Trắc nghiệm môn lý 12 Bài tập phần điện xoay chiều12829

BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 1: Một cuộn dây có điện trở r  100 3 độ tự cảm L  3/  H mắc nối tiếp với đoạn mạch X mắc vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V , tần số 50 Hz cường độ dịng điện hiệu dụng qua mạch 0,3 A dòng điện chậm pha 300 so với điện áp hai đầu mạch Công suất tiêu thụ đoạn mạch X A 20 W B 5, 3W C 3W D 18 3W Giải: Gọi điện trở đoạn mạch X R: cos  = Ur UR = cos300 = U U = 60 V - UR = 60 -Ir = 30 UR = Ur  R = r = 100  UR + U r = Công suất tiêu thụ đoạn mạch X PX = PR = I2R = W Đáp án C Câu Đặt điện áp u = 120 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch nối thứ tự RLC, cuộn dây không cảm Biết điện áp hiệu dụng R 40 (V) Điện áp đoạn mạch chứa đoạn dây tụ điện sớm pha điện áp tồn mạch π/6 Tính độ lệch pha điện áp tồn mạch dịng điện? A  / B  / C  / D  / Giải: Vẽ giãn đồ véc tơ hình vẽ, U’ điện áp đầu đoạn mạch chưa cuộn dây tụ Ta có ’ -  = /6   = /6 ( ’ =  + ) U2R = U2 + U’2 – 2UU’cos  Ta có phương trình; U’2 – 2UU’cos + U2 - U2R = U’2 – 120 U’+ 9600 = (*) pt có nghiệm U’1 = 80 (V) U’2 = 40 (V) U   U’ UR ’ Khi U’1 = 80 (V)  = /2 loại ’ =  + /6 > /2 Khi U’1 = 40 (V)  = /6 Chọn đáp án A Câu 3: Cho mạch điện gồm điện trở gồm R=50Ω, cuộn cảm L=(1/π) H tụ điện C=(50/π) μF Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 50 + 100 cos100t + 50 cos200t (V) Công suất tiêu thụ mạch điện A 40W B 50W C 100W D 200W Giải: Đặt vào mạch điện áp: Điện áp môt chiều U0 hai điện áp xoay chiều u1 u2 Điện áp chiều U0 = 50V, điện áp khơng gây dịng điện qua mạch tụ điện khơng cho dịng điện chiều qua mạch Như có dịng điện qua mạch Hai dịng điện khác biên độ khác tần số i1 = I1 cos(100t + 1) i2 = I2 cos(200t + 2) U2 U U U1 I1 = = I2 = = 2 Z1 Z2 R  ( Z L1  Z C1 ) R  (Z L  Z C ) ThuVienDeThi.com ZL1 = 1L = 100; ZC1 = 200; ZL1 = 2L = 200; ZC1 = 100;  (ZL1 – ZC1)2 =(ZL2 – ZC2)2 = 1002 100 50  I1 = = (A); I2 = = (A); 2 2 5 50  100 50  100 Công suất tiêu thụ mạch điện P = (I21 + I22)R = 50 W Đáp án B Câu 4: Đặt điện áp u  120 cos(100t ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, tụ điện C = 1/(4) mF Và cuộn cảm L= 1/ H mắc nối tiếp Khi thay đổi R ứng với R1 R2 mạch tiêu thụ công suất P độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với dòng điện mạch tương ứng 1 2 với 1 =2.2 Giá trị công suất P A 120 W B 240 W C 60 W D 120 W Giải: ZL = 100; ZC = 40 - ZL – ZC = 60; P1 = P2  R1 R = 2 - R1R2 = 602 (*) R  60 R2  60 tan1 = Z L  ZC Z  ZC , tan2 = L , R1 R2 1 =2.2 - tan1 = tan22 = tan   tan  Z L  ZC Z  ZC R2 - L = Z  ZC R1 1 ( L ) R2 - 2R1R2 = R22 – (ZL – ZC)2 = R22 – 602 (**) Từ (*) (**)  R2 = 60   Z2 = 120 U R2 120 2.60 P = P2 = = = 60 W Đáp án C Z 22 120 Câu 5: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp (cuộn dây cảm, 2L  CR ) điện áp u  45 26 cos t (V ) với ω thay đổi Điều chỉnh  đến giá trị cho Z L / Z C  /11 điện áp hiệu dụng hai tụ đạt cực đại Giá trị cực đại A 180 V B 205 V C 165 V D 200 V Giải: UC = UCmax khi  = Khi ZL= L R2  ; ZC = C L L R2  C L L R2 C  C UCmax = - 2UL R LC  R C ZL C L R2 CR 2 = ( ) = 1= ZC 2L L C 11 ThuVienDeThi.com - CR CR 18 = - = (*) 2L L 11 11 UCmax = = 2UL R LC  R C 2.45 13.11 36.13 = 2U R2 (4 LC  R C ) L = 2U R 2C 4R 2C ) ( L L 2.45 13 = 18 18 ( ) 11 11 = 165V Đáp số UCmax = 165 V Đáp án C Câu Cho mạch xoay chiều RLC nối tiếp, AM R, MN C, NB cuộn dây không cảm R=80Ω, uAB = 240 cost (V) Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch A Biết điện áp hai đầu MB nhanh pha điện áp hai đầu AB 30o Điện áp hai đầu AB AN vng pha Tính giá trị cảm kháng A 80  B 120  C 60  D 20  Giải: Vẽ giãn đồ véc tơ hình vẽ Ta có UR = IR = 80 (V) MB -  =  = 300 U2R = U2AB+U2MB – 2UABUMBcos  UMB = 80 (V) UMB = UR -  =  = 300 - UL – UC = UAB/2 = 120 (V) UC = URtan( 900 - ) = URtan(600) =240V  UL = 120V + 240V = 360V  ZL = UL/I = 120  Đáp án B  UAB UMB  UR UL-UC MB UC Câu 7: Điện áp xoay chiều phòng thực hành có giá trị hiệu dụng 24V tần số 50Hz Một học sinh cần phải quấn máy biến áp để từ điện áp nói tạo điện áp hiệu dụng 12V hai đầu cuộn thứ cấp để hở Sau quấn máy thời gian, học sinh quên số vòng dây cuộn dây Để tạo máy biến áp theo yêu cầu học sinh nối cuộn sơ cấp máy với điện áp phòng thực hành sau dùng vơn kế có điện trở lớn để đo điện áp cuộn thứ cấp để hở Ban đầu kết đo 8,4V Sau quấn thêm 55 vòng dây vào cuộn thứ cấp kết đo 15V Bỏ qua hao phí máy biến áp Để ThuVienDeThi.com tạo máy biến áp theo yêu cầu học sinh cần phải tiếp tục giảm vòng dây cuộn thứ cấp? A 15 vòng B 40 vòng C 20 vòng D 25 vòng Giải: Gọi số vòng dây cuộ sơ cấp thứ cấp quấn N1 N2 N  55 N2 8,4 15  8,4 15 6,6 55 = (1) = (2) - Lấy (2) – (1) = = 24 24 24 24 N1 N1 N1  N1 = 200 vòng N2 = 70 vòng Để tạo máy biến áp theo u cầu số vịng dây cuộn thứ cấp N ' 12 =  N’2 = 100 vòng, N1 24 Học sinh cần phải tiếp tục giảm số vòng dây cuộn thứ cấp N2 + 55 – N’2 = 25 vòng Đáp án D Câu Đoạn mạch xoay chiều AB gồm đoạn mạch : đoạn mạch AM chứa điện trở R, đoạn mạch MN chứa tụ điện C đoạn mạch NB chứa cuộn dây mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu A,B điện áp xoay chiều u = 120 cost (V) Khi mắc am pe kế lý tưởng vào N B số ampe kế A Thay ampe kế vơn kế lý tưởng vơn kế 60V lúc điện áp N B lệch pha 600 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Tổng trở cuộn dây : C 40  D 60 A 20  B 40 Giải: Khi măc ampe