Đề ôn tập môn Vật lí 12 - Chủ đề 2: Các loại đoạn mạch xoay chiều

Nội dung text: Đề ôn tập môn Vật lí 12 - Chủ đề 2: Các loại đoạn mạch xoay chiều

1. CHỦ ĐỀ 2: CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU I. LÝ THUYẾT 1.Đoạn mạch chỉ cĩ điện trở thuần R a/ Quan hệ giữa u và i: Giả sử đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều cĩ biểu thức : u uR Ut0 cos  V thì trong mạch xuất hiện dịng điện cĩ cường độ là i. Xét trong khoảng thời gian rất ngắn t kể từ thời điểm t uU + Dịng điện xoay chiều qua mạch: it R 0 cos  A RR + Vậy: điện áp và dịng điện x/chiều cùng pha với nhau, khi mạch chỉ chứa R hay uR cùng phavớii b/ Trở kháng: Đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dịng điện trong mạch là R c/ Định luật Ơm cho đoạn mạch: U U Đặt: IUI R0R . hay IU R I R . với U điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở R 000 R R R R R d/ Giãn đồ vecto: 2.Đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện: a/ Quan hệ giữa u và i: Giả sử đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều cĩ biểu thức : u uC U0 cos  t + Điện tích trên tụ: q CuC CU0 cos  t C dq + Dịng điện xoay chiều qua mạch: i q' t  CU0 cos  t A dt 2 + Vậy: Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện trễ pha hơn dịng điện x/chiều gĩc π/2 ( hay dịng điện x/chiều sớm pha hơn điện áp gĩc π/2)khi mạch chỉ chứa tụ điện u chậm pha hơn i góc C 2 b/ Dung kháng & Định luật Ơm cho đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện : U 1 1 Đặt: ICU  . 0 . Ta thấy đại lượng đĩng vai trị cản trở dịng qua tụ điện. Đặt Z gọi là 001 C C C C dung kháng. Dung kháng: Đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dịng điện x/chiều trong mạch của tụ điện UC U c/ Định luật Ơm: IUIZ . hoặc 0C CC IUIZ0 0CC 0. ZC ZC Với UC điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ C d/ Giãn đồ vecto: e/Cơng thức mở rộng: Do uC vuơng pha với i nên uu22ii22 CC 12hay 2 2 2 2 UIUI00CC I.Ý nghĩa của dung kháng + Làm cho i sớm pha hơn u gĩc π/2. + Khi f tăng (hoặc T giảm) → ZC giảm → I tăng →dịng điện x/ch qua mạch dễ dàng. + Khi f giảm (hoặc T tăng) → tăng → I giảm →dịng điện x/ch qua mạch khĩ hơn.
2. II. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1. Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện thì A. cường độ dịng điện trong mạch trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. 2 B. dịng điện xoay chiều khơng thể tồn tại trong mạch. C. tần số của dịng điện trong đoạn mạch khác tần số của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. D. cường độ dịng điện trong đoạn mạch sớm pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. 2 Câu 2. Gọi f là tần số của dịng điện xoay chiều. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của dung kháng 1 ZCvào là f A. Hình 3 B. Hình 4 C.Hình 1. D. Hình2 Câu 3. (ĐH-2013). Đặt điện áp xoay chiều u Ut 2 cos V vào hai đầu một điện trở thuần R 110 thì cường độ dịng điện qua điện trở cĩ giá trị 2A. Gía trị của U bằng A. 220 2 V B.220V. C.110V D.110 2 V Câu 4. (THPTQG2015). Đặt điện áp u = 200 2 cos100 t (V) vào hai đầu một điện trở thuần 100  . Cơng suất tiêu thụ của điện trở bằng A. 800 W B. 200 W C. 300 W D. 400 W. Câu 5. Một mạch điện chỉ cĩ một phần tử( R hoặc L hoặc C) nhưng chưa biết rõ là gì? Nhưng qua khảo sát thấy dịng điện trong mạch cĩ biểu thức i = 2 cos( 100 t + /6) A, cịn hiệu điện thế cĩ biểu thức là u = 50 cos( 100 t + /6) V. Phần tử đĩ là 10 3 0,25 A: R 25 . B: CF C: LH D: Khơng đủ căn cứ kết luận 2,5 Câu 6. (THPTQG2015).