Phương pháp giải bài tập đoạn mạch R, L,C chỉ chứa một phần tử môn Vật Lý 12 năm 2021-2022

Biểu thức của i và u: i= I₀cos(wt + j_i); u = U₀cos(wt + j_u).

Độ lệch pha giữa u và i: j = j_u - j_i.; tanφ = (Z_L-Z_c)/R

Biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch:I = I₀­\(c\text{os}(\omega t+\varphi i)\)

Giá trị hiệu dụng :

+ Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = \(\frac{I0}{\sqrt{2}}\)

+ Hiệu điện thế hiệu dụng: U = \(\frac{U0}{\sqrt{2}}\)

* Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: u_R cùng pha với i.

(\(\phi \) = \(\phi \)_u – \(\phi \)_i = 0)  

\(I=\frac{U}{R}\) và \({{I}_{0}}=\frac{{{U}_{0}}}{R}\)

Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có \(I=\frac{U}{R}\)

* Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L: u_L nhanh pha hơn i là \(\frac{\pi }{2}\).

(\(\phi \) = \(\phi \)_u – \(\phi \)_i = \(\frac{\pi }{2}\))  

\(I = \frac{U}{{{Z_L}}}\) và \({I_0} = \frac{{{U_0}}}{{{Z_L}}}\) với Z_L = \(\omega \)L là cảm kháng

\(\frac{{{i}^{2}}}{I_{0}^{2}}+\frac{{{u}^{2}}}{U_{0L}^{2}}=1\Leftrightarrow \frac{{{i}^{2}}}{2{{I}^{2}}}+\frac{{{u}^{2}}}{2U_{L}^{2}}=1\)

Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua

* Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: u_C chậm pha hơn i là \(\frac{\pi }{2}\), (\(\phi \) = \(\phi \)_u – \(\phi \)_i = -\(\frac{\pi }{2}\))

\(I = \frac{U}{{{Z_C}}}\) và \({I_0} = \frac{{{U_0}}}{{{Z_C}}}\) với \({Z_C} = \frac{1}{{\omega C}}\) là dung kháng

\(\frac{{{i}^{2}}}{I_{0}^{2}}+\frac{{{u}^{2}}}{U_{0C}^{2}}=1\Leftrightarrow \frac{{{i}^{2}}}{2{{I}^{2}}}+\frac{{{u}^{2}}}{2U_{C}^{2}}=1\)

Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn).

Ví dụ 1. Đặt vào hai đầu cuộn cảm L = 1/π(H) một hiệu điện thế xoay chiều 220V – 50Hz. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là

A. I = 2,2A.                

B. I = 2,0A.                

C. I = 1,6A.                

D. I = 1,1A.

Hướng dẫn giải

Cảm kháng của cuộn cảm được tính theo công thức \({{Z}_{L}}=\omega L=2\pi fL\).

Cường độ dòng điện trong mạch I = U/Z_L = 2,2A. => Chọn A.

Ví dụ 2. Đặt vào hai đầu tụ điện \(C=\frac{{{10}^{-4}}}{\pi }(F)\) một hiệu điện thế xoay chiều u = 141cos(100πt)V. Dung kháng của tụ điện là

A. Z_C = 50Ω.              

B. Z_C = 0,01Ω.           

C. Z_C = 1A.    

D. Z_C = 100Ω.

Hướng dẫn giải

Từ biểu thức u = 141cos(100πt)V, suy ra ω = 100π (rad/s). Dung kháng của tụ điện được tính theo công thức \({{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=\frac{1}{2\pi fC}\). => Chọn D.

Ví dụ 3. Đặt vào hai đầu cuộn cảm \(L=\frac{1}{\pi }(H)\) một hiệu điện thế xoay chiều u = 141cos(100πt)V. Cảm kháng của cuộn cảm là

A. Z_L = 200Ω.                        

B. Z_L = 100Ω.            

C. Z_L = 50Ω.              

D. Z_L = 25Ω.

Hướng dẫn giải

Từ biểu thức u = 141cos(100πt)V, suy ra ω = 100π (rad/s). Cảm kháng của cuộn cảm được tính theo công thức \){{Z}_{L}}=\omega L=2\pi fL\). =>Chọn B.

