Chuyên Đề Dòng Điện Xoay Chiều Vật Lí 12 Mức Vận Dụng Có Lời Giải Chi Tiết
Trọn bộ câu hỏi ôn tập dưới dạng trắc nghiệm ôn tập Chương 3: Dòng điện xoay chiều (có đáp án) . Giúp bạn ôn tập hiệu quả và đạt điểm cao !
Preview text:
CHUYÊN ĐỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MỨC 3
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Câu 1. Một khung dây dẫn phẳng, hình chữ nhật, diện tích S, e(V)
gồm N vòng dây quay đều với tốc độ n vòng/s quanh một trực 12
cố định trong một từ trường đều. Biết trục quay là trục đôi xứng O 2 −
nằm trong mặt phẳng khung và vuông góc với phương của từ t(10 s) trường. Đồ 12 −
thị suất điện dộng xuất hiện trong khung được biếu 15
thị như hình vẽ. Tại thời điểm t = 1/30 (s) từ thông gửi qua khung có giá trị bằng:
A. −0,028 (Wb). B. 0,028 (Wb). C. 0,052 (Wb). D. −0,052 (Wb).
Câu 2. Trên hình vẽ là đồ thị phụ thuộc thời gian của dòng điện i(A)
chạy trên một đoạn mạch. Viết biểu thức của điện áp u giữa hai đầu 1
đoạn mạch, biết điện áp này sớm pha / 3 đối với cường độ dòng 0, 5 5 / 3
điện và có giá trị hiệu dụng là 12 V. O t(m s) 0 − ,5 A. u = 12 2 cos (50 t + / 3)(V) . 1 − B. u = 19 cos (50 t + / 3)(V). C. u = 22 cos (100 t )(V). D. u = 12 2 cos (100 t + 2 / 3)(V)
Câu 3. Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức u = 100 2 cos100πt(V). Đèn chỉ sáng khi u 100 V.
Tính thời gian đèn sáng trong một chu kỳ? 1 1 1 1 A. s B. s C. s D. s 100 50 150 75
Câu 4. Dòng điện xoay chiều chạy qua mạch có biểu thức i = 2 2 cos (100 t
+ / 6) (A), t tính bằng
giây (s). Vào thời điểm t = 1/600 (s) thì dòng điện chạy trong đoạn mạch có cường độ tức thời bằng bao
nhiêu và cường độ dòng điện đang tăng hay đang giảm?
A. 1,0 A và đang giảm.
B. 1,0 A và đang tăng.
C. 2 A và đang tăng.
D. 2 A và đang giảm.
Câu 5. Một khung dây quay đều trong từ trường B vuông góc với trục quay của khung với toocs độ n =
1800 vòng/phút. Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp tuyến n của mặt phẳng khung dây hợp với B một góc
30°. Từ thông cực đại gỏi qua khung dây là 0,01 Wb. Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là: A. e = 0, 6 cos 30 t − (V). B. e = 60 cos 30 t + (V). 6 3 C. e = 0, 6 cos 60 t − (V). D. e = 0, 6 cos 60 t (V). 3
CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
Câu 6. Đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần L một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi
và tần số f thay đổi. Khi f = 60 Hz thì cường độ hiệu dụng qua L là 2,4#A. Để cường độ hiệu dụng qua L
bằng 3,6 A thì tần số của dòng điện phải bằng Trang 1 A. 75 Hz. B. 40 Hz. C. 25 Hz. D. 50 2 Hz
Câu 7. Hình vẽ bên là đồ thị phụ thuộc thời gian của hai
điện áp xoay chiều 1 và 2. Lần lượt đặt các điện áp này vào
đoạn mạch chỉ có tụ điện C thì dung kháng lần lượt là Z C1 và Z . Tỉ số Z / Z bằng C2 C1 C2 A. 5 / 3 . B. 3 / 5 . C. 2 / 3 . D. 3 / 2 .
Câu 8. Đoạn mạch điện xoay chiều AB chỉ chứa một trong các phần tử: điện trở thuần, cuộn dây hoặc tụ
điện. Khi đặt hiệu điện thế u = U cos t +
V lên hai đầu A và B thì dòng điện trong mạch có biểu 0 ( ) 6 thức i = I cos t −
A . Đoạn mạch AB chứa 0 ( ) 3
A. cuộn dây thuần cảm ( cảm thuần)
B. điện trở thuần
C. tụ điện
D. cuộn dây có điện trở thuần
Câu 9. Mắc cuộn cảm có hệ số tự cảm L=0,318(H) vào điện áp u = 200 cos 100 t + V . Biểu thức 3
của dòng điện chạy qua cuộn cảm L là A. i = 2 cos 100 t + A B. i = 2 cos 100 t + A 6 3 C. i = 2 2 cos 100 t − A D. i = 2 cos 100 t − A 3 6
Câu 10. Đồ thị biểu diễn cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần có cảm
kháng Z = 50 ở hình vẽ bên. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm. L 50𝜋𝑡 𝜋
A. 𝑢 = 60 𝑐𝑜𝑠 ( + 5 ) (𝑉) 3 6 100𝜋𝑡 𝜋
B. 𝑢 = 60 𝑠𝑖𝑛 ( + ) (𝑉) 3 3 50𝜋𝑡 𝜋
C. 𝑢 = 60 𝑐𝑜𝑠 ( + ) (𝑉) 3 6 50𝜋𝑡 𝜋
D. 𝑢 = 30 𝑐𝑜𝑠 ( + ) (𝑉) 3 3
Câu 11. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị cực đại là 100 V vào hai đầu cuộn
cảm thuần thì cường độ dòng điện trong mạch là i = 2 cos100 t (A). Khi
cường độ dòng điện i = 1 A thì điện áp giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn bằng A. 100 V. B. 50V. C. 50 2 V. D. 50 3 V.
Câu 12. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần. Tại thời điểm t1 điện áp và dòng
điện qua cuộn cảm có giá trị lần lượt là 25 V; 0,3A. Tại thời điểm t2 điện áp và dòng điện qua cuộn cảm
có giá trị lần lượt là 15 V; 0,5A. Cảm kháng của mạch có giá trị là A. 30 Ω. B. 50 Ω. C. 40 Ω. D. 100 Ω.
Câu 13. Một hộp X chỉ chứa một trong 3 phần tử là điện trở thuần hoặc tụ điện hoặc cuộn cảm thuần. Đặt
vào hai đầu hộp X một điện áp xoay chiều chỉ có tần số f thay đổi. Khi f = 50Hz thì điện áp trên X và
dòng điện trong mạch ở thời điểm t = =
1 có giá trị lần lượt là i 1(A); u 100 3 V , ở thời điểm t 1 1 ( ) 2 thì Trang 2
i = 3 A ; u = 100V . Khi f = 100Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 0,5 2A . Hộp X 2 ( ) 2 chứa
A. diện trở thuần R = 100
B. Cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1 / (H) −
C. tụ điện có điện dung 4 C = 10 / (F).
D. tụ điện có điện dung C = 100 2 / (F)
Câu 14. Đặt điện áp u = U cos 100 t
− / 6 (V) vào hai đầu một tụ điện có điện dung 0,2 / (mF). Ở thời 0 ( )
điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện ừong mạch là 4A. Biểu thức của
cường độ dòng điện trong mạch là A. i = 4 2 cos (100 t + / 6)(A). B. i = 5cos (100 t + / 3)(A). C. i = 5cos (100 t − 2 / 3)(A). D. i = 4 2 cos (100 t − / 6)(A)
Câu 15. Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện có điện dung 0,1 / (mF) một điện áp xoay chiều u = U cos100 t
(V). Nếu tại thời điểm t 0
1 điện áp là 50 (V) thì cường độ dòng điện tại thời điểm t1 + 0,005 (s) là: A.−0,5#A. B. 0,5#A. C. 1,5#A. D. −1,5#A.
MẠCH RLC NỐI TIẾP
Câu 16. Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức u = U cos t (V ) , trong đó U 0
0 và không đổi vào hai đầu
đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Tại thời điểm t1, điện áp tức thời ở hai đầu R,
L, C lần lượt là uR = 50V, uL = 30V, uC = -180V. Tại thời điểm t2, các giá trị trên tương ứng là uR = 100V,
uL = uC = 0. Điện áp cực đại ở hai đầu đoạn mạch là A. 100V B. 50 10 V C. 100 3 V D. 200V
Câu 17. Một đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, tụ điện và điện trở R. Đặt vào hai đầu đoạn mạch
điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V thì cảm kháng cuộn cảm là 25 và dung kháng của tụ là
100 . Nếu chỉ tăng tần số dòng điện lên hai lần thì điện áp giữa hai đầu điện trở R là A. 0V B. 120V C. 240V D. 60V
Câu 18. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm thuần và hai đầu tụ điện lần lượt là 30
2 V, 60 2 V và 90 2 V. Khi điện áp tức thời ở hai đầu điện trở là 30 V thì điện áp tức thời ở hai đầu
đoạn mạch bằng bao nhiêu? A. 42,43 V B. 81,96 V C. 60V D. 90V
Câu 19. Đặt điện áp xoay chiều u = U 2 cos100 t
(V) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở
R = 50 , cuộn cảm thuần L và tụ điện C thì dòng điện qua mạch có biểu thức i = 2 2 cos (100 t
+ / 4)(A) . Gọi UL và UC lần lượt là điện áp hiệu dụng trên L và trên C. Hệ thức đúng là A. U − U = 100V U − U = 100V L C B. C L
C. U − U = 50 2V D. U − U = 100 2V L C C L
Câu 20. Một đoạn mạch gồm một điện trở thuần R = 25Ω, mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C =
0,1/π mF và cuộn dây thuần cảm. Đặt vào hai đầu đoạn mạch đó một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz
thì điện áp giữa hai đầu điện trở thuần R sớm pha π/4 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. Giá trị cảm
kháng của cuộn dây là Trang 3 A. 75 Ω. B. 125 Ω C. 150 Ω D. 100 Ω
Câu 21. Đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở thuần R = 20 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1
H và tụ điện C mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều, khi đó biểu thức 10
của điện áp trên cuộn cảm thuần là u = 50cos 100 ( t
+ )(V ).Biểu thức của điện áp giữa hai đầu điện trở L 3 là
A. u = 100cos 100 ( t − )(V ) B. u = 50cos 100 ( t + )(V ) R 6 R 6 C. u = 50cos 100 ( t − )(V )
D. u = 100cos 100 ( t + )(V ) R 6 R 6
Câu 22. Đặt điện áp u = 100 2 cos100 t
(V ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần bằng 100 , tụ 4 − điện có điệ 2.10 3 n dung F
, cuộn cảm thuần có độ tự cảm H
mắc nối tiếp. Biểu thức cường độ dòng 2
điện qua đoạn mạch là A. i = cos 100 ( t − )( )
A B. i = 2 cos 100 ( t + )( ) A 4 4 C. i = cos 100 ( t + )( )
A D. i = 2 cos 100 ( t − )( ) A 4 4
Câu 23. Một mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R = 15Ω, cuộn thuần cảm có cảm
kháng ZL = 25Ω và tụ điện có dung kháng ZC = 10Ω. Nếu cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức i = 2 2 cos (100 t
+ / 4)(A) thì biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là A. u = 60cos 100 ( t + )(V )
B. u = 30 2 cos 100 ( t + )(V ) 2 4 C. u = 60cos 100 ( t − )(V )
D. u = 60 3 cos 100 ( t − )(V ) 4 2
Câu 24. Đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm các phần tử theo đúng thứ tự: điện trở thuần 30 (Ω), cuộ 6 , 0 100
n dây thuần cảm có độ tự cảm (H ) . Điệ
và tụ điện có điện dung ( F ) n áp giữa hai đầu
đoạn mạch chỉ gồm cuộn cảm và tụ điện có biểu thức u =160cos 100 ( t
− )(V ) . Biểu thức cường độ LC 3
dòng điện qua mạch là
A. i = 4 2 cos 100 ( t + )( ) A B. i = 4 cos 100 ( t + )( ) A 6 3 C. i = 4cos 100 ( t − )( ) A D. i = 4cos 100 ( t + )( ) A 6 6
Câu 25. Mạch điện xoay chiều gồm điện trở 30Ω, cuộn dây có điện trở thuần 30 Ω và có cảm kháng 40
Ω, tụ điện có dung kháng 10 Ω. Dòng mạch chính có biểu thức i = 2cos 100 ( t + )( )
A . Biểu thức điện 6
áp giữa hai đầu đoạn mạch chứa cuộn dây và tụ điện là A. u = 60cos 100 ( t − )(V ) B. u = 60cos 100 ( t + )(V ) LrC 3 LrC 4 Trang 4 5 C. u = 60 2 cos 100 ( t − )(V ) D. u = 60 2 cos 100 ( t + )(V ) LrC 12 LrC 12
Bài tập về giản đồ véc tơ
Câu 26. Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh có bốn điểm theo đúng thứ tự A, M, N và B.
