Bài 26: Dòng điện xoay chiều. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần - Giải BT Vật Lí 12 nâng cao
Bài C1 (trang 143 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Căn cứ vào hình 26.2 SGK, hãy cho biết trong 2 đại lượng u (t) và i (t), đại lượng nào biến thiên sớm pha hơn và sớm hơn một lượng bằng bao nhiêu?
Bài giải:
Căn cứ vào đồ thị ta tìm được biểu thức i = I0cosω t và u = U0 cos (ω t –π /2)
Như vậy cường độ dòng điện i biến thiên sớm pha hơn điện áp u một góc π /2.
Bài C2 (trang 143): Tần số f và chu kì dao động T của dòng điện xoay chiều có mối liên hệ với tần số góc ω giống như ở các dao động cơ học. Hãy viết biểu thức tổng quát u (t), i (t) theo T rồi theo f.
Bài giải:Ta có: ω = 2π /T = 2π f.
Vì vậy ta có các biểu thức u (t), i (t) như sau:
Bài C3 (trang 144): Công suất toả nhiệt tức thời biến thiên theo quy luật nào? So sánh chu kì biến đổi của nó với chu kì biến đổi của dòng điện.
Bài giải:Công suất toả nhiệt tức thời trên điện trở R có biểu thức:
→ p biến thiên tuần hoàn theo quy luật hình sin đối với thời gian với chu kì bằng nửa chu kì biến đổi của dòng điện (T’ = T/2).
Bài C4 (trang 145): Nêu ví dụ về tác dụng của dòng điện không phụ thuộc vào chiều của dòng điện. Tác dụng này phụ thuộc như thế nào vào cường độ dòng điện?
Bài giải:Dòng điện có tác dụng nhiệt không phụ thuộc vào chiều dòng điện, nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn có điện trở R tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện qua vật dẫn
Q = R. I2.t.
Câu 1 (trang 146 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Thế nào là điện áp xoay chiều? Dòng điện xoay chiều?
Bài giải:+ Điện áp biến đổi điều hòa theo thời gian là điện áp xoay chiều.
+ Dòng điện có cường độ biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều.
Câu 2 (trang 146): Điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời trên một đoạn mạch biến thiên giống nhau và khác nhau ở điểm nào?
Bài giải:Điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời trên một đoạn mạch biến thiên giống nhau là biến thiên điều hòa cùng tần số. Điểm khác nhau giữa chúng là biên độ và pha ban đầu.
Bài 1 (trang 146 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
A. được xây dựng dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.
B. chỉ được đo bằng cac ampe kế xoay chiều.
C. bằng giá trị trung bình chia cho √ 2.
D. bằng giá trị cực đại chia cho 2.
Bài giải:Đáp án đúng là: A
Bài 2 (trang 146): Câu nào sau đây đúng khi nói về dòng điện xoay chiều?
A. có thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện.
B. điện lượng chuyển qua tiết diện của dây dẫn trong một chu kì của dòng điện bằng 0.
C. Điện lượng chuyển qua tiết diện của dây dẫn trong mọi khoảng thời gian bất kì đều bằng 0.
D. Công suất tỏa nhiệt tức thời trên một đoạn mạch có giá trị cực đại bằng công suất tỏa nhiệt trung bình nhân với √ 2.
Bài giải:Đáp án đúng là: B
Bài 3 (trang 146): Dòng điện chạy trên một đoạn mạch có biểu thức i = 2cos100π t (A). Viết biểu thức của điện áp u giữa hai đầu đoạn mạch, biết điện áp này sớm pha π /3 đối với cường độ dòng điện và có giá trị hiệu dụng là 12V.
Bài giải:Phương trình tổng quát của hiệu điện thế u = U0cos (ωt + φ).
Từ giả thiết ta xác định được U0 = 12√ 2 V, ω = 100π, φ = π /3.
Do đó: u = 12√ 2cos (100π t + π /3) (V)
Đồ thị biểu diễn u và I theo t như hình 5.1
Bài 4 (trang 146): Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10 Ω. Biết nhiệt lượng tỏa ra trong 30 phút là 9.105 J. Tìm biên độ của cường độ dòng điện.
Bài giải: Áp dụng công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R: 
Suy ra: 