Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 14: Các đặc trưng của mạch điện một phần tử - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

Nội dung text: Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 14: Các đặc trưng của mạch điện một phần tử - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

1. DẠNG 14: CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA MẠCH ĐIỆN MỘT PHẦN TỬ ❖ KIẾN THỨC TRỌNG TÂM MẠCH CHỈ CÓ R MẠCH CHỈ CÓ L MẠCH CHỈ CÓ C (Điện trở) (Cuộn dây thuần cảm) (Tụ điện) Tổng trở 1 Z ZL L Z ZC Z = L C (ZL: Cảm kháng) (ZC: Dung kháng) Quan hệ pha u i u i u i giữa u và i 2 2 Giản đồ vecto Biểu thức định UR I.R UL I.ZL UC I.ZC luật Ôm 2 2 2 2 Quan hệ tức U i u i u i 1 1 thời R Io UoL Io UoC Chú ý Dụng cụ đo điện (ampe kế, vôn kế) đo được giá trị hiệu dụng: Gi¸ trÞ cùc ®¹i Giá trị hiệu dụng = 2 Ví dụ 1. (THPT QG 2019): Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc 100 rad / s vào hai đầu cuộn cảm 0,2 thuần có độ tự cảm L H. Cảm kháng của cuộn cảm là A. 40. B. 20. C. 10 2. D. 20 2. Hướng dẫn giải Cảm kháng của cuộn cảm là: 0,2 Z L 100 20(). L Đáp án b Trang 1
2. Ví dụ 2. (THPT QG 2016): Cho dòng điện có cường độ i 5 2 cos100 t (i tính bằng A, t tính bằng s) 250 chạy qua một đoạn mạch chỉ có tụ điện. Tụ điện có điện dung F. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện bằng A. 200 V.B. 250 V.C. 400 V.D. 220 V. Hướng dẫn giải Dung kháng của tụ điện là: 1 1 Z 40(). C 250 C 100 . .10 6 I i 5 2 cos100 t (A) I 5 2 (A) I o 5(A) o 2 Điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện là: U I.ZC 5.40 200(V). Đáp án A Ví dụ 3. (THPT QG 2017): Đặt điện áp xoau chiều có giá trị cực đại là 100V vào hai đầu cuộn cảm thuần thì cường độ dòng điện trong cuộn cảm có biểu thức i 20cos(100 t) A. Tại thời điểm điện áp có giá trị 50V và đang tăng thì cường độ dòng điện là A. 1 A.B. – 1A.C. 3 A. D. 3 A. Hướng dẫn giải Uo 100(V); Io 2(A). Vì mạch chỉ có cuộn cảm thuần nên u luôn nhanh pha hơn i một góc . 2 2 2 i u Ta có: 1 Io Uo 2 2 2 2 u 50(V) Uo u 100 50  i Io . 2. 3(A) Uo 100 5 Từ hình vẽ ta thấy, khi u = 50 V đang tăng u 3 i u 2 6 5 i 2cos 3(A). 6 Đáp án D Trang 2
3. Ví dụ 4. (Đại học 2009): Đặt điện áp u Uo cos 100 t (V) vào hai đầu một tụ điện có dung 3 2.10 4 (F). Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4A. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là A. i 4 2 cos 100 t (A). B. i 5cos 100 t (A). 6 6 C. i 5cos 100 t (A). D. i 4 2 cos 100 t (A). 6 6 Hướng dẫn giải Dung kháng của cuộn tụ điện là: 1 1 Z 50(). C C 2.10 4 100 . Vì mạch chỉ có tụ điện nêu u luôn chậm pha hơn i một góc , ta có: 2 . i u 2 3 2 6 Mặt khác: 2 2 2 2 2 i u i u 2 u 1 1 Io i Io Uo Io Io .ZC ZC 2 u 150(V) 2 150 Io 4 5(A) i 4(A) 50 Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là i 5cos 100 t (A). 6 Đáp án B Trang 3