Dòng điện xoay chiều là một chương hay của chương trình Vật lý THPT. Vì vậy, hôm nay Kiến Guru xin chia sẻ đến các bạn một số dạng bài tập vật lý 12 chương dòng điện xoay chiều chọn lọc. Bài viết vừa tổng hợp kiến thức cơ bản, đồng thời nêu phương pháp và ví dụ để giải một số dạng bài tập, chủ yếu xoay quanh hai vấn đề là mạch xoay chiều 1 phần tử R,L và C. Hy vọng đây sẽ là một tài liệu ôn tập hay và hữu ích cho các bạn. Cùng học cùng Kiến nhé:
I. Các bài tập vật lý 12 mạch điện xoay chiều 1 phần tử R.
Bạn đang xem: Các dạng bài tập vật lý 12 chương 1
1. Lý thuyết cơ bản.
Cho điện áp u = U0cos(ωt + φu) vào hai đầu một đoạn mạch có điện trở giá trị R, cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch là: i = I0cos(ωt + φi).
- Định luật Ohm: mối liên hệ giữa dòng điện, điện áp và điện trở trên một đoạn mạch: Io = Uo / R- Độ lệch pha: Δφ= φu- φi=0. Dòng điện luôn cùng pha với điện áp ở trường hợp này.Một số dạng bài toán thường gặp:
Dạng 1: Tính toán giá trị hiệu dụng: I=U/R. Chú ý độ lệch pha lúc nào cũng là 0, tức lúc nào dòng điện cũng trùng pha với điện áp.
Dạng 2: Tính toán nhiệt lượng.
Một dòng điện chạy qua dây dẫn có điện trở, nhiệt lượng tỏa ra được nước hấp thụ. Tính toán hiệu suất?
Để làm dạng này, cần sử dụng công thức tỏa nhiệt trên điện trở theo hiệu ứng Jun-Lenxo: Q1 = I2Rt.
Nhiệt lượng mà nước hấp thụ sẽ là Q2= mc(t2– t1). Với t2 là nhiệt độ lúc sau, t1 là nhiệt độ ban đầu của nước.
Nếu Q1=Q2, tức là nước hấp thụ toàn bộ nhiệt từ điện trở tỏa ra, hiệu suất đạt 100%.
Nếu Q1>Q2, như vậy hiệu suất hấp thụ: H=(Q2/Q1)*100%.
Dạng 3: Tính toán công suất bóng đèn.
Xét dòng điện xoay chiều chạy qua bóng đèn, ta xem đó là trường hợp dòng điện đi qua dây dẫn có điện trở trong. Các công thức phía trên đều được áp dụng.
Từ các chỉ số ghi trên bóng đèn, ta sẽ nắm được công suất định mức Pdmvà hiệu điện thế định mức Udm. Ta tính được các đại lượng sau:
- Điện trở bóng: R = U2/P.- Cường độ dòng điện định mức: I=P/UNhận xét:
Khi dòng điện chạy qua bóng bằng dòng điện định mức thì bóng sáng bình thường.
Trong trường hợp các bóng đèn mắc song song:
Còn nếu trường hợp mắc nối tiếp:
2. Các bài tập vật lý minh họa.
Ví dụ 1: Cho dòng điện xoay chiều i = 4√2cos(100πt) A đi qua đoạn dây dẫn có R=7 Ohm. Để đoạn dây dẫn trên vào bình chứa m=1.2 kg nước. Sau khoảng T=10 phút, thì nhiệt độ nước trong bình sẽ là bao nhiêu, biết rằng ban đầu, bình nước có nhiệt độ 200C và hiệu suất hấp thu nhiệt là H=100%.
