Hiển thị các bài đăng có nhãn Bài tập điện xoay chiều hay và khó. Hiển thị tất cả bài đăng
Hiển thị các bài đăng có nhãn Bài tập điện xoay chiều hay và khó. Hiển thị tất cả bài đăng

Đoạn mạch RLC mắc nối tiếp: Tính Điện áp tức thời giữa hai đầu tụ điện - Trích Đề thi thử Vật lí Trường THPT Chuyên Chu Văn An - Hà Nội 2019

Một đoạn mạch gồm có điện trở thuần R = 50 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L=1/πH và tụ điện có điện dung C = 2.10−4/π F với C=2.10−4πF mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 200(cos100πt) (V). Điện áp tức thời hai đầu tụ điện là
A.

B.  

C.

D.  

Lời giải từ Blog Góc Vật lí 

✍  Lời giải:

+ Áp dụng số phức trong dòng điện xoay chiều

+ Biểu diễn điện áp tức thời ở hai đầu tụ điện dưới dạng số phức: 

 

  • Chọn đáp án D

Đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp: Điện áp tức thời ở hai đầu cuộn dây D và điện áp tức thời ở hai đầu tụ điện C được biểu diễn bởi các đồ thị như hình vẽ. | Blog Góc Vật Lí

Đọc Đồ Thị Tìm Điện Áp Hiệu Dụng Hai Đầu Đoạn Mạch (RLC Nối Tiếp)

Hướng dẫn đọc đồ thị điện áp tức thời để suy ra điện áp hiệu dụng toàn mạch, kèm ví dụ minh họa từng bước và câu hỏi thường gặp.

Tóm tắt: Khi biết đồ thị điện áp tức thời trên từng phần tử (cuộn dây L, tụ C), ta có thể suy ra độ lệch pha giữa các điện áp thành phần và từ đó tính được điện áp cực đại/hiệu dụng của toàn mạch RLC nối tiếp. Bài viết này hướng dẫn cách đọc đồ thị, suy luận pha bằng vòng tròn lượng giác, và áp dụng công thức để chọn đáp án chính xác.

Đọc Đồ Thị Tìm Điện Áp Hiệu Dụng Hai Đầu Đoạn Mạch (RLC Nối Tiếp)

Đọc đồ thị tìm điện áp hiệu dụng mạch RLC nối tiếp
Hình minh họa: Đọc đồ thị điện áp để tìm Uhiệu dụng của mạch RLC nối tiếp

Hướng dẫn đọc đồ thị điện áp tức thời để suy ra điện áp hiệu dụng toàn mạch, kèm ví dụ minh họa từng bước và câu hỏi thường gặp.

1) Kiến thức nền (nhắc nhanh)

  • Mạch RLC nối tiếp: Điện áp tức thời toàn mạch u bằng tổng vectơ (giản đồ) của uR, uL, uC.
  • Pha: Với dòng điện i làm chuẩn:
    • uR cùng pha với i,
    • uL sớm pha π/2 so với i,
    • uC trễ pha π/2 so với i.
  • Hiệu dụng – cực đại: U = U0/√2, với U0 là biên độ (cực đại).
  • Góc lệch pha toàn mạch: tanφ = (XL − XC)/R, hỗ trợ kiểm tra suy luận từ đồ thị.

2) Quy trình 4 bước đọc đồ thị

  1. Xác định chu kì/thời điểm đặc biệt trên trục thời gian (các mốc a–b–c... cách đều → suy ra T, ω).
  2. So pha từ đồ thị: so sánh vị trí đỉnh/zero-crossing của uLuC để nhận biết ai sớm/trễ.
  3. Dựng giản đồ vectơ (vòng tròn lượng giác): đặt i làm chuẩn, ghép uL, uC, uR đúng pha.
  4. Tổng hợp biên độ: dùng định lí cos trong giản đồ hoặc công thức quen thuộc để tìm U0, rồi suy ra U.

