Lý thuyết và bài tập Vật lý Lớp 12: Dòng điện xoay chiều

Nội dung text: Lý thuyết và bài tập Vật lý Lớp 12: Dòng điện xoay chiều

1. Dòng điện xoay chiều I / Kiến thức cần nhớ: 1 : Mạch RLC nối tiếp : 2 2 2 2 Z = 푅 + (푍퐿 ― 푍 ) U = 푈푅 + (푈퐿 ― 푈 ) 푅 U = U 2 ; I = I 2 Hệ số công suất : cos = 0 0 푍 2 : hệ thức độc lập : Mạch AB chỉ có L và C, hoặc L; hoặc C: 2 2 2 2 2 푈 = u + (푖.푍 ) 0 푖 + ( ) 0 푍 2 2 2 2 1 ( ) + ( 푖 ) = 1 ( 푈 ) + ( ) = 푈0 0 푈0 0 2 푍 ― 푍 3: Viết biểu thức u,i: tan = 퐿 AB 푅 + Nếu uAB= U0 cos(t + ) thì i= I0 cos(t + - AB) + Nếu i= I0 cos(t + ) thì uAB= U0 cos(t + + AB) 4: Hiện tượng cộng hưởng điện 2 Khi Z = Z có R = Z, U = U; I = I , P= P = 푈 , cos = 1 L C R AB max max 푅 5: Khi có R thay đổi: U2 -Pmax = khi R= |푍퐿 ― 푍 | 2|ZL ― ZC| - P < Pmax có R1 ≠ R2 cho cùng giá trị của P thì : 2 R + R 푈 ; R .R = (푍 ― 푍 )2 = R2 (R khi P ) 1 2 = 푃 1 2 퐿 max 6 : khi có L thay đổi : U2 -P = khi Z = Z max R c L 2 2 2 2 U R + ZC R + ZC - UL max = khi ZL = R ZC 푍 + 푍 Nếu L ≠ L cho cùng giá trị của I, P, thì : 퐿1 퐿2 - 1 2 iu Zc = 2 퐿 + 퐿 Và : khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì 1 2 L = 2 2퐿1퐿2 Khi ULmax thì L = 퐿1 + 퐿2 7 : khi mạch có C thay đổi : 푈2 1 -P max = khi C = 2 푅  퐿 -U Rmax = U khi ZL= ZC 푍퐿 -U = U khi Z = Z Lmax 푅 L C 2 2 2 2 U R + ZL R + ZL -UC max = khi ZL = R ZL 푍 + 푍 Nếu C ≠ C cho cùng giá trị I, P, thì Z = 1 2 - 1 2 ui L 2 2 1 2 Và khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng C = 1 + 2 + Khi U thì C = 1 2 Cmax 2 8 : khi mạch có  thay đổi: -U Rmax = U khi ZL= ZC
2. 2푈퐿 2 2퐿 -U = khi  = (điều kiện > 푅2) Lmax 푅 4퐿 ― 푅2 2 L 2퐿 ― 푅2 2 2푈퐿 1 푅2 -UCmax = khi C = ― 푅 4퐿 ― 푅2 2 퐿 2퐿2 - LC = c/hưởng - Nếu 1 ≠ 2 cho cùng giá trị UC , C khi UCmax thì ta có: 1 2 = (휔2 + 휔2)  2 1 2 - Nếu 1 ≠ 2 cho cùng giá trị UL , L khi ULmax thì ta có: 1 1 1 1 2= ( 2 + 2) 휔퐿 2 휔1 휔2 Dạng 1: đại cương về dòng điện xoay chiều Câu 1: cường độ dòng điện trong một mạch có biểu thức i= 4 2 cos(100 t + /3) (A). Ở thời điểm t = 1/50s, cường độ dòng điện tức thời trong mạch có giá trị A . cực đại B . 2 2 và đang giảm C. 2 2 và đang tăng D. cực tiểu Câu 2: dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz. Trong1s nó đổi chiều bao nhiêu lần? A . 25 lần B. 50 lần C. 100 lần D. 200 lần Câu 3: hiệu điện thế 2 đầu một đoạn mạch u = 310 sin100 t (V ). Tại thời điểm nào gần nhất sau đó hiệu điện thế có giá trị 155V? A . 1/600 s B. 1/300s C. 1/150s D. 1/60s Câu 4: điện áp giữa 2 đầu một đoạn mạch là u = 220 2 cos(100 t - /2) (V), t tính bằng s. Kể từ thời điểm đầu tiên điện áp tức thời có độ lớn bằng giá trị hiệu dụng và đang giảm là :\ A . 1/400s B. 2/300s C. 1/600s D. 3/400s Câu 5: Một đèn ống huỳnh quang được đặt dưới hiệu điện thế xoay chiều có giá trị cực đại 127V và tần số 50Hz. Biết dèn chỉ sáng lên khi hiệu điện thế tức thời đặt vào đèn |u| >= 90V. Tính trung bình thời gian đèn sáng trong mỗi phút là A .30s B . 40s C. 20s D. 1s Câu 6: một đèn làm việc dưới một hiệu đền thế xoay chiều u= 220 2 sin120 t (V). Tuy nhiên đèn chỉ sáng khi hiệu điện thế đặt vào đèn có |u| >= 155V. Hỏi trung bình trong 1 giây có bao nhiêu lần đèn sáng ? A . 30 B. 60 C. 100 D. 120 Câu 7: một đèn ống huỳnh quang được đặt dưới hiệu điện thế xoay chiều có giá hiệu dụng là 220 V và tần số 50Hz. Biết đèn chỉ sáng lên khi hiệu điện thế tức thời đặt vào đèn |u| >= 110 2 V. Tính trung bình, thời gian đèn sáng trong một phút là A . 30s B. 40s C. 20s D. 10s Câu 8: một bóng đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều tần số 50Hz. Biết rằng đèn chỉ sáng khi điện áp giữa 2 cực của đèn đạt giá trị |u| >= 110 2 V . Trong 2s thời gian đèn sáng là 4/3 s. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu bóng đèn là: A . 220V B. 220 3 V C. 220 2 V D. 200V Câu 9: cho mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện . Hiệu điện thế hai đầu hai đầu đoạn mạch có dạng u = U0sin2 ft (V). Tại thời điểm t1 giá trị tức thời của cường độ dòng điện qua tụ và hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch là (2 2 A, 60 6 V). Tại thời điểm t2 giá trị tức thời của cường độ dòng điện qua tụ và hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch là (2 6 A, 60 2V). Dung kháng của tụ điện bằng: A . 