kế vào N, B 120 U L.r ZAN = = = 40  R I MC N B   Khi măc vôn kế vào N, B ta có giãn đồ véc tơ A hình vẽ  U2AN = U2AB + U2NB – 2UABUNBcos = 1202 + 602 – 120.60 = 10800 UAB /3 UAN = 60 (V) U Ud U AN = d  Zd = ZAN = 40 Đáp án B Z AN Zd U AN UNB UAN Câu Đặt vào đầu mạch điện có phần tử C,L R với điện trở R = 100, L = 1/(H) C = 15,9 F nguồn điện tổng hợp có biểu thức u = [100 cos(100π + /4) + 100]V Tính công suất tỏa nhiệt điện trở: A: 50W B: 200W C: 25 W D: 150W Giải: Điện áp đặt vào mạch: u = 100 cos(100π + /4) + 100 (V) gồm thành phần Thành phần chiều u1 = U1 = 100V Thành phần không gây tỏa nhiệt điện trở R mạch có chứa tụ điện mắc nối tiếp nên khơng cho dòng điện chiều qua ThuVienDeThi.com Thành phần xoay chiều u2 = 100 cos(100π + /4) (V) 2 U R ZL = 100; ZC = 200 - Z = 100   I = = (A) cos = = 2 Z Z 2 Tính cơng suất tỏa nhiệt điện trở: P = UIcos = 100 = 50W Đáp án A 2 Câu 10 Một máy phát điện xoay chiều pha có roto nam châm điện có cặp cực quay với tốc độ n (bỏ qua điện trở cuộn dây phần ứng) Một đoạn mạch RLC mắc vào hai cực máy Khi roto quay với tốc độ n1=30vòng/s dung kháng tụ điện R; cịn roto quay với tốc độ n2=40vịng/s điện áp hiệu dụng tụ điện đạt giá trị cực đại Để cường độ hiệu dụng qua mạch đạt giá trị cực đại roto phải quay với tốc độ: A 24 vịng/s B 50 vòng/s C 34,6 vòng/s D 120 vòng/s Giải: Suất điện động nguồn điện: E = N0 = 2fN0 = U ( r = 0)  = 2f = 2np (1) ZC1 = = R (*) 1C n tốc độ quay roto, p số cặp cực từ  N UZ C UC2 = R  (Z L  Z C ) 2 = U = Z  N = R  (Z L2 (**) LC N = R  (Z L3  Z C ) C  ZC2 )2 N R  (Z L2  Z C ) UC2 = UCmax ZL2 = ZC2 > 22 = I = 2C R  ( L  3C  32 R  (3 L  I = Imax Y =  Y = Ymin  32 = LC - Thay (**) , (*) vào (***): n32 = 1 3C = 2L C + L2 = Y R2  + C  34 3 R 2C (***)  =  2 - 2 -> 1 = 2 n3 n2 2n12 2 2n n = 14400 -> n3 = 120 vòng/s Đáp án D 2n12  n22 BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN XOAY CHIỀU P2 ThuVienDeThi.com Câu 11: Tại điểm M có máy phát điện xoay chiều pha có cơng suất phát điện hiệu điện hiệu dụng hai cực máy phát không đổi Nối hai cực máy phát với trạm tăng áp có hệ số tăng áp k đặt Từ máy tăng áp điện đưa lên dây tải cung cấp cho xưởng khí cách xa điểm M Xưởng khí có máy tiện loại cơng suất hoạt động Khi hệ số k = xưởng khí có tối đa 115 máy tiện hoạt động Khi hệ số k = xưởng khí có tối đa 125 máy tiện hoạt động Coi có hao phí dây tải điện đáng kể Điện áp dịng điện dây tải điện ln pha Do xẩy cố trạm tăng áp người ta phải nối trực tiếp dây tải điện vào hai cực máy phát điện Khi xưởng khí cho tối đa máy tiện hoạt động A 58 B 74 C 61 D 93 Giải: điên Gọi P công suất máy phát điện U hiệu điện hiệu dụng hai cực máy phát P0 công suất máy tiện R điện