Bài tập 7 trang 80 SGK Vật lý 12

Bài tập 7 trang 80 SGK Vật lý 12

Nhận định và phương pháp: 

Bài 7 là dạng bài  tính giá trị của cảm kháng \(\small Z_L\) và viết biểu thức của cường độ dòng điện tức thời i trong một mạch điện  xoay chiều chỉ chứa điện trở nối tiếp với cuộn cảm thuần , dữ kiện đề bài cho ta là các thông số của R, \(U_L\) và biểu thức điện áp 2 đầu mạch dưới dạng \(\small u = U_0cos(\omega t+\varphi )\)

Cách giải : 

• Ta tiến hành giải bài này theo các bước như sau:

  • Bước 1: Tính điện áp \(U_R\) giữa hai đầu điện trở :  UR = 

  • Bước 2: Tính cường độ dòng điện hiệu dụng: I = 

  • Bước 3: Suy ra giá trị của dung kháng \(Z_L\) bằng công thức \(\frac{U_{L}}{I}\)

  • Bước 4: Tính độ lệch pha dựa vào công thức: \(tan\varphi =\frac{Z_L}{R}\Rightarrow \varphi\)

  • Bước 5: Sau khi đã tính được \(\varphi\) , ta sẽ suy ra :\(\varphi _u=\varphi _i+\varphi\) ⇒ \(\varphi _i=\varphi_u -\varphi\) ⇒  i trễ pha hơn u một góc \(\small \frac{\pi }{4}\).

  • Bước 6: Viết lại Biểu thức Cường độ dòng điện tức thời trong mạch là:  \(i=I_0.cos(\omega t+\varphi _i) (A)\)

Lời giải: 

• Áp dụng phương pháp trên để giải bài 7 như sau: 

• Ta có: 

  • Ta có: U² = U²_R + U²_L => U_R =  =  = 40 V.

  • Cường độ dòng điện hiệu dụng: I =  =  = 1 A.

a. Cảm kháng: Z_L =  =  = 40 Ω

b. Độ lệch pha: tanφ =  = 1 => φ = \(+\small \frac{\pi }{4}\).

• \(\varphi _u=\varphi _i+\varphi\) ⇒ \(\varphi _i=\varphi_u -\varphi\)= \(-\frac{\pi }{4}\)

Tức là i trễ pha hơn u một góc \(\small \frac{\pi }{4}\).

Vậy biểu thức tức thời của cường độ dòng điện là:  \(i=\sqrt{2}cos(100\pi t-\frac{\pi }{4}) (A)\)

-- Mod Vật Lý 12