3) Ví dụ minh họa có lời giải

Đề: Ở mạch RLC nối tiếp, biết đồ thị điện áp tức thời trên cuộn dây uL(t) và trên tụ uC(t). Các mốc thời gian a–b–c–d–e cách đều. Hãy ước lượng điện áp hiệu dụng U của toàn mạch.

Lời giải tóm tắt (bấm để mở)
  1. Từ đồ thị suy ra chu kì T (vì a–b–c–d–e cách đều) và quan hệ pha giữa uL, uC.
  2. Dựng giản đồ: đặt i làm chuẩn; uL sớm, uC trễ π/2; uR cùng pha i.
  3. Cộng hình học: do uLuC ngược pha 90° với i và đối pha nhau, nên biên độ phần phản kháng là |UL0 − UC0|.
  4. Tổng biên độ toàn mạch: U0 = √(UR02 + (UL0 − UC0)2)U = U0/√2.

Mẹo ước lượng nhanh: quan sát “độ vọt” của đỉnh u so với uR trên giản đồ để chọn đáp án gần đúng nhất.

Lời giải chi tiết có hình minh hoạ và vòng tròn lượng giác bạn có thể tham khảo trong bài gốc trên blog (đã đính kèm hình).

4) 5 lỗi thường gặp & mẹo tránh sai

  1. Nhầm chu kì do đọc nhầm bề rộng a–e → luôn đếm số “ô” hoặc khoảng cách bằng nhau trước.
  2. Đổi chuẩn pha linh tinh → luôn lấy i làm chuẩn, sau đó gán pha uR, uL, uC theo quy tắc.
  3. Cộng đại số thay vì cộng vectơ → nhớ dùng định lí Pitago/cos khi tổng hợp biên độ.
  4. Quên đổi giữa cực đại và hiệu dụngU = U0/√2.
  5. Bỏ qua kiểm chứng bằng tanφ → nhanh kiểm tra tính hợp lí kết quả.

5) Liên kết nội bộ (để luyện thêm)

6) FAQ – Câu hỏi thường gặp

Vì sao nhìn đồ thị uL, uC lại suy ra được U toàn mạch?

Vì U là tổng vectơ của các điện áp thành phần. Khi biết tương quan pha của uL và uC (đối pha nhau 180°), ta suy ra phần phản kháng và cộng hình học với thành phần ohmic uR.

Làm sao phát hiện nhanh mạch đang cảm kháng hay dung kháng?

Nếu đỉnh u “vọt” theo hướng của uL (sớm pha hơn), mạch thiên về cảm kháng (XL > XC); ngược lại là dung kháng.

Có công thức “chốt” nào để chọn đáp án nhanh?

Dựa vào U0 = √(UR02 + (UL0 − UC0)2)U = U0/√2, rồi so sánh mức tăng/giảm tương đối với uR.

9 Bài tập điện xoay chiều hay và khó trích Đề luyện thi đại học môn vật lý - Blog góc vật lý

Trong quá trình luyện thi đại học môn vật lý chúng ta thường gặp các bài toán trong dạng điện xoay chiều. Trong bài viết này, Blog góc vật lý xin giới thiệu 9 câu trắc nghiệm điện xoay chiều hay và khó trích trong đề luyện thi đại học môn vật lý. Chúc các bạn ôn tập điện xoay chiều đạt chất lượng cao, thi trung học phổ thông quốc gia môn Vật Lý đạt kết quả tốt nhất.

9 Bài tập điện xoay chiều hay và khó trích Đề thi đại học môn vật lý

Đây là bản xem trước, bạn có thể tải về ở link miễn phí phía dưới nhé.

