Lý thuyết Đại cương về dòng điện xoay chiều (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12
Tóm tắt lý thuyết Vật lí 12 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều ngắn gọn, chi tiết sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm Vật lí 12 Bài 12.
Lý thuyết Vật lí 12 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều
I. Khái niệm về dòng điện xoay chiều
- Phương trình tổng quát của dòng điện xoay chiều:
Trong đó:
+ i: giá trị của cường độ dòng điện tại thời điểm t, được gọi là giá trị tức thời của i (cường độ tức thời).
+ : giá trị cực đại của i (cường độ cực đại).
+ : tần số góc.
+ tần số của i và T là chu kì của i
+
+ : pha của i.
+ : pha ban đầu (tại thời điểm t =0).
- Tại thời điểm , dòng điện đang tăng nghĩa là và ngược lại, dòng điện đang giảm nghĩa là
II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
- Để tạo ra được suất điện động xoay chiều, người ta dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi cho khung dây có N vòng dây, có diện tích S, quay đều quanh trục của nó với tốc độ góc , trong một từ trường đều có phương vuông góc với trục quay thì trong khung dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng. Tại thời điểm ban đầu góc giữa và vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây là
- Tại thời điểm t, từ thông qua cuộn dây:
Trong đó
- Khi đó trong mạch xuất hiện một suất điện động cảm ứng:
. Trong đó .
- Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng là:
- Đây là dòng điện xoay chiều với tần số góc và biên độ là:
III. Giá trị hiệu dụng
- Công suất trung bình:
- Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi hai dòng điện đó là như nhau.
- Giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện:
- Giá trị hiệu dụng của điện áp:
- Giá trị hiệu dụng của suất điện động:
Trắc nghiệm Vật lí 12 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều
Câu 1. Một khung dây dẫn quay đều với tốc độ 150 vòng/phút quanh một trục trong một từ trường đều có cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung. Từ thông cực đại qua khung là Wb. Tính suất điện động hiệu dụng xuất hiện trong khung.
A.
B.
C.
D.
Đáp án: A
Giải thích:
Tần số góc quay của khung dây:
vòng/phút
Suất điện động hiệu dụng của khung:
Câu 2. Từ thông xuyên qua một ống dây là (Wb) biến thiên làm xuất hiện trong ống dây một suất điện động cảm ứng là (V). Khi đó có giá trị là:
A.
B.
C. 0.
D.
Đáp án: A
Giải thích:
Suất điện động cảm ứng:
Câu 3. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích mỗi vòng 50 cm2, quay đều quanh trục đối xứng của khung với vận tốc góc 1800 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,02 T. Trục quay vuông góc với các đường cảm ứng từ. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc Biểu thức suất điện động cảm ứng trong khung là:
A.
B.
C.
D.
Đáp án: D
Giải thích:
Tần số góc của chuyển động quay của khung dây:
vòng/phút
Suất điện động cực đại qua khung dây:
Gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 300 nên pha ban đầu của từ thông là
Pha ban đầu của suất điện động:
Biểu thức suất điện động cảm ứng trong thanh:
Câu 4. Điện áp tức thời giữa hai đầu một đoạn mạch xoay chiều có biểu thức Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu một mạch điện là:
A. 110 V.
B. 220 V.
C. V.
D. V.
Đáp án: D
Giải thích:
Từ phương trình điện áp ta có điện áp cực đại:
Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch:
Câu 5. Chọn phát biểu sai? Dòng điện xoay chiều có biểu thức: thì có
A. cường độ dòng điện cực đại là 2 A.
B. chu kì là 0,02 s.
C. tần số 50 Hz.
D. cường độ dòng điện hiệu dụng là
Đáp án: D
Giải thích:
Từ biểu thức dòng điện xoay chiều ta có:
Cường độ dòng điện cực đại: A đúng.
Tần số góc của dòng điện: Chu kì dòng điện
Và tần số dòng điện B, C đúng.
Cường độ dòng điện hiệu dụng: D sai.
Câu 6. Cho dòng điện xoay chiều có cường độ đi qua một điện trở Nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở trong thời gian 1 phút là:
A. 24000 J.
B. 12500 J.
C. 37500 J.
D. 48000 J.
Đáp án: C
Giải thích:
Từ phương trình dòng điện, ta có I0 = 5A
Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở trong thời gian t = 1 phút = 60 giây là:
Câu 7. Một dòng điện có biểu thức đi qua một điện trở . Xác định nhiệt lượng tỏa ra trên R trong 1 phút?
A. 4,8 kJ.
B. 12 kJ.
C. 7,2 kJ.
D. 9,6 kJ.
Đáp án: C
Giải thích:
Biểu thức dòng điện là sự tổng hợp của hai loại dòng điện:
+ Dòng điện không đổi
+ Dòng điện xoay chiều giá trị dòng điện hiệu dụng:
A.
Nhiệt lượng tỏa ra trên R trong thời gian t = 1 phút = 60 giây:
Câu 8. Một dòng điện có biểu thức đi qua một điện trở R. Xác định dòng điện hiệu dụng trong mạch?
A. 1,3 A.
B. A.
C. A.
D. A.
Đáp án: C
Giải thích:
Khai triển biểu thức dòng điện:
Như vậy dòng điện đề bài cho là sự tổng hợp của:
+ Dòng điện không đổi A.
+ Dòng điện xoay chiều giá trị dòng điện hiệu dụng:
A.