Giữa hai điểm A và M chỉ có cuộn cảm thuần, giữa hai điểm M và N chỉ có điện trở thuần, giữa hai điểm
N và B chỉ có tụ điện. Điện áp hiệu dụng hai điểm A và N là 400 (V) và điện áp hiệu dụng hai điểm M và
B là 300 (V). Điện áp tức thời trên đoạn AN và trên đoạn MB lệch pha nhau 90°. Điện áp hiệu dụng trên R là A. 240 (V) B. 120 (V) C. 500 (V) D. 180 (V)
Câu 27. Mạch điện xoay chiều nối tiếp AB theo đúng thứ tự gồm cảm thuần L, điện trở thuần R và tụ
điện C. Cho biết điện áp hiệu dụng U
= 0,75U và R2 = L/C. Hệ số công suất của đoạn mạch AB là RC RL A. 0,8 B. 0,864 C. 0,5 D. 0,867
Câu 28. Mạch điện xoay chiều nối tiếp AB theo đúng thứ tự gồm cảm thuần L, điện trở thuần R và tụ
điện C. Cho biết điện áp hiệu dụng U = 3U và R2 = L/C. Tính hệ số công suất của đoạn mạch AB. RL RC A. 7 / 2 B. 3 / 5 C. 3 / 7 D. 2 / 5
Câu 29. Đặt điện áp u = 120 2 cos (100 t
) (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và
MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với điện trở thuần R, đoạn MB chỉ có tụ
điện C. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch MB lệch pha nhau
2π/3. Điện áp hiệu dụng trên AM bằng một nửa trên MB. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AM bằng A. 40 3 V. B. 220 / 3 V. C. 120 V. D. 40 V.
Câu 30. Đặt điện áp u = U cos100 t (V) vào hai đầu đoạ 0
n mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB
mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần 50 3 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm
L. Đoạn mạch MB chỉ có tụ điện có điện dung 10−4/π (F). Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM lệch
pha π/3 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB. Giá trị của L bằng A. 1/π (H) B. 0,5/ π (H) C. 2 / (H) D. 3/ π (H)
BÀI TẬP CỰC TRỊ CỦA U, CỘNG HƯỞNG 1
Câu 31. Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ bên. Cuộn dây có r = 10 , L = H. Đặt vào hai đầu 10
đoạn mạch một hiệu điện thế dao động điều hòa có giá trị hiệu dụng là U = 50V và tần số f = 50Hz. Khi
điện dung của tụ điện có gái trị là C1 thì chỉ số của ampe kế là cực đại và bằng 1A. Giá trị của R và C1 là: 3 2.10− 3 10− A. R = 40 và C = F. B. R = 50 và C = F. 1 1 3 10− 3 2.10− C. R = 40 và C = F. D. R = 50 và C = F. 1 1 Trang 5
Câu 32. Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC, R = 80 cuộn dây có điện trở trong 20 có độ tự
cảm L=0,318 H, tụ điện có điện dung 15, 9 F
. Đặt vào hai đầu mạch điện một dòng điện xoay chiều có
tần số f thay đổi được có hiệu điện thế hiệu dụng là 200 V. Khi cường độ dòng điện chạy qua mạch đạt
giá trị cực đại thì giá trị của f và I là:
A. 70,78Hz và 2,5A.
B. 70,78Hz và 2A.
C. 444,7Hz và 10A. D. 31,48Hz và 2A.
Câu 33. Cho mạch điện xoay chiều R, L, C (cuộn dây thuần cảm). Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp
xoay chiều có giá trị hiệu dụng u = 120V và tần số f xác định. Biết 2
CR = 16L và điện áp giữa hai đầu
đoạn mạch vuông pha với điện áp giữa hai đầu tụ điện. Điện áp ở hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn cảm là A. U = = = = C UL 60V.
B. UC 30 V và UL 60V. C. U = = = = C UL 30V. D. UC 60V và UL 30V.
Câu 34. Mạch gồm cuộn cảm và tụ điện có điện dung thay đổi được mắc nối tiếp rồi mắc vào nguồn xoay
chiều u = 100√2cosωt (V), ω không đổi. Điều chỉnh điện dung để mạch cộng hưởng, lúc này hiệu điện thế
hiệu dụng 2 đầu cuộn cảm bằng 200 (V). Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng giữa 2 bản tụ là
A. 100√3 (V). B. 200 (V).
C. 100 (V). D. 100√2 (V).
Câu 35. Đặt điện áp xoay chiều u = 240 2 cos t
(V) có tần số góc thay đổi được vào hai đầu một đoạn
mạch RLC nối tiếp. Khi tần số góc là 100 rad / s hoặc 25 rad / s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua
mạch bằng nhau. Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch cực đại thì tần số góc phải bằng:
A. 50 rad / s.
B. 55 rad / s.
C. 45 rad / s. D. 60 rad / s.
Câu 36. Cho mạch điện xoay chiều L, R, C mắc nối tiếp theo thứ tự đó (cuộn cảm thuần có độ tự cảm L
thay đổi được). Điều chỉnh L để U U = 50 3 V R ( ) Lmax thì
. Lúc này, khi điện áp tức thời ở hai đầu đoạn
mạch là 150 2V thì điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch chứa RC là −50 2 V. Tính trị hiệu dụng của
điện áp ở hai đầu đoạn mạch AB. A. 100 3 V. B. 615 V. C. 200V. D. 300 V.
Câu 37. Đặt điện áp u = 100 2 cos t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện và
cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Biết hệ số công suất đoạn RC là 0,8. Khi L thay đổi thì ULmax bằng A. 125 (V). B. 150 (V). C. 300 (V). D. 200 (V).
BÀI TẬP VỀ CÔNG SUẤT TIÊU THỤ
Câu 38. Đặt điện áp u = 100 2 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh, với C, R 1
có độ lớn không đổi và L =
H. Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử R, L và C có độ lớn
như nhau. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là A. 350 W. B. 100 W. C. 200 W. D. 250 W.
Câu 39. Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh, trong đó R = 50 . Đặt vào hai đầu đoạn
mạch một điện áp xoay chiều ổn định có điện áp hiệu dụng U = 120 V thì i lệch pha với u một góc . 3
Công suất của mạch là A. 36 W. B. 72 W. C. 144 W. D. 288 W Trang 6
Câu 40. Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở thuần 30 , cuộn dây có điện trở thuần 10 và độ 0, 3 tự cảm
(H) và tụ điện có điện dung C thay đổi được mắc nối tiếp nhau theo đúng thứ tự như trên. Đặt
vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = AB
100 2 sin100 t (V). Người ta thấy rằng khi C=Co
thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch chứa cuộn dây và tụ điện đạt cực tiểu. Giá trị Co và Umin là: 3 − − 10 3 10 A. C = và U = 25V. B. = và U = 25 2 V. o F C F min o min 3 − − 10 3 10 C. C = và U = 25V. D. = và U = 25 2 V. o F min Co F min 3 3
Câu 41. Một đoạn mạch điện AB gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được
và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 50 V vào hai đầu
đoạn mạch AB nói trên. Điều chỉnh L nhận thấy điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực
đại bằng 100 V. Khi đó, độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch AB và điện áp hai đầu điện trở thuần là 5 A. . B. . C. . D. . 6 3 6 2
Câu 42. Cho mạch điện nối tiếp gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được, tụ điện C và
điện trở R. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch u = 100 6 cos100 t
(V). Khi điện áp hiệu dụng trên cuộn
dây đạt giá trị cực đại ULmax thì điện áp hiệu dụng trên tụ là 200 (V). Giá trị ULmax là A. 100 (V). B. 150 (V). C. 300 (V). D. 200 (V).
BÀI TẬP CÔNG SUẤT
Câu 43. Đoạn mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây thuần cảm và tụ điện có điện dung 100 / ( F
) nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều 100 V − 50 Hz. Thay đổi giá trị biến trở thì
công suất đạt giá trị cực đại bằng 50 W. Độ tự cảm của cuộn dây có giá trị: A. π (H). B. 1/ π (H). C. 2/ π (H). D. 1,5/ π (H).