20 3  B. 20 2  C. 30  D. 40 Câu 10: đặt điện áp xoay chiều u= U0 cos(2 ft + /4) vào hai đầu một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L= 1/ H. Ở thời điểm t1 điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là 50 2 V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 2/2 A. Còn ở thời điểm t2 khi điện áp giữa hai đầu cuộn dây là 80V thì cường độ dòng điện qua nó là 0,6A. Tần số f của dòng điện xoay chiều bằng A .40Hz B. 50Hz C. 60Hz D. 120Hz
3. Câu 11: đặt điện áp xoay chiều u= U0 cos(100 t + /3) (V) vào hai đầu một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 1/(2 ) (H). Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là 100 2 V thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là 2 A. Biểu thức của cường độ dòng điện qua cuộn cảm là: A . i= 2 3 cos(100 t - /6) (A) B. i= 2 3 cos(100 t + /6) (A) C .i=2 2 cos(100 t + /6) (A) D. i= 2 2 cos(100 t - /6) (A) -4 Câu 12: đặt điện áp u= U0 cos(100 t - /3) (V) vào hai đầu một tụ điện có điện dung (2.10 )/ (F). Ở thời điểm điện áp giữa 2 đầu tụ điện là 150V thì cường độ dòng điện trong 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+ /6) (A) C .i=5cos(100 t- /6) (A) D. i= 4 2 cos(100 t - /6) (A) Câu 13: một cuộn dây có điện trở thuần r, độ tự cảm L. Mắc cuộn dây vào hiệu điện thế một chiều U= 10V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 0,4A. Khi mắc cuộn dây vào hiệu điện thế xoay chiều u= 100 2 sin 100 t(V) thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây là 1A. Độ tự cảm L của cuộn dây có giá trị Â .0,308H B. 0,968H C. 0,488 H D. 0,729H Câu 14: hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R= 100 có biểu thức u= 100 2 cos(100 ) V . Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong 1 phút là A . 300J B. 600 2 J C. 6000J D. 300 2 J Câu 15: dòng điện xoay chiều i= I0 cost trong đoạn mạch có đặc điểm sau : trong thời gian một phần 3 dâu của chu kì thì có giá trị hiệu dụng bằng 1A, trong hai phần 3sau của chu kì thì có giá trị 2A. Giá trị hiệu dụng của dòng điện này trong một chu kì bằng A . 2A B. 5 A C. 1,5A D. 3 A Câu 17: Một đoạn mạch gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L= 1/(10 ) H mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C = 4.10-4/ F và một điện trở R. Cường độ dòng điện chạy qua mạch có phương trình i= 2cos100 t (A). Hiệu điện thế cực đại của đoạn mạch là 50V. Điện trở thuần R của mạch là A . 20 B. 40 C. 30 D. 10 Câu 18: Trong mạch điện xoay chiều gồm R,L,C mác nối tiếp . Độ lệch pha giữa hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch là = u - I = /3, điều này chứng tỏ A . mạch điện có tính dung kháng B. mạch điện có tính cảm kháng C . mạch có tính trở kháng D. mạch cộng hưởng điện Câu 19: đặt hiệu điện thế xoay chiều u= 120 2 cos(100 t + /6) (V) vào hai đầu của một cuộn dây không thuần cảm thấy dòng điện trong mạch có biểu thức i= 2cos(100 t - /12) (A). Điện trở thuần có giá trị bằng A . 60 B. 85 C. 100 D . 120 Câu 20 : hiệu điện thế xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp có biểu thức u = 400cos(100 t - /12) (V). Biết R = 100, L= 0,318H và C = 15,9F. Biểu thức cường độ dòng điện qua đoạn mạch là : A . i= 2 2 cos(100 t + /6) (A) B. i= 4 2 cos(100 t - /6) (A) C. i= 2 2 cos(100 t + /3) (A) D .i= 2 2 cos(100 t - /4) (A) - Câu 21: ở mạch điện xoay chiều RLC,. Biết điện áp toàn mạch có uRL = 120 2 cos(100 t + /6) V, R= 80, C= 10 3 /(16 3) F; uRL lệch pha /3 so với i. Tìm biểu thức điện áp giữa hai đầu mạch? Câu 22: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp . biết cảm kháng gấp đôi dung kháng . Dùng vôn kế xoay chiều (điện trở rất lớn ) đo điện áp giữa hai đầu tụ điện và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện trong đoạn mạch là: A . /4 B. /6 C. /3 D. - /3 Câu 23: cho mạch điện AB gồm cuộn dây không thuần cảm và tụ điện mắc nối tiếp. Biết hiệu điện thế hiệu dụng UAB= Udây = UC. Độ lệch pha giữa hiệu điện thế hai đầu mạch và dòng điện trong mạch là: A . /3 B. - /3 C. /6 D. - /6 Câu 24: hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch xoay chiều và cường độ dòng điện qua mạch lần lượt có biểu thức là u= 100 2 cos(100 t - /6) V và i= 4 2 cos(100 t - /2) A. Công suất tiêu thụ của mạch là: A . 200W B. 400W C. 600W D. 100W