Nhiệt lượng tỏa ra trên R trong thời gian t:
(1)
Giả sử I là cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch, khi đó nhiệt lượng tỏa ra trên R trong thời gian t còn được tính bằng biểu thức: (2)
Từ (1) và (2) suy ra giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng: A.
Câu 9. Một dòng điện có biểu thức đi qua một điện trở . Xác định công suất trung bình của dòng điện trong một chu kì?
A. 120 W.
B. 240 W.
C. 320 W.
D. 960 W.
Đáp án: D
Giải thích:
Khai triển biểu thức i:
Dòng điện hiệu dụng: A.
Công suất trung bình của dòng điện trong một chu kì:
W.
Câu 10. Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức là (t tính bằng s). Giá trị của cường độ dòng điện ở thời điểm t = 6 ms là:
A. 1,34 A.
B. 0,67 A.
C. -1,34 A.
D. -0,67 A.
Đáp án: A
Giải thích:
Thay vào biểu thức cường độ dòng điện ta có:
Câu 11. Điện áp ở hai đầu một đoạn mạch có biểu thức là (t tính bằng s). Giá trị của u ở thời điểm t = 5 ms là:
A. -220V.
B. V.
C. 220 V.
D. V.
Đáp án: C
Giải thích:
Thay vào biểu thức điện áp ta có:
Câu 12. Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức , t tính bằng giây (s). Vào thời điểm thì dòng điện chạy trong đoạn mạch có cường độ tức thời bằng
A. 1,0 A và đang tăng.
B. A và đang giảm.
C. 1,0 A và đang giảm.
D. A và đang tăng.
Đáp án: B
Giải thích:
Thay vào biểu thức cường độ dòng điện i có:
A
Để biết dòng điện đang tăng hay giảm ta xét dấu của i’.
Tại thời điểm ta có:
Dòng điện đang giảm.
Câu 13. Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch điện. Tại thời điểm t, điện áp có giá trị V và đang giảm. Tại thời điểm điện áp này có giá trị bằng:
A. 200 V.
B. -100 V.
C. V.
D. V.
Đáp án: D
Giải thích:
Tại thời điểm t: và đang giảm tức vì
Sau khoảng thời gian thì góc quay được
Biểu diễn điểm M trên vòng tròn ứng với thời điểm t, sau khi quét được góc thì tới vị trí điểm N.
Từ hình vẽ ta có
Câu 14. Một mạch điện được mắc vào nguồn điện xoay chiều có tần số 50 Hz, hiệu điện thế hiệu dụng là Lúc t = 0, hiệu điện thế tức thời ở hai đầu mạch là u = 110 V và đang tăng. Biểu thức của hiệu điện thế đặt vào hai đầu mạch:
A.
B.
C.
D.
Đáp án: C
Giải thích:
Tần số góc của dòng điện
Hiệu điện thế cực đại giữa hai đầu mạch:
Tại t = 0 có mà u đang tăng
Nên
Phương trình điện áp:
Câu 15. Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có cường độ dòng điện biến đổi điều hòa theo thời gian được mô tả bằng đồ thị ở hình dưới. Biểu thức cường độ dòng điện tức thời của đoạn mạch đó là:
A.
B.
C.
D.
Đáp án: C
Giải thích:
Từ đồ thị, ta có điểm thấp nhất ứng với
Từ thời điểm đến thời điểm dòng điện giảm từ giá trị I0 đến -I0 nên thời gian tương ứng là
Tại t = 0 có và đang tăng
Vậy phương trình của i:
Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:
Xem thêm các chương trình khác:
- Giải sgk Hóa học 12 (sách mới) | Giải bài tập Hóa 12
- Lý thuyết Hóa học 12
- Giải sbt Hóa học 12
- Các dạng bài tập Hoá học lớp 12
- Giáo án Hóa học lớp 12 mới nhất
- Giải sgk Toán 12 (sách mới) | Giải bài tập Toán 12 Tập 1, Tập 2
- Các dạng bài tập Toán lớp 12
- Lý thuyết Toán 12
- Chuyên đề Toán lớp 12 mới nhất
- Bài tập Toán lớp 12 mới nhất
- Giáo án Toán lớp 12 mới nhất
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn 12
- Soạn văn 12 (hay nhất) | Để học tốt Ngữ văn 12 (sách mới)
- Soạn văn 12 (ngắn nhất)
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn lớp 12
- Văn mẫu lớp 12
- Giải sgk Sinh học 12 (sách mới) | Giải bài tập Sinh học 12
- Lý thuyết Sinh học 12 | Kiến thức trọng tâm Sinh 12
- Giải sgk Địa Lí 12 (sách mới) | Giải bài tập Địa lí 12
- Lý thuyết Địa Lí 12
- Giải Tập bản đồ Địa Lí 12
- Giải sgk Lịch sử 12 (sách mới) | Giải bài tập Lịch sử 12
- Giải Tập bản đồ Lịch sử 12
- Lý thuyết Lịch sử 12
- Giải sgk Giáo dục công dân 12
- Lý thuyết Giáo dục công dân 12
- Giải sgk Giáo dục quốc phòng - an ninh 12 (sách mới) | Giải bài tập GDQP 12
- Lý thuyết Giáo dục quốc phòng 12 | Kiến thức trọng tâm GDQP 12
- Lý thuyết Tin học 12
- Lý thuyết Công nghệ 12