Bài tập thi THPT Quốc gia môn Vật lý - Chủ đề 15 Đại cương dòng điện xoay chiều

Trang 1

CHỦ ĐỀ 15: ĐẠI CƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

 VIẾT BIỂU THỨC CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP

1. Biểu thức hiệu điện thế xoay chiều:

Trong đó: : hiệu điện thế tức thời (V)

: hiệu điện thế cực đại (V)

: pha ban đầu của hiệu điện thế.

2. Biểu thức cường độ dòng điện:

Trong đó: : cường độ dòng điện tức thời (A)

: cường độ dòng điện cực đại (A)

: pha ban đầu của cường độ dòng điện.

3. Các giá trị hiệu dụng:

4. Các loại đoạn mạch

*Đoạn mạch chỉ có R: cùng pha với i;

*Đoạn mạch chỉ có L: sớm pha hơn i góc với là cảm kháng.

*Đoạn mạch chỉ có C: chậm pha hơn i góc với là dung kháng.

Bảng ghép linh kiện:

Ghép nối tiếp Ghép song song

0 u u(t) = U cos(ωt + φ )

u(t)

0 U

u φ

0 i i(t) = I cos(ωt + φ )

i(t)

0I

iφ

0 0 U I U (V); I (A) 2 2  

R u R U I R 

L u L

L

U π ; I ; 2 Z  L Z ω.L ( )  

C u C

C

U π ; I ; 2 Z  C

1 Z ( ) ω.C  

1 2 n R R R ... R    

1 2 L L L Ln Z Z Z ... Z    

1 2 n L L L ... L    

1 2 C C C Cn Z Z Z ... Z    

1 2 n

1 1 1 1 ... C C C C    

1 2 n

1 1 1 1 ... R R R R    

1 2 L L L Ln

1 1 1 1 ... Z Z Z Z    

1 2 n

1 1 1 1 ... L L L L    

1 2 C C C Cn

1 1 1 1 ... Z Z Z Z    

1 2 n C C C ... C    

DeThi.edu.vn

Trang 2

 DẠNG TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC

1. Tính thời gian đèn huỳnh quang sáng và tắt:

Khi đặt điện áp: vào hai đầu

bong đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi

*Trong một chu kì:

- Thời gian đèn sáng:

*Trong khoảng thời gian

- Thời gian đèn sáng:

- Thời gian đèn tắt:

2. Sử dụng góc quét để giải dạng toán tìm điện áp và cường độ dòng điện tại

thời điểm:

3. Số lần đổi chiều dòng điện

- Dòng điện : Trong một chu kì đổi chiều 2 lần, mỗi giây đổi chiều 2f lần.

- Nhưng nếu thì chỉ giây đầu tiên đổi chiều lần, các giây sau đổi chiều 2f lần.

 CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH

CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH

Ví dụ 1: Một dòng điện xoay chiều có phương trình dòng điện như sau: Hãy xác

định giá trị hiệu dụng của dòng điện trong mạch?

A. 5A B. C. 2,5A D.

Giải

Ta có:

=> Chọn đáp án C

Ví dụ 2: Tại thời điểm cường độ dòng điện trong mạch có giá trị là . Giá trị đó là:

A. Giá trị cực đại B. Giá trị tức thời C. Giá trị hiệu dụng D. Giá trị trung bình

Giải

Cường độ dòng điện của dòng điện tại là giá trị tức thời.

=> Chọn đáp án B

Ví dụ 3: Biết Tìm thời điểm cường độ dòng điện có giá trị bằng 0?

A. B.

0 u u U cos(ωt+φ ) 

1 u U 

L n

0

U 4 t arccos ω U 

t nT : 

s s t n. t  

t t s t n. t t t   

Δφ = ω.Δt

2 1 t = t + Δt.

0 i i I cos(2πft φ )  

i

π φ 2  2f 1 

π i 5cos(100πt ) A. 2  

5 2A 2,5 2A

0I 5 I 2,5 2A 2 2   

t 1,5s  i 5A 

t 1,5s 

0

π i I cos(100πt ) A. 6  

1 k t s (k 0,1,2.) 300 100    1 k t s (k 1,2.) 300 100   

DeThi.edu.vn

Trang 3

C. D.

Giải

Khi:

với

=> Chọn đáp án A

Ví dụ 4: Dòng điện có biểu thức: trong một giây dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần?

A. 100 lần B. 50 lần C. 110 lần D. 90 lần

Giải

Trong 1 chu kì dòng điện đổi chiều 2 lần

Trong 1s dòng điện thực hiện 50 chu kì

Số lần dòng điện đổi chiều là 100 lần

=> Chọn đáp án A

Ví dụ 5: Dòng điện có biểu thức trong một giây đầu tiên dòng điện đổi chiều bao

nhiêu lần?

A. 100 lần B. 50 lần C. 110 lần D. 99 lần

Giải

- Chu kì đầu tiên dòng điện đổi chiều một lần.

- Tính từ các chu kì sau dòng điện đổi chiều 2 lần trong một chu kì.

Số lần đổi chiều của dòng điện trong một giây đầu tiên là: lần.

=> Chọn đáp án D

Ví dụ 6: Một mạch điện xoay chiều có phương trình dòng điện trong mạch là: Xác

định điện lượng chuyển qua mạch trong 1/6 chu kì đầu tiên?

Giải

Ta có :

Ví dụ 7: Mạch điện có giá trị hiệu dụng , tần số dòng

điện là 50Hz, đèn chỉ sáng khi . Hãy tính thời gian

đèn sáng trong một chu kì?

A. 1/75s B. 1/50s C. 1/150s D. 1/100s

Giải

1 k t s (k 0,1,2.) 400 100    1 k t s (k 0,1,2.) 600 100   

i 0 

π π π 100πt kπ 100πt kπ 6 2 3       

1 k t s 300 100    (k 0,1,2.) 

i 2cos100πt (A), 





i 2cos100πt (A), 

 n 2.f 1 2.50 1 99   

π i 5cos(100πt ) . …