Với giải Vận dụng trang 85 Vật lí 12 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 13: Đại cương về dòng điện xoay chiều giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 12. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí 12 Bài 13: Đại cương về dòng điện xoay chiều

Vận dụng trang 85 Vật Lí 12: 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 nằm 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.

Lời giải:

1. Lắp đặt:

- Đặt nam châm chữ U lên mặt phẳng ngang sao cho từ trường đều hướng lên trên.

- Đặt khung dây hình chữ nhật nằm ngang, trục quay của khung dây trùng với trục của nam châm chữ U.

- Nối hai đầu của khung dây với hai đầu của cặp dây dẫn.

- Nối hai đầu còn lại của cặp dây dẫn với hai vật dẫn.

2. Thực hiện:

- Quay khung dây hình chữ nhật đều quanh trục của nó.

- Quan sát sự xuất hiện của dòng điện trong mạch.

Lý thuyết Dòng điện xoay chiều

Khái niệm

Xét một khung dây dẫn phẳng kín có diện tích S (gồm N vòng dây) được đặt trong một từ trường đều. Khung dây có thể quay quanh trục A cố định nằm trong mặt phẳng của khung dây. Tại thời điểm ban đầu (t = 0), khung dây được đặt vuông góc với cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$. Khi đó từ thông qua khung dây là $\Phi (t=0)=NBS\cos 0°=NBS$

Cho khung dây quay đều với tốc độ góc ω quang trục Δ. Tại thời điểm t bất kì, từ thông qua khung dây là $\Phi \left(t\right)=NBS\cos \alpha =NBS\cos \omega t$

Suất điện động cảm ứng sinh ra $e\left(t\right)=NBS\omega \cos (\omega t+{\phi }_0)=E_0\cos (\omega t+{\phi }_0)$

Chu kì, tần số của suất điện động xoay chiều được xác định bởi công thức:

$T=\frac{2\pi }{\omega };f=\frac{\omega }{2\pi }$

Khi nối hai đầu khung dây với mạch ngoài tiêu thụ điện (có điện trở R, tụ điện C hoặc cuộn dây L), những phép đo cho thấy trong mạch xuất hiện dòng điện có cường độ biến thiên điều hoà theo thời gian. Đây được gọi là dòng điện xoay chiều.

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hoà theo thời gian.

Điện áp xoay chiều và cường độ dòng điện xoay chiều

Điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch là: $u=U_0\cos \left(\omega t+{\phi }_u\right)$

Cường độ dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch là: $i=I_0\cos \left(\omega t+{\phi }_{\text{i}}\right)$

- u và i tương ứng là giá trị điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời tại thời điểm t;

- U₀ và I₀ tương ứng là giá trị cực đại của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều;

- ω là tần số góc của dòng điện xoay chiều, có đơn vị là rad/s;

- φ_u, φ_i lần lượt là pha ban đầu của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều.

Độ lệch pha của điện áp so với cường độ dòng điện là: $\phi ={\phi }_u-{\phi }_{\text{i}}$