>>>>>>>>>>>Link tải file word tập tài liệu này tại đây


Trong quá trình luyện thi đại học môn vật lý chúng ta thường gặp các bài toán trong dạng điện xoay chiều. Trong bài viết này, Blog góc vật lý xin giới thiệu 9 câu trắc nghiệm điện xoay chiều hay và khó trích trong đề luyện thi đại học môn vật lý. Chúc các bạn ôn tập điện xoay chiều đạt chất lượng cao, thi trung học phổ thông quốc gia môn Vật Lý đạt kết quả tốt nhất.

9 Bài tập điện xoay chiều hay và khó trích Đề thi đại học môn vật lý

Link tải file word tập tài liệu này tại đây

Câu 1. Đồ thị nào sau đây có thể biểu diễn sự phụ thuộc của lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào khoảng cách giữa chúng?

Đồ thị nào sau đây có thể biểu diễn sự phụ thuộc của lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào khoảng cách giữa chúng?

A. Hình 1 B. Hình 2 C. Hình 3 D. Hình 4

Hướng dẫn giải Câu 1: Đáp án A

Ta có sự liên hệ giữa lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào khoảng cách 2 điện tích:

 Vậy đồ thị là một Hypebol nhận hai trục F và r là 2 tiệm cận có tâm đối xứng là gốc O. Do đó, đồ thị đúng là đồ thị hình 1 nhé:

Câu 2. Cho mạch điện như hình vẽ được đặt trong không khí, biết ống dây có chiều dài l=25cm và nguồn điện có ; ; điện trở mạch ngoài R = r (bỏ qua điện trở của cuộn dây và các dây nối). Cảm ứng từ sinh ra bên trong lòng ống dây có độ lớn là 6,28.10-3T. Số vòng dây được quấn trên ống dây là 

A. 1250 vòng B. 2500 vòng

C. 5000 vòng D. 10000 vòng

Hướng dẫn giải câu 2 như sau: Đáp án B

Cường độ chạy qua mạch chính


Câu 3. Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch điện AB gồm biến trở R, tụ điện C và cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở thuần r, ghép nối tiếp với nhau như hình vẽ. 

Điều chỉnh R đến giá trị thì công suất tiêu thụ trên biến trở đạt cực đại, đồng thời tổng trở của đoạn mạch AB là số nguyên chia hết cho 45. Khi đó hệ số công suất của đoạn mạch MB có giá trị là

A. 0,375 B. 0,75 C. 0,125 D. 0,5

Hướng dẫn tải Blog Góc vật lý cho câu 3 như sau:

Giá trị của biến trở để công suất tiêu thụ trên biến trở là cực đại:

+ Tổng trở của mạch khi đó:

+ Hệ số công suất của đoạn mạch MB: 

  • Đáp án C 

Câu 4. Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC có R = 50 ; , cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là . Điều chỉnh L = L1 để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm cực đại, L = L2 để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch RL cực đại, L = L3 để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị lớn nhất. Khi điều chỉnh cho L = L1 + L2 + L3 thì công suất tiêu thụ của mạch có giá trị gần giá trị nào nhất?

A. 20 W B. 22 W C. 17 W D. 15 W

Ở Câu 4 này, chúng ta sẽ có Đáp án D bạn nhé. Lời giải chi tiết mời các bạn theo dõi ở phần sau đây.

Ta có:

;

+ Khi L= L1 thì ULmax nên, ta có:

+ Khi L= L2 thì URLmax nên, ta có: 

+ Khi L= L3 thì UCmax khi xảy ra cộng hưởng:

Khi L=L1+L2+L3  ta có:

Tổng trở của mạch:

Công suất tiêu thụ của mạch:

Khi điều chỉnh cho L=L1+L2+L3 thì công suất tiêu thụ của mạch có giá trị gần nhất là 15W.

Đến bây giờ HÃY CHỌN Đáp án D bạn nhé.


Câu 5. Cho đoạn mạch điện xoay chiều như hình vẽ, 

; cuộn dây thuần cảm, tụ điện có điện dung . Điều chỉnh L để Vôn kế có giá trị cực đại, khi đó số chỉ của Vôn kế là 200 (V). Giá trị của R là 

A. 100 B. 60 C. 75 D. 150

Câu 5: Đáp án C

;

Vôn kế đo hiệu điện thế hai đầu RC.