Đặt điện áp u Ut0 cos100 V vào hai đầu tụ điện cĩ điện dung 10 4 C F . Dung kháng của tụ điện là A.150  B. 200 C.50 D.100. Câu 7. (THPTQG2016).Cho dịng điện cĩ cường độ it 5 2 cos100 (i tính bằng A và t tính bằng 250 s) chạy qua một đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện. Tụ điện cĩ điện dung F . Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện bằng A.220 V B.250 V C. 400 V D.200 V. Câu 8. (ĐH – 2014). Đặt điện áp u U0 cos 100 t V vào hai đầu đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện thì 4 cường độ dịng điện qua mạch là i I0 cos 100 t V . Giá trị của bằng 3 3 A. . B. C. D. 4 2 4 2
3. Câu 9. (ĐH–2010).Đặt điện áp u U0 cos  t vào hai đầu tụ điện cĩ điện dung C thì cường độ 2 dịng điện qua tụ điện là U A.icos 0 t  B.i U C cos  t . C 0 C.i U0 C cos t D.i U0 C cos  t05 , 10 4 Câu 10. Đặt vào hai bản tụ điện cĩ điện dung C (F) một điện áp xoay chiều ucost 120100 (V). Biểu thức cường độ dịng điên qua tụ điện là 6 A.i 12 cos 100 t (A). B.i 1 , 2 cos 100 t (A). 3 3 2 C.icost 12100 (A) D.icost 1200100 (A) 3 3 10 4 Câu 11. Dịng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện cĩ điện dung C (F) cĩ biểu thức icost 2 2100 (A) Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu tụ điện là 3 A.u 200 cos 100 t (V) B.u 200 2 cos 100 t (V) 6 3 C.u 200 2 cos 100 t (V). D.u 200 2 cos 100 t (V) 6 2 Câu 12. (CĐ - 2010).Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch chỉ cĩ điện trở thuần. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch; i, I0 và I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dịng điện trong đoạn mạch. Hệ thức nào sau đây sai? UI UI ui ui22 A 0 B. 2 C. 0 D. 22 1. UI00 UI00 UI00 UI00 Câu 13. (ĐH - 2011).Đặt điện áp u U2 cos t vào hai đầu một tụ điện thì cường độ dịng điện qua nĩ cĩ giá trị hiệu dụng là I. Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu tụ điện là u và cường độ dịng điện qua nĩ là i. Hệ thức liên hệ giữa các đại lượng là ui221 ui22 ui22 ui221 A B. 1 C. 2 . D. UI224 UI22 UI22 UI222 Câu 14. Một tụ điện khi mắc vào nguồn u = U√2 cos(100πt + π) (V) thì cường độ hiệu dụng qua mạch là 2A. Nếu mắc tụ vào nguồn u = Ucos(120πt + 0,5π) (V) thì cường độ hiệu dụng qua mạch là bao nhiêu? A. 1,2 2 A. B. 1,2A C. 2 A D. 3,5A Câu 15. Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện cĩ điện dung 0,1/π (mF) một điện áp xoay chiều u = U0cos100πt (V). Nếu tại thời điểm t1 điện áp là 50 (V) thì cường độ dịng điện tại thời điểm t1 + 0,005 (s) là A. –0,5A. B. 0,5A C. 1,5A D. –1,5A Câu 16. Cho đoạn mạch điện xoay chiều chỉ cĩ tụ điện với điện dung C. Tại thời điểm t1 điện áp và dịng điện qua tụ điện cĩ giá trị lần lượt là 40 V; 1A. Tại thời điểm t2 điện áp và dịng điện qua tụ điện cĩ giá trị lần lượt là 50 V; 0,6A. Dung kháng của mạch cĩ giá trị là A.30 Ω B.40 Ω C.50 Ω D.37,5 Ω.