểu thức tức thời i = 4,4cos(100πt - /4) A. Điện áp giữa hai đầu tụ điện có biểu thức tức thời là
A. uC = 220cos(100t - /4) V
B. uC = 220cos(100t - 3/4) V
C. uC = 220 2cos(100t + /2) V
D. uC = 220 2cos(100t - 3/4) V
Câu 18: Cho mạch điện xoay chiều gồm R, C ghép nối tiếp, hiệu điện thế hai đầu mạch có dạng
π
u AB = 50 2cos(100πt)(V) và cường độ dòng điện qua mạch i = 2cos(100πt + )(A) . R, C có những
3
giá trị nào sau đây?
103
3.102
A. R 50; C
F
B. R 25; C
F
5
25
5.103
102
D. R 50; C
F
F
C. R 25; C
25 3
Câu 19: Cho đoạn mạch xoay chiều RC mắc nối tiếp. R 100 , UC 1,5U R , tần số của dòng điện
xoay chiều f = 50Hz. Tổng trở của mạch và điện dung của tụ có giá trị nào sau đây?
A. C
102
F ; Z 101
15
B. C
103
F ; Z 180
15
C. C
103
F ; Z 112
5
D. C
104
F ; Z 141
Câu 20: Một mạch gồm cuộn dây thuần cảm có cảm kháng bằng 10 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện
2.10 4
dung C =
F. Dòng điện qua mạch có biểu thức i = 2 2cos(100πt + /3) A. Biểu thức điện áp của
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
23
hai đầu đoạn mạch là
A. u = 80 2cos(100πt - /6) V
C. u = 120 2cos(100πt - /6) V
B. u = 80 2cos(100πt + /6) V
D. u = 80 2cos(100πt - 2/3) V
C. MẠCH CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN L NỐI TIẾP TỤ ĐIỆN C
Câu 1: Đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C
thì cường độ dòng điện trong mạch:
A. luôn nhanh pha hơn điện áp góc π/2.
B. luôn trễ pha hơn điện áp góc π/2.
C. luôn nhanh pha hơn điện áp góc π/2 khi ZL > ZC D. luôn nhanh pha hơn điện áp góc π/2 khi ZL < ZC
Câu 2: Chọn phát biểu không đúng. Đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần có độ tự cảm
L và tụ điện có điện dung C thì cường độ dòng điện trong mạch:
A. luôn nhanh pha hơn điện áp góc π/2 khi ZL < ZC
B. luôn trễ pha hơn điện áp góc π/2.
C. luôn trễ pha hơn điện áp góc π/2 khi ZL > ZC
D. luôn nhanh pha hơn điện áp góc π/2 khi ZL < ZC.
Câu 3: Đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C.
Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U0 cos(ωt) V thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong
mạch là:
U0
U0
U0
U0
B. I =
A. I =
C. I =
D. I =
Z L - ZC
2 Z L - ZC
2(ZL + ZC )
2(Z2L + ZC2 )
Câu 4: Đoạn mạch gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 2/π (H) mắc nối tiếp với tụ điện C 1 = 10–4 /π (F) rồi
mắc vào một điện áp xoay chiều tần số 50 Hz. Khi thay tụ C 1 bằng một tụ C 2 khác thì thấy cường độ
dòng điện qua mạch không thay đổi. Điện dung của tụ C 2 bằng:
10 4
2.10 4
10 4
3.10 4
A. C2 =
F
B. C2 =
F
C. C2 =
F
A. C2 =
F
2
3
Câu 5: Một đoạn mạch gồm một tụ điện có dung kháng ZC = 100 Ω và cuộn dây có cảm kháng ZL =
200 Ω mắc nối tiếp nhau. Điện áp tại hai đầu cuộn cảm có dạng uL = 100cos(100πt + π/6) V. Biểu thức
điện áp ở hai đầu tụ điện có dạng như thế nào?
A. uC = 100cos(100πt + π/6) V.
B. uC = 50cos(100πt – π/3) V.
C. uC = 100cos(100πt – π/2) V.
D. uC = 50cos(100πt – 5π/6) V.
Câu 6: Một đoạn mạch gồm một tụ điện có dung kháng ZC = 200 Ω và cuộn dây có cảm kháng ZL =
120 Ω mắc nối tiếp nhau. Điện áp tại hai đầu tụ điện có dạng uC = 100cos(100πt – π/3) V. Biểu thức
điện áp ở hai đầu cuộn cảm có dạng như thế nào?