4. Câu 25: mắc vào hai đầu một ống dây không thuần cảm có R= 25 một hiệu điện thế xoay chiều u= 100 2sin(100 t - /6) V . Biết công suất tỏa nhiệt trên ống dây là 100W. Giá trị của độ tự cảm là: A . L= 1/( 3) H B. L =2/( 3) H C. L= 3/ (4 ) H D. L= 2/( 2) H Câu 26: Mạch điện gồm điện trở R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp. Hiệu điện thế ở hai đầu mạch u=50 2 cos100 t (V). Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm là UL= 30V và hai đầu tụ điện là UC= 60V. Hệ số công suất của mạch bằng A .cos = 6/5 B. cos =1 C. cos = 4/5 D. cos = 3/5 Câu 27: đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Gọi điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện, giữa 2 đầu biến trở và hệ số công suất của đoạn mạch khi biến trở có giá trị R1 lần lượt là UC1, UR1, cos 1; khi biến trở có giá trị R2 thì các giá trị tương ứng nói trên là Uc2, UR2 và cos 2. . Biết UC1= 2UC2; UR2= 2UR1. Giá trị của cos 1 và cos 2 lần lượt là A . 1/ 3 và 2/ 5 B. 1/ 5 và 1/ 3 C. 1/ 5 và 2/ 5 D. 1/2 2 và 1/ 2 Câu 27: Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i= 2sin (100 t) A chạy qua một dây dẫn . Trong 5ms kể từ thời điểm t=0s, số electron chuyển qua một tiết diện thẳng của dây dẫn là 17 16 16 17 A .1,59. 10 B. 3,98 .10 C. 7,96 . 10 D . 1,19 . 10 Dạng 2: Phương pháp giản đồ vecto Câu 28: cho đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R ghép nối tiếp với cuộn dây không thuần cảm. Biết uAB=200 2 cos(100 t + /3) (V). UAM= 70V, UMB= 150V. Hệ số công suất của đoạn mạch MB bằng A .0,5 B. 0,6 C. 0,7 D. 0,8 Câu 29: đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp . Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R1 = 40 mắc -3 nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 10 / 4 F, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi uAM = 50 2 cos(100 t - 7 /12) V và uMB= 150cos100 t V. Hệ số công suất của mạch AB là A . 0,86 B. 0,84 C. 0,95 D. 0,71 Câu 30:trong các dụng cụ tiêu thụ điện như quạt, tủ lạnh, động cơ điện người ta phải nâng cao hệ số công suất nhằm A . tăng công suất tiêu thụ B. giảm công suất tiêu thụ C. thay đổi tần số của dòng điện D. tăng hiệu suất của việc sử dụng điện Câu 31: trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp . Khi hiện tượng cộng hưởng xảy ra thì điều nào sau đây sai A . U= UR B. ZL= ZC C. UL= UC= 0 D. công suất tiêu thụ trong mạch lớn nhất Câu 32: cho mạch điện như hình vẽ bên . điện trở thuần R = 120 3 , cuộn dây có điện trở thuần r= 30 3 . Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch có biểu thức : uAB= U0 cos100 t (V), hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai điểm A, N là UAN= 300 (V), và giữa hai điểm M, B là UMB = 60 3 (V). Hiệu điện thế tức thời uAN lệch pha so với uMB là /2 . Xác định U0, độ tự cảm L, tụ điện C. Viết biểu thức dòng điện trong mạch? (i= 2sin(100 t+0,106 )). M N A B Câu 33: cho mạch điện như hình vẽ trong đó cuộn dây thuần cảm . Điện áp hai đầu đoạn mạch uAB= U0cos100 t(V). M N R1 L A R2 C B 0 + khi mắc ampe kế lí tưởng vào hai điểm M, N thì ampe kế chỉ 0,3A , dòng điện trong mạch lệch pha 60 so với uAB và công suất tỏa nhiệt trong mạch là 18W. 0 + khi thay ampe kế trên bằng vôn lế lí tưởng thì vôn kế chỉ 60V, hiệu điện thế trên vôn kế trễ pha 60 so với uAB. Tìm U0, R1, R2, L, C? Câu 34: Cho một đoạn mạch xoay chiều AB gồm C nt R nt L. M nằm giữa C và R, N nằm giữa R và L. biết điện áp trên các đoạn mạch uAN= 100 2 cos(100 t - /6) (V), uMB= 100 2 cos(100 t + /2) (V), uAB= U0 cos(100 t + u) (V). hãy chọn giá trị đúng của u ?
