Bài 33. Bài tập về dòng điện xoay chiều

Ngô văn Kính - Trường THPT Tiểu La - Quảng Nam


Câu hỏi: Một đoạn mạch R,L,C mắc nối
tiếp.Viết công thức tính : tổng trở, công
thức định luật Ohm, công thức tính góc
lệch pha giữa u so với i, công suất .

Trả lời:
Z = R 2 + (ZL − ZC )2
Z L − ZC
tan ϕ =
R

I =

U
Z

P = UIcosϕ



GIỚI THIỆU BÀI TẬP VỀ
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. Bài tập về đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp
(Tiết 42)
II. Bài tập về các loại máy điện
(Tiết 43)
III.Bài tập liên hệ giữa dòng điện xoay chiều
và các loại máy điện

(Tiết
44).


BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Tiết 42:

. Bài tập 1
. Bài tập 2
. Bài tập 3
. Câu hỏi trắc nghiệm


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Bài tập 1:
Một cuộn dây khi mắc vào điện áp xoay chiều
100V – 50 Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn
dây là 2 A và độ lệch pha giữa u và i là π/4 rad.
Tìm tổng trở, điện trở trong và độ tự cảm của cuộn
dây.
*Hướng dẫn:
+ Phân tích: Cuộn dây chứa hai thành phần : điện
trở thuần r và cảm kháng ZL nên u cuộn dây sớm
pha hơn i π/4 rad.


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

Bài tập 1:
+ Có U và I  Zcd = ?,

Zcd = r + Z L
2

+ tan φcd = ZL/r
*Kết quả:
+ Zcd =50 2 Ω
+ ZL= r = 50 Ω
+ L = 1/2π H

Hết
bài tập 1

2


. Bài tập 1
. Bài tập 2
. Bài tập 3
. Câu hỏi trắc nghiệm


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

Bài tập 2
Một biến trở mắc nối tiếp với một tụ điện như hình vẽ
biết uAB= 250 2 cos( 100πt + π/6) V, R1=50Ω,

C=100/π µF, UAB không đổi .
a/ Tìm công suất tiêu thụ trên đoạn mạch.
b/ Mắc thêm cuộn dây ở bài tập 1 vào đoạn mạch AB:
b1.Viết biểu thức i và u của cuộn dây.
b2. Tìm R=? để công suất tiêu thụ trên R’ lớn nhất,
tìm công suất đó? R
A
*

C

B
*


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Bài tập 2
Hướng dẫn:

R
A

a/ Tìm công suất
*Phân tích:
P1 = UIcosφ = I2.R1 ; Có U, ZR1C  I ,
*Kết quả: ZR1C = 50 5 Ω
I= 5 A
P1 = 250 W

C

B


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Bài tập 2:
R,
R
C
Hướng dẫn:
A
B
L
b1/Viết i, ucd =?
Phân tích:

*Dạng của i: i = Iocos(100πt + π/6 - φAB)
*Dạng của ucd: ucd= Uocdcos(100πt + π/6 - φAB + φcd)
-Tìm Z , I
-Tìm tanφAB = (ZL-ZC)/(R1+r) => φAB
=>Viết i=?


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Bài tập 2:
R,
R

C
A
B
L
Hướng dẫn:
M
b1/Viết i, ucd =?
*Kết quả:
Z= 50 5 Ω , I = 5 A φAB = -270
i = 10 cos(100πt + π/6 + 27π/180) A
i = 10 cos(100πt + 19π/60) A
*Xét cuộn dây:Zcd = 50 2 Ω ,Ucd=100 5 V, φcd= π/4 rad
ucd= 100
*Kết quả:
ucd= 100

5
5

cos(100πt + 19π/60 + π/4 ) V
cos(100πt + 17π/30) V


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Bài tập 2:
A
Hướng dẫn:
b2/ Tìm R =? để P(R)max=?

R,
L

R

C

Phân tích:
Khi R thay đổi Z thay đổi I thay đổi P thay đổi;
PR = I’2.R= U2.R/(( R+r)2 +(ZL-ZC)2)
Xử lí:

U2
RU 2
PR = RI = R 2 = 2
Z
R + ( Z L − Z C ) 2 + r 2 + 2 Rr
'2

=

(

U2
(Z L − ZC )2 + r 2
R+
R

) + 2r

B


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Bài tập 2:
b2/ Tìm R =? để P(R)max=?

