Rèn luyện kỹ năng giải bài tập Điện xoay chiều Vật lý 12

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.33 MB, 7 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 12

Thí dụ 1:

Cho mạch điện như hình vẽ :

UAN =150V ,UMB =200V. Độ lệch pha UAM và UMB là  / 2

Dòng điện tức thời trong mạch là : i=I0 sin 100t (A) , cuộn dây thuần cảm.Hãy viết biểu

thức UAB

*Lời giải của học sinh

- Ta có : UAB UAN UMB ,do UAN vng góc với UMB nên: UAB UAN UMB 250V
2

2  



664
,
0
4

3  



 



MB
AN
U
U
tg

vậy uAB = 2502 sin(100t + 0,664) (V)

_ Học sinh đã nhầm lẫn UAN với UAM

*Lời giải đúng

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Vì UAN và UMB lệch pha nhau  / 2 nên 1

.
.
1

R
R
2

1   

U

U
U
tg

tg  L C hay U2R = UL.UC (3)

Từ (1),(2),(3) ta có UL=160V , UC = 90V , UR 120V
V

U
U
U

UAB ( L C) 139

2
2

R   



s
rad
U

U
U

tg L C

/
53
,
0
12






 



vậy uAB = 1392 sin(100t +0,53) V

Thí dụ 2

Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 1003 , cuộn dây thuần cảm L và tụ điện
C =10-4 /2 (F). Đặt vào 2 đầu mạch điện một hiệu điện thế u = 1002sin 100 t. Biết hiệu
điện thế ULC = 50V ,dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế.Hãy tính L và viết biểu thức

cường độ dòng điện i trong mạch
Lời giải

Ta có = 100 rad/s ,U = 100V,  1 200

C
ZC



Hiệu điện thế 2 đầu điện trở thuần là:UR  U2 ULC2 50 3V
cường độ dòng điện I U 0,5A

R
R 

 và  100

I
U

Z LC

LC

_ Đến đây học sinh thường sai lầm khi dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế thì cho rằng
ZL>ZC dẫn đến tính sai giá trị của L và viết sai biểu thức của dòng điện.Trong bài này dòng

điện nhanh pha hơn hiệu điện thế,mà trên giản đồ Frexnen,dòng điện được biêủ diễn trên
trục hoành vậy hiệu điện thế được biểu diễn dưới trục hồnh nghĩa là ZL< ZC. Do đó

ZC-ZL =100ZL =ZC -100 =100 suy ra H

Z
L L

318
,
0






Độ lệch pha giữa u và i :

6
3

1  

      

R
Z
Z

tg L C

vậy )

6
100
sin(
2
5
,

0  

 t

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Thí dụ 3:

Cho mạch điện (hình vẽ)

uAB =1002 sin100t (V), L=0,796 H, R = r =100.Hệ số cơng suất: cos = 0,8.Tính C

Cảm kháng: ZL= L = 250 với   







 250

,
0
200
cos

cos



 Z R r

Z
r
R
Z
Rt

Mà Z  Rt2 (ZL ZC)2 ZL ZC  Z2 Rt2  2502 2002 150

Do đó ZC =ZL -150 =100 C=31,8.10
-6

_ Sai lầm của học sinh là bỏ sót một nghiệm khi giải phương trình(ZL –ZC )2 =Z2-R2t Cịn 1

nghiệm thứ 2
Vì ZL ZC 150

+Khi ZL>ZC thì ta có C1=31,8.10-6F

+Khi ZL<ZC thì ZC ZL C F

6
2 7,95.10
400

150   




Thí dụ 4 :

Một đoạn mạch gồm điện trở R nối tiếp với cuộn thuần cảm L và tụ xoay C. R=100 ,
L=0,318H. Đặt vào 2 đầu đoạn mạch 1 hiệu điện thế u=2002 sin 100t (V).Tìm điện dung
C để hiệu điện thế giữa 2 bản tụ điện đạt giá trị cực đại.tính giá trị cực đại đó

 Lời giải của học sinh

- Ta có ZL=L=100.0,318=100

- Hiệu điện thế giữa 2 bản tụ điện là : UC = I.ZC

- UC max khi I max lúc ấy xảy ra hiện tượng cộng hưởng ZL=ZC

- UC I ZC U.ZC 200V

R
.

max

max   

- Sai lầm của học sinh là coi ZC không đổi

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

-Hiệu điện thế giữa 2 bản tụ điện :
y
U
Z
Z
Z
Z
U
Z
Z
Z
Z
R
Z
U
Z
I
U
C
L
C
L
C

C
L
L
C
C
C 









1
2
R
.
2
.
.
2
2
2
2
2
2

-UC max khi y = y min mà y là hàm parabol với đối số là

C
Z
x 1

vậy y min khi 1 2 2
L
L

C R Z

Z
Z

x




 (đỉnh parabol)








 1 200

2
2
2
2
min
L
L
C
L Z
Z
R
x
khiZ
Z
R
R

y vậy C F



2
104

 và UC max = 2002 (V)

