Bài tập đại cương về dòng điện xoay chiều, vật lý phổ thông

Vật lý 12.III Điện xoay chiều vatlypt.com 2/11/16 20,052 8
  1. Bài tập đại cương về dòng điện xoay chiều, các dạng bài tập đại cương dòng điện xoay chiều, phương pháp giải bài tập đại cương dòng điện xoay chiều chương trình vật lý lớp 12 ôn thi Quốc gia.
    I/ Tóm tắt lý thuyết
    1/ Từ thông qua khung dây:

    Φ = NBScos(ωt + φ) = Φocos(ωt + φ)​
    Trong đó:
    • Φ: từ thông (Wb)
    • N: số vòng dây
    • S: tiết diện vòng dây(m2)
    • B: cảm ứng từ(T)
    • Φo = NBS: từ thông cực đại qua khung dây (Wb)
    • ω: tốc độ quay của khung dây (rad/s)
    • lưu ý: 1vòng = 360o = 2π(rad)
    2/ Suất điện động xoay chiều
    e = -Φ' = Eocos(ωt + φ)​
    Trong đó:
    • e: suất điện động xoay chiều tức thời (V)
    • Eo = NBSω = ωΦo: suất điện động xoay chiều cực đại (V)
    Khi trong khung dây có suất điện động thì hai đầu khung dây có điện áp (hiệu điện thế). Nếu khung chưa nối với tải thì E = U
    3/Cường độ dòng điện xoay chiều
    i = Iocos(ωt + φ$_{i}$)
    Trong đó:​
    • i: cường độ dòng điện tức thời (A)
    • Io: cường độ dòng điện cực đại
    4/ Các giá trị hiệu dụng (đo được bằng vôn kế, ampe kế)
    \[I=\dfrac{I_{o}}{\sqrt{2}}\]; \[E=\dfrac{E_{o}}{\sqrt{2}}\]; \[U=\dfrac{U_{o}}{\sqrt{2}}\]​
    5/ Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R
    Q = I2.Rt​
    Trong đó:
    • Q: nhiệt lượng (J)
    • R: điện trở mạch ngoài (Ω)
    • t: thời gian dòng điện chạy qua R (s)
    6/ Công suất tỏa nhiệt
    P = Q/t = I2R​
    Trong đó:​
    • P: công suất (W)
    II/ Bài tập đại cương về dòng điện xoay chiều
    Bài tập 1
    . Một khung dây phẳng dẹt có diện tích 60cm2 quay đều quanh một trục đối xứng trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,4T. Tính từ thông cực đại qua khung dây.
    A. 2,4.10-3Wb
    B. 1,2.10-3Wb
    C. 4,8.10-3Wb
    D. 0,6.10-3Wb
    Φo = BS = 2,4.10-3Wb
    Bài tập 2. Một vòng dây có diện tích 100cm2, quay đều quanh trục đối xứng trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay. Biết từ thông qua khung là 0,004Wb. Tính độ lớn của cảm ứng từ
    A. 0,2T
    B. 0,6T
    C. 0,8T
    D. 0,4T
    Φo = BS => B = 0,4T
    Bài tập 3. Từ thông qua một vòng dây dẫn là: Φ = \[\dfrac{2.10^{-2}}{\pi }\]cos(100πt + π/4) Wb. Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây là
    A. -2sin(100πt + π/4) (V)
    B. 2sin(100πt + π/4) (V)
    C. -2sin(100πt) (V)
    D. 2πsin100πt (V)
    e = -Φ' = 2sin(100πt + π/4) V
    Bài tập 4. Một khung dây có 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng 220cm2. Quay đều với tốc độ 50vòng/giây quanh trục đối xứng nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn \[\dfrac{\sqrt{2}}{5\pi }\]T. Suất điện động cực đại trong khung dây?