Khi L thay đổi, mạch có cộng hưởng, ta có: Z=R

Câu 6: Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc theo thời gian t của cường độ dòng điện chạy trong mạch chỉ chứa tụ điện. Điện dung C của tụ điện thỏa mãn . Biểu thức điện áp giữa hai đầu tụ điện là

A. (V).

B. (V).

C. (V).

D. (V).


Vận tốc vật lý hướng dẫn giải câu 6 như sau.

+ Từ đồ thị ta dễ dàng thấy được ms → rad/s

+ Tại t = 0 thì i=+1,2= I02 và đang tăng nên tương ứng ta có  

→ Biểu thức của dòng điện là:  

→ Biểu thức của điện tích là:  

→ Biểu thức điện áp là: V

  • Đáp án D cho câu 6 bạn nhé.


Câu tiếp theo là câu Yêu cầu xác định giá trị của hiệu điện thế cực đại, nằm trong dạng toán mạch điện xoay chiều. Một dạng toán xuất thường gặp trong đề thi Trung học phổ thông quốc gia môn Vật Lý. 

Câu 7: Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức vào hai đầu đoạn mạch AB thì đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp uAN giữa hai điểm A, N và uMB giữa hai điểm M, B vào thời gian t như hình vẽ. Biết R = r. Giá trị U0 bằng

A. V.

B. V.

C. 120 V.

D. V.

Câu 7: Hướng dẫn giải. 

+ Từ đồ thị ta thấy rằng uAN sớm pha hơn uMB một góc 0,5π 

Suy ra:  hay .

+ Để đơn giản, ta chuẩn hóa .

+ Kết hợp với

.

+ Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB:

V.

  • Đến đây ta chọn được đáp án B cho câu này rồi  Đáp án B

Câu 8: Một động cơ điện được mắc vào nguồn xoay chiều có tần số góc và điện áp hiệu dụng U không đổi. Điện trở cuộn dây của động cơ là R và hệ số tự cảm là L với , động cơ có hiệu suất là 60%. Để nâng cao hiệu suất của động cơ với điều kiện công suất tiêu thụ không đổi, người ta mắc nối tiếp động cơ với một tụ điện có điện dung C thỏa mãn điều kiện, khi đó hiệu suất của động cơ là

A. 69%. B. 100%. C. 80%. D. 90%.

Câu 8:

+ Khi chưa có tụ điện thì hệ số công suất của mạch là:

  

+ Khi có tụ điện thì: 

==> ==>  

→ Hệ số công suất tăng 2 lần.

+ Ta lại có:

nên giảm 4 lần.

+  

+ %

  • Đáp án D 90% bạn nhé.

Câu 9: Đặt điện áp (với U, là các hằng số dương và không đổi) lần lượt vào 2 đầu đoạn mạch X và Y, mỗi đoạn mạch đều chứa các phần tử: biến trở R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch X và của đoạn mạch Y theo biến trở R (tương ứng) là PX và PY. Giá trị của A gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 115. B. 112.

C. 117. D. 120.

Giải câu này như sau:

+ Từ đồ thị ta thấy bài toán thuộc trường hợp thay đổi R để Pmax khi  

+ Xét đối với Py ta thấy khi R = 200Ω thì

→ U = 200V

+ Khi R = 30Ω thì

 

+  

  • Đáp án A

--

Bạn muốn tìm kiếm gì không?

Bài đăng nổi bật

Lập kế hoạch chi tiêu cho học sinh | Tài chính cá nhân - Blog Học Cùng Con

Lập kế hoạch chi tiêu cho học sinh – Hướng dẫn con lập bảng chi tiêu cá nhân Lập kế hoạch chi tiêu cho học...

Hottest of Last30Day

Bài đăng phổ biến 7D