CHUYÊN ĐỀ GIẢI BÀI TẬP MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ
ĐIỆN TRỞ THUẦN R
I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Giả sử đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp:
\(u = {U_o}\cos (\omega t + {\varphi _u})\)
chỉ có điện điện trở R thì cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là:
\(i = {I_o}\cos (\omega t + {\varphi _i})\)
- Định luật Ôm: Io = Uo / R
- Độ lệch pha φ = φu - φi =0: ta nói dòng điện cùng pha với hiệu điện thế
Các bài toán thường gặp:
1. Bài toán liên quan tới giá trị hiệu dụng
- Định luật ôm:
\(I = \frac{U}{R}\)
- Độ lệch pha:
\(\varphi = {\varphi _u} - {\varphi _i}\)
2. Bài toán liên quan tới nhiệt lượng
- Khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R thì có sự tỏa nhiệt trên điện trở R theo hiệu ứng Junlenxo:
Q = I2Rt
- Lượng nhiệt tỏa ra bị nước hấp thụ hết thì:
\(Q = {I^2}Rt = mc({t_2} - {t_1})\)
+ m là khối lượng nước (kg)
+ c là nhiệt dung riêng của nước (kJ.kg-1 )
+ Δt = t2 - t2 là độ biến thiên nhiệt độ ( độ tăng hay giảm nhiệt độ của nước)
- Nếu hiệu suất của nước hấp thụ nhiệt không đạt 100% thì:
\(H = \frac{{mc({t_2} - {t_1})}}{{R{I^2}t}}.100\% \)
3. Bài toán liên quan tới bóng đèn
Khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua bóng đèn thì ta có thể áp dụng một cách tương tự cho dòng điện chạy qua điện trở trong.
- Từ số ghi trên bóng đèn cho ta biết công suất định mức Pdm và hiệu điện thế định mức Udm
- Từ đó ta có thể tính được:
+ Điện trở của bóng đèn: R = U2/P
+ Cường độ dòng điện định mức: I = P/U
- Lưu ý:
+ Bóng sáng bình thường khi dòng điện chạy qua bóng bằng dòng điện định mức của bóng.
+ Nếu các bóng mắc song song thì:
\(\frac{1}{{{R_T}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + ... + \frac{1}{{{R_n}}}\)
+ Nếu các bóng mắc nối tiếp thì:
\({R_T} = {R_3} + {R_2} + ... + {R_n}\)
II. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Đặt điện áp xoay chiều u = U√2cos(ωt) vào hai đầu một điện trở thuần R = 110 Ω thì cường độ dòng điện qua điện trở có giá trị hiệu dụng bằng 2A. Giá trị của U bằng bao nhiêu?
Giải
Hiệu điện thế hiệu dụng cần tìm là:
U = I.R = 2.110 = 220 V
Ví dụ 2: Một dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời i = 4√2cos(100πt) A đi qua một điện trở R = 7 Ω. Nhúng R vào một bình chứa m = 1,2 kg nước. Hỏi sau thời gian 10 phút nhiệt độ nước trong bình tăng bao nhiệt độ. Biết hiệu suất của quá trình đun nước là H = 90% và nhiệt dung riêng của nước là c = 4,2 (kJ/kg-1).
Giải
Sử dụng công thức tính nhiệt lượng, ta có:
\(\begin{array}{l} {Q_{thu}} = H.{Q_{toa}}\\ \Leftrightarrow mc\Delta {t^o} = H.{I^2}.Rt\\ \Rightarrow \Delta {t^o} = \frac{{H.{I^2}.Rt}}{{mc\Delta {t^o}}} = \frac{{{{0,9.4}^2}.7.10.60}}{{{{4,2.10}^3}.1,2}} = {12^o}C \end{array}\)
III. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Cho đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R = 50 Ω. Đặt điện áp u = 120cos(100πt + π/3) V vào hai đầu đoạn mạch. Giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong mạch là bào nhiêu?
Đ/S: 1,2√2 A
Bài 2: Cho đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R = 50 Ω. Đặt điện áp u = 120cos(100πt + π/3) V vào hai đầu đoạn mạch. Xác định biểu thức của cường độ dòng điện chạy qua điện trở.
Đ/S: i = 1,2√2cos(100πt + π/3) A.
...
---Để xem tiếp nội dung bài tập Tự luyện, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---
Trên đây là một phần trích đoạn nội dung tài liệu Chuyên đề Giải bài tập Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R môn Vật Lý lớp 12 năm học 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Chúc các em học tập tốt !