    A. 110√2 (V)
    B. 220√2 (V)
    C. 110V
    D. 220V
    ω = 50vòng/giây = 100π (rad/s)
    Eo = NBSω = 220√2(V)
    Bài tập 5. Suất điện động cảm ứng trong khung dây e = Eocos(ωt + π/2)V. Tại thời điểm t = 0, véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc bằng
    A. 45o
    B. 180o
    C. 90o
    D. 150o
    Gọi φ là góc hợp bởi véc tơ pháp tuyến và véc trơ cảm ứng từ
    Φ = Φocos(ωt + φ)
    e = Φ' = -ωΦosin(ωt + φ) = Eocos(ωt + φ - π/2)
    so sánh với e = Eocos(ωt + π/2) => φ = π
    Bài tập 6. Khung dây quay đều quanh trục xx' với tốc độ 150 vòng/phút, trong từ trường đều véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay xx' của khung. Ở thời điểm nào đó từ thông gửi qua khung dây là 0,4Wb thì suất điện động cảm ứng trong khung 1,5πV. Tính từ thông cực đại.
    A. 0,4Wb
    B. 0,4πWb
    C. 0,5Wb
    D. 0,5πWb
    ω = 150vòng/phút = 150 × 2π/60 = 5π (rad/s)
    Φ ⊥ e => \[\left (\dfrac{\phi }{\Phi _{o}} \right )^{2}+\left (\dfrac{e }{E_{o}} \right )^{2}\] = 1
    Eo = ωΦo => Φo = 0,5Wb
    Bài tập 7. Một khung dây quay quanh trục cố định trong từ trường đều có phương vuông góc với trục quay. Suất điện động cuộn dây có giá trị cực đại Eo. Tại thời điểm suất điện động tức thời e = Eo/2 và đang tăng thì véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc là bao nhiêu?
    A. 150o
    B. 120o
    C. 30o
    D. 60o
    [​IMG]
    ωt + φ = π/6
    Bài tập 8. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là u = 150cos100πt V. Cứ mỗi giây có bao nhiều lần điện áp này bằng không.
    A. 100 lần
    B. 50 lần
    C. 200 lần
    D. 2 lần
    t/T = 1/0,02 = 50 => t = 50T
    trong 1 chu kỳ có 2 lần điện áp bằng 0 => n = 100 lần
    Bài tập 9. Cường độ dòng điện i = 2√2cos(100πt)A có giá trị hiệu dụng bằng
    A. 2A
    B. √2A
    C. 2√2A
    D. 1A
    I = 2A chọn A
    Bài tập 10. Điện áp u = 141√2cos(100πt) có giá trị hiệu dụng bằng
    A. 141V
    B. 200V
    C. 100V
    D. 282V
    U = 141V => chọn A
    Bài tập 11. Cường độ dòng điện i = 2√2cos100πt(A) chạy qua điện trở thuần 100Ω. Trong 30 giây nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở là
    A. 12kJ
    B. 24kJ
    C. 4243kJ
    D. 8485kJ
    Q = I2.R.t = 12000J = 12kJ
    Bài tập 12. Dòng điện có dạng i = sin100πt(A) chạy qua cuộn dây có điện trở thuần 10Ω và hệ số tự cảm L. Công suất tiêu thụ trên cuộn dây là?
    A. 10W
    B. 9W
    C. 7W
    D. 5W
    P = I2R = (1/√2)2.10 = 5W
    Bài tập 13. Một vòng dây có diện tích 100cm2 và điện trở 0,5Ω quay đều với tốc độ 100π (rad/s) trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,1T. Nhiệt lượng tỏa ra trong vòng dây khi nó quay được 1000 vòng là?
    A. 15J
    B. 20J
    C. 2J
    D. 0,5J
    Eo = ωNBS = 0,1π(V)
    I = E/R = 0,1π√2 (A)
    t = (2π/ω).1000 = 20s
    => Q = I2Rt = 2J
    Bài tập 14. Cho dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = Iocos(\[\dfrac{2/pi}{T}\]t). Xác định điện lượng di chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn đoạn mạch trong thời gian t = π/4 kể từ thời điểm 0 giây.
