Phương pháp giải bài toán về đoạn mạch R, L, C nối tiếp môn Vật Lý 12 năm 2021-2022

Chú ý: Nếu trong đoạn mạch có nhiều phần tử R, L, C mắc nối tiếp thì trong Khi tính tổng trở hoặc độ lệch pha j giữa u và i ta đặt R = R₁ + R₂ + ...; Z_L = Z_L1 + Z_L2 + ...; Z_C = Z_C1 + Z_C2 + ... . Nếu mạch không có điện thành phần nào thì cho nó = 0.

* Đoạn mạch RLC không phân nhánh

\(Z = \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}}  \Rightarrow U = \sqrt {U_R^2 + {{({U_L} - {U_C})}^2}}  \Rightarrow {U_0} = \sqrt {U_{0R}^2 + {{({U_{0L}} - {U_{0C}})}^2}} \)

\(\tan \varphi  = \frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R};\sin \varphi  = \frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{Z};c{\rm{os}}\varphi  = \frac{R}{Z}\) với \) - \frac{\pi }{2} \le \varphi  \le \frac{\pi }{2}\)

+ Khi Z_L > Z_C hay \(\omega  > \frac{1}{{\sqrt {LC} }}\) \)\Delta \phi \) > 0 thì u nhanh pha hơn i

+ Khi Z_L < Z_C hay \(\omega  < \frac{1}{{\sqrt {LC} }}\) \)\Delta \phi \)< 0 thì u chậm pha hơn i

+ Khi Z_L = Z_C hay \(\omega  = \frac{1}{{\sqrt {LC} }}\) \)\Delta \phi \)= 0 thì u cùng pha với i=>hiện tượng cộng hưởng điện  

Lúc đó \({{\rm{I}}_{{\rm{Max}}}}{\rm{ = }}\frac{{\rm{U}}}{{\rm{R}}}\)

Ví dụ 1:  Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ (Hình 49). Người ta đo được các hiệu điện thế U_AM = 16V, U_MN = 20V, U_NB = 8V. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB là:   

  A. 44V              B. 20V                       C. 28V                      D. 16V

Hướng dẫn giải

Dùng các công thức: \(\text{U=}\sqrt{\text{U}_{\text{R}}^{2}\text{+(}{{\text{U}}_{\text{L}}}\text{-}{{\text{U}}_{\text{C}}}{{)}^{2}}}\)= 20V

Ví dụ 2: Khi đặt hiệu điện thế không đổi 12 V vào hai đầu cuộn dây có điện trở thuần R và độ tự cảm L thì dòng điện qua cuộn dây là dòng điện một chiều  có cường độ 0,15 A. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây này một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua nó là  1 A. Cảm kháng của cuộn dây là

A. 50 W.        

B. 30 W. 

C. 40 W. 

D. 60 W.

Hướng dẫn giải

R = \(\frac{{{U}_{1C}}}{I}\) = 80 W; Z = \(\frac{U}{I}\) = 100 W; Z_L = \(\sqrt{{{Z}^{2}}-{{R}^{2}}}\) = 60 W.   

Đáp án D.

Ví dụ 3:  Đặt điện áp xoay chiều u = U₀cos100pt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 100 W, tụ điện có điện dung \(\frac{{{10}^{-4}}}{\pi }\) F và cuộn cảm thuần có độ tự cảm thay đổi được. Để điện áp hai đầu điện trở thuần trể pha \(\frac{\pi }{4}\) so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB thì độ tự cảm của cuộn cảm bằng

A. \(\frac{1}{5\pi }\) H.    

B. \(\frac{2}{\pi }\) H.        

C. \(\frac{1}{2\pi }\) H.    

D. \(\frac{{{10}^{-2}}}{2\pi }\) H.

Hướng dẫn giải

Z_C = \(\frac{1}{\omega C}\) = 100 W; tan\(\frac{\pi }{4}\) = -1 = \(\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R}\)

Z_L = R + Z_C = 200 W → L = \(\frac{{{Z}_{L}}}{\omega }\) = \(\frac{2}{\pi }\) H.

Đáp án B.

Ví dụ 4: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số thay đổi được vào hai đầu một cuộn cảm thuần. Khi tần số là 50 Hz thì cường độ hiệu dụng qua cuộn cảm bằng 3 A. Khi tần số là 60 Hz thì cường độ hiệu dụng qua cuộn cảm bằng

A. 2,5 A.              

B. 4,5 A.    

C. 2,0 A.    

D. 3,6 A.

Hướng dẫn giải

I = \(\frac{U}{2\pi fL}\);  I’ = \(\frac{U}{2\pi f'L}\) → \(\frac{I'}{I}=\frac{f}{f'}\) → I’ = I\(\frac{f}{f'}\) = 2,5 A.

→ Đáp án A.

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\(\sqrt{3}\)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.

---Để xem đầy đủ nội dung từ câu 11 đến câu 30, vui lòng đăng nhập vào trang hoc247.net để xem online hoặc tải về máy tính---

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

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài toán về đoạn mạch R, L, C nối tiếp môn Vật Lý 12 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác 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 học tập.