5. A . 0 B. - /3 C. /3 D. /6 Câu 35: đặt điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB là u= 120 2 cost (V). Khi G là ampe kế lí tưởng thì nó chỉ 3 A. Khi thay G bằng vôn kế lí tưởng thì nó chỉ 60V, lúc đó điện áp giữa hai đầu MB lệch pha 600 so với điện áp giữa hai đầu AB. Tổng trở của cuộn dây là: A R C M L, r A . 40 B. 40 3 C. 20 3 D. 60     B Câu 36: Cho một mạch điện R, L, C nối tiếp theo thứ tự trên với cuộn dây thuần cảm. Biết L = 1/ , -4 C= (10 )/2 F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức u=U0cos100 t (V). Để uRL lệch pha /2 so với uRC thì A . R =50 B. R = 100 C. R= 100 2  D. R= 100 3  Câu 37: Cho đoạn mạch điện xoay chiều như hình vẽ : Biết hiệu điện thế hiệu dụng trên các đoạn mạch U AN = 200V, 0 UMB= 150V và biểu thức hiệu điện thế của 2 đoạn mạch này lêch nhau 90 . Cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i= 2 2 cos(100 t - /6) A. Tìm điện trở R và độ tự cảm L? A L,r=0 M R N C B Câu 38: cho một đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ . Biết cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i=I0cos100 t (A). 0 Điện áp trên đoạn mạch AN có dạng uAN= 100 2 cos(100 t + /3) (V) và lệch pha 90 so với điện áp của đoạn mạch MB. Biểu thức điện áp uMB và hệ số công suất của mạch là A L,r=0 M R N C B 2 5 A . uAB= 100 cos(100 t- /6) (V); cos = 3 7 2 2 3 B . uAB= 100 3 cos(100 t+ /3) (V); cos = C . uAB= 100 cos(100 t- /6) (V); cos = 7 3 7 6 D . uAB= 100 2 cos(100 t-+ /3) (V); cos = 7 Câu 39:mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây thuần cảm, điện trở thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Điện áp ở hai đầu cuộn dây và điện trở là 100V. Điện áp ở hai đầu điện trở và tụ điện là 100 2 V. Giữa hai điện áp đó có độ lệch pha 1050. Ngoài ra còn có |UL- UC| = 27 V. Điện áp ở hai đầu cuộn dây và tụ điện lần lượt là : A .110V và 83V B. 100V và 127V C. 83V và 110V D. 127V và 100V. Dạng 3: bài toán hộp đen Câu 40 : cho một đoạn mạch xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử : R, L, C mắc nối tiếp. Biết hiệu điện thế giữa 2 đầu mạch và cường độ dòng điện trong mạch có dạng u = 100 2 cos(100 t - /3) (V), i= 2 2 cos(100 t - /6) (A). Hai phần tử đó là A . R và L B. R và C C. L và C D. không tồn tại Câu 41: cho mạch điện xoay chiều AB như hình vẽ . Hộp kín X chứa một trong 3 phần tử R, L, C. Biết hiệu điện thế uAB nhanh pha /3 so với dòng điện qua mạch. Mạch X chứa các phần tử nào ? X A . L B. C C. không có khả năng này D. R R Câu 42: cho mạch như hình vẽ . X là hộp kín. Phương trình cường độ dòng điện qua mạch và hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là i= I0 cos(t + /3) (A), uAB = U0 cos(t - /6) (V). X chứa những phần tử nào ? X A . R,L và C B. R và C C. R và L D. C L0 Câu 43: Một đoạn mạch xoay chiều gồm R mắc nối tiếp với một trong hai phần tử C hoặc cuộn dây thuần cảm L.
6. Điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức u =100 2 cos(100 t) V , i=2cos(100 t- /4) A. Đoạn mạch gồm: A. R và C có R = 30Ω, ZC = 30 B. R và L có R = 40Ω, ZL = 30Ω C. R và C có R = 50Ω, ZC = 50Ω D. R và L có R = 50Ω, ZL = 50Ω Câu 44: Cho đoạn mạch RL nối tiếp, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch có dạng u 100 2 cos100 t(V thì) biểu thức dòng điện qua mạch là i 2 2 cos(100 t 6)(A) . Tìm R,L? 1 3 A.R 25 3(), L (H ); B. R 25(), L (H ); 4 4 1 0,4 C. R 20(), L (H ); D. R 30(), L (H ); 4 Câu 45: Cho đoạn mạch RL nối tiếp, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch có dạng u 100 2 sin100 t(V thì) biểu thức dòng điện qua mạch là i 2 2 sin(100 t 6)(A) . Tìm R,L? 1 3 A.R 25 3(), L (H ); B. R 25(), L (H ); 4 4 1 0,4 C. R 20(), L (H ); D. R 30(), L (H ); 4 câu 46: đoạn mạch AM chứa tụ C0 nối tiếp với đoạn mạch MB chứa hộp đen X. Biết hộp X chỉ chứa một trong 3 phần tử : điện trở, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vòa hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, người ta đo được UAM = 120V, UMB= 260V. Hộp X chứa : A . cuộn dây không thuần cảm B. Điện trở thuần C. Tụ điện D. cuộn dây thuần cảm Câu 47: cuộn dây không thuần cảm ZL0 = 100 3 , r0= 100. Đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều . tại thời điểm t1 thì uAM đạt cực đại, tại thời điểm t2= t1 + T/12 thì uMB đạt cực đại. Hộp kín X chứa những phần tử nào? A . L và C B. R và C C. R và L D. L X B A Hiện tượng cộng hưởng điện L0, r0 M Câu 48: Mắc nối tiếp cuộn dây có điện trở r= 50 , độ tự cảm L = 3/(2 ) H với một tụ điện có điện dung C có thể thay đổi được. Măc mạch vào hiệu điện thế u= 200 2 cos(100 t + /6) V. Để hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn dây cực đại thì giá trị nào của điện dung C là A . 2.10-4/( 3) F B.10-4/( 3) F C. 3.10-4/( ) F D. 5.10-4/( 3) F Câu 49: đặt vào mạch điện R,L,C mắc nối tiếp một hiệu điện thế xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng không đổi . Thấy rằng hiệu điện thế hiệu dụng trên các phần tử R, L, C đều bằng nhau và bằng 100V. Nếu làm ngắn mạch tụ điện (nối tắt hai bản cực của nó) thì hiệu điện thế hiệu dụng trên điện trở thuần R là A . 50 2V B. 100V C. 100 2 V D. 200V
7. Câu 50: trong trường hợp nào thì khi tăng dần điện dung C của tụ điện trong đoạn mạch R, L, C nối tiếp, cướng độ dòng điện hiệu dụng tăng rồi lại giảm? A . ZL = ZC ZC C. ZL f B. f0 < f C. f0 = f D. không tồn tại f0 Câu 52: dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch RLC có tần số f =50Hz. Cuộn dây thuần cảm L= 1/4 H . Tụ -4 điện có điện dung biến thiên đang được điều chỉnh ở giá trị C1= 4/ . 10 F . Điện trở thuần R không đổi . Tăng dần điện dung của tụ điện từ giá trị C1 thì cường độ hiệu dụng của dòng điện sẽ : A . tăng B. giảm C. lúc đầu tăng sau đó giảm D. lúc đầu giảm sau đó tăng Câu 53: trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, R =50 . Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng ở tần số f1 thì I=1A. Tăng tần số cảu mạch lên gấp đôi , nhưng giữ nguyên hiệu điện thế hiệu dụng và các thông số khác cảu mạch, thì I’ = 0,8A. Cảm kháng của cuộn dây thuần cảm khi còn ở tần số f1 là : A . 25 B. 50 C. 37,5  D. 75 Câu 54: Một mạch điện mắc nối tiếp gồm điện trở R1, tụ điện C1 và cuộn dây thuần cảm L1 có cùng tần số cộng hưởng với mạch điện mắc nối tiếp khác gồm điện trở R2 , tụ điện C2 và cuộn dây thuần cảm L2. Bây giờ mắc nối tiêp 2 mạch đó với nhau. Tìm tần số góc khi xảy ra hiện tường cộng hưởng mới này? ( 0 = ) Dạng 4: bài toán R biến thiên Bài toán : cho mạch RLC nối tiếp , có U, L, C,  không đổi, R biến thiên từ 0 đến vô cùng. Tìm R để P max, Imax. R= |푍퐿 ― 푍 | U2 Pmax = 2|ZL ― ZC| 10―4 Câu 55: cho mạch RLC nối tiếp có u = 150 2 cos(100 t) V. có L= 2/ H, C= F AB 0,8π a. thay đổi R để Pmax . Tìm R, Pmax và viết biểu thức i khi đó b. khi P=90W , tìm R, viết biểu thức i khi đó câu 56: ccho mạch điện MN gồm R nối tiếp cuộn dây (L, r) và tụ C. 2 đầu MN có hiệu điện thế uMN = 360 2 