Câu 44. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện có dung kháng ZC = 50Ω và một cuộn dây mắc
nối tiếp. Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 80 2.cos 100 t + V
thì thấy điện áp giữa hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 60V và sớm 3 pha
so với điện áp đặt vào mạch. Công suât tiêu thụ của cuộn dây là: 2 A. 96W B. 120W C. 240W D. 48W
Câu 45. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V vào hai đầu đoạn mạch AB như hình bên thì
dòng điện qua đoạn mạch có cường độ là i = 2
cosωt (A). Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu AM, ở hai
đầu MN và ở hai đầu NB lần lượt là 30 V, 30 V và 100 V. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là A. 220 W. B. 110 W. C. 100 W. D. 200 W. Trang 7
Câu 46. Cho mạch điện RLC. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng 2 = 2 cos ( ) ; R = L u U t V . Cho C
biết điện áp hiệu dụng URL = 3 URC. Hệ số công suất của đoạn mạch có giá trị. 3 A. 2 B. 3 C. D. 2 7 5 7 5
Câu 47. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có RLC mắc nối
tiếp. Để xác định hệ số công suất của đoạn mạch này, một học sinh dùng
dao động kí điện tử để hiển thị đồng thời đồ thị điện áp tức thời giữa hai đầu
đoạn mạch và điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở R và cho kết quả như
hình bên (các đường hình sin ). Hệ số công suất của đoạn mạch này là A. 1,00 B. 0,71 C. 0,92 D. 0,57
Câu 48. Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 80 V và tần số f = 50 Hz vào hai đầu đoạn 0, 6
mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R , cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = H
, tụ điện có điện dung 4 10− C = F
. Biết công suất tỏa nhiệt trên R là 80 W . Giá trị của R là A. 30 . B. 40 . C. 20 . D. 80 .
Câu 49. Đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở R và độ tự cảm L và tụ có điện dung C thay đổi được mắc
nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = U cos t +
V. Khi C = C thì cường độ dòng điện 0 3 1
qua mạch là i = I cos(t) và công suất tiêu thụ trên mạch là P . Khi C = C thì cường độ dòng điện qua 1 01 1 2 π
mạch là i = I cos ωt +
và công suất tiêu thụ trên mạch là P = 120 W . Giá trị của P là 2 02 6 2 1 A. 60 W . B. 40 3 W . C. 40 W . D. 60 3 W .
Câu 50. Đặt điện áp u = U cos t 0
( ) (U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh.
Biết độ tự cảm và điện dung đuợc giữ không đổi. Điều chỉnh trị số điện trở R để công suất tiêu thụ của
đoạn mạch đạt cực đại. Khi đó hệ số công suất của đoạn mạch bằng A. 0,85. B. 0,5. C. 1. D.1/ 2.
Câu 51. Mạch điện gồm cuộn dây có điện trở thuần 10 Ω mắc nối tiếp với một bóng đèn 120 V − 60 W.
Nối hai đầu mạch điện với nguồn điện xoay chiều 220 V − 50 Hz, thì đèn sáng bình thường. Độ tự cảm cuộn dây là: A. 1,19 H. B. 1,15 H. C. 0,639 H. D. 0,636 H.
Câu 52. Đặt điện áp u = U 2 cos t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với một
biến trở R. Ứng với hai giá trị R = 20 R = 80 1 và 2
thì công suất tiêu thụ trong đoạn mạch đều bằng 400
W. Giá trị của U là A. 400 V. B. 200 V. C. 100 V. D. 100 2 V
MÁY ĐIỆN VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN Trang 8
Câu 53. Một mạch truyền tải điện năng với công suất truyền đi không đổi P = 100 MW và hiệu suất
truyền tải là 90%. Hao phí trên mạch truyền tải này bằng A. 10 MW. B. 90 MW. C. 40 MW. D. 60 MW.
Câu 54. Một máy biến áp lí tưởng có hai cuộn dây D và D . Khi mắc hai đầu cuộn D vào điện áp xoay 1 2 1
chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu của cuộn D để hở có giá trị là 8 V . Khi 2
mắc hai đầu cuộn D vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu của 2
cuộn D để hở có giá trị là 2 V . Giá trị U bằng 1 A. 16 V . B. 8 V . C. 6 V . D. 4 V .
Câu 55. Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động ổn định. Suất điện động trong ba cuộn dây
của phần ứng có giá trị e , e và e . Ở thời điểm mà e = 40 V thì e − e = 40 V. Giá trị cực đại của e 1 2 3 1 2 3 1 là C. 40,2 V. B. 51,9 V. C. 46,2 V. D. 45,1 V.
Câu 56. Cuộn sơ cấp của một máy biến áp có 192 vòng. Hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp được
nối vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 240 V, điện áp hiệu dụng trên hai đầu cuộn thứ cấp
là 120 V. Để điện áp hiệu dụng trên hai đầu cuộn thứ cấp là 125 V thì phải quấn thêm vào cuộn thứ cấp A. 6 vòng. B. 4 vòng. C. 5 vòng. D. 7 vòng.
Câu 57. Một máy biến áp lí tường có cuộn sơ cấp 800 vòng dây được mắc vào mạng diện xoay chiều có
diện áp hiệu dụng 210 V . Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 630 V . Số vòng dây
của cuộn thứ cấp lả A. 2400. B. 2200. C. 2000. D. 1100.
Câu 58. Một người định cuốn một máy tăng thế từ điện áp 110 (V) lên 220 (V) vói lõi không phân nhánh,
không mất mát năng lượng và các cuộn dây có điện trở rất nhỏ. Biết số vòng dây của các cuộn ứng với
1,2 vòng/Vôn. Người đó cuốn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại cuốn ngược chiều những vòng cuối
của cuộn sơ cấp. Khi thử máy với điện áp nguồn là U = 110( V) thì điện áp cuộn thứ cấp đo được là 1
U = 264(V ) . Số vòng dây bị cuốn ngược là: 2 A. 11 B. 20 C. 10 D. 22.
Câu 59. Một máy phát điện xoay chiều có roto gồm 2 cặp cực. Roto quay với tốc độ 30 (vòng/s). Stato
gồm các cuộn dây mắc nối tiếp, mỗi cuộn có 50 vòng. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây. Từ thông 1
cực đại qua mỗi vòng dây là
(Wb) . Máy phát điện được nối với mạch ngoài gồm tụ điện có điện 60 3 10− dung C =
(F ) và điện trở R = 100 3( )
mắc nối tiếp. Công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài là: 12 A. 200 3 W. B. 50 3 W . C. 400 3 W. D. 49,5 W.
Câu 60. Một động cơ không đồng bộ hoạt động bình thường khi mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu
điện thế hiệu dụng 220 (V). Biết động cơ có công suất cơ học 167,2 (W), hệ số công suất 0,88; điện trở thuần R = 55( )
. Biết rằng hiệu suất sử dụng của động cơ là lớn nhất. Cường độ dòng điện định mức của động cơ là: Trang 9 A. 1, 52( A) . B. 0,95 (A). C. 2 (A). D. 1, 74( A) .
Câu 61. Một máy biến áp lí tưởng, cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng dây và cuộn dây thứ cấp gồm 500 vòng
dây. Đặt vào hai đâu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng 200 V . Ô cuộn thứ cấp có 50
vòng dây bị quấn ngược, điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở bằng A. 120 V . B. 80 V . C. 111 V . D. 100 V .
Câu 62. Một máy phát điện xoay chiều một pha 2 cặp cực với 4 cuộn dây có suất điện động hiệu dụng
220 V, tần số 50 Hz. Biết từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 5 mWB.. Vận tốc quay của rôto và số
vòng dây của mỗi cuộn dây trong phần ứng là
A. 3000 vòng/phút và 49,5 vòng.
B. 50 vòng/giây và 99 vòng.
C. 1500 vòng/ phút và 49,5 vòng.
D. 25 vòng/giây và 99 vòng.
Câu 63. Người ta cần truyền một công suất điện 200 kW từ nguồn điện có điện áp 5000 V trên đường dây
có điện trở tổng cộng 20 và hệ số công suất bằng 1. Độ giảm thế trên đường dây truyền tải là: A. 40 V. B. 400 V. C. 80 V. D. 800 V.
Câu 64. Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000 kW. Dòng điện nó phát ra sau khi tăng thế
được truyền đi xa bằng một dây dẫn có tổng chiều dài 200 km có đường kính 0,39 cm và làm bằng hợp
kim có điện trở suất bằng 1,8.10−8 (Ωm). Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Tính công suất hao phí
trên đường dây nếu điện áp đưa lên là 50 kV. A. 0,16 MW. B.0,03 MW. C. 0,2 MW. D. 0,12 MW.
Câu 65. Người ta truyền tài điện xoay chiều một pha từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn
có tổng chiều dài 20 km. Dây dẫn làm bằng kim loại có điện trở suất 2,5.10−8Ωm, tiết diện 0,4 cm2, hệ số
công suất của mạch điện là 1. Điện áp hiệu dụng và công suất truyền đi ở trạm phát điện là 10 kV và 500
kW. Hiệu suất truyền tải điện là? A. 93,75%. B. 96,14% C. 97,41%. D. 96,88%.
Câu 66. Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có 4 cặp cực và rôto quay với tốc độ 900 vòng/phút. Máy
phát điện xoay chiều thứ hai có 6 cặp cực phải quay với tốc độ bằng bao nhiêu để tần số điện áp xoay
