Cập nhật lúc: 14:05 31-05-2015 Mục tin: Vật lý lớp 12
2 –Các bài tập có hướng dẫn:
Bài 1: Một sóng ngang truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tần số 500Hz. Người ta thấy hai điểm A,B trên sợi dây cách nhau 200cm dao động cùng pha và trên đoạn dây AB có hai điểm khác dao động ngược pha với A. Tốc độ truyền sóng trên dây lả:
A 500cm/s B 1000m/s C 500m/s D 250cm/s
Giải:
Trên hình vẽ ta thấy giữa A và B có chiều dài 2 bước sóng :
AB= 2λl =>λ= AB/2 =100cm =1m
Tốc độ sóng truyền trên dây là:
v=λl.f =1.500=500m/s .
=>Chọn C
Bài 2: Một dao động lan truyền trong môi trường liên tục từ điểm M đến điểm N cách M một đoạn 7l/3[cm]. Sóng truyền với biên độ A không đổi. Biết phương trình sóng tại M có dạng uM = 3cos2pt [uM tính bằng cm, t tính bằng giây]. Vào thời điểm t1 tốc độ dao động của phần tử M là 6p[cm/s] thì tốc độ dao động của phần tử N là
A. 3π [cm/s]. B. 0,5π [cm/s]. C. 4π[cm/s]. D. 6π[cm/s].
Giải: Phương trình sóng tai N:
uN = 3cos[2πt- \[\frac{2\pi }{\lambda }.\frac{7\lambda }{3}\] ] = 3cos[2πt- \[\frac{14\pi }{3}\]] = 3cos[2πt- \[\frac{2\pi }{3}\]]
Vận tốc của phần tử M, N: vM = u’M = -6πsin[2πt] [cm/s]
vN =u’N = - 6πsin[2πt - \[\frac{2\pi }{3}\]] = -6π[sin2πt.cos\[\frac{2\pi }{3}\] - cos2πt sin\[\frac{2\pi }{3}\]] = 3πsin2πt [cm/s]
Khi tốc độ của M: \[\left | v_{M} \right |\]= 6π[cm/s] =>\[\left | sin[2\pi t] \right |=1\]
Khi đó tốc độ của N: \[\left | v_{N} \right |\] = \[3\pi \left | sin[2\pi t] \right |=3\pi [cm/s]\]
=> Chọn A
Bài 3: Một sóng ngang có chu kì T=0,2s truyền trong môi trường đàn hồi có tốc độ 1m/s. Xét trên phương truyền sóng Ox, vào một thời điểm nào đó một điểm M nằm tại đỉnh sóng thì ở sau M theo chiều truyền sóng, cách M một khoảng từ 42cm đến 60cm có điểm N đang từ vị tri cân bằng đi lên đỉnh sóng . Khoảng cách MN là:
A. 50cm B.55cm C.52cm D.45cm
Giải: Khi điểm M ở đỉnh sóng, điểm N ở vị trí cân bằng đang đi lên, theo hình vẽ thì khoảng cách MN
MN = \[\frac{3}{4}\lambda\]+ kλ với k = 0; 1; 2; ...Với λ= v.T = 0,2m = 20cm
42 < MN = \[\frac{3}{4}\lambda\] + kλ < 60 => 2,1 – 0,75 < k < 3 – 0,75 => k = 2. Do đó MN = 55cm.
=> Chọn B
Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:
Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 12 - Xem ngay
>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2022 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.
CÁC DẠNG BÀI TOÁN VỀ ĐỘ LỆCH PHA
1.Phương pháp chung:
+ \[tan\varphi =\frac{Z_{L}-Z_{C}}{R}\]Hay \[tan\varphi =\frac{U_{L}-U_{C}}{U_{R}}\] Thường dùng công thức này vì có dấu của j,
+ \[cos\varphi =\frac{R}{Z}\] Hay \[cos\varphi =\frac{U_{R}}{U};cos\varphi =\frac{P}{UI}\]Lưu ý công thức này không cho biết dấu của j.
+ \[sin\varphi =\frac{Z_{L}-Z_{C}}{Z}; sin\varphi =\frac{U_{L}-U_{C}}{U}\]
+ Kết hợp với các công thức định luật ôm :\[I=\frac{U_{R}}{R}=\frac{U_{L}}{Z_{L}}=\frac{U_{C}}{Z_{C}}=\frac{U}{Z}=\frac{U_{MN}}{Z_{MN}}\]
+ Lưu ý: Xét đoạn mạch nào thì áp dụng công thức cho đoạn mạch đó.