    A. q = IoT/(2π) (C)
    B. q = IoT/π (C)
    C. q = IoT/(3π) (C)
    D. q = IoT/4π (C)
    [​IMG]
    Bài tập 15. Dòng điện xoaychiều i = 2sin100πt (A) qua một dây dẫn. Điện lượng chạy qua tiết diện dây trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là
    A. 0
    B. 4/100π (C)
    C. 3/100π (C)
    D. 6/100π (C)
    [​IMG]
    Bài tập 16. Một vòng dây kín, phẳng có diện tích S đặt trong từ trường đều với cảm ứng từ B vuông góc với mặt phẳng vòng dây. Nếu cho vòng dây quay một góc 180o xung quanh trục nằm trong mặt phẳng của nó thì trong vòng dây có một điện lượng Q di chuyển. Bỏ qua độ tự cảm của vòng dây. Nếu cho vòng dây quay đều quanh trục này với tốc độ góc không đổi ω thì cường độ dòng điện cưucj đại trong vòng dây là
    A. √2 ωQ
    B. ωQ/√2
    C. ωQ
    D. ωQ/2
    [​IMG]
    Bài tập 17. Khung dây có 500 vòng dây cuốn nối tiếp, diện tích mỗi vòng là 200cm2. Khung dây đặt trong từ trường đều 0,2T. Lúc t =0 véc tơ pháp tuyến hợp với véc tơ cảm ứng từ góc π/6. Cho khung dây quay đều quanh trục với tần số góc 40vòng/s. Viết biểu thức suất điện động ở hai đầu khung dây.
    A. 0,27Wb
    B. 1,08Wb
    C. 0,81Wb
    D. 0,54Wb
    ω = 40vòng/s = 80rad/s
    Φ = NBScos(ωt + π/6)
    => e = Φ' = NBSωcos(ωt + π/6 - π/2) = 160πcos(80t - π/3)V
    Bài tập 18. một khung dây phẳng, hình chữ nhật, diện tích 0,025m2 gồm 200 vòng dây quay đều với tốc độ 20vòng/s quanh một trục cố định trong một từ trường đều. Biết trục quay là trục đối xứng nằm trong mặt phẳng khung và vuông góc với phương của từ trường. Suất điện động hiệu dụng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng 222V. Cảm ứng từ có độ lớn bằng
    A. 0,45T
    B. 0,60T
    C. 0,50T
    D. 0,40T
    [​IMG]
    Bài tập 19. Một khung dây dẫn có 500 vòng dây cuốn nối tiếp, diện tích mỗi vòng dây là S = 200cm2. Khung dây được đặt trong từ trường đều B = 0,2T. Lúc t = 0, thì véc tơ pháp tuyến n của khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ B một góc π/6. Cho khung quay đều quanh trục Δ vuông góc với véc tơ B với tần số góc 40vòng/s. Viết biểu thức suất điện động ở hai đầu khung dây
    A. 160πcos(80πt + π/3) (V)
    B. 160π√2cos(80πt + π/3) (V)
    C. 160π√2cos(80πt - π/3) (V)
    D. 160πcos(80πt - π/3) (V)
    [​IMG]
    Bài tập 20. Một khung dây dẫn kín hình chữ nhật có thể quay đều quanh trục đi qua trung điểm hai cạnh đối diện, trong một từ trường đều có cảm ứng từ B vuông góc với trục quay. Suất điện động xoay chiều xuất hiện trong khung có giá trị cực đại khi mặt khung
    A. song song với \[\vec{B}\]
    B. vuông góc với \[\vec{B}\]
    C. tạo với \[\vec{B}\] góc 45o
    D. tạo với \[\vec{B}\] góc 60o
    [​IMG]
    Bài tập 21. Một khung dây dẫn quay đều quanh trục xx' với tốc độ 150vòng/phút trong một từ trường đều cảm ứng từ \[\vec{B}\] vuông góc với trục quay xx' của khung. Ở một thời điểm nào đó từ thông gửi qua khung là 3Wb thì suất điện động cảm ứng trong khung bằng 20π (V). Từ thông cực đại gửi qua khung dây bằng