A. 200CB. 240CC. 60CD. 120CHướng dẫn giải:
Để giải bài này, ta sử dụng công thức tỏa nhiệt trên dây dẫn và công thức tính nhiệt lượng hấp thụ:
Do H=100%, tức là không có mất mát, toàn bộ nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn được nước hấp thu sạch sẽ. Khi đó:
Ví dụ 2: Cho điện áp xoay chiều u = U√2cos(ωt) vào đoạn dây có điện trở thuần R=110Ω, lúc này giá trị cường độ dòng điện qua điện trở là 2A. Giá trị của U là:
A. 220VB. 110VC. 380VD. 24VHướng dẫn giải.
Sử dụng công thức tính hiệu điện thế hiệu dụng: U=IR=2.110=220V.
Chọn đáp án A.
3. Một số câu trắc nghiệm tự luyện bài tập lý 12.
Đáp án:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
A | A | D | D | C |
II. Các bài tập vật lý 12 mạch điện xoay chiều 1 phần tử L.
1. Lý thuyết cơ bản.
Cho dòng điện xoay chiều i = I0cos(ωt + φi) và điện áp xoay chiều dạng u = U0cos(ωt + φu) đi qua 1 cuộn dây.
Tính cản trở dòng điện được đặc trưng bằng đại lượng cảm kháng
ZL= ωL.
Định luật Ohm: I=U/ ZL (dùng cho giá trị hiệu dụng)
Độ lệch pha: Δφ= φu- φi=π/2. Điện áp nhanh pha 1 góc π/2 so với dòng điện.
Các dạng toán thường gặp:
Dạng 1: xác định các đại lượng đặc trưng:
Cảm kháng ZL= ωL.
Cường độ dòng điện hiệu dụng I=U/ ZL
Dạng 2: Tính toán giá trị tức thời.
2. Ví dụ minh họa.
Ví dụ 1: Đặt điện áp u = U0cos(ωt) vào hai đầu một cuộn cảm thuần, giá trị tự cảm L. Khi đó, dòng điện đi qua cuộn cảm sẽ là?
Hướng dẫn giải.
Ta sử dụng định luật Ohm để tính: I=U/ ZL, suy ra I0=U0/ ZL .
Mặt khác, u sớm pha hơn i một góc π/2 nên ta chọn đáp án C.
Ví dụ 2: Cho một điện áp u = U√2cos(ωt) đi qua một cuộn cảm thuần, cường độ dòng điện có giá trị hiệu dụng I. Xét tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu cuộn cảm là u và cường độ dòng điện là i. Hệ thức liên hệ nào sau đây sẽ đúng?
Hướng dẫn giải.
Do dòng điện vuông pha với điện áp ở mọi thời điểm t, suy ra
Đáp án là C.
3. Một số bài tập tự luyện.
Đáp án: 1-A ; 2-B ; 3-A
1 | 2 | 3 |
A | B | A |
III. Các bài tập lý 12 mạch điện xoay chiều 1 phần tử C.
1. Lý thuyết cơ bản.
Cho dòng điện xoay chiều i = I0cos(ωt + φi) và điện áp xoay chiều dạng u = U0cos(ωt + φu) đi qua tụ điện thuần.
Đại lượng cản trở dòng điện dung kháng: ZC=1/Cω
Định luật Ohm: I=U/ZC (chú ý chỉ xài cho giá trị hiệu dụng)
Độ lệch pha Δφ= φu- φi=-π/2. Điện áp trễ pha 1 góc π/2 so với dòng điện.
Dạng toán thường gặp:
Dạng 1: tính toán đại lượng đặc trưng: dùng các công thức dung kháng và định luật Ohm.
Dạng 2: tính toán giá trị tức thời:
Nhận xét:
2. Ví dụ minh họa.
3. Bài tập vật lý 12 tự luyện.
Đáp án:
1 | 2 | 3 |
B | B | B |
Trên đây là 3 dạng toán về điện xoay chiều 1 phần tử mà Kiến muốn chia sẻ đến các bạn. Đây là một chương hay, nếu nhớ và hiểu công thức, các bạn sẽ dễ dàng tìm ra lời giải theo cách nhanh nhất, đúng nhất. Hy vọng qua bài viết, các bạn phần nào sẽ tự ôn tập, cũng như rèn luyện kỹ năng giải quyết các bài tập vật lý 12 liên quan đến điện xoay chiều. Ngoài ra, các bạn cũng có thể tham khảo các bài viết khác trên trang của Kiến để có thêm nhiều kiến thức bổ ích cho kì thi THPT quốc gia. Chúc các bạn may mắn.