+Độ lệch pha của hai đoạn mạch ở trên cùng một mạch điện:\[\varphi _{1}-\varphi _{2}=\pm \Delta \varphi\] ,khi đó:
-Nếu [hai điện áp đồng pha] thì \[\varphi _{1}=\varphi _{2}\Rightarrow tan\varphi _{1}=tan\varphi _{2}\]
Lúc này ta có thể cộng các biên độ điện áp thành phần: \[U=U_{1}+U_{2}\Rightarrow Z=Z_{1}+Z_{2}\]
-Nếu \[\Delta \varphi\pm \frac{\pi }{2}\] [hai điện áp vuông pha],ta dùng công thức: \[tan\varphi _{1}.tan\varphi _{2}=-1\]
-Nếu \[\Delta \varphi\] bất kì ta dùng công thức : \[\Delta \varphi =\frac{tan\varphi _{1}-tan\varphi _{2}}{1+tan\varphi _{1}.tan\varphi _{2}}\] hoặc dùng giản đồ véc tơ.
+Thay giá trị tương ứng của hai đoạn mạch đã biết vào \[tan\varphi _{1}\] và \[tan\varphi _{2}\][Với : \[tan\varphi =\frac{Z_{L}-Z_{C}}{R}\] ]
2.Xác định các đại lượng khi biết hai đoạn mạch có điện áp cùng pha, vuông pha.
a.Các ví dụ:
Ví dụ 1: Cho mạch điện xoay chiều như hình bên.
Tìm điện dung C2, biết rằng điện áp uAE và uEB đồng pha.
Bài giải: \[\varphi _{AE}=\varphi _{u_{AE}}-\varphi _{i};\varphi _{EB}=\varphi _{u_{EB}}-\varphi _{i}\] ;
Vì uAE và uEB đồng pha nên \[\varphi _{u_{AE}}=\varphi _{EB}\Rightarrow \varphi _{AE}=\varphi _{u_{EB}}\Rightarrow tan\varphi _{AE}=tan\varphi _{EB}\]
Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ. UAN = 150V, UMB = 200V, uAN và uMB vuông pha với nhau, cường độ dòng điện tức thời trong mạch có biểu thức \[i=I_{0}cos100\pi t\] [A]. Biết cuộn dây là thuần cảm. Hãy viết biểu thức uAB.
Bài giải:Ta có: \[U_{AN}=\sqrt{{U_{R}}^{2}+{U_{C}}^{2}}=150V[1];U_{MB}=\sqrt{{U_{R}}^{2}+{U_{L}}^{2}}=200V[2]\]
Vì uAN và uMB vuông pha nhau nên: \[\varphi _{MB}-\varphi _{AN}=\frac{\pi }{2}\Rightarrow \varphi _{MB}=\frac{\pi }{2}+\varphi _{AN}\] [Với \[\varphi _{MB}> 0,\varphi _{AN}< 0\] ]
Ví dụ 3: Cho vào đoạn mạch hình bên một dòng điện xoay chiều có cường độ \[i=I_{0}cos100\pi t\][A]. Khi đó uMB và uAN vuông pha nhau, và \[u_{MB}=100\sqrt{2}cos[100\pi t+\frac{\pi }{3}]\][V]. Hãy viết biểu thức uAN và tìm hệ số công suất của đoạn mạch MN.
Bài giải: Do pha ban đầu của i bằng 0 nên
\[\varphi _{MB}=\varphi _{u_{MB}}-\varphi _{i}=\frac{\pi }{3}-0=\frac{\pi }{3} rad\]
Dựa vào giản đồ vec-tơ, ta có các giá trị hiệu dụng của UL, UR, UC là:
UR = UMB cos φMB = \[100cos\frac{\pi }{3}=50[V]\]
\[U_{L} = U_{R} tan \varphi _{MB} = 50tan\frac{\pi }{3}=50\sqrt{3}[V]\]
Vì uMB và uAN vuông pha nhau nên:\[\varphi _{MB}-\varphi _{AN}=\frac{\pi }{2}\Rightarrow \varphi _{AN}=-\frac{\pi }{6}\]
Ta có:\[tan\varphi _{MB}.tan\varphi _{AN}=-1\] [V]
Ví dụ 4: Cho đoạn mạch xoay chiều u = U0cosωt ổn định , có R ,L , C [ L thuần cảm ]mắc nối tiếp với R thay đổi .Khi R = 20 Ω thì công suất trên điện trở R cực đại và đồng thời khi đó điều chỉnh tụ C thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ C sẽ giảm . Dung kháng của tụ sẽ là :
A. 20 Ω B . 30 Ω C . 40 Ω D . 10 Ω
Giải :
Khi R thay đổi; công suất trên điện trở R cực đại khi R = | ZL - ZC | [1]
Đồng thời lúc này điều chỉnh tụ C thì điện áp hai hiệu dụng đầu tụ C giảm
Chúng tỏ khi R = 20 Ω = | ZL - ZC | => UCMAX
Áp dụng khi UCMAX => ZC = [ R2 + ZL2 ] / ZL [2] và đương nhiên ZC > ZL
Từ [1] => ZL = ZC – R [3] thay [3] vào [2] => ZC = 2R = 40 Ω
=> chọn C
b.Trắc nghiệm:
Câu 1: Cho mạch điện như hình vẽ:
L = \[\frac{\sqrt{3}}{\pi }\] H; R = 100Ω,tụ điện có điện dung thay đổi được , điện áp giữa hai đầu mạch là uAB = 200cos100πt [V].