chiều do hai máy phát ra bằng nhau
A. 600 vòng/phút.
B. 750 vòng/phút.
C. 1200 vòng/phút. D. 300 vòng/phút.
Câu 67. Hai máy phát điện xoay chiều một pha A và B (có phần cảm là rôto) đang hoạt động ổn định,
phát ra hai suất điện động có cùng tần số 60 Hz. Biết phần cảm của máy A nhiều hơn phần cảm của máy
B 2 cặp cực (2 cực bắc, 2 cực nam) và trong 1 giờ số vòng quay của rôto hai máy chênh lệch nhau 18000
vòng. Số cặp cực của máy A và máy B lần lượt là
A. 4 và 2 B. 5 và 3. C. 6 và 4 D. 8 và 6
Câu 68. Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể. Nối 2 cực của máy với một
cuộn dây thuần cảm. Khi roto quay với tốc độ n vòng/s thì cường độ hiệu dụng qua cuộn cảm là I. Hỏi khi
roto quay với tốc độ 3n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là bao nhiêu ? A. I. B. 2I. C. 3I. D. 4I
Câu 69. Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có điện trở trong không đáng kể. Nối 2 cực máy phát với 1
tụ điện. Khi rôto của máy quay với vận tốc góc n vòng/s thì cường độ dòng điện đi qua tụ điện có cường Trang 10
độ hiệu dụng I. Nếu rôto quay với vận tốc góc 2n vòng/s thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch là A. I. B. 2I. C. 3I. D. 4I
Câu 70. Trong máy phát điện xoay chiều 3 pha, trên mỗi cuộn dây của stato cso suất điện động cực đại là
E0. Khi suất điẹn động tức thời ở cuộn dây thứ nhất triệt tiêu thì suất điện động tức thời trong cuộn dây
thứ hai và cuộn dây thứ 3 tương ứng là e2 và e3 thỏa mãn hệ thức nào sau đây E E 3E 3E
A. e e = − 0 . B. e e = 0 . C. e e = 0 . D. e e = − 0 . 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4
HƯỚNG DẪN BÀI TẬP DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MỨC 3
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Câu 1. Một khung dây dẫn phẳng, hình chữ nhật, diện tích S, e(V)
gồm N vòng dây quay đều với tốc độ n vòng/s quanh một trực 12
cố định trong một từ trường đều. Biết trục quay là trục đôi xứng O 2 −
nằm trong mặt phẳng khung và vuông góc với phương của từ t(10 s) trường. Đồ 12 −
thị suất điện dộng xuất hiện trong khung được biếu 15
thị như hình vẽ. Tại thời điểm t = 1/30 (s) từ thông gửi qua khung có giá trị bằng:
A. −0,028 (Wb). B. 0,028 (Wb). C. 0,052 (Wb). D. −0,052 (Wb). Chọn đáp án A
Lời giải: T T + Từ đồ thị ta có:
+ = 0,015s T = 0,02(s) =100(rad / s) 4 2
+ Biên độ E = 12V, lúc t = 0 suất điện động tức thời ở biên âm nên pha ban đầu là π. 0 Do đó e = 12cos (100 t + )V
+ Từ thông biến thiên nhanh pha hơn suất điện động một góc 2 E 12 − − 3 + 0 3 3 = =
31,8.10 Wb = 31,8.10 cos 40 t + Wb 0 ( ) 100 2 − 1 3 + 3 = 31,8.10 cos 40 . + 0 − ,028Wb 1 t= 30 2 30 Chọn đáp án A
Câu 2. Trên hình vẽ là đồ thị phụ thuộc thời gian của dòng điện i(A)
chạy trên một đoạn mạch. Viết biểu thức của điện áp u giữa hai đầu 1
đoạn mạch, biết điện áp này sớm pha / 3 đối với cường độ dòng 0, 5 5 / 3
điện và có giá trị hiệu dụng là 12 V. O t(m s) 0 − ,5 1 − A. u = 12 2 cos (50 t + / 3)(V) . B. u = 19 cos (50 t + / 3)(V). C. u = 22 cos (100 t )(V). D. u = 12 2 cos (100 t + 2 / 3)(V) Chọn đáp án D Trang 11
Lời giải:
Từ đồ thị ta thấy, biểu thức của dòng là i = cos (100 t + / 3)(A) * I0 = 1 (A); * Khi t = 0 thì i = I =
0/2 và đồ thị đi theo chiều âm nên / 3.
* Thời gian ngắn nhất đi từ I0/2 đến 0 là T/12 = 5/3 (ms)
→ T = 20 ms = 0,02 s = 2 / T = 100 (rad/s) U = U 2 = 12 2 V 1 0 ( ) ( ) u sớm pha hơn i là (2) 3 2
Từ (1) và (2) suy ra u = 12 2 cos 100 t + (V) 3 Chọn đáp án D
Câu 3. Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức u = 100 2 cos100πt(V). Đèn chỉ sáng khi u 100 V.
Tính thời gian đèn sáng trong một chu kỳ? 1 1 1 1 A. s B. s C. s D. s 100 50 150 75 Chọn đáp án C
Lời giải: u 100 + Ta có: u 100
. Dựa vào vòng tròn của hiệu u 1 − 00
điện thế biến thiên điều hòa ta có: Trong 1 chu kì góc quét 100 − 2 100 2 ứng với u 100 gồm 100 − 100 u(V)
+ Khi vật dao động đi từ -100 theo chiều âm đến −100 2 rồi
đến -100 theo chiều dương (góc quét tương ứng là + = 4 4 2 )
+ Khi vật dao động đi từ 100 theo chiều dương đến 100 2 rồi về 100 theo chiều âm (góc quét tương ứng là + = ) 4 4 2 T 1
+ Vậy tổng góc quét là: + = . Thời gian t = = (s) 2 2 2 100 Chọn đáp án C
Câu 4. Dòng điện xoay chiều chạy qua mạch có biểu thức i = 2 2 cos (100 t
+ / 6) (A), t tính bằng
giây (s). Vào thời điểm t = 1/600 (s) thì dòng điện chạy trong đoạn mạch có cường độ tức thời bằng bao
nhiêu và cường độ dòng điện đang tăng hay đang giảm?
A. 1,0 A và đang giảm.
B. 1,0 A và đang tăng.
C. 2 A và đang tăng.
D. 2 A và đang giảm. Hướng dẫn Cách Trang 12 1 i = 2 2 cos 100 t + i = 2 2 cos 100 . + = 2 (A) 6 1 t = 600 6 300 ⎯⎯⎯→ 1 i ' = 10 − 0 .2 2.sin 100 t + = − + i ' 100 .2 2.sin 100 . 0 : dang giam 6 600 6 Chọn đáp án D
Câu 5. Một khung dây quay đều trong từ trường B vuông góc với trục quay của khung với toocs độ n =
1800 vòng/phút. Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp tuyến n của mặt phẳng khung dây hợp với B một góc
30°. Từ thông cực đại gỏi qua khung dây là 0,01 Wb. Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là: A. e = 0, 6 cos 30 t − (V). B. e = 60 cos 30 t + (V). 6 3 C. e = 0, 6 cos 60 t − (V). D. e = 0, 6 cos 60 t (V). 3 Chọn đáp án C Lời giải:
+ Khung dây quay với tốc độ n = 1800 vòng/phút = 30 vòng/giây.
+ Tốc độ góc của khung = 2 n = 60 rad / s
+ Từ thông qua khung dây: = 0, 01cos 60 t + Wb 6
+ Suất điện động cảm ứng: d e = − = 0,6 . sin 60 t + = 0,6cos 60 t − Wb dt 6 3 Chọn đáp án C
CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
Câu 6. Đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần L một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi
và tần số f thay đổi. Khi f = 60 Hz thì cường độ hiệu dụng qua L là 2,4#A. Để cường độ hiệu dụng qua L
bằng 3,6 A thì tần số của dòng điện phải bằng A. 75 Hz. B. 40 Hz. C. 25 Hz. D. 50 2 Hz Hướng dẫn: U I = 1 U U 2 f L 1 I 2, 4 1 I = = f = f = 60. = 40 Hz 2 1 ( ) Z 2 f L U I 3, 6 1 2 I = 2 2 f L 2
Câu 7. Hình vẽ bên là đồ thị phụ thuộc thời gian của hai
điện áp xoay chiều 1 và 2. Lần lượt đặt các điện áp này vào
đoạn mạch chỉ có tụ điện C thì dung kháng lần lượt là Z C1 và Z . Tỉ số Z / Z bằng C2 C1 C2 A. 5 / 3 . B. 3 / 5 . C. 2 / 3 . D. 3 / 2 . Hướng dẫn 1 3T 5T T 5 T Z = = C Z 5 1 2 1 C 2C C1 = = ⎯⎯⎯⎯⎯ → = . Chọn A 4 4 T 3 Z 3 2 C 2 Trang 13
Câu 8. Đoạn mạch điện xoay chiều AB chỉ chứa một trong các phần tử: điện trở thuần, cuộn dây hoặc tụ
điện. Khi đặt hiệu điện thế u = U cos t +
V lên hai đầu A và B thì dòng điện trong mạch có biểu 0 ( ) 6 thức i = I cos t −
A . Đoạn mạch AB chứa 0 ( ) 3
A. cuộn dây thuần cảm ( cảm thuần)
B. điện trở thuần
C. tụ điện
D. cuộn dây có điện trở thuần Lời giải Ta có − = − −
= nên u nhanh pha hơn i góc u i 6 3 2 2
Do đó mạch điện chứa cuộn dây thuần cảm. Chọn A
Câu 9. Mắc cuộn cảm có hệ số tự cảm L=0,318(H) vào điện áp u = 200 cos 100 t + V . Biểu thức 3
của dòng điện chạy qua cuộn cảm L là A. i = 2 cos 100 t + A B. i = 2 cos 100 t + A 6 3 C. i = 2 2 cos 100 t − A D. i = 2 cos 100 t − A 3 6 Lời giải
Cảm kháng Z = L = 100 L U
Mạch điện chỉ chứa cuộn dây thuần cảm 0 I =
= 2A và u luôn sớm pha hơn i góc 0 ZL rad = −
rad . Biểu điện áp trong mạch là i = 2 cos 100 t − A .Chọn D i 2 6 6
Câu 10. Đồ thị biểu diễn cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần có cảm
kháng Z = 50 ở hình vẽ bên. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm. L 50𝜋𝑡 𝜋
A. 𝑢 = 60 𝑐𝑜𝑠 ( + 5 ) (𝑉) 3 6 100𝜋𝑡 𝜋
B. 𝑢 = 60 𝑠𝑖𝑛 ( + ) (𝑉) 3 3 50𝜋𝑡 𝜋
C. 𝑢 = 60 𝑐𝑜𝑠 ( + ) (𝑉) 3 6 50𝜋𝑡 𝜋
D. 𝑢 = 30 𝑐𝑜𝑠 ( + ) (𝑉) 3 3 Hướng dẫn:
i = I cos(t + ) = 1,2cos(t + )(A) 0 I Luù c ñaà u, i = 0 vaø ñang ñi veà i = 0 neâ n n = 2 3 I T 2
Thôøi gian ngaén nhaát ñi töø i = 0 ñeán i = 0 laø = =0,01 2 12 1 2 = 50 3 Trang 14
Vì mạch chỉ có L thì u sớm pha hơn i là nên 2 50 t 50 t 5 u = I Z cos + + = 60cos + (V) 0 L 3 3 2 3 6 Đáp án A
Câu 11. (THPT − 2017) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị cực đại là 100 V vào hai đầu cuộn cảm thuần
thì cường độ dòng điện trong mạch là i = 2 cos100 t
(A). Khi cường độ dòng điện i = 1 A thì điện áp
giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn bằng A. 100 V. B. 50V. C. 50 2 V. D. 50 3 V. Chọn đáp án D
Lời giải: 2 2 u i 2 2 u 1
Mạch chỉ L thì u và i vuông pha: + =1 = =1 u = 50 3 U I 100 2 0 0 Chọn đáp án D
Câu 12. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần. Tại thời điểm t1 điện áp và dòng
điện qua cuộn cảm có giá trị lần lượt là 25 V; 0,3A. Tại thời điểm t2 điện áp và dòng điện qua cuộn cảm
có giá trị lần lượt là 15 V; 0,5A. Cảm kháng của mạch có giá trị là A. 30 Ω. B. 50 Ω. C. 40 Ω. D. 100 Ω. Hướng dẫn:
Mạch chỉ có cuộn cảm nên điện áp nhanh pha hơn dòng điện góc π/2. 2 2 u i Khi đó ta có + = 1 U I 0 2 2 2 2 u i u i Tại thời điểm t 1 1 + = 1 Tại thời điểm t 2 2 + = 1 U I U I 0 0 0 0 2 2 u 2
i 2 u i 2 2 2 2 − − 2 2 − Từ đó ta được u u i i U u u : 1 + 1 = 2 2 + 1 2 2 1 = 0 1 2 = U I U I 2 2 U I 2 2 I i − i 0 0 0 0 0 0 0 2 1 2 2 − u u Z 1 2 = L
. Thay số ta được ZL = 50 Chọn B 2 2 i − i 2 1
Câu 13. Một hộp X chỉ chứa một trong 3 phần tử là điện trở thuần hoặc tụ điện hoặc cuộn cảm thuần. Đặt
vào hai đầu hộp X một điện áp xoay chiều chỉ có tần số f thay đổi. Khi f = 50Hz thì điện áp trên X và
dòng điện trong mạch ở thời điểm t = =
1 có giá trị lần lượt là i 1(A); u 100 3 V , ở thời điểm t 1 1 ( ) 2 thì
i = 3 A ; u = 100V . Khi f = 100Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 0,5 2A . Hộp X 2 ( ) 2 chứa