4 dạng bài tập tập cần áp dụng tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1. Bài tập về chuyên đề dao động điều hòa xuất hiện từ 4-6 câu trong đề thi THPTQG. Vì vậy, wu.edu.vn sẽ tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1. Để giúp các em giải hết 4 dạng bài tập thuộc chương 1 dưới đây.
Nhắc lại các chuyên đề kiến thức vật lý 12 chương 1
Chương 1: Dao động điều hòa của chương trình vật lý 12 gồm 6 chuyên đề:
Chuyên đề 1: Đại cương dao động điều hòa.Chuyên đề 2: Con lắc lò xo.Chuyên đề 3: Con lắc đơn.
Tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 để giải hết 4 dạng bài tập
Trong chương dao động điều hòa sẽ bao gồm 4 dạng bài tập chính. Tương ứng với từng dạng bài tập sẽ áp dụng các công thức giải khác nhau. Vì vậy, wu.edu.vn sẽ tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 tương ứng với từng dạng bài. Để các em tiện theo dõi và áp dụng được từng công thức vào dạng bài cụ thể.
Dạng 1: Viết phương trình dao động điều hòa
Để giải quyết được dạng bài này. Tổng hợp công thức vật lý 12 chương các em cần phải vận dụng như sau:
Phương trình tổng quát: x= A cos (ωt+φ).
Tìm biên độ A:
Tìm pha ban đầuφ:
Cách 1: Tại thời điểm ban đầu (t=0), ta có:
Giải 2 trong 3 phương trình trên để tìmφ (-π ≤φ≤π).
Cách 2: Sử dụng mối liên hệ giữa v vàφ. Vật chuyển động theo chiều dương trục Ox: v> 0 =>φVật chuyển động theo chiều âm trục Ox: vφ >0.
Cách 3: Các em sẽ sử dụng máy tính casio để bấm nhanh ra kết quả.Cách này đã được trình bày rất chi tiết trong sách Đột phá 8+ môn Vật lí kì thi THPT Quốc gia. Các em có thể tham khảo thêm để biết cách làm nhé.
Trên đây là tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 các em cần vận dụng để giải được dạng bài 1.
Dạng 2: Bài toán thời gian trong dao động điều hòa
Trong bài toán thời gian trong dao động điều hòa còn bao gồm 7 bài toán nhỏ. Tương ứng với từng bài toán nhỏ sẽ áp dụng tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 khác nhau.
Bài toán 1: Tìm thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí có li độ x1 đến x2Bài toán này sẽ có nhiều cách giải khác nhau. Dưới đây wu.edu.vn sẽ hướng dẫn các em cách giải tổng quát áp dụng cho mọi bài toán.
Bước 1: Sử dụng đường tròn lượng giác xác định vị trí chất điểm trên vòng tròn tương ứng với hai li độ x1 và x2 (mỗi li độ sẽ cho 1 vị trí ở nửa trên và nửa dưới vòng tròn).
Bước 2: Chọn vị trí thỏa mãn điều kiện sao cho góc quét của bán kinh quay từ li độ x2 đến li độ x2 là nhỏ nhất và vật chuyển động theo một chiều.
Bước 3: Xác định góc quét. Xác định góc quay:
Để giải dạng bài toán 2 này. Các em sẽ sử dụng tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 như sau:
Áp dụng tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 để "xử gọn" bài toán này:
a. Thời gian vật qua vị trí có li độ xo lần thứ n (không tính đến chiều chuyển động).Với n lẻ:
t1 là thời gian vật đi từ vị trí ban đầu đến vị trí có li độ xo lần thứ nhất.
