Bài 13. Các mạch điện xoay chiều

Giải SBT Vật Lí 12: Bài 13. Các mạch điện xoay chiều

Bài 13.1 trang 35 Sách bài tập Vật Lí 12:

Đặt điện áp xoay chiều u = U√2ωt vào hai đầu một điện trở thuần R = 110Ω thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua điện trở bằng √2A. Giá trị u bằng

A. 220√2 V.       

B. 220 V.

C. 110 V.       

D. 100√2 V.

Lời giải:

Đáp án D

Bài 13.2 trang 35 Sách bài tập Vật Lí 12:

Khi dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz chạy trong cuộn cảm thuần có độ tư cảm 1/2π(H)thì cảm kháng của cuôn cảm này bằng

A. 25 Ω.       

B. 75 Ω.       

C. 50 Ω.       

D. 100 Ω.

Lời giải:

Đáp án C

Bài 13.3 trang 35 Sách bài tập Vật Lí 12:

Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện thì

A. cường độ dòng điện trong mạch trễ pha π/2 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

B. dòng điện xoay chiều không thể tồn tại trong mạch.

C. tần số của dòng điện trong đoạn mạch khác tần số của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

D ường độ dòng điện trong đoạn mạch sớm pha π/2 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

Lời giải:

Đáp án D

Bài 13.4 trang 36 Sách bài tập Vật Lí 12:

Đặt điện áp u = 100cos100πt(V) vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1/2π(H). Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm là

A. i = 2cos(100πt - π/2) (A).

B. i = 2cos(100πt + π/2) (A).

C. i = 2√2cos(100πt - π/2) (A).

D. i = 2√2cos(100πt + π/2) (A).

Lời giải:

Đáp án A

Bài 13.4 trang 36 Sách bài tập Vật Lí 12:

Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là

Lời giải:

Đáp án C

Bài 13.6 trang 36 Sách bài tập Vật Lí 12:

Đặt điện áp xoay chiều u = 100√2cos100πt (V) vào hai đầu một tụ điện có điện dung 2.10^-4/π(F).

Biểu thức cường độ dòng điện qua tụ điện là :

A. i = 2cos(100πt - π/2) (A).

B. i = 2√2cos(100πt + π/2) (A).

C. i = 2cos(100πt + π/2) (A).

D. i = 2√2cos(100πt - π/2) (A).

Lời giải:

Đáp án B

Bài 13.7 trang 36 Sách bài tập Vật Lí 12: 

Mắc một cuộn cảm có hệ số tự cảm L và điện trở r vào một mạch điện xoay chiều. Có thể coi mạch điện này như

A. một điện trở thuần mắc song song với một cuộn cảm thuần và cường độ dòng điện cùng pha với điện áp.

B. một điện trở thuần mắc song song với một cuộn cảm thuần và cường độ dòng điện lệch pha với điện áp.

C. một điện trở thuần mắc nối tiếp với một cuộn cảm thuần và cường độ dòng điện cùng pha với điện áp.

D. một điện trở thuần mắc nối tiếp với một cuộn cảm thuần và cường độ dòng điện lệch pha với điện áp.

Lời giải:

Đáp án D

Bài 13.8 trang 37 Sách bài tập Vật Lí 12: 

Đặt điện áp u = U₀cos(100πt - π/3)(V) vào hai đầu một tụ điện có điện dung 2.10^-4/π(F). Ớ thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thìncường độ dòng điện trong mạch là 4A. Tìm biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch.

Lời giải:

Theo bài ra ta có

u = U₀cos(100πt - π/3)

i = I₀cos(100πt - π/3 + π/2) = = I0sin(100πt - π/3)

I₀ = U₀/Z_C = U₀/5₀

Từ U₀cos(100πt - π/3) = 150

⇒ cos(100πt - π/3) = 150/U₀

I₀sin(100πt - π/3) = 4

⇒ sin(100πt - π/3) = 200/U₀

Từ

Bài 13.9 trang 37 Sách bài tập Vật Lí 12: 

Đặt điện áp xoay chiều u = U₀cos(100πt + π/3)(V) vào hai đầu một cuộn cảm có độ tự cảm L = 1/2π(H). Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là 100√2V thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là 2 A. Tìm biểu thức của cường độ dòng điện qua cuộn cảm.

Lời giải:

Theo bài ra ta có

u = U₀cos(100πt + π/3)

i = I₀cos(100πt + π/3 - π/2)

= I₀sin(100πt + π/3)

Z_L = ω_L = 1/2π.100π = 50Ω

⇒ 2.10⁴ + 10⁴ = U₀² ⇒ U₀ = 100√3

⇒ i = 2√3cos(100πt - π/6) (A)

Bài 13.10 trang 37 Sách bài tập Vật Lí 12: 

Một dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 4 A, tần số 50 Hz và có giá trị cực đại tại thời điểm t = 0.

a) Viết biểu thức của cường độ dòng điện.

b) Viết biểu thức của điện áp xoay chiều, biết điện áp hiệu dụng là 220 V và điện áp sớm pha π/2 so với dòng điộn.

c) Vẽ trên cùng một đồ thị các đường biểu diễn sự biến thiên của cường độ dòng điện và điện áp theo thời gian.

Lời giải:

a) Viết biểu thức của cường độ dòng điện.

I₀ = I√2 = 4√2A

ω = 2πf = 100π(rad/s)

t = 0; i = I₀cosφ = I₀ ⇒ cosφ = 1 ⇒ φ = 0

i = 4√2cos100πt (A)

b) Viết biểu thức của điện áp xoay chiều

U₀ = U√2 = 220√2A

ω = 2πf = 100π(rad/s)

u = 220√2cos(100πt + π/2) (A)

c) Vẽ trên cùng một đồ thị các đường biểu diễn sự biến thiên của cường độ dòng điện và điện áp theo thời gian.

Bài 13.11 trang 37 Sách bài tập Vật Lí 12:

Đặt vào tụ điện C = 1/5000π (F) một điên áp xoay chiều u = 120√2cosωt(V). Viết biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch trong hai trường hợp :

a) ω = 100π rad/s.

b) ω = 1000π rad/s.

Lời giải:

a) Theo bài ra ta có

Z_C = 50Ω; I = 120/50 = 2,4 (A)

i = 2,4√2cos(100πt + π/2) (A)

b) Theo bài ra ta có

Z_C = 5Ω; I = 120/5 = 24 (A)

i = 24√2cos(1000πt + π/2) (A)

Bài 13.12 trang 38 Sách bài tập Vật Lí 12:

 Đặt vào cuộn cảm thuần L = 0,5/π (H) một điện áp xoay chiều u = 120√2cosωt (V). Viết biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch trong hai trường hợp :

a) ω = 100π rad/s.

b) ω = 1000π rad/s.

Lời giải:

a) Theo bài ra ta có

Z_L = 50Ω; I = 120/50 = 2,4 (A)

i = 2,4√2cos(100πt - π/2) (A)

b) Theo bài ra ta có

Z_L = 500Ω; I = 120/500 = 0,24 (A)

i = 0,24√2cos(1000πt - π/2) (A)