Ví dụ 4. Đặt vào hai đầu tụ điện \(C=\frac{{{10}^{-4}}}{\pi }(F)\) một hiệu điện thế xoay chiều u = 141cos(100πt)V. Cường độ dòng điện qua tụ điện là

A. I = 1,41A.              

B. I = 1,00A.              

C. I = 2,00A.              

D. I = 100Ω.

Hướng dẫn giải

Từ biểu thức u = 141cos(100πt)V → U = 100V và tần số góc ω = 100π (rad/s). Dung kháng của tụ điện được tính theo công thức \){{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=\frac{1}{2\pi fC}\). Cường độ dòng điện trong mạch I = U/Zc.

→ Chọn B.

Ví dụ 5. Đặt vào hai đầu cuộn cảm \(L=\frac{1}{\pi }(H)\) một hiệu điện thế xoay chiều u = 141cos(100πt)V. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là

A. I = 1,41A.               B. I = 1,00A.               C. I = 2,00A.               D. I = 100Ω.

Hướng dẫn giải

u = 141cos(100πt)V, → U = 100V , ω = 100π (rad/s).

\({{Z}_{L}}=\omega L=2\pi fL\). →  I = U/Z_L = 1 A → Chọn B.

Câu 1: Cho mạch điện gồm hai phần tử gồm điện trở thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Dùng một vôn kế có điện trở rất lớn mắc vào hai đầu điện trở thì vôn kế chỉ 80V, đặt vôn kế vào hai đầu tụ điện chỉ 60V. Khi đặt vôn kế vào hai đầu đoạn mạch vôn kế chỉ

A. 140V.                   

B. 20V.                      

C. 70V.                      

D. 100V.

Câu 2: Cho mạch điện gồm hai phần tử gồm cuộn thuần cảm và tụ điện mắc nối tiếp. Dùng một vôn kế có điện trở rất lớn mắc vào hai đầu cuộn cảm thì vôn kế chỉ 80V, đặt vôn kế vào hai đầu tụ điện chỉ 60V. Khi đặt vôn kế vào hai đầu đoạn mạch vôn kế chỉ

A. 140V.                   

B. 20V.                      

C. 70V.                      

D. 100V.

Câu 3: Nhiệt lượng Q do dòng điện có biểu thức i = 2cos120\(\pi \)t(A) toả ra khi đi qua điện trở R = 10\(\Omega \) trong thời gian t = 0,5 phút là

A. 1000J.                              

B. 600J.                      

C. 400J.                      

D. 200J.

Câu 4: Chọn câu trả lời đúng. Một khung dây dẫn có diện tích S = 50cm² gồm 250 vòng dây quay đều với vận tốc 3000 vòng/min trong một từ trường đều \(\overrightarrow{}\) \(\bot \) trục quay \(\Delta \) và có độ lớn B = 0,02T. Từ thông cực đại gửi qua khung là

A. 0,025Wb.             

B. 0,15Wb.                 

C. 1,5Wb.                   

D. 15Wb.

Câu 5: Cường độ của một dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 4cos²100\(\pi \)t(A). Cường độ dòng điện này có giá trị trung bình trong một chu kì bằng bao nhiêu ?

A. 0A.                       

B. 2A.                        

C. 2\(\sqrt{2}\)A.         

D. 4A.

Câu 6: Một dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 2A, tần số 50Hz chạy trên một dây  dẫn. Trong thời gian 1s, số lần cường độ dòng điện có giá trị tuyệt đối bằng 1A là bao nhiêu ?

A. 50.                        

B. 100.           

C. 200.            

D. 400.

Câu 7: Cường độ dòng điện tức thời chạy qua một đoạn mạch điện xoay chiều là i = 4cos(20\(\pi t\) - \(\pi \)/2)(A), t đo bằng giây. Tại thời điểm t₁(s) nào đó dòng điện đang giảm và có cường độ bằng i₁ = -2A. Hỏi đến thời điểm t₂ = (t₁ + 0,025)(s) cường độ dòng điện bằng bao nhiêu ?