    A. 5Wb
    B. 6πWb
    C. 6Wb
    D. 5πWb
    [​IMG]
    Bài tập 22. một khung dây dẫn phẳng dẹt, quay đều quanh trục Δ nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay Δ. Từ thông cực đại qua diện tích khung dây bằng √2 Wb. Tại thời điểm t, từ thông qua diện tích khung dây và suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây có độ lớn lần lượt là 1Wb và 100π (V). Tần số của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây là
    A. 60Hz
    B. 100Hz
    C. 50Hz
    D. 120Hz
    [​IMG]
    Bài tập 23. Cường độ dòng điện i = 4√6(100πt - π/2) (A) có giá trị hiệu dụng bằng
    A. 4A
    B. 4√6A
    C. 4√3A
    D. 6A
    chọn C
    Bài tập 24. Điện áp u = 120√5cos(100πt + π/5) (V) có giá trị hiệu dụng
    A. 120√2 (V)
    B. 120 (V)
    C. 50√10 (V)
    D. 100√10 (V)
    chọn C
    Bài tập 25. dòng điện cường độ i = 4cos(100πt - π/4) (A) chạy qua điện trở thuần 100Ω. công suất tiêu thụ trên điện trở
    A. 800W
    B. 100W
    C. 20kW
    D. 8kW
    P = I2R = 800W => chọn A
    Bài tập 26. dòng điện có dạng i = 2√2cos(100πt + π/8) (A) chạy qua cuộn dây có điện trở thuần 20Ω và hệ số tự cả L. Nhiệt lượng tỏa ra trên cuộn dây trong 1 phút là
    A. 800J
    B. 4,8J
    C. 4,8kJ
    D. 1000J
    Q = I2Rt = 4,8kJ
    Bài tập 27. Cho dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz, chạy qua đoạn mạch. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp cường độ dòng điện này bằng 0 là
    A. 1/25s
    B. 1/50s
    C. 1/100s
    D. 1/200s
    t = T/2 = 1/100s
    Bài tập 28. Dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2cos100πt (A) chạy qua dây dẫn. Điện lượng chạy qua một tiết diện dây dẫn trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là
    A. 0
    B. 4/100π (C)
    C. 3/100π (C)
    D. 6/100π (C)
    [​IMG]
    Bài tập 29. dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ i = Iocos(ωt - π/2), Io > 0. Tính từ lúc t = 0 điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn của đoạn mạch đó trong thời gian bằng nửa chu kỳ của dòng điện là
    A. 0
    B. 2Io
    C. π√2Io
    D. πIo/ω√2
    [​IMG]

    nguồn: vật lý phổ thông ôn thi quốc gia[/I][/CENTER]
    1
  2. Thầy giúp con với.
    Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ biết cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 63,67mH, R = 17,32 ôm,C =318.10^-6 F. Đặt vào hai đầu mạch AB một điện áp xoay chiều ổn định khi điện áp giữa hai đầu mạch AN có biểu thức UAN=10cos(100pit+pi/6)V
    a)Viết biểu thức của điện áp giữa hai đầu mỗi phần tử và giữa hai đầu mạch AB
    b) Mắc thêm tụ C' với C thì công suất tiêu thụ của mạch AB đạt giá trị lớn nhất Pmax .Tìm C'và cách mắc .Tính Pmax
    Con cảm ơn thầy
    2
    1. vatlypt.com
      vatlypt.com, 25/8/17
      [​IMG]
       
Share Share

BÌNH LUẬN BẰNG FACEBOOK