Để uAM vàuNB lệch pha một góc , thì điện dung C của tụ điện phải có giá trị ?
A. \[\sqrt{3}\pi\] .10-4F B. \[\frac{\pi }{\sqrt{3}}\].10-4F C. \[\frac{\sqrt{3}}{\pi }\].10-4F D. \[\frac{2\pi }{\sqrt{3}}\].10-4F
Câu 2: Cho mạch điện xoay chiều RLC, đoạn MB chỉ chứa tụ điện C. uAB= U0.cos2πft [V]. Cuộn dây thuần cảm có L = 3/5π[H], tụ điện C = 10-3/24π[F]. HĐT tức thời uMB và uAB lệch pha nhau 900. Tần số f của dòng điện có giá trị là:
A.60Hz B.50Hz C.100Hz D.120Hz
Câu 3: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ.
\[u_{AB}=140\sqrt{2}cos100\pi t[V];U_{AM}=140V,U_{MB}=140V\] Biểu thức điện áp uAM là
A. \[140\sqrt{2}cos[100\pi t-\pi /3]V\] B. \[140\sqrt{2}cos[100\pi t+\pi /2]V\]
C. \[140\sqrt{2}cos[100\pi t+\pi /3]V\] D.\[140cos[100\pi t+\pi /2]V\]
Câu 4: Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ: Cho uAB=\[200\sqrt{2}cos100\pi t[V];C=\frac{10^{-4}}{\pi }F,U_{AM}=200\sqrt{3}V\];
UAM sớm pha \[\frac{\pi }{2}\]rad so với uAB. Tính R
A, 50Ω B, 25\[\sqrt{3}\]Ω C,75Ω D, 100Ω
Câu 5. Cho mạch điện LRC nối tiếp theo thứ tự trên. Biết R là biến trở, cuộn dây thuần cảm có L = 4/π[H], tụ có điện dung C = 10-4/π[F]. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức: u = U0.sin100πt [V]. Để điện áp uRL lệch pha π/2 so với uRC thì R bằng bao nhiêu?
A. R = 300Ω. B. R = 100Ω. C. R = 100Ω. D. R = 200Ω.
Câu 6. Cho một mạch điện RLC nối tiếp. R thay đổi được, L = 0,8/π H, C = 10-3/[6π] F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp có biểu thức: u = U0.cos100πt. Để uRL lệch pha p/2 so với u thì phải có
A. R = 20Ω. B. R = 40Ω. C. R = 48Ω. D. R = 140Ω.
Câu 7. Cho một đoạn mạch RLC nối tiếp. Biết L = 1/π H và C = 25/π mF, điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu mạch ổn định và có biểu thức u = U0cos100πt. Ghép thêm tụ C’ vào đoạn chứa tụ C. Để điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha π/2 so với điện áp giữa hai đầu bộ tụ thì phải ghép thế nào và giá trị của C’ bằng bao nhiêu?