A. diện trở thuần R = 100
B. Cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1 / (H) 4 −
C. tụ điện có điện dung C = 10 / (F).
D. tụ điện có điện dung C = 100 2 / (F) Hướng dẫn 2 2 i u 1 30000 1 1 + = 1 + = 1 2 2 2 2 I U I U U = 200 0 0 0 0 0 2 2 i u 3 10000 I = 2 I = 2 A 2 2 + = + = 0 ( ) 1 1 2 2 2 2 I U I U 0 0 0 0 Trang 15
Khi tần số tăng gấp đôi nếu là tụ thì dung kháng giảm 2 lần nên dòng hiệu dụng tăng 2 lần, tức là
I ' = 2I = 2 2A . Nhưng theo bài ra I’ = 0,5 2 (A) = I / 2 nên X = L sao cho: U 200 1 0 Z = 2 f L = = L = H L ( ) I 2 0 Chọn B
Câu 14. Đặt điện áp u = U cos 100 t
− / 6 (V) vào hai đầu một tụ điện có điện dung 0,2 / (mF). Ở thời 0 ( )
điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện ừong mạch là 4A. Biểu thức của
cường độ dòng điện trong mạch là A. i = 4 2 cos (100 t + / 6)(A). B. i = 5cos (100 t + / 3)(A). C. i = 5cos (100 t − 2 / 3)(A). D. i = 4 2 cos (100 t − / 6)(A) Hướng dẫn 1 1 Z = = = 50 C − ( ) 4 C 2.10 100 . u u = I .Z cos 100 t − cos 100 t − = 0 C 6 6 I .Z 0 C i i = I cos 100 t − + sin 100 t − = − 0 6 2 6 I0 2 2 2 2 u i 150 4 1 = + − =
+ − I = 5A i = 5cos 100 t + A 0 ( ) I Z I I .50 I 3 0 C 0 0 0 Chọn B
Câu 15. 10: Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện có điện dung 0,1 / (mF) một điện áp xoay chiều u = U cos100 t
(V). Nếu tại thời điểm t 0
1 điện áp là 50 (V) thì cường độ dòng điện tại thời điểm t1 + 0,005 (s) là: A.−0,5#A. B. 0,5#A. C. 1,5#A. D. −1,5#A. T T Vì t − t = 0, 005 = = 2.0 +1
là hai thời điểm vuông pha và dòng điện sớm pha π/2 so với điện 2 1 ( ) 4 4
áp nên điện áp ở thời điểm t1 ngược pha so với dòng điện ở thời điểm t1 + 0,005 (s) u 50 nên 1 i = − = = 0 − ,5 A 2 ( ) Z 100 L Chọn đáp án A
MẠCH RLC NỐI TIẾP
Câu 16. Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức u = U cos t (V ) , trong đó U 0
0 và không đổi vào hai đầu
đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Tại thời điểm t1, điện áp tức thời ở hai đầu R,
L, C lần lượt là uR = 50V, uL = 30V, uC = -180V. Tại thời điểm t2, các giá trị trên tương ứng là uR = 100V,
uL = uC = 0. Điện áp cực đại ở hai đầu đoạn mạch là A. 100V B. 50 10 V C. 100 3 V D. 200V Giải
U0R = 100(V). Tại thời điểm t1, áp dụng công thức độc lập cho uR và uL; uR và uC ta có: U = 20 2 V ( ) 0 L U = 200 V ( ) D 0 U =120 2 V ( ) 0C Trang 16
Câu 17. Một đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, tụ điện và điện trở R. Đặt vào hai đầu đoạn mạch
điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V thì cảm kháng cuộn cảm là 25 và dung kháng của tụ là
100 . Nếu chỉ tăng tần số dòng điện lên hai lần thì điện áp giữa hai đầu điện trở R là A. 0V B. 120V C. 240V D. 60V Giải
Sau khi tăng tần số 2 lần sẽ xảy ra cộng hưởng. Vậy khi đó UR = 120(V) =>B
Câu 18. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm thuần và hai đầu tụ điện lần lượt là 30
2 V, 60 2 V và 90 2 V. Khi điện áp tức thời ở hai đầu điện trở là 30 V thì điện áp tức thời ở hai đầu
đoạn mạch bằng bao nhiêu? A. 42,43 V B. 81,96 V C. 60V D. 90V Giải U = 2
U + (U −U )2 = ( 60 V ) R L C U −U tan = L C = −1 = − U 4 R u chậm pha so với uR góc
. Và khi uR = 30V thì u = 81,96(V) hoặc u = -21,96(V)=>B 4
Câu 19. Đặt điện áp xoay chiều u = U 2 cos100 t
(V) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở
R = 50 , cuộn cảm thuần L và tụ điện C thì dòng điện qua mạch có biểu thức i = 2 2 cos (100 t
+ / 4)(A) . Gọi UL và UC lần lượt là điện áp hiệu dụng trên L và trên C. Hệ thức đúng là A. U − U = 100V U − U = 100V L C B. C L
C. U − U = 50 2V D. U − U = 100 2V L C C L Giải U −U L C tan = = ta − n(
) = −1 U −U = U − = − V ( 100 ) B U L C R 4 R
Câu 20. Một đoạn mạch gồm một điện trở thuần R = 25Ω, mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C =
0,1/π mF và cuộn dây thuần cảm. Đặt vào hai đầu đoạn mạch đó một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz
thì điện áp giữa hai đầu điện trở thuần R sớm pha π/4 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. Giá trị cảm
kháng của cuộn dây là A. 75 Ω. B. 125 Ω C. 150 Ω D. 100 Ω Giải Z − Z R = ( 25 );Z L C = ( 100 );tan = = ta − n( ) = −1 Z = ( 75 ) A C R L 4
Câu 21. Đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở thuần R = 20 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1
H và tụ điện C mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều, khi đó biểu thức 10
của điện áp trên cuộn cảm thuần là u = 50cos 100 ( t
+ )(V ).Biểu thức của điện áp giữa hai đầu điện trở L 3 là
A. u = 100cos 100 ( t − )(V ) B. u = 50cos 100 ( t + )(V ) R 6 R 6 Trang 17 C. u = 50cos 100 ( t − )(V )
D. u = 100cos 100 ( t + )(V ) R 6 R 6 Giải U
R = 20(); Z = 10(); I 0 L = = (
5 A) i = 5cos 1 ( 00 t + − ) = 5cos 1 ( 00 t − )(A) L 0 Z 3 2 6 L A u = I R cos 1 ( 00 t − ) =100 cos 1 ( 00 t − V )( ) R 0 6 6
Câu 22. Đặt điện áp u = 100 2 cos100 t
(V ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần bằng 100 , tụ 4 − điện có điệ 2.10 3 n dung F
, cuộn cảm thuần có độ tự cảm H
mắc nối tiếp. Biểu thức cường độ dòng 2
điện qua đoạn mạch là A. i = cos 100 ( t − )( )
A B. i = 2 cos 100 ( t + )( ) A 4 4 C. i = cos 100 ( t + )( )
A D. i = 2 cos 100 ( t − )( ) A 4 4 Giải 1 R = (
100 ); Z = L = ( 150 ); Z = = ( 50 ); Z =
R2 + (Z − Z )2 = 100 2() L C C L C Z − Z L C tan = =1 = A R 4 U i = 0 cos 100 ( t − ) = cos 100 ( t − )(A ) Z 4 4
Câu 23. Một mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R = 15Ω, cuộn thuần cảm có cảm
kháng ZL = 25Ω và tụ điện có dung kháng ZC = 10Ω. Nếu cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức i = 2 2 cos (100 t
+ / 4)(A) thì biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là A. u = 60cos 100 ( t + )(V )
B. u = 30 2 cos 100 ( t + )(V ) 2 4 C. u = 60cos 100 ( t − )(V )
D. u = 60 3 cos 100 ( t − )(V ) 4 2 Giải Z − Z Z =
R2 + (Z − Z 2 L C ) = 15 2(); tan = =1 = L C R 4 A u = I Z cos 100 ( t + + ) = 60cos 100 ( t + )(A ) 0 4 4 2
Câu 24. Đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm các phần tử theo đúng thứ tự: điện trở thuần 30 (Ω), cuộ 6 , 0 100
n dây thuần cảm có độ tự cảm (H ) . Điệ
và tụ điện có điện dung ( F ) n áp giữa hai đầu
đoạn mạch chỉ gồm cuộn cảm và tụ điện có biểu thức u =160cos 100 ( t
− )(V ) . Biểu thức cường độ LC 3
dòng điện qua mạch là
A. i = 4 2 cos 100 ( t + )( ) A B. i = 4 cos 100 ( t + )( ) A 6 3 C. i = 4cos 100 ( t − )( ) A D. i = 4cos 100 ( t + )( ) A 6 6 Trang 18 Giải 1 R = (
30 ); Z = L = ( 60 ); Z = = ( 100 ); Z = ( 40 ) L C C LC U I 0 LC = = 4(A);tan = − D 0 Z LC 2 LC i = 4cos 100 ( t + )(A) 6
Câu 25. Mạch điện xoay chiều gồm điện trở 30Ω, cuộn dây có điện trở thuần 30 Ω và có cảm kháng 40
Ω, tụ điện có dung kháng 10 Ω. Dòng mạch chính có biểu thức i = 2cos 100 ( t + )( )
A . Biểu thức điện 6
áp giữa hai đầu đoạn mạch chứa cuộn dây và tụ điện là A. u = 60cos 100 ( t − )(V ) B. u = 60cos 100 ( t + )(V ) LrC 3 LrC 4 5 C. u = 60 2 cos 100 ( t − )(V ) D. u = 60 2 cos 100 ( t + )(V ) LrC 12 LrC 12 Giải Z = r2 + − )2 = 30 2() LrC (Z Z L C 5 u = I Z cos 100 ( t + + ) = 60 2 cos 100 ( t + V )( ) D Z −Z LrC 0 LrC L C tan = =1 = 6 4 12 LrC r LrC 4
Bài tập về giản đồ véc tơ
Câu 26. Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh có bốn điểm theo đúng thứ tự A, M, N và B.