A. 2\(\sqrt{3}\)A.                 

B. -2\(\qrt{3}\)A.                  

C. -\(\sqrt{3}\) A.   

D. -2A.

Câu 8: Đặt vào hai đầu một tụ điện một điện áp xoay chiều có biểu thức u = U₀cos\(\omega t\). Điện áp và cường độ dòng điện qua tụ ở các thời điểm t₁, t₂ tương ứng lần lượt là: u₁ = 60V; i₁ = \(\sqrt{3}\)A; u₂ = 60\(\sqrt{2}\)V; i₂ = \(\sqrt{2}\)A. Biên độ của điện áp giữa hai bản tụ và của cường độ dòng điện qua tụ lần lượt là

A. 120V; 2A.

B. 120V; \(\sqrt{3}\)A.          

C. 120\(\sqrt{2}\); 2A.          

D. 120\(\sqrt{2}\)V; 3A.

Câu 9: Đặt vào hai đầu một tụ điện hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi và tần số 50Hz thì cường độ hiệu dụng qua tụ là 1A. Để cường độ hiệu dụng qua tụ là 4A thì tần số dòng điện là

A. 400Hz.         

B. 200Hz.         

C. 100Hz.       

D. 50Hz.

Câu 10: Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều có biểu thức i  = 2\(\sqrt{3}\)cos200\(\pi \)t(A) là

A. 2A.             

B. 2\(\sqrt{3}\)A.                   

C. \(\sqrt{6}\)A.                     

D. 3\(\sqrt{2}\)A.

Câu 11: Giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức u = 220\(\sqrt{5}\)cos100\(\pi \)t(V) là

A. 220\(\sqrt{5}\)V. 

B. 220V.                    

C. 110\(\sqrt{10}\)V. 

D. 110\(\sqrt{5}\)V.

Câu 12: Một dòng điện xoay chiều đi qua điện trở R = 25\(\Omega \) trong thời gian 2 phút thì nhiệt lượng toả ra là Q = 6000J. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là

A. 3A.         

B. 2A.         

C. \(\sqrt{3}\)A.       

D. \(\sqrt{2}\)A.

Câu 13: Dòng điện xoay chiều có tần số f = 60Hz, trong một giây dòng điện đổi chiều

A. 30 lần.                              

B. 60 lần.                    

C. 100 lần.                  

D. 120 lần.

Câu 14: Một khung dây quay đều quanh trục \(\Delta \) trong một từ trường đều \(\overrightarrow{}\) \(\bot \) trục quay \(\Delta \) với vận tốc góc \(\omega \) = 150 vòng/min. Từ thông cực đại gửi qua khung là 10/\(\pi \)(Wb). Suất điện động hiệu dụng trong khung là

A. 25V.                     

B. 25\(\sqrt{2}\)V.                 

C. 50V.                      

D. 50\(\sqrt{2}\)V.

Câu 15: Biểu thức của cường độ dòng điện xoay chiều trong một đoạn mạch là i = 5\(\sqrt{2}\)cos(100\(\pi \)t + \(\pi \)/6)(A). Ở thời điểm t = 1/300s cường độ trong mạch đạt giá trị

A. cực đại.                

B. cực tiểu.                 

C. bằng không.           

D. một giá trị khác.

---(Nội dung đầy đủ, chi tiết từ câu 16 đên câu 40 của tài liệu vui lòng xem Online hoặc đăng nhập để tải về máy)---

ĐÁP ÁN

1 D	2B	3B	4A	5B	6C	7B	8A	9B	10C
11 C	12D	13D	14B	15C	16B	17A	18A	19B	20D
21 C	22C	23B	24D	25C	26C	27B	28B	29D	30C
31D	32B	33C	34B	35D	36B	37B	38D	39A	40D

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Phương pháp giải bài tập đoạn mạch R, L,C chỉ chứa một phần tử môn Vật Lý 12 năm 2021-2022. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh  ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong kì thi sắp tới.