A. ghép C’//C, C’ = 75/π μF. B. ghép C’ntC, C’ = 75/π μF.
C. ghép C’//C, C’ = 25 μF. D. ghép C’ntC, C’ = 100 μF.
BÀI TẬP ĐIỆN VUÔNG PHA
CÔNG THỨC VẾ PHẢI BẰNG =1 RÚT GỌN PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1 – Đoạn mạch chỉ có L ; uL vuông pha với i :
\[[\frac{u_{L}}{U_{OL}}]^{2}+[\frac{i}{I_{0}}]^{2}=1\]
2 – Đoạn mạch chỉ có tụ C ; uCvuông pha với i:
\[[\frac{u_{C}}{U_{OC}}]^{2}+[\frac{i}{I_{0}}]^{2}=1\]
3- Đoạn mạch có LC ; uLC vuông pha với i:
4 – Đoạn mạch có R và L ; uR vuông pha với uL
5 – Đoạn mạch có R và C ; uR vuông pha với uC
6 – Đoạn mạch có RLC ; uR vuông pha với uLC
7 – Từ điều kiện để có hiện tượng cộng hưởng ω02LC = 1
Xét với ω thay đổi
7a :
7b : ZL =ωL và \[Z_{C}=\frac{1}{\omega C}\]
=> đoạn mạch có tính cảm kháng ZL > ZC => ωL > ω0
=> đoạn mạch có tính dung kháng ZL ωC < ω0
=> khi cộng hưởng ZL = ZC => ω =ω0
7c : I1 = I2 < Imax => ω1 ω 2 = ω 02 Nhân thêm hai vế LC
=> ω 1ω 2LC = ω 02LC = 1
=> ZL1 = ω1L và ZC2 = 1/ ω2C
=> ZL1 = ZC2 và ZL2 = ZC1
7d : Cosφ1 = cosφ2 => ω1ω 2LC = 1 thêm điều kiện L = CR2
8 – Khi L thay đổi ; điện áp hai đầu cuộn cảm thuần L
ULmax tanφRC. tanφRLC = – 1
9 – Khi C thay đổi ; điện áp hai đầu tụ C
UCmax tanφRL. tanφRLC = – 1
10 – Điện áp cực đại ở hai đầu tụ điện C khi w thay đổi
\[\omega ^{2} ={\omega _{C}}^{2} = {\omega _{0}}^{2}-\frac{R^{2}}{2L^{2}};Z_{L}=\omega _{C}L\]và \[Z_{C}=1/\omega _{C}C\Rightarrow \frac{Z_{L}}{Z_{C}}={\omega _{C}}^{2}LC=\frac{{\omega _{C}}^{2}}{{\omega _{0}}^{2}}\]
3.Xác định các đại lượng khi biết hai đoạn mạch có điện áp lệch pha góc j.
a. Các ví dụ:
Ví dụ 1: Một mạch điện không phân nhánh gồm điện trở thuần R = 75Ω, cuộn cảm có độ tự cảm L =\[\frac{5}{4\pi }H\] và tụ điện có điện dung C. Dòng điện xoay chiều qua mạch: i = 2 cos 100πt[A]. Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện là π/4.Tính C.Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch trên.
Bài giải:
+ Ví dụ 2: Cho mạch xoay chiều như hình vẽ:
\[C=31,8[\mu F]\], f=50[Hz]; Biết \[U_{AE}\] lệch pha \[U_{EB}\] một góc 1350 và i cùng pha với \[U_{AB}\]. Tính giá trị của R?
A. R=50[Ω] B.R=50\[\sqrt{2}\][Ω] C. R=100[Ω] D.R=200[Ω]
Bài giải: Theo giả thiết u và i cùng pha nên trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng ta có: \[Z_{L}=Z_{C}=\frac{1}{\omega C}=\frac{1}{100\pi .31,8.10^{-6}}=100[\Omega ]\] . Mặt khác đoạn EB chứa tụ C nên \[\varphi _{EB}=\frac{-\pi }{2}=-90^{0}\]
Suy ra : \[\varphi _{AE}-\varphi _{EB}=135^{0}\] Hay :\[\varphi _{AE}=\varphi _{EB}+135^{0}=135^{0}-90^{0}=45^{0}\] ;
Vậy \[tan\varphi _{AE}=\frac{Z_{L}}{R}=tan45^{0}=1\rightarrow R=Z_{L}=100[\Omega ]\].
Chọn C
b.Trắc nghiệm:
Câu 1: Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ
\[u_{AB}=100\sqrt{2}cos100\pi t[V],I=0,5A\]
\[u_{AN}\] sớm pha so với i một góc là \[\frac{\pi }{6}rad,u_{NB}\], trễ pha hơn uAB một góc \[\frac{\pi }{6}rad\].Tinh R
A, R=25Ω B, R=50Ω C, R=75Ω D,R=100Ω
Câu 2: Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ.\[u_{AB}=200cos100\pi t[V]\], I = 2A, \[u_{AN}=100\sqrt{2}[V]\]
\[u_{AN}\] lệch pha \[\frac{3\pi }{4}\]rad so với uMB Tính R, L, C
A,R=100Ω , L = \[\frac{1}{2\pi }H,C=\frac{10^{-4}}{\pi }F\] B,R=50Ω , L =\[\frac{1}{2\pi }H,C=\frac{10^{-4}}{2\pi }F\],
C, R=50Ω , L = \[\frac{1}{2\pi }H,C=\frac{10^{-4}}{\pi }F\] D, R=50Ω , L = \[\frac{1}{\pi }H,C=\frac{10^{-4}}{\pi }F\]
Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:
Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 12 - Xem ngay
>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2022 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.