Giữa hai điểm A và M chỉ có cuộn cảm thuần, giữa hai điểm M và N chỉ có điện trở thuần, giữa hai điểm
N và B chỉ có tụ điện. Điện áp hiệu dụng hai điểm A và N là 400 (V) và điện áp hiệu dụng hai điểm M và
B là 300 (V). Điện áp tức thời trên đoạn AN và trên đoạn MB lệch pha nhau 90°. Điện áp hiệu dụng trên R là A. 240 (V) B. 120 (V) C. 500 (V) D. 180 (V) Giải
Theo giả thiết ta có giản đồ vec tơ: L R C 1 1 1 bc = + = A B Hệ thức lượng: h 2 2 2 M N 2 2 h b c b + c bc UL UAN U = h = UL R 2 2 b + c 400 300.400 = = 240(V) #A. 2 2 300 + 400 UR UR O ? O I 300 I UC UC UMB
Câu 27. Mạch điện xoay chiều nối tiếp AB theo đúng thứ tự gồm cảm thuần L, điện trở thuần R và tụ
điện C. Cho biết điện áp hiệu dụng U
= 0,75U và R2 = L/C. Hệ số công suất của đoạn mạch AB là RC RL A. 0,8 B. 0,864 C. 0,5 D. 0,867 Giải Trang 19 L L R C 2 2 R =
= Z Z U = U U vuông tại O L C R L C C cos = 0,8 U tan = 0, 75 L s in = 0,6 a U = 0, 75a cos = 0, 6a R R
U = 0,75a sin = 0, 45a cos = C Z UR U = a cos L UR cos = 0,864 B 0, 75a U + (U − U )2 2 UC U R L C R C
Câu 28. Mạch điện xoay chiều nối tiếp AB theo đúng thứ tự gồm cảm thuần L, điện trở thuần R và tụ
điện C. Cho biết điện áp hiệu dụng U = 3U và R2 = L/C. Tính hệ số công suất của đoạn mạch AB. RL RC A. 7 / 2 B. 3 / 5 C. 3 / 7 D. 2 / 5 Giải L 2 2 R = = Z Z U = U U O U U vuông tại O 0 = 30 URL L C R L C RC RL U C L U = a cos = 0,5a 3 a 3 R U = a sin = 0,5a C UR U = a 3 cos = 1, 5a L R U 3 R cos = = = C. a Z + ( − )2 2 7 U U U U C URC R L C
Câu 29. Đặt điện áp u = 120 2 cos (100 t
) (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và
MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với điện trở thuần R, đoạn MB chỉ có tụ
điện C. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch MB lệch pha nhau
2π/3. Điện áp hiệu dụng trên AM bằng một nửa trên MB. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AM bằng A. 40 3 V. B. 220 / 3 V. C. 120 V. D. 40 V. Giải
Áp dụng định lý hàm số cos cho AMB: U 2 2 2 0
AB = AM + MB − 2AM.MB.cos 60 R M 2 2 2 2
120 = AM + 4.AM − 2AM.2AM.0, 5 AM = 40 3 (V) A 0 60 3 U A L R C L UAM M B I A 120V UC U B
Câu 30. Đặt điện áp u = U cos100 t (V) vào hai đầu đoạ 0
n mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB
mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần 50 3 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm
L. Đoạn mạch MB chỉ có tụ điện có điện dung 10−4/π (F). Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM lệch
pha π/3 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB. Giá trị của L bằng Trang 20 A. 1/π (H) B. 0,5/ π (H) C. 2 / (H) D. 3/ π (H) Giải Tam giác AMB đều C L R A B Z 0,5 M L Z = 50 L = = H L ( ) B M 60 UL = U Z 100 C R A 0 60 2a 2a R = 50 3 a 3 UC U a a B
BÀI TẬP CỘNG HƯỞNG VÀ CỰC TRỊ CỦA CÁC U 1
Câu 31. Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ bên. Cuộn dây có r = 10 , L = H. Đặt vào hai đầu 10
đoạn mạch một hiệu điện thế dao động điều hòa có giá trị hiệu dụng là U = 50V và tần số f = 50Hz. Khi
điện dung của tụ điện có gái trị là C1 thì chỉ số của ampe kế là cực đại và bằng 1A. Giá trị của R và C1 là: 3 2.10− 3 10− A. R = 40 và C = F. B. R = 50 và C = F. 1 1 3 10− 3 2.10− C. R = 40 và C = F. D. R = 50 và C = F. 1 1 HD giải
Cảm kháng của cuộn dây là: Z = L = 10() L 3 − Để 10
cường độ dòng điện I
có cộng hưởng Z = Z = 10 C = F max L C U 50 Vì I = 1(A) = = R = 40() max R + r R +10
Câu 32. Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC, R = 80 cuộn dây có điện trở trong 20 có độ tự
cảm L=0,318 H, tụ điện có điện dung 15, 9 F
. Đặt vào hai đầu mạch điện một dòng điện xoay chiều có
tần số f thay đổi được có hiệu điện thế hiệu dụng là 200 V. Khi cường độ dòng điện chạy qua mạch đạt
giá trị cực đại thì giá trị của f và I là:
A. 70,78Hz và 2,5A.
B. 70,78Hz và 2A.
C. 444,7Hz và 10A. D. 31,48Hz và 2A. HD giải
Khi cường độ dòng điện trong mạch cưc đại thì cộng hưởng điện xảy ra 1 Z = = = L C Z 444, 72 (rad / s) LC 2
Tần số dòng điện là: f = = 70,78Hz. Khi đó cường độ U
dòng điện cực đại là: I = = max 2 (A). (R + r) Trang 21
Câu 33. Cho mạch điện xoay chiều R, L, C (cuộn dây thuần cảm). Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp
xoay chiều có giá trị hiệu dụng u = 120V và tần số f xác định. Biết 2
CR = 16L và điện áp giữa hai đầu
đoạn mạch vuông pha với điện áp giữa hai đầu tụ điện. Điện áp ở hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn cảm là A. U = = = = C UL 60V.
B. UC 30 V và UL 60V. C. U = = = = C UL 30V. D. UC 60V và UL 30V. HD giải Ta có 2 2 C.R = 16L R = 16.ZL.ZC Khi u vuông góc với u =
C thì u và i cùng pha nhau có cộng hưởng điện ZL ZC 2 2 R =16.Z = L R 4ZL 120 Theo bài ra: U = = = = = R U 120(V) UL 30(V) UC 4
Câu 34. Mạch gồm cuộn cảm và tụ điện có điện dung thay đổi được mắc nối tiếp rồi mắc vào nguồn xoay
chiều u = 100√2cosωt (V), ω không đổi. Điều chỉnh điện dung để mạch cộng hưởng, lúc này hiệu điện thế
hiệu dụng 2 đầu cuộn cảm bằng 200 (V). Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng giữa 2 bản tụ là
A. 100√3 (V). B. 200 (V).
C. 100 (V). D. 100√2 (V). Chọn A
Câu 35. Đặt điện áp xoay chiều u = 240 2 cos t
(V) có tần số góc thay đổi được vào hai đầu một đoạn
mạch RLC nối tiếp. Khi tần số góc là 100 rad / s hoặc 25 rad / s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua
mạch bằng nhau. Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch cực đại thì tần số góc phải bằng:
A. 50 rad / s.
B. 55 rad / s.
C. 45 rad / s. D. 60 rad / s. HD giải Ta có: I = ( I 1) ( 2) U U = R + ( 2 2 2 2 Z − Z R + Z − Z 1 L C2 ) ( L2 C2 ) ( 2 2 Z − Z = Z − Z Z − Z = − Z − Z 1 L 1 C ) ( L2 C2 ) ( 1L 1C) ( L2 C2 ) Z + Z = Z + Z 1 L L2 C2 1 C Trang 22 ( 1 1 1 L. + = + 1 2 ) . 1 2 C 1 2 = = = 1. 2 o o 50 (rad / s) LC
Câu 36. Cho mạch điện xoay chiều L, R, C mắc nối tiếp theo thứ tự đó (cuộn cảm thuần có độ tự cảm L
thay đổi được). Điều chỉnh L để ULmax thì U = 50 3 V R
( ) . Lúc này, khi điện áp tức thời ở hai đầu đoạn
mạch là 150 2V thì điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch chứa RC là −50 2 V. Tính trị hiệu dụng của
điện áp ở hai đầu đoạn mạch AB. A. 100 3 V. B. 615 V. C. 200V. D. 300 V. Hướng dẫn Nhớ lại: B
* Khi L thay đổi để ULmax thì U ⊥ RC U (URC và U là hai U UL
cạnh của tam giác vuông còn ULmax là cạnh huyền, UR là
đường cao của cạnh huyền). U I M A R 2 2 u u 1 1 1 UC RC + = 1; + = U RC 2 2 2 U 2 U 2 U U U RC RC R N 2 2 5 − 0 2 1 − 50 2 + = 1 U 2 U 2 RC
U = 100 3 (V) Chọn A 1 1 1 + = 2 2 2 U U 50 .3 RC
Câu 37. Đặt điện áp u = 100 2 cos t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện và
cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Biết hệ số công suất đoạn RC là 0,8. Khi L thay đổi thì ULmax bằng A. 125 (V). B. 150 (V). C. 300 (V). D. 200 (V). Hướng dẫn U 100 Áp dụng công thức: U = = = 125 V L max ( ) Chọn A cos 0,8 RC
BÀI TẬP VỀ CÔNG SUẤT TIÊU THỤ
Câu 38. Đặt điện áp u = 100 2 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh, với C, R 1
có độ lớn không đổi và L =
H. Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử R, L và C có độ lớn
như nhau. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là A. 350 W. B. 100 W. C. 200 W. D. 250 W. Hướng dẫn
Mạch R,L,C nối tiếp có U = U = U R = Z = Z = 100() R L C L C 2 U
→ Mạch xảy ra cộng hưởng: P = =100(W) . Chọn B R Trang 23
Câu 39. Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh, trong đó R = 50 . Đặt vào hai đầu đoạn
mạch một điện áp xoay chiều ổn định có điện áp hiệu dụng U = 120 V thì i lệch pha với u một góc . 3
Công suất của mạch là A. 36 W. B. 72 W. C. 144 W. D. 288 W. Hướng dẫn
Mạch R,L,C nối tiếp có R = 50() ; 3 2 → U 2 P =
cos = 72(W) . Chọn B R
Câu 40. Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở thuần 30 , cuộn dây có điện trở thuần 10 và độ 0, 3 tự cảm
(H) và tụ điện có điện dung C thay đổi được mắc nối tiếp nhau theo đúng thứ tự như trên. Đặt
vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = AB
100 2 sin100 t (V). Người ta thấy rằng khi C=Co
thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch chứa cuộn dây và tụ điện đạt cực tiểu. Giá trị Co và Umin là: 3 − − 10 3 10 A. C = và U = 25V. B. = và U = 25 2 V. o F C F min o min 3 − − 10 3 10 C. C = và U = 25V. D. = và U = 25 2 V. o F min Co F min 3 3 HD giải Khi C thay đổi thì U = rLC min ZL
ZC mạch có cộng hưởng điện 3 − 10 Z = = = L C Z 30 C (F) 3 Cường độ U
dòng điện cực đại là: max = = 2,5(A) U = = rLC min I.r 25(V) R + r
Câu 41. Một đoạn mạch điện AB gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được
và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 50 V vào hai đầu
đoạn mạch AB nói trên. Điều chỉnh L nhận thấy điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực
đại bằng 100 V. Khi đó, độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch AB và điện áp hai đầu điện trở thuần là 5 A. . B. . C. . D. . 6 3 6 2 HD giải: Ta có: L thay đổi để U khi đó: 2 2 2 U = U + U L L max RC max 2 2 2 2 U = U − U = 100 − 50 = 50 3V RC L max Lại có: 1 1 1 = + U = 25 3V 2 2 2 R U U U R RC
Độ lệch pha giữa điện áp giữa hai đầu mạch điện AB và điện áp
giữa hai đầu điện trở: Trang 24 U 25 3 3 R 0 cos = = = = 30 = U 50 2 6
Câu 42. Cho mạch điện nối tiếp gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được, tụ điện C và
điện trở R. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch u = 100 6 cos100 t
(V). Khi điện áp hiệu dụng trên cuộn
dây đạt giá trị cực đại ULmax thì điện áp hiệu dụng trên tụ là 200 (V). Giá trị ULmax là A. 100 (V). B. 150 (V). C. 300 (V). D. 200 (V). Hướng dẫn U U ⊥ U 2 =
C , áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông b a.b ' ta được: L max 2 U = U (U − U ) 2
3.100 = U U − 200 U = 300 V L L C L ( L ) L ( ) Chọn C CÔNG SUẤT
Câu 43. Đoạn mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây thuần cảm và tụ điện có điện dung 100 / ( F
) nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều 100 V − 50 Hz. Thay đổi giá trị biến trở thì
công suất đạt giá trị cực đại bằng 50 W. Độ tự cảm của cuộn dây có giá trị: A. π (H). B. 1/ π (H). C. 2/ π (H). D. 1,5/ π (H). Hướng dẫn 1 = = () 2 2 U 100 2 Z 100 P = 50 = L = H C max ( ) Chọn C C 2 Z − Z 2 Z −100 L C L
Câu 44. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện có dung kháng ZC = 50Ω và một cuộn dây mắc
nối tiếp. Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 80 2.cos 100 t + V
thì thấy điện áp giữa hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 60V và sớm 3 pha
so với điện áp đặt vào mạch. Công suât tiêu thụ của cuộn dây là: 2 A. 96W B. 120W C. 240W D. 48W Hướng dẫn
Sử dụng giản đồ vécto
Mạch gồm có cuộn dây và tụ điện mắc nối tiếp
Ta có: U vuông pha với U . Vẽ giản đồ Véctơ ta có: d 1 1 1 = +
Suy ra U = 48(V ) 2 2 2 U U U R R d U Mặt khác ta có 2 2
U = U +U = 100(V ) → C I = = 2( ) A C d ZC
P = U I = 96(W) . Chọn A R
Câu 45. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V vào hai đầu đoạn mạch AB
như hình bên thì dòng điện qua đoạn mạch có cường độ là i = 2 cosωt (A). Biết điện
áp hiệu dụng ở hai đầu AM, ở hai đầu MN và ở hai đầu NB lần lượt là 30 V, 30 V và
100 V. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là A. 220 W. B. 110 W. C. 100 W. D. 200 W. Trang 25 Hướng dẫn
Sử dụng giản đồ vécto
Mạch gồm có điện trở, cuộn dây và tụ điện mắc nối tiếp
Ta có:U = 30(V ) ;U = 100(V ) ;U = 100(V ) R C 2 2
U = U + U = 30(V ) d r L → 2 2 U = 30 -U L r 2 2 2 2 2
100 = (30 +U ) + ( 30 −U −100) →U = 25(V ) r r r
P = (U + U )I = 110(W) . Chọn B R r
Câu 46. Cho mạch điện RLC. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng 2 = 2 cos ( ) ; R = L u U t V
. Cho biết điện áp hiệu dụng URL C
= 3 URC. Hệ số công suất của đoạn mạch có giá trị. 3 A. 2 B. 3 C. D. 2 7 5 7 5 Hướng dẫn
Mạch R,L,C nối tiếp. Sử dụng giản đồ véctơ L Ta có: 2 2 R = U = U
− U → U vuông pha với U R L C RL RC C Chuẩn hoá: 3 U = 1 ; U = 3 Suy ra U = 2 ; U = U = 0,5 RC RL C U = ; 1, 5 R L C 2 3 cos = . Chọn C 7
Câu 47. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có RLC mắc nối
tiếp. Để xác định hệ số công suất của đoạn mạch này, một học sinh dùng
dao động kí điện tử để hiển thị đồng thời đồ thị điện áp tức thời giữa hai đầu
đoạn mạch và điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở R và cho kết quả như
hình bên (các đường hình sin ). Hệ số công suất của đoạn mạch này là A. 1,00 B. 0,71 C. 0,92 D. 0,57 Hướng dẫn 2 .1ô =
= cos 0,92 . Chọn C 16ô 8 Hướng dẫn
Sử dụng giản đồ vécto
Mạch gồm có cuộn dây và tụ điện mắc nối tiếp
Ta có: U vuông pha với U . Vẽ giản đồ Véctơ ta có: d 1 1 1 = +
Suy ra U = 48(V ) 2 2 2 U U U R R d cos 0,8. Chọn A AM
Câu 48. Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 80 V và tần số
f = 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R , cuộn cảm Trang 26 0, 6 4 10−
thuần có độ tự cảm L = H =
, tụ điện có điện dung C F
. Biết công suất tỏa nhiệt trên R là 80 W
. Giá trị của R là A. 30 . B. 40 . C. 20 . D. 80 . Hướng dẫn
Mạch R,L,C mắc nối tiếp ta có: 0, 6 1 1
Z = L = 100 . = 60 ; Z = = = 100 L C 4 − C 10 100 . 2 2 U R 80 R 2 2 P = = − + = = . Chọn B
R + (Z − Z ) 80 R 80R 40 0 R 40 2 R + (60 −100 L C )2 2 2
Câu 49. 1 Đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở R và độ tự cảm L và tụ có điện dung C thay đổi được
mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = U cos t +
V. Khi C = C thì cường độ dòng 0 3 1
điện qua mạch là i = I cos(t) và công suất tiêu thụ trên mạch là P . Khi C = C thì cường độ dòng 1 01 1 2 π
điện qua mạch là i = I cos ωt +
và công suất tiêu thụ trên mạch là P = 120 W . Giá trị của P là 2 02 6 2 1 A. 60 W . B. 40 3 W . C. 40 W . D. 60 3 W . Hướng dẫn
Mạch R,L,C mắc nối tiếp có C thay đổi 2 U
+ Khi C = C thì = → 2 P = cos 1 1 1 1 3 R 2 U + Khi C = C thì = → 2 P = cos = 120(W) 2 2 2 2 6 R
Suy ra P = 40(W) . Chọn C 1
Câu 50. (ĐH−2008) Đặt điện áp u = U cos t 0
( ) (U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không
phân nhánh. Biết độ tự cảm và điện dung đuợc giữ không đổi. Điều chỉnh trị số điện trở R để công suất
tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại. Khi đó hệ số công suất của đoạn mạch bằng A. 0,85. B. 0,5. C. 1. D.1/ 2. Hướng dẫn R 1 0 P R = Z − Z cos = = Chọn D max 0 L C + ( − )2 2 2 R Z Z 0 L C
Câu 51. 2 Mạch điện gồm cuộn dây có điện trở thuần 10 Ω mắc nối tiếp với một bóng đèn 120 V − 60 W.
