Giải Vật lí 12 Chân trời bài 13: Đại cương về dòng điện xoay chiều

Giải bài 13: Đại cương về dòng điện xoay chiều sách Vật lí 12 chân trời sáng tạo. Phần đáp án chuẩn, hướng dẫn giải chi tiết cho từng bài tập có trong chương trình học của sách giáo khoa. Hi vọng, các em học sinh hiểu và nắm vững kiến thức bài học.

 

B. Bài tập và hướng dẫn giải

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Nhà máy thủy điện Hòa Bình (13.1) là một trong số các nhà máy thủy điện nổi tiếng ở Việt Nam, với tổng sản lượn điện sản xuất kể từ khi được đưa vào vận hành đến tháng 9/2023 là 270 tỉ kW.h (Nguồn: EVN). Dòng điện được tạo ra và truyền đi từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ dòng điện xoay chiều. Vậy dòng điện xoay chiều có những đặc điểm gì?

1. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Thảo luận 1: Dựa vào định luật Faraday, đề xuất một số phương pháp tạo ra suất điện động cảm ứng trong khung dây dẫn kín.

Thảo luận 2: Hình 13.3 là mô hình máy phát điện xoay chiều đơn giản, bao gồm khung dây (1) được đặt tỏng từ trường của nam châm (2), khung dây được nối với hai vành khuyên (3) và hai thanh quét (4) để đưa dòng điện ra ngoài. Hãy trình bày nguyên tắc tạo suất điện động xoay chiều bởi máy náy.

Luyện tập: Có thể dùng thanh nam châm thẳng để tạo ra dòng điện xoay chiều trong khung dây kín không? Vì sao?

Luyện tập: Từ các dụng cụ: 1 khung dây hình chữ nhật có thể quay đều quanh một trục cố định (trục đối xứng của khung và năm trong mặt phẳng khung), 2 vật dẫn, 1 nam châm chữ U tạo ra một từ trường đều đủ rộng, 1 cặp dây dẫn. Em hãy thiết kế phương án thí nghiệm để tạo ra dòng điện xoay chiều.

Thảo luận 3: Quan sát Hình 13.4, hãy xác định độ lệch pha của i(t) và u(t).

2. CÁC GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG

Thảo luận 4: Nêu ví dụ thực tế chứng tỏ dòng điện xoay chiều cũng có tác dụng nhiệt.

Thảo luận 5: Đồng hồ đo điện đa năng hiện số là thiết bị có thể được sử dụng để đo cường độ dòng điện và điện áp của dòng điện xoay chiều. Số hiển thị trên màn hình khi tiến hành đo thể hiện giá trị nào của dòng điện?

Thảo luận 6: Xét dòng điện xoay chiều đi qua đoạn mạch chỉ chứa điện trở R. Đồ thị điện áp - thời gian và cường độ dòng điện - thời gian được mô tả trong Hình 13.5.

a) Hãy xác định giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng, chu kì và tần số của cường độ dòng điện và điện áp.

b) Nhận xét về pha dao động của cường độ dòng điện và điện áp.

Vận dụng: Em hãy sắp xếp đúng thứ tự các bước bên dưới để đo giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua bóng đèn dây tóc bằng cách sử dụng đồng hồ đo điện đa năng hiện số.

  • Mắc nối tiếp đồng hồ với đoạn mạch (có bóng đèn dây tóc và khóa K mở) cần đo cường độ dòng điện.

  • Đóng khóa K.

  • Chọn thang đo thích hợp.

  • Khi các chữ số hiển thị trên màn hình đã ổn định, đọc trị số của cường độ dòng điện.

  • Ngắt khóa K và tháo mạch điện.

  • Kết thúc thao tác đo, nhấn nút ON/OFF để tắt đồng hồ.

  • Tìm hiểu các quy tắc an toàn điện.

  • Nhấn nút ON/OFF để bật đồng hồ.

3. ỨNG DỤNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG CUỘC SỐNG

Thảo luận 6: Theo em, để giảm hao phí điện năng trong quá trình truyền tải điện từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ, cần tối thiểu bao nhiêu máy biến áp?

Thảo luận 7: Liệt kê một số đồ dụng sinh hoạt trong gia đình có sự chuyển hóa điện năng chủ yếu thành nhiệt năng hoặc cơ năng.

4. QUY TẮC AN TOÀN ĐIỆN

Thảo luận 8: Quan sát Hình 13.8 và liệt kê những điều nên và không nên làm để đảm bảo an toàn khi sử dụng điện trong gia đình.

Luyện tập: Hãy nêu một số quy tắc an toàn điện trong phòng thí nghiệm

Vận dụng: Tìm hiểu và trình bày một số quy tắc an toàn điện trong sản xuất và kinh doanh.

BÀI TẬP

1. Trong các biểu thức dưới đây (trong đó t được đo bằng s), biểu thức nào biểu diễn đúng cường độ dòng điện xoay chiều có chu kì 0,02 s và giá trị hiệu dụng là ?

A. i = cos(100 (A)                         B. i = cos(50 (A)

C. i = cos(100 (A)                            D. i = cos(50 (A)

2. Dựa vào Hình 13P.1, hãy cho biết đường nào là đường biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào thời gian của dòng điện không đổi và dòng điện xoay chiều. Giải thích.

3. Xét một mạch tạo sóng với đầu ra được nối với một dao động kí điện tử dùng để hiện thị mối liên hệ giữa cường độ của tín hiệu điện áp theo thời gian. Dựa vào hình ảnh quan sát được trên màn hình của dao động kí điện tử trong Hình 13P.2, hãy xác định tần số của dòng điện xoay chiều được tạo ra bởi mạch tạo sóng âm tần nói trên. Biết mỗi ô trên trục hoành ứng với khoảng thời gian 0,5ms.

4. Cường độ dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức i = 3cos( (A), trong đó t được đo bằng s. Biết rằng trong thời gian 0,1 s thì dòng điện tăng từ giá trị 0 A đến 3 A. Hãy tính tần số góc của dòng điện.

Nội dung quan tâm khác

Thêm kiến thức môn học

Từ khóa tìm kiếm:

Giải SGK Vật lí 12 chân trời sáng tạo, Giải chi tiết Vật lí 12 chân trời sáng tạo mới, Giải Vật lí 12 CTST bài 13: Đại cương về dòng điện xoay

Bình luận

Giải bài tập những môn khác