A. uL = 60cos(100πt + π/3) V.
B. uL = 60cos(100πt + 2π/3) V.
C. uL = 60cos(100πt – π/3) V.
D. uL = 60cos(100πt + π/6) V.
Câu 7: Đặt một điện áp xoay chiều u = 60sin(100πt) V vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn thuần cảm L
= 1/π (H) và tụ C = 50/π (µF) mắc nối tiếp. Biểu thức của cường độ dòng điện chạy trong mạch là:
A. i = 0,2sin(100πt + π/2) A.
B. i = 0,2sin(100πt – π/2) A.
C. i = 0,6sin(100πt + π/2) A.
D. i = 0,6sin(100πt – π/2) A.
Câu 8: Một đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa 2 trong 3 phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Biết rằng điện áp
ở hai đầu đoạn mạch sớm pha π/3 so với cường độ dòng điện. Đoạn mạch chứa
A. R, C với ZC < R.
B. R, C với ZC > R.
C. R, L với ZL < R.
D. R, L với ZL > R.
Câu 9: Một đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa 2 trong 3 phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Biết rằng điện áp
ở hai đầu đoạn mạch chậm pha π/4 so với cường độ dòng điện. Đoạn mạch chứa:
A. R, C với ZC < R.
B. R, C với ZC = R.
C. R, L với ZL = R.
D. R, C với ZC > R.
Câu 10: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử mắc nối tiếp. Điện áp giữa hai đầu đoạn
mạch và cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức u = 100 2cos(100πt - ) V, i = 10 2cos(100πt 2
) A. Chọn kết luận đúng ?
4
A. Hai phần tử đó là R, L.
B. Hai phần tử đó là R, C.
C. Hai phần tử đó là L, C.
D. Tổng trở của mạch là 10 2
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
24
Câu 11: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R và một cuộn cảm thuần có hệ số tự
cảm L. Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = 100 2cos(100πt + φ) V. Cường độ dòng điện trong
mạch có giá trị hiệu dụng là 2 A và chậm pha hơn điện áp góc π/3. Giá trị của điện trở thuần R là:
A. R = 25 Ω.
C. R = 50 Ω.
B. R = 25 3 Ω.
D. R = 50 3 Ω.
2
Câu 12: Một cuộn dây thuần cảm có L H , mắc nối tiếp với tụ điện C 31,8 F Điện áp giữa hai
đầu cuộn dây có dạng u L 100cos 100t V . Biểu thức cường độ dòng điện có dạng:
6
A. i cos 100t (A)
B. i cos 100t (A)
3
3
C. i 0,5cos 100t (A)
D. i 0,5cos 100t A
3
3
1
Câu 13: Một đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L =
(H) mắc nối tiếp với tụ điện có
5
2.10 4
điện dung C =
(F). Dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = 2 2cos(100πt + /3) A. Biểu
thức điện áp hai đầu đoạn mạch sẽ là
A. u = 60 2cos(100πt + /6) V
C. u = 60 2cos(100πt - /6) V
B. u = 60 2cos(100πt - /3) V
D. u = 60 2sin(100πt - /6) V
10-4
2
F và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L= H mắc nối tiếp.
π
π
π
Hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn dây là u L = 100 2cos(100πt + )(V) . Hiệu điện thế tức thời ở hai đầu
3
tụ có biểu thức như thế nào?
π
2π
A. u C = 50 2cos(100πt - ) V
B. u C = 50 2cos(100πt )V
6
3
π
π
C. u C = 50 2cos(100πt + ) V
D. u C = 100 2cos(100πt + ) V
6
3
Câu 15: Nếu đặt vào hai đầu một mạch điện chứa một điện trở thuần R và một tụ điện C mắc nối tiếp
một điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0 cos(ωt - /2) V, khi đó dòng điện trong mạch có biểu thức
i=I0 cos(ωt - /4) A. Biểu thức điện áp giữa hai bản tụ sẽ là
A. uC = I0 Rcos(t - 3/4) V
B. uC = U0 cos(t + /4) V
R
C. uC = I0 ZCcos(t + /4) V
D. uC = I0 Rcos(t - /2) V
Câu 16: Một mạch gồm tụ điện C có dung kháng ZC 100 và một cuộn dây có cảm kháng
Câu 14: Một đoạn mạch gồm tụ C =
ZL 200 mắc nối tiếp nhau. Điện áp tức thời ở cuộn cảm là u L 100cos 100t V . Biểu thức
6
điện áp ở hai đầu tụ điện có dạng là:
5
A. u C 100cos 100t (V)
B. u C 50sin 100t (V)
2
6
5
C. u C 50cos 100t (V)
D. u C 50cos 100t (V)
3
6
Bạn nào có nhu cầu mua tài liệu để dạy thê m vật lý 10, 11, 12 thì liên hệ với tôi theo số điện
thoại 0964 889 884
25