Nối hai đầu mạch điện với nguồn điện xoay chiều 220 V − 50 Hz, thì đèn sáng bình thường. Độ tự cảm cuộn dây là: A. 1,19 H. B. 1,15 H. C. 0,639 H. D. 0,636 H. Hướng dẫn
Khi đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện chạy qua và điện trở thuần của đèn: Trang 27 P 60 L, r d I = = = 0,5 A d ( ) U 120 d U 120 d R = = = 240 d ( ) I 0, 5 d U = ( + )2 + ( )2 220 Z R r 100 L = L 1,15 H d ( ) Chọn B I 0, 5 d
Câu 52. Đặt điện áp u = U 2 cos t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với một
biến trở R. Ứng với hai giá trị R = 20 và R = 80 thì công suất tiêu thụ trong đoạn mạch đều bằng 400 1 2
W. Giá trị của U là A. 400 V. B. 200 V. C. 100 V. D. 100 2 V Hướng dẫn 2 R R = Z 1 2 L 2 Chọn B U R + R = U = P R + R = 200 V 1 2 ( 1 2 ) ( ) P MÁY ĐIỆN
Câu 53. Một mạch truyền tải điện năng với công suất truyền đi không đổi P = 100 MW và hiệu suất
truyền tải là 90%. Hao phí trên mạch truyền tải này bằng A. 10 MW. B. 90 MW. C. 40 MW. D. 60 MW. Hướng dẫn: Chọn A
Hao phí trên mạch truyền tải P
= (1 − H )P P
= (1 − 0,9).(100) = 10 MW
Câu 54. 2. Một máy biến áp lí tưởng có hai cuộn dây D và D . Khi mắc hai đầu cuộn D vào điện áp 1 2 1
xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu của cuộn D để hở có giá trị là 8 V . 2
Khi mắc hai đầu cuộn D vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu 2
của cuộn D để hở có giá trị là 2 V . Giá trị U bằng 1 A. 16 V . B. 8 V . C. 6 V . D. 4 V . Lời giải D U 2 1 = =
U = 4V . Chọn D D 8 U 2
Câu 55. Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động ổn định. Suất điện động trong ba cuộn dây
của phần ứng có giá trị e , e và e . Ở thời điểm mà e = 40 V thì e − e = 40 V. Giá trị cực đại của e 1 2 3 1 2 3 1 là C. 40,2 V. B. 51,9 V. C. 46,2 V. D. 45,1 V. Hướng dẫn: Chọn C
Suất điện động trong các pha của máy phát điện 2 2 e = E cos t
, e = E cos t +
và e = E cos t − 1 0 ( ) 2 0 3 3 0 3
Theo giả thuyết bài toán Trang 28 → 2 2 2
e − e = E cos t + − cos t − = 2 − E sin t sin 2 3 0 0 ( ) 3 3 3 e − e = 40 V 2 3 → 2 2 − E sin t sin = 4 0 V 0 ( ) 3 Kết hợp với 1 2 t an t = t = 2
− E sin t sin = 40
e = E cos t = 40 V → 0 V → 3 → 6 1 0 3 1 E cos t = 40 tan t = − = − 0 t 3 6 → 40 E = 46 V 0 2 2 sin sin 6 3
Câu 56. Cuộn sơ cấp của một máy biến áp có 192 vòng. Hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp được
nối vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 240 V, điện áp hiệu dụng trên hai đầu cuộn thứ cấp
là 120 V. Để điện áp hiệu dụng trên hai đầu cuộn thứ cấp là 125 V thì phải quấn thêm vào cuộn thứ cấp A. 6 vòng. B. 4 vòng. C. 5 vòng. D. 7 vòng. Hướng dẫn N U N Trườ 240 ng hợp 1 1 1
N = 192; U = 240V , U = 120V = = = 2 N = = 96 . 1 1 2 2 N U 120 2 2 2 N U N Trườ 240 ng hợp 1 1 1
N = 192; U = 240V , U = 125V = = = 1, 92 N = = 100 1 1 2 2 N U . 125 1, 92 2 2
Số vòng dây cần quấn thêm vào cuộn thứ cấp là: N − N = 4 . Đáp án B 2 2
Câu 57. Một máy biến áp lí tường có cuộn sơ cấp 800 vòng dây được mắc vào mạng diện xoay chiều có
diện áp hiệu dụng 210 V . Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 630 V . Số vòng dây
của cuộn thứ cấp lả A. 2400. B. 2200. C. 2000. D. 1100. Hướng dẫn N U N 630 2 2 2 = =
N = 2400 . Chọn A 2 N U 800 210 1 1
Câu 58. Một người định cuốn một máy tăng thế từ điện áp 110 (V) lên 220 (V) vói lõi không phân nhánh,
không mất mát năng lượng và các cuộn dây có điện trở rất nhỏ. Biết số vòng dây của các cuộn ứng với
1,2 vòng/Vôn. Người đó cuốn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại cuốn ngược chiều những vòng cuối
của cuộn sơ cấp. Khi thử máy với điện áp nguồn là U = 110( V) thì điện áp cuộn thứ cấp đo được là 1
U = 264(V ) . Số vòng dây bị cuốn ngược là: 2 A. 11 B. 20 C. 10 D. 22. Hướng dẫn N N N N N = 132 1 2 1 2 1 = = 1, 2 = = 1, 2 U U 110 220 N = 264 1 2 2 Trang 29 N − 2n N 132 − 2n 264 1 2 = =
n = 11 vòng. Chọn A U U 110 264 1 2
Câu 59. Một máy phát điện xoay chiều có roto gồm 2 cặp cực. Roto quay với tốc độ 30 (vòng/s). Stato
gồm các cuộn dây mắc nối tiếp, mỗi cuộn có 50 vòng. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây. Từ thông 1
cực đại qua mỗi vòng dây là
(Wb) . Máy phát điện được nối với mạch ngoài gồm tụ điện có điện 60 3 10− dung C =
(F ) và điện trở R = 100 3( )
mắc nối tiếp. Công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài là: 12 A. 200 3 W. B. 50 3 W . C. 400 3 W. D. 49,5 W. Hướng dẫn
f = np = 30.2 = 60 (Hz) = 2 f = 2 . 60 = 120 (rad/s) 50
E = N = 2. .120 = 200 (V) 0 0 60 1 1 Z = = = 100 C 3 − ( ) C 10 120 . 12 E R (100 2)2 2 .100 3 P = = = 50 3 (W). Chọn B 2 2 R + ZC (100 3)2 2 + 100
Câu 60. Một động cơ không đồng bộ hoạt động bình thường khi mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu
điện thế hiệu dụng 220 (V). Biết động cơ có công suất cơ học 167,2 (W), hệ số công suất 0,88; điện trở thuần R = 55( )
. Biết rằng hiệu suất sử dụng của động cơ là lớn nhất. Cường độ dòng điện định mức của động cơ là: A. 1, 52( A) . B. 0,95 (A). C. 2 (A). D. 1, 74( A) . Hướng dẫn I
= 2A H 50% 2 2 ( )
UI cos = I R + P 220.I .0, 88 = I .55 + 167, 2 . Chọn A c I = 1, 52A (H 50%)
Câu 61. Một máy biến áp lí tưởng, cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng dây và cuộn dây thứ cấp gồm 500 vòng
dây. Đặt vào hai đâu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng 200 V . Ô cuộn thứ cấp có 50
vòng dây bị quấn ngược, điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở bằng A. 120 V . B. 80 V . C. 111 V . D. 100 V . Lời giải U N − 2n U 500 − 2.50 2 2 2 = =
U = 80V . Chọn B 2 U N 200 1000 1 1
Câu 62. Một máy phát điện xoay chiều một pha 2 cặp cực với 4 cuộn dây có suất điện động hiệu dụng
220 V, tần số 50 Hz. Biết từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 5 mWB.. Vận tốc quay của rôto và số
vòng dây của mỗi cuộn dây trong phần ứng là
A. 3000 vòng/phút và 49,5 vòng.
B. 50 vòng/giây và 99 vòng.
C. 1500 vòng/ phút và 49,5 vòng.
D. 25 vòng/giây và 99 vòng. Hướng dẫn Trang 30 np 60 f
Tốc độ quay của rôto: f = n = =1500 (vòng/ phút) 60 p Từ thông max max
= BS → E = 220 2 V 0 ( )
E = NBS → N = 198 vòng 0
→ Số vòng dây của mỗi cuộn dây phần ứng là: N0 = N/4 = 49,5 vòng. Đáp án: C
Câu 63. Người ta cần truyền một công suất điện 200 kW từ nguồn điện có điện áp 5000 V trên đường dây
có điện trở tổng cộng 20 và hệ số công suất bằng 1. Độ giảm thế trên đường dây truyền tải là: A. 40 V. B. 400 V. C. 80 V. D. 800 V. Hướng dẫn 2 P 200.10 U = IR = R = .20 = 800 (V) Chọn D U cos 5000.1
Câu 64. Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000 kW. Dòng điện nó phát ra sau khi tăng thế
được truyền đi xa bằng một dây dẫn có tổng chiều dài 200 km có đường kính 0,39 cm và làm bằng hợp
kim có điện trở suất bằng 1,8.10−8 (Ωm). Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Tính công suất hao phí
trên đường dây nếu điện áp đưa lên là 50 kV. A. 0,16 MW. B.0,03 MW. C. 0,2 MW. D. 0,12 MW. Hướng dẫn 3 Điên trở 1 − 200.10 đường dây: 8 R = = = 1,8.10 . 301() 2 S r (0,195.10− )2 2
Công suất hao phí trên đường dây: 2 2 3 P 1000.10 6 P = R =
.301 0,12.10 (W) Chọn D 3 U cos 50.10 .1
Câu 65. Người ta truyền tài điện xoay chiều một pha từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn
có tổng chiều dài 20 km. Dây dẫn làm bằng kim loại có điện trở suất 2,5.10−8Ωm, tiết diện 0,4 cm2, hệ số
công suất của mạch điện là 1. Điện áp hiệu dụng và công suất truyền đi ở trạm phát điện là 10 kV và 500
kW. Hiệu suất truyền tải điện là? A. 93,75%. B. 96,14% C. 97,41%. D. 96,88%. Hướng dẫn − 2.100000 8 R = = 2,5.10 . = 12,5 − ( ) 4 S 0, 4.10 chọn A 2 3 P R P − P PR 5000.10 .12, 5 P = H = = 1− = 1− = 93,75% 2 2 2 2 2 U cos P U cos 10000 .1
Câu 66. Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có 4 cặp cực và rôto quay với tốc độ 900 vòng/phút. Máy
phát điện xoay chiều thứ hai có 6 cặp cực phải quay với tốc độ bằng bao nhiêu để tần số điện áp xoay
chiều do hai máy phát ra bằng nhau
A. 600 vòng/phút.
B. 750 vòng/phút.
C. 1200 vòng/phút. D. 300 vòng/phút.
Hiển thị Lời giải
f = np/60 = n'p'/60 → n’ = np/p' = 600 vòng/phút. Chọn#A. Trang 31
Câu 67. ] Hai máy phát điện xoay chiều một pha A và B (có phần cảm là rôto) đang hoạt động ổn định,
phát ra hai suất điện động có cùng tần số 60 Hz. Biết phần cảm của máy A nhiều hơn phần cảm của máy
B 2 cặp cực (2 cực bắc, 2 cực nam) và trong 1 giờ số vòng quay của rôto hai máy chênh lệch nhau 18000
vòng. Số cặp cực của máy A và máy B lần lượt là
A. 4 và 2 B. 5 và 3. C. 6 và 4 D. 8 và 6 Lời giải:
Ta có: 60 = nAPA = (nA + 5)(PA - 2) ⇒
⇒ 60 = (2,5PA - 5)pA ⇒ p2A - 2PA - 24 = 0 ⇒ pA = 6 ⇒ pB = 4 Đáp án: C
Câu 68. Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể. Nối 2 cực của máy với một
cuộn dây thuần cảm. Khi roto quay với tốc độ n vòng/s thì cường độ hiệu dụng qua cuộn cảm là I. Hỏi khi
roto quay với tốc độ 3n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là bao nhiêu ? A. I. B. 2I. C. 3I. D. 4I NBS I = = Hs L Chọn A
Câu 69. Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có điện trở trong không đáng kể. Nối 2 cực máy phát với 1
tụ điện. Khi rôto của máy quay với vận tốc góc n vòng/s thì cường độ dòng điện đi qua tụ điện có cường
độ hiệu dụng I. Nếu rôto quay với vận tốc góc 2n vòng/s thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch là A. I. B. 2I. C. 3I. D. 4I NBS I = = NBSC 2 ZC Chọn D
Câu 70. Trong máy phát điện xoay chiều 3 pha, trên mỗi cuộn dây của stato cso suất điện động cực đại là
E0. Khi suất điẹn động tức thời ở cuộn dây thứ nhất triệt tiêu thì suất điện động tức thời trong cuộn dây
thứ hai và cuộn dây thứ 3 tương ứng là e2 và e3 thỏa mãn hệ thức nào sau đây E E 3E 3E
A. e e = − 0 . B. e e = 0 . C. e e = 0 . D. e e = − 0 . 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 Trang 32