Dòng điện xoay chiều là một chủ đề thường gặp trong các kì thi THPT Quốc gia, vì vậy hôm nay Kiến Guru muốn chia sẻ đến các bạn một số công thức vật lý 12 siêu nhanh, dùng để áp dụng để giải các bài toán về mạch điện xoay chiều. Bài viết vừa tổng hợp kiến thức, đồng thời cũng đưa ra những ví dụ và lời giải cụ thể. Hy vọng đây sẽ là một tài liệu bổ ích giúp các bạn ôn tập và rèn luyện được tư duy giải đề. Cùng nhau khám phá bài viết nhé:
I. Tổng hợp công thức vật lý 12 siêu nhanh
1. Các công thức cơ bản
– Tần số góc riêng:
– Chu kỳ dao động riêng:
– Tần số dao động riêng:
2. Trường hợp ghép thêm tụ điện
Mạch dao động có chu kỳ T1, tần số . Mạch dao động có chu kỳ T2, tần số f2
Trường hợp 1: C1 mắc nối tiếp với C2. Khi đó:
Trường hợp 2: C1 mắc song song với C2. Khi đó:
3. Trường hợp ghép thêm cuộn cảm
Mạch dao động L1C có chu kỳ T1, tần số f1 . Mạch dao động L2C có chu kỳ T2, tần số f2
Trường hợp 1: L1 nối tiếp L2:
Trường hợp 2: L1 song song với L2:
II. Ví dụ áp dụng một số công thức vật lý 12 siêu nhanh
Ví dụ 1: Trong 1 mạch dao động ta có một cuộn cảm có độ tự cảm L = 1mH và một tụ điện có điện dung C = 0,1μF. Tần số riêng của mạch giá trị là bao nhiêu Hz ?
A.1,6.104HzB. 3,2.104HzC. 1,6.104HzD. 3,2.104Hz
Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức tính tần số ta có:
Đáp án A.
Ví dụ 2: Trong 1 mạch dao động, khi mắc cuộn dây có L1, với tụ điện có C thì tần số dao động của mạch là f1 = 120kHz. Khi mắc cuộn dây có L2 với tụ điện có C thì tần số dao động của mạch là f2 = 160kHz. Khi mắc L1 nối tiếp L2 rồi mắc vào L thì tần số dao động của mạch sẽ có giá trị là ?
A. 100 kHzB. 200 kHzC. 96 kHzD. 150 kHz
Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức tính tần số của mạch khi 2 cuộn cảm mắc nối tiếp ta có:
Đáp án C.
III. Bài tập sử dụng một số công thức tính nhanh vật lý 12
Câu 1: Trong một mạch dao động LC có tụ điện là 5μF, cường độ tức thời của dòng điện là i = 0,05sin2000t(A). Độ tự cảm của tụ cuộn cảm là:
A. 0,05H. B. 0,2H. C. 0,25H D. 0,15H
Hướng dẫn giải
Chọn A.
Ta có:
Câu 2: Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung 0,1μF và một cuộn cảm có hệ số tự cảm 1mH. Tần số của dao động điện từ riêng trong mạch sẽ đạt giá trị là:
A. 1,6.104Hz;B. 3,2.104Hz; C. 1,6.103Hz; D. 3,2.103Hz.
Hướng dẫn giải
Chọn C.
Từ công thức tính tần số:
Câu 3: Mạch dao động điện từ điều hoà LC gồm tụ điện C = 30nF và cuộn cảm L = 25mH. Nạp điện cho tụ điện đến hiệu điện thế 4,8V rồi cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là
A. I = 3,72mAB. I = 4,28mA.. C. I = 5,20mA.D. I = 6,34mA.
Hướng dẫn giải
Chọn A
Câu 4: Mạch dao động điện từ điều hoà LC có chu kỳ
A. Phụ thuộc vào độ tự cảm L, không phụ thuộc vào điện dung C.B. Phụ thuộc vào điện dung C, không phụ thuộc vào độ tự cảm L.C. Phụ thuộc vào cả điện dung C và độ tự cảm L.D. Không phụ thuộc vào điện dung C và độ tự cảm L.
Hướng dẫn giải
Chọn C.
Chu kỳ dao động của mạch dao động LC là T = 2π√(LC) như vậy chu kỳ T phụ thuộc vào cả độ tự cảm L của cuộn cảm và điện dung C của tụ điện.
Câu 5: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch
A. Tăng lên 4 lần. B. Tăng lên 2 lần. C. Giảm đi 4 lần.D. Giảm đi 2 lần.
Hướng dẫn giải
Chọn B.
Chu kỳ dao động của mạch dao động LC là T = 2π√(LC) khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch tăng lên 2 lần.
Câu 6: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng đang thực hiện dao động điện từ tự do. Điện tích cực đại trên một bản tụ là 2.10-6 C, cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 0,1 πA. Chu kì dao động điện từ tự do trong mạch có giá trị bằng :
A. 10-6/3 s B. 10-3/3 s. C. 4.10-7s.D. 4.10-5s.
Hướng dẫn giải
Chọn D.
Câu 7: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5 μH và tụ điện có điện dung 5 μF. Trong mạch có dao động điện từ tự do. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà điện tích trên một bản tụ điện có độ lớn cực đại là
A.5π.10-6s.B. 2,5π.10-6s. C. 10π.10-6s.D. 10-6s.
Hướng dẫn giải
T = 2π√(LC) = 10π.10-6 s. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà q = Q0 là:
Δt = T/2 = 5π.10-6 s.
Chọn A.
Trên đây là một số công thức vật lý 12 siêu nhanh về mạch điện xoay chiều mà Kiến Guru muốn chia sẻ tới các bạn. Hy vọng thông qua những ví dụ cũng như bài tập trắc nghiệm trên, các bạn sẽ tự ôn tập và rèn luyện tư duy giải bài cho bản thân mình. Để đạt kết quả tốt trong từng kì thi, việc ghi nhớ và áp dụng các công thức tính nhanh là vô cùng quan trọng, nó sẽ giúp các bạn tiết kiệm được rất nhiều thời gian đấy. Ngoài ra các bạn có thể tham khảo thêm các bài viết khác trên trang của Kiến Guru để cập nhật nhiều kiến thức hữu ích. Chúc các bạn may mắn.