cos100 t V, có R biến thiên từ 0 đến vô cùng. Điểm D nằm giữa điện trở R và cuộn dây, điểm E nằm giữa cuộn dây và tụ điện a. R=R1 thì I1 = 2A, UMD = 140V, UDN=300V, tìm R1 và r, |푍퐿 ― 푍 | ? b. Thay đổi R = R2 thì công suất tiêu thụ trong mạch đạt cực đại. Tìm R2 và Pmax. c. Thay đổi R = R3 thì công suất tiêu thụ trên điện trở R cực đại (PRmax). Tìm R3 và PRmax. d. Thay đổi R= R4 để công suất tiêu thụ trên cuộn dây (Prmax). Tìm R4 và Prmax. Câu 57: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, trong đó điện trở R thay đổi được . Điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng U, tần số f. Tìm điều kiện để khi thay đổi điện trở R, tồn tại hai giá trị R1, R2 mạch có cùng công suất. Tìm hệ thức liên hệ giữa R1, R2.Tìm biểu thức liên hệ 1 và 2? Câu 58: cho mạch điện gồm RLC nối tiếp, có R thay đổi được. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch uAB = 100 2 cos 100 t V. Khi R1 =18 hoặc R2= 32 thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch là như nhau . Công suất P của mạch ứng với hai giá trị điện trở đó là : A .40W B . 120W C. 200W D. 300W
8. Câu 59: 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 R1 =20 và R2 =80 của biến trở thì công suất tiêu thụ trong đoạn mạch đều bằng 400W. Giá trị của U là: A .400V B. 200V C. 100V D. 100 2 Câu 60: Mạch điện gồm một biến trở R mắc nối tiếp với cuộn dây thuần cảm. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều ổn định u= U0cos100 t (V). Thay đổi R ta thấy với hai giá trị R1= 45 và R2= 80 thì mạch tiêu thụ công suất đều bằng 80W. Khi thay đổi R thì công suất tiêu thụ trên mạch đạt giá trị cực đại bằng: A . 250W B. 80 2 W C. 100W D. 250/3 W. Câu 61: đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện. Dung kháng của tụ điện là 100. Khi điều chỉnh R thì tại hai giá trị R1 và R2 công suất tiêu thụ của đoạn mạch như nhau. Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện khi R= R1 bằng hai lần điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện khi R=R2. Các giá trị R1 và R2 là : A . R1 = 50, R2= 100 B. R1 = 40, R2= 250 C. R1 = 50, R2= 200 D.R1 = 25, R2= 100 Câu 62: Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, trong đó cuộn dây không thuần cảm, còn điện trở R thay đổi được . Khi R biến thiên thấy có một giá trị làm PR= PRmax, lúc đó U= 1,5UR. Hệ số công suất của mạch bằng A . 0,67 B. 0,75 C. 0,5 D. 0,71 Câu 63: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Cuộn dây không thuần cảm có điện trở thuần r, điện trở R thay đổi được. Khi R= R1 hoặc R=R2 thì mạch tiêu thụ công suất bằng nhau. Điều kiện của R đẻ công suất trong mạch đạt giá trị cực đại là: A . R= (R1 ― r)(R2 ― r) - r. B. R= (R1 + r)(R2 + r) - r. C . R= 2(R1 + r)r - r. D. R= (R1 ― r)(R2 ― r)+ r. Câu 64: Mạch điện gồm một biến trở R mắc nối tiếp với cuộn dây không thuần cảm r= 10 và tụ điện C. Thay đổi R ta thấy với hai giá trị R1= 15 và R2 = 39 thì mạch tiêu thụ công suất suất như nhau. Để công suất tiêu thụ trên mạch đạt cực đại thì R bằng A . 25  B. 27 C. 32 D. 36 Câu 64: Đặt điện áp u= U 2 cost vào hai đầu đoạn mạch RLC nt, cuộn dây thuần cảm. Háy tìm các điều kiện để khi R có thay đổi thì điện áp trên từng đoạn mạch MN, AN, MB là không đổi? A C M R N L,r=0 B DẠNG 5: BÀI TOÁN L BIẾN THIÊN Bài toán: Cho mạch RLC nối tiếp, có U, R, C,  = hằng số, L biên thiên từ 0 đến vô cùng a. Tìm ZL để Pmax. b. ZL ? để UL max. Nhận xét: 퐔 L thì P = Z = Z max 퐑 ↔ c L 퐔 퐑 + 퐙퐂 퐑 + 퐙퐂 UL max = ↔ ZL = 퐑 퐙퐂 Câu 65: cho đoạn mạch xoay chiều gồm 3 phần tử RntLntC, giá trị cảu L có thể thay đổi được. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu mạch AB là : u=100 2 cos(100 t + /6) V, R= 100, C = 10-4/(2 ) F, vôn kế lí tưởng mắc vào 2 đầu phần tử L. Thay đổi L, thấy có một gía trị làm cho vôn kế chỉ cực đại, giá trị đó là:
9. A . 2,5/ H B. 1,5/ H C. /2,5 H D. /1,5 H Câu 66: Cho đoạn mạch RLC có L thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế xoay chiều tần số 50Hz. Khi L= L1= 3/ H hoặc L= L2 = 1/ H thì dòng điện tức thời i1, i2 tương ứng đều lệch pha một góc /4 so với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch. Điện dung C là A . 10-4/ 2 F B. 10-4/ F C. 2.10-4/ F D. 10-4/ 3 F Câu 67: cho đoạn mạch RLC nối tiếp , L thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế xoay chiều uAB= 200 2 cos100 t (V) .Khi L = L1= 3 3 / H hoặc L=L2= 3 / H thì cường độ dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng bằng nhau nhưng giá trị tức thời lệch pha nhau góc 2 /3. Tính R và C Câu 68: Cho mạch điện xoay chiều có uAB= 150 2 cos100 t V. Cuộn day không thuần cảm có r= 25 và L biến thiên . Biết điện trở R= 50, tụ C= 10-4/ F. Tìm số chỉ nhỏ nhất của von kế và giá trị L khi đó? Hãy cho biết công suất tiêu thụ của mạch lúc đó là lớn nhất hay nhỏ nhất? (Von kế măc hai đầu tụ và cuộn dây). Câu 69: cho đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp,giá trị của L có thể thay đổi được . Biết điện áp hiệu dụng giứa hai đàu mạch AB là U=200V. Điện trở và dung kháng của tụ điện là R= 120, Z/C = 90. Khi thay đổi L, thấy có hai giá trị của L để điện áp trên hai cuộn cảm bằng 175 2V . Hai giá trị của cảm kháng ứng với hai giá trị của L là: A .200 ; 300 B. 210 ; 308,8 C. 205; 310,8 D. 191; 118,8 Câu 70: cho đoạn mạch RLC có L thay đổi được . Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế xoay chiều có tần số f. Khi L = L1 = 2/ H hoặc L = L2= 3/ H thì hiệu điện thế trên cuộn dây thuần cảm này như nhau. Muốn hiệu điện thế trên cuộn dây đạt cực đại thì L phải bằng A . 2,4/ H B. 2,5/ H C. 1/ H D. 5/ H Câu 71: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp , cuốn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Khi L=L1= 2mH và khi L=L2= 3mH thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị bằng nhau , để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt cực đại thì giá trị L là: A . 2,5mH B. 0,6mH C. 2,4mH D. 3,6mH Dạng 6 : bài toán C biến thiên Bài toán: Cho mạch RLC nối tiếp, có U, R, C,  = hằng số, C biên thiên từ 0 đến vô cùng a. Tìm ZC để Pmax. b. ZC ? để UC max. Nhận xét: 퐔 C thì P = Z = Z max 퐑 ↔ c L 퐔 퐑 + 퐙퐋 퐑 + 퐙퐋 UC max = ↔ ZL = 퐑 퐙퐋 Câu 72: cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ . Cuộn dây thuần cảm L= 1/ H. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch AB có dạng u=U 2 cos(100 t+ /4) V. Khi cho tụ C biến thiên, thấy có một gía trị C= 10-4 / 2 H làm số chỉ vôn kế cực đại bằng 150V. Giá trị điện trở R và điện áp hiệu dụng của mạch lần lượt là
10. A . R = 150, U= 75V B. R= 100 , U= 75 2 V C. 100, U= 150V D. R= 150 ; U= 200V A C R L B V Câu 73: cho mạch điện như hình vẽ . Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch có dạng uAB= 100 2 cos100 t V. Cuộn dây không thuần cảm L = 3 / H, R= 100. Cho C thay đổi, số chỉ cực đại của vôn kế có thể đạt được là : A L, R C B A . 200V B. 150V C. 100V D. 250V V Câu 74: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Cuộn dây thuần cảm. Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch có dạng u= 30 2 cos(t + ) V. Khi cho tụ điện C biến thiên, thấy có một gía trị C làm số chỉ vôn kế cực đại và lúc đó thấy điện áp trên cuộn dây UL =32V. Giá trị cực đại mà vôn kế đạt chỉ là: A . 30V B. 40V C. 50V D. 60V R A L M C B Câu 75: cho đoạn mạch RLC nối tiếp, trong đó có C thay đổi được. V -4 -4 Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế u= U 2cos100 t V. Khi C= C1= 10 / 2 F hoặc C= C2 = 10 / F thì công suất của mạch bằng nhau nhưng hai dòng điện tức thời lệch pha nhau một góc /3 . Tính R, L? Câu 76: Mạch xoay chiều nối tiếp có tần số f= 50Hz gồm cuộn dây thuần cảm L, điện trở thuần R =100 và tụ điện C. Thay đổi điện dung ta thấy khi C= C1 và C=C1 /2 thì mạch có cùng công suất nhưng cường độ dòng điện thì vuông pha với nhau. Độ tự cảm của cuộn dây là: A . L =2/ H B. L = 1/ H C. 3/(2 ) H D. L= 3/ H -4 -4 Câu 77: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, tụ có điện dung C thay đổi được . Khi C1= 2.10 / F hoặc C= 10 / (1,5 ) F thì công suất của mạch có giá trị bằng nhau . Để công suất trong mạch có giá trị cực đại thì C bằng A . 