Với n chẵn:
t2 là thời gian vật đi từ vị trí ban đầu đến vị trí có li độ xo lần thứ hai.
b. Thời gian vật qua vị trí có li độ x0 lần thứ n (có xét đến chiều chuyển động)
t1 là thời gian kể từ vị trí ban đầu đến vị trí xo theo chiều xác định lần đầu tiên.
c. Thời gian vật cách vị trí cân bằng một khoảng x0 lần thứ nĐể xác định thời điểm lần thứ n vật cách vị trí cân bằng một khoảng xo, ta làm như sau:
Bước 1: Lấy n: 4 = a dư b. Trong đó, b nhận 1 trong 4 giá trị là 1, 2, 3 hoặc 4.
Bước 2:
với tb là thời gian vật cách vị trí cân bằng một khoảng xo lần thứ b.
Bài toán 4: Thời gian vật chuyển động trong khoảng giá trị của li độ, vận tốc hoặc gia tốcPhương pháp giải của bài toán này như sau:
Dạng 3: Bài toán quãng đường
Bài toán quãng đường cũng bao gồm 3 dạng bài toán nhỏ. Vì vậy, các em cần vận dụng tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 dưới đây để áp dụng giải bài tập.
Bài toán 1: Tính quãng đường vật đi từ thời điểm t1 đến t2Bước 1: Lập tỉ số
Nếu m =0 thì: Quãng đường đi được là: S = n.4A
Nếu m≠ 0 thì: Quãng đường vật đi được là: S = n.4A + S dư
Bước 2: Xác định vị trí điểm M trên vòng tròn, ứng với thời điểm t1 (hoặc trên trục thời gian).
Bước 3: Xác định vị trí điểm N trên đường tròn ứng với thời điểm t2 (hoặc trên trục thời gian).
Bước 4: Vẽ hình mô tả trạng thái (x1, v1) và (x2, v2) rồi dựa vào hình vẽ để tính S dư vật còn đi trong phần lẻ của chu kì.
Bài toán 2: Quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất vật đi được xét trong cùng khoảng thời gianΔtPhương pháp này áp dụng cho mọi bài toán. Dưới đây là tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 các em cần áp dụng:
Bước 1: Xác định góc quét
Δφ =ωΔt = nπ +Δφ0
Bước 2: Xác định Smax, Smin theo:
Lưu ý: Vận tốc có thể âm hoặc dương hoặc bằng không, còn tốc độ thì không âm.
Dạng 4: Năng lượng của dao động điều hòa
Tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 cần áp dụng để giải dạng bài này:
Trường hợp con lắc đơn:
Trên đây là tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 để giải "ngon lành" 4 dạng bài tập. Các em cần phải nắm chắc để áp dụng vào giải bài tập.
Lý thuyết chuyên đề con lắc đơn luyện thi đại học.
Sách luyện thi THPT Quốc gia "xử gọn" kiến thức 3 năm
Tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 mà wu.edu.vn chia sẻ với các em ở trên. Đều được trích trong cuốn sách Đột phá 8+ môn Vật lí kì thi THPT Quốc gia.
Xem thêm: 5+ cách học giỏi toán lớp 3 hiệu quả tại nhà, cách học toán lớp 3 hiệu quả
Không chỉ tổng hợp đủ kiến thức cả 3 năm lớp 10, 11, 12. Các dạng bài tập trọng tâm theo 4 mức độ trong đề thi. Để giúp em "xử gọn" dễ dàng kiến thức 3 năm. Cuốn sách còn hệ thống đủ các phương pháp mới giải nhanh trắc nghiệm vật lý. Giúp em "đánh bại" đề thi phân hóa. Pphá bẫy" câu hỏi 9, 10. Tiết kiệm thời gian làm bài lên tới 30%.