Thí dụ 5 :

Một đoạn mạch gồm 1 cuộn dây có điện trở thuần R = 50  và độ tự cảm L thay đổi,nối
tiếp với tụ điện có điện dung C 2104F

 .Đặt vào 2 đầu đoạn mạch 1 hiệu điện thế u =
2002 sin 100t (V).Tìm L để hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại và
tính giá trị cực đại ấy

 Lời giải sai của học sinh
_ Dung kháng  1 50

C
ZC 

_ Tổng trở : 2 2

)
(ZL ZC
R

Z   

_ Dòng điện

Z
U
I 

_ Hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn dây là: L L ZL
Z
U
Z
I

U  .  .

Thay giá trị Z vào ta được

y
Z
Z
Z
Z
R
U
Z
Z
Z
Z
R
Z
U
U
L
C
L
C
C
C
L
L
L
L

1
1
1
2
1
)
(
2
.
2
2
2
2
2
2 









ULmax khi y = ymin 2 2

L
Z
1
x

C
C
Z
R
Z




</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

H
L
Z
Z
R
x
khiZ
Z
R
R
y
C
C
L
L 
1
100

1 2 2

min   








vậy khi L= 0,318 H thì UCmax = 2002 (V)

_Sai lầm của học sinh là hiểu sai hiệu điện thế 2 đầu cuộn dây UL, ở đây UL là hiệu điện

thế của 1 đoạn mạch có độ tự cảm L và điện trở thuần của chính cuộn dây đó

 Lời giải đúng

- Biểu thức ZC,Z,I như trên

- Hiệu điện thế 2 đầu cuộn dây là : d d Zd
Z
U
IZ

U  

- Hay

y
U
Z
R
Z
Z
Z
U
Z
Z
Z
Z
R
UZ
U
L
L
C
C
C
C
L
L
d
d 









1
2
2
2
2
2
2
2
2

- Khảo sát Ud theo hàm y

- , ' 0 : 0 50 2500 0 81

)
(

' 2 2 2 2 2 2

2
2















 L C L L L L

L
L
L
C
C
Z
Z
Z
R
Z
Z
Z
khi
y
Z

R
Z
Z
Z
R
Z
y

vậy L=0,285 H

- Ta có bảng biến thiên

- Khi L=0,285 H thì hiệu điện thế 2 đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại,giá trị cực đại đó là
:Udmax =324 V

Thí dụ 6:

Cho một mạch điện gồm biến trở Rx mắc nối tiếp với tụ điện có C=6,38F và 1 cuộn dây

có điện trở thuần r = 70, độ tự cảm L H


 .Đặt vào 2 đầu 1 điện áp U = 200V có tần
số f = 50 Hz. Hãy tìm giá trị của Rx để công suất của mạch cực đại và tính giá trị cực đại

ấy

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

_ dung kháng  1 50

C
ZC


_ Đặt Rt=Rx+ r

_ Công suất của mạch là:

y
U
R

Z
Z
R

U
R

I
P

t
C
L
t
t

2
2
2

)

(  





_ Công suất cực đại Pmax khi ymin

_ Theo bất đẳng thức Cauchy thì ymin Rt  ZL ZC











 Z Z r 50 70 20 0

Rx L C vơ lý

Vậy khơng có giá trị nào của Rx thoả mãn bài toán

- Sai lầm của học sinh là sử dụng công thức một cách máy móc mà không chú ý đến
điều kiện sử dụng nó.Trong trường hợp này phải dùng phương pháp đạo hàm

 Lời giải đúng

_ Các đại lượng ZL,ZC,Rt như trên

_Công suất của mạch cũng như trên :

y
U
P



_ Công suất cực đại Pmax khi y = ymin. Chúng ta khảo sát hàm y







 0

)
70
(

50
1

' 2

x
R

y Hàm số đồng biến

Suy ra ymin khi Rx=0. Vậy công suất cực đại là:

4
,
378
)

(
.

max 2 2







C
L Z
Z
r

r
U

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, 
nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh

nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các

trường chuyên danh tiếng.

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây 
dựng các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học. 
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên 
khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II. Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho các em HS THCS
lớp 6, 7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt
ở các kỳ thi HSG.

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng 5 phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho 
học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần 
Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đơi HLV đạt 
thành tích cao HSG Quốc Gia.

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các 
môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham
khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn 
phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh.

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

</div>

Rèn luyện kỹ năng giải bài tập Điện xoay chiều Vật lý 12

<i><b>CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 12 </b></i>

<i><b>Thí dụ 1: </b></i>

<i><b>Thí dụ 2 </b></i>

<i><b>Thí dụ 3: </b></i>

<i><b>Thí dụ 4 : </b></i>

<i><b>Thí dụ 5 : </b></i>

<i><b>Thí dụ 6: </b></i>

<i><b>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai </b></i>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về