2.10-4/(3 ) F B. 10-4/ (2 ) F C. 3.10-4 /(2 ) F D . 10-4/ F. Câu 78: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi . tần số 50Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiêp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung thay đổi được . Điều chỉnh điện dung C đến giá trị 10-4 / (4 ) F hoặc 10-4/ (2 ) F thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đều có giá trị bằng nhau. Giá trị của L bằng : A . 1/(2 ) H B. 2/ H C. 1/(3 ) H D. 3/ H.\ -4 -4 Câu 79: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Khi C1= 10 / F hoặc C2= 3.10 / F thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị bằng nhau. Để hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại thì điện dung của tụ điện phải bằng: A . 2,5. 10-4 / F B. 2.10-4/ F C. 1,5. 10-4/ F D. 4.10-4/ F Câu 80: đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60V vào hai đầu đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp thi cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i1= I0 cos(100 t + /4) A. Nếu ngắt bỏ tụ điện C thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i2 = I0 cos(100 t - /12)A. Điện áp hai đầu đoạn mạch là A . u= 60 2 cos(100 t - /12) V B. u= 60 2 cos(100 t - /6) V C . u= 60 2 cos(100 t + /12) V D. u= 60 2 cos(100 t + /6) V
11. Dạng 7: bài toán  biến thiên Câu 81: cho đoạn mạch RLC nối tiếp . Hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U= const nhưng  thay đổi được . a, Tìm  để cường độ dòng điện, công suất và hiệu điện thế trên hai đầu điện trở đạt giá trị cực đại. b, Tìm  để điện áp hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại . Tính giá trị cực đại đó. c, Tìm  để điện áp hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại . Tính giá trị cực đại đó. d, Xác lập mối quan hệ giữa các tần số góc tìm được ở các câu trên. Câu 82: Đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn cảm L và tụ điện C nối tiếp. Đặt vào mạch điện một điện áp xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng không đổi còn tần số góc thay đổi được. Khi 1 = 200 rad/s hoặc 2= 50 rad/s thì công suất của đoạn mạch bằng nhau. Để công suất của mạch đạt cực đại thì tần số góc  phải bằng A . 125 rad//s B. 40 rad/s C. 100 rad/s D. 200 rad/s Câu 83: đặt điện áp xoay chiều u = U0cos t có U0 không đổi và  thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch có R, L , C mắc nối tiếp . Thay đổi  thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch khi  = 1= bằn cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch khi =2 . Hệ thức đúng là: A . 1+2= 2/LC B. 1.2= 1/LC C. 1+2=2/ LC D. 1.2= 1/ LC Câu 84: Cho mạch RLC tần số của mạch có thể thay đổi được , khi  = 0 thì công suất tiêu thụ trong mạch đạt giá trị cực đại , khi = 1 hoặc  = 2 thì mạch có cùng một giá trị công suất. Mối liên hệ giữa các giá trị đó là: 2 2 2 ω1 . ω2 2 A . 휔0 = 휔1 +휔2 B. 0 = C. 휔0 = 1.2 D. 0= 1+2 ω1 + ω2 Câu 85: cho mạch điện xoay chiều không phân nhánh RLC có tần số dòng điện thay đổi được. Gọi f0, f1, f2 lần lượt là các giá trị của tần số dòng điện làm cho URmax, ULmax, UCmax. Ta có f1 f0 f1 f2 A . = B. f0= f1+f2 C. f0 = D. f0= f0 f2 f2 f1 Câu 86: đặt điện áp xoay chiều u=U0 cost (U0 không đổi và  thay đổi được ) vào hai đầu đoạn machj gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, với CR2 < 2L. Khi = 1 hoặc =2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có cùng một giá trị. Khi = 0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại. Hệ thức liên hệ giữa 1, 2 và 0 là: 1 1 1 1 1 2 1 2 2 A . 0= (1+2) B. 휔0 = (휔1 + 휔2 ) C. 0= ω1.ω2 D. 2= ( 2 + 2 ) 2 2 휔0 2 휔1 휔2 Câu 87: Một đoạn mạch gồm 3 phần tử RLC nối tiếp. Biết cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức i= I0 cos(100 t + /6) A . Tính từ thời điểm cường độ dòng điện qua mạch triệt tiêu, sau khoảng thời gian ¼ chu kì thì điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của mạch là: A . 0 B. I0/100 C. I0/25 D. I0/ 50