A

R,
L

R

Xử lí: Áp dụng bất đẳng thức Côsin:

C
Hết bài tập 2

(ZL − ZC )2 + r2
R+
≥ 2 (ZL − ZC )2 + r2
R

Khi...R =

thì

PR = PR − max =

*Kết quả:

(Z L − Z C )2 + r 2
U2
2 ( Z L − Z C ) 2 + r 2 + 2r

R = 50 2Ω

U2
=
2( R + r )

P(R)max= 259,3W

B


. Bài tập 1
. Bài tập 2
. Bài tập 3
. Câu hỏi trắc nghiệm


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Bài tập 3:
Một mạch điện như hình vẽ, f=50Hz, R=40 Ω, L=0,3/πH, UAB
không đổi, Ampe kế có điện trở rất nhỏ, Vôn kế có điện trở
rất lớn.

a/ Số chỉ Ampe kế 4A, Số chỉ Vônkế = điện áp hiệu dụng đoạn
mạch AB. Tìm C=?, Số chỉ Vôn kế.
b/Tìm C’=? để công suất trên toàn mạch lớn nhất, Tìm số chỉ
của các dụng cụ đo và công suất của toàn mạch?

A

L

R
V

M C

A

B


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Bài tập 3
Hướng dẫn:

A

L M C

R

a/Tìm C=?, Số chỉ Vôn kế

V

*Phân tích:
ZRL= ZAB  ZC ; UAB= ?
* Kết quả:
ZC = 60Ω
C = 10-3/6π F
Số chỉ của Vôn kế = UAB= 200V

A

B


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Bài tập 3

A

R

L M C
A

Hướng dẫn:
V
b/ Pmax, Số chỉ Vôn kế và Ampe kế:

* Phân tích:
Pmax khi mạch R,L,C nối tiếp xảy ra hiện tượng
cộng hưởng điện ZC’=ZL  ZC’
-Tìm I’=? Số chỉ Ampe kế,
-Tìm U’RL=? Số chỉ Vôn kế,
- Tìm Pmax =?

B


Tiết 42: BÀI TẬP
VỀ ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Bài tập 3:

A

R

L M C
A

Hướng dẫn:
V
b/ Pmax, Số chỉ Vôn kế và Ampe kế:
* Kết quả:
ZC’ = 30Ω, C’= 10-3/3π F
Imax = 5A = Số chỉ Ampe kế
UAM= 250V = Số chỉ Vôn kế
Pmax = 1000W

Hết
bài tập 3

B


. Bài tập 1
. Bài tập 2
. Bài tập 3
. Câu hỏi trắc nghiệm


Câu hỏi trắc nghiệm:
Câu 1: Cường độ dòng điện luôn
sớm pha hơn hiệu điện thế ở
hai đầu đoạn mạch khi:
Sai
A Đoạn mạch có R và L mắc
nối tiếp
Đúng
B

Đoạn mạch có R và C mắc
nối tiếp
C Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm
Sai
L
D. Đoạn mạch có L và C mắc
Sai




Câu hỏi trắc nghiệm:
Câu 2: Đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp, đặt vào điện
áp xoay chiều có tần số thay đổi được, ban
đầu mạch điện có tính cảm kháng. Khi tăng
tần số thì cường độ hiệu dụng qua cuộn cảm
sẽ:
Sai
A

C
Sai

Không đổi

Không phụ thuộc
.

Đúng
B

Giảm

Sai
D.

Tăng


Câu hỏi trắc nghiệm:
Câu 3: Góc lệch pha giữa hiệu điện thế so với cường
độ dòng điện của đoạn mạch có điện trở R
mắc nối tiếp với tụ điện C được xác định bằng
biểu thức:

Sai
A

tanφ = RωC

C tanφ = (RωC)-1
Sai

Sai
B

tanφ = - RωC

Đúng
D.

tanφ = -(RωC)-

1