trở đường dây tải điện Ta có: Khi k = P = 120P0 + P1 R Cơng suất hao phí P1 = P2 Với U1 = 2U U1 R P = 115P0 + P1= 115P0 + P2 (*) 4U R Khi k = 3: P = 125P0 + P2 = 125P0 + P2 (**) 9U R Từ (*) (**) P2 = 72P0 > P = 115P0 + 18P0 = 133P0 U R Khi xảy cố : P = NP0 + P= NP0 + P2 (***) Với N số máy tiện tối đa U hoạt động 133P0 = NP0 + 72P0 -> N = 61 Đáp án C Câu 12 Mắc động điện xoay chiều nối tiếp với cuộn dây mắc chúng vào mạng điện xoay chiều Khi đó, động sản cơng học 7,5kW có hiệu suất 80% Điện áp hiệu dụng hai đầu động UM Dịng điện chạy qua động có cườn độ hiệu dụng 40A trễ pha π/6 so với uM Điện áp giưa hai đầu cuộn dây có giá trị hiêu dụng Ud 125V sớm pha π/3 so với dịng điện qua Điện áp mạng có giá trị hiệu dụng độ lệch pha so với dòng điện là: A 833 V ; 0,785 rad B 384 V; 0,785 rad C 833 V; 0,687 rad D 384 V; 0,678 rad Giải; vẽ giãn đồ vecto hình vẽ P 7500 UM PM = C = = 9375W H 0,8 /6  PM = UMIcos - UM = 270,633V Ud   UR = URd + URM = Udcos + UMcos = 296,875 V /3  ThuVienDeThi.com UL = ULd + ULM = Udsin  + UMsin  = 243,57 V - U = U R2  U L2 = 383,82V = 384V UR 296,875 =   = 39,330 = 0,6965 = 0,687 rad, U 383,82 Chọn đáp án D cos= Câu 13: Cho mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm phần tử điện trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Mạch có tần số góc thay đổi Khi  =  = 100 hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn cảm cực đại Khi  =  = 2 hiệu điện hai đầu tụ điện cực đại Biết giá trị  =  Z L + 3Z C = 400Ω Giá trị L A H B H C H D H Giải: UL = ULmax khi  = 1 = C L R  C (1) UC = UCmax khi  = 2 = L L R2  (2) C (1) x (2) - 221 = - 2ZL = ZC LC 400 Ω  L = H Đáp án A 7 Câu 14 Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) cuộn sơ cấp có số vịng dây cuộn thứ cấp có số vịng dây khác Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp máy thứ tỉ số điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp để hở máy 1,5 Khi đặt điện áp xoay chiều nói vào hai đầu cuộn sơ cấp máy thứ hai tỉ số Khi thay đổi số vịng dây cuộn thứ cấp máy 50 vòng dây lặp lại thí nghiệm tỉ số điện áp nói hai máy Số vịng dây cuộn sơ cấp máy A 100 vòng B 250 vòng C 200 vòng D 150 vòng Giải: Gọi số vòng dây bcuar cuộn sơ cấp N, cuộn thứ cấp N1 N2 N N2 U U Lần ta có = = 1,5 Lần = = == 3N2 = 4N1 N N U U1 Để tỉ số ta cần tăng N1 giảm N2 N  50 N  50 Lần =  N1+ 50 = N2 – 50 - N1 = N2 – 100 = N1 – 100 N N  N1 = 300  N = N1 / 1,5 = 200 vòng Đáp án C Câu 15: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U khơng đổi, tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Khi f = f0 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện UC = U Khi f = f0 + 75 điện áp hiệu dụng hai đâu cuộn cảm UL = U Z L + 3Z C = 400Ω - 7ZL = 400Ω  ZL = ThuVienDeThi.com hệ số công suất toàn mạch lúc 1/ Hỏi f0 gần với giá trị sau ? A 75 Hz B 16 Hz C 25 Hz D 180 Hz Giải: Khi f = f0 hay  = 0 UC = U -> ZC0 = =2 R  ( Z L  Z C ) > Z L20 = 2ZL0ZC0 – R2 L - R2 (1) C Khi f = f0 + 75 UL = U > ZL = R  ( Z L  Z C ) > Z C2 = 2ZLZC – R2 = L -R (2) C 1 > 0 = (3) C LC R R  R = = > = (4) 2 L ZL 3 R  (Z L  Z C ) Từ (1) (2) -> ZL0 = ZC -> 0L = cos = Từ (1) > Z L20 = R2 L L - R2 ->  02 L2 = - R2 ->  02 = - (5) C C LC L Thế (3) (4) vào (5) >  02 = 20 - 2 ->  02 - 60 + 2 = Hay 3f02 - 6ff0 + f2 = > 3f02 – 6(f0 + f1)f0 +(f0 + f1) = -> 2f02 + 4f1f0 – f12 = (6) (với f1 = 75Hz)  f1  f1 Phương trình (6) có nghiệm; f0 = Loại nghiệm âm ta có f0 = 16,86 Hz Chọn đáp án B Câu 16: Đặt điện áp u = U0cost (U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L , tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C =C1 C = C2 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện 1 rad 2 rad Khi C = C0 điện áp hai đầu tụ điện đạt cực đại độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện 0 Giá trị 0 là:  1 A + = B 1 + 2 = 0 C  +  = D 21 + 22= 220 1 2 0 Z L  Z C1 -> ZC1 = ZL - Rtan1 (1) R Z  ZC2 tan2 = L -> ZC2 = ZL - Rtan2 (2) R (1) + (2) -> ZC1 + ZC2 = 2ZL – R(tan1 +tan2) (1).(2) > ZC1 ZC2 = ZL2 – RZL(tan1 +tan2) + R2tan1.tan2 Z  ZC0 R  Z L2 R tan0 = L = Với ZC0 = R ZL ZL Giải: tan1 = UC1 = UC2 -> Z  ZC2 2Z 2Z 1 + = = L -> C1 = L (3) Z C1 Z C Z C1 ZC2 ZC0 R  ZL R  ZL ThuVienDeThi.com Z L  R(tan 1  tan  ) 2Z = L 2 Z  RZ L (tan 1  tan  )  R tan 1 tan  R  ZL R 2 tan  tan 1  tan  2 RZ Z = L2 = L = - tan 1 tan  R R  ZL - tan   Z L2 > tan(1+2)) = tan20 > 1+2) = 20 Chọn đáp án C Câu 17: Cho mạch điện xoay chiều gồm phần tử điện trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 6,25/ (H) tụ điện có điện dung C = 10-3/4,8 (F) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200 cos(t + ) (V) có tần số góc  thay đổi Thay đổi , thấy tồn 1 = 30 rad/s 2 = 40 rad/s điện áp hiệu dụng cuộn dây có giá trị Điện áp hiệu dụng cực đại hai đầu cuộn dây có giá trị gần với giá trị ? A 140 V B 210 V C 207 V D 115 V Từ (1); (2) (3) : L Giải: ZL1 = 187,5 ; ZC1 = 80 ; ZL2 = 250 ; ZC2 = 60 ; Z L1 Z L2 UL1 = UL2 - =  R = 200 R  ( Z L1  Z C1 ) R  (Z L2  Z C ) UL = ULmax khi  = 2.200 ULmax = L R2 C  C 6,25 ULmax = 2UL R LC  R C = 212 V  = 212,13 V 6 6,25 10 10 200  200  4,8 4,8  Điện áp hiệu dụng cực đại hai đầu cuộn dây có giá trị gần với giá trị 210V Chọn đáp án B 3 Câu 18: Đặt điệp áp u = 120 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện có điện dung C = 1/4 (mF) cuộn cảm L = 1/ (H) Khi thay đổi giá trị biến trở ứng với hai giá trị R1 R2 mạch tiêu thụ cơng suất P độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với dòng điện mạch tương ứng 1, 2 với 1 = 22 Giá trị công suất P bằng: A 120 W B 240 W C 60 W D 120 W Giải: Ta có ZL = 100 ; ZC = 40  ZL - ZC = 60 R R P = P1 = P2 - 2 = 2  R!R2 = 602 (*) R1  60 R2  60 tan  60 60 tan1 = ; tan2 = 1 = 22 - tan1 = tan22 = R1 R2  tan  60.2 R2 60 - =  R22 – 602 = 2R1 R2 (**) R1 R2  60 ThuVienDeThi.com Từ (*) (**) - R2 = 60 Giá trị công suất P bằng: P = U R2 = 60 W Đáp R22  60 án C Câu 19: Cho mạch điện xoay chiều theo thứ tự gồm tụ C = cảm L = 0,3  10 3 F, cuộn dây có r = 30 , độ tự 9 H biến trở R mắc nối tiếp Khi cố định giá trị f = 50Hz thay đổi giá trị R = R U C1 đạt giá trị cực đại Khi cố định giá trị R = 30  thay đổi giá trị f = f U C2 U C1 đạt giá trị cực đại Tỉ số bằng: UC2 A 5 B Giải: ZL1 = 30 ZC1 = 90  C L L (R  r)2  C 2U === UC2max = 60 ( R1  r )  ( Z L1  Z C1 ) U 90 30  60 2 UC2max = = 3U (*) 2UL ( R  r ) LC  ( R  r ) C 0,3  10 6 0.3 10 3  3600  9 81 U C1 3U = : U= UC2 D UZ C1 UC1 = - UC1 = UCmax R1 =  UC1 = UC2 = UC2max 2 = = U (**) 8 Đáp án A Câu 20: Cho mạch điện gồm ba phần tử: cuộn cảm, điện trở R, tụ điện C mắc nối tiếp M N điểm ứng với cuộn dây điện trở, điện trở tụ Điện áp hai đầu đoạn mạch AB có tần số 50Hz Điện trở độ tự cảm không đổi tụ có điện dung biến thiên Người ta thấy C = C x điện áp hiệu dụng hai đầu M, B đạt cực đạị hai lần hiệu điện hiệu dụng U nguồn Tỉ số cảm kháng dung kháng là: A 4/3 B C 3/4 D 1/2 Giải: Ta có UMB = U R  Z C2 R  (Z L  Z C ) = U Y R  (Z L  Z C ) = Ymin  Đạo hàm theo ZC Y’ = R  Z C2 Y’ =  R2 – Z2C + ZLZC =  R2 = Z2C – ZLZC (*) UMB = UMbmax Y = ThuVienDeThi.com Ta thấy R2 > - ZL< ZC hay ZL = X loại X =  L = Đáp án C 4 ZC BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN XOAY CHIỀU P3 Câu 21: Cho mạch điện gồm điện trở gồm R=50Ω, cuộn cảm L=(1/π) H tụ điện C=(50/π) μF Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 50 + 100 cos100t + 50 cos200t (V) Công suất tiêu thụ mạch điện A 40W B 50W C 100W D 200W Giải: Đặt vào mạch điện áp: Điện áp môt chiều U0 hai điện áp xoay chiều u1 u2 Điện áp chiều U0 = 50V, điện áp khơng gây dịng điện qua mạch tụ điện khơng cho dịng điện chiều qua mạch Như có dịng điện qua mạch Hai dịng điện khác biên độ khác tần số i1 = I1 cos(100t + 1) i2 = I2 cos(200t + 2) U2 U U2 U1 I1 = = I = 2= Z1 Z2 R  ( Z L1  Z C1 ) R  (Z L  Z C ) ZL1 = 1L = 100; ZC1 = 200; ZL1 = 2L = 200; ZC1 = 100;  (ZL1 – ZC1)2 =(ZL2 – ZC2)2 = 1002 100 50  I1 = = (A); I2 = = (A); 2 2 5 50  100 50  100 Công suất tiêu thụ mạch điện P = (I21 + I22)R = 50 W Đáp án B Câu 22 : Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp (2L > CR2) điện áp xoay chiều u = 45 26 cos(t) V với  thay đổi Điều chỉnh  đến giá trị cho ZL/ZC = 2/11 điện áp hiệu dụng hai tụ đạt cực đại Tính giá trị cực đại A 180 V B 205 V C 165V D 200V Giải: UC = UCmax khi  = Khi đó: ZL= - L R2  ; ZC = C L L R2  C L C L R2  C UCmax = - 2UL R LC  R C ZL C L R2 CR 2 = ( ) = 1= ZC 2L L C 11 CR CR 18 = - = (*) 2L L 11 11 ThuVienDeThi.com UCmax = = 2UL R LC  R C 2.45 13.11 36.13 = 2U 2U = R2 (4 LC  R C ) L 4R 2C R 2C ) ( L L 2.45 13 = 18 18 ( ) 11 11 = 165V Đáp số UCmax = 165 V Đáp án C Câu 23: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết L = 4CR Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, có tần số góc  thay đổi Khi chỉnh  đến hai giá trị  = 50 rad/s  = 200 rad/s mạch có hệ số cơng suất Giá trị hệ số công suất A B C D Giải: Áp dụng công thức: cos = Do cosφ1 = cosφ2 ta có: (1L - R = Z R R  (L  ) C 2 ) = (2L ) mà ω1 ≠ ω2 nên (1L ) = - (2L 1C 2C 1C ) 2C (ω1 + ω2)L = 1 1 ( + ) - LC = (1) C 1 2 1 Theo L = CR2 (2) Từ (1) (2) ta có: L2 = R2 1 - L = R 1 = R L C = = 100 R 100R cos = R = Z1 R R  (1 L  ) 1C = R = R 100R 2 R  (50  ) 100 50 13 Chọn đáp án C Câu 24: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R=100 , cuộn cảm có độ tự cảm L = (H) tụ điện có điện dung C = F Tốc độ rơto máy thay đổi Khi tốc độ rơto máy n 3n cơng suất tiêu thụ điện mạch Khi rơto quay với tốc độ n tần số dịng điện có giá trị gần với giá trị ? A 17 Hz B 25 Hz C 31 Hz D 48 Hz ThuVienDeThi.com Giải: Suất điện động cực đại nguồn điện: E0 = N0 = 2fN0 => U = E = trở máy phát không đáng kể) Cường độ dòng điện qua mạch I = Với f = np n tốc độ quay roto, p số cặp cực từ Do P1 = P2 - I12 = I22 E0 (coi điên U Z  22 12 ) ]= = -> 12 [ R  ( L  1  C 2 2 R  (1 L  ) R  ( L  ) 1C 2C  22 [ R  (1 L  ) ] 1C 12  22 L 2 2 2 L ->  R    L  2  21 =  R  1  L  2  2 22 C C 2 C 1 C 2 2 2  22 12 ( 22  12 )( 22  12 ) L -> (   )( R  ) = (  ) = C C 1  C 12 22 1 -> 2  = (2 12  22  = 2f = 2np    (**) -> 2 = 4 p 10 36 f 2 = ( 4.10 3 L - R2 )C2 = (*) C 9 10 10 1 10 1  )= ( + )= = 2 = 2 2 2 36 f 36 p n 9n 4 p n 36 p n n1 n2 4.10 3 9 10 10 2= > f = -> f = 25Hz Chọn đáp án B 16 36 4.10 3 9 Câu 25: Điện áp xoay chiều phịng thực hành có giá trị hiệu dụng 24V tần số 50Hz Một học sinh cần phải quấn máy biến áp để từ điện áp nói tạo điện áp hiệu dụng 12V hai đầu cuộn thứ cấp để hở Sau quấn máy thời gian, học sinh quên số vòng dây cuộn dây Để tạo máy biến áp theo yêu cầu học sinh nối cuộn sơ cấp máy với điện áp phòng thực hành sau dùng vơn kế có điện trở lớn để đo điện áp cuộn thứ cấp để hở Ban đầu kết đo 8,4V Sau quấn thêm 55 vịng dây vào cuộn thứ cấp kết đo 15V Bỏ qua hao phí máy biến áp Để tạo máy biến áp theo yêu cầu học sinh cần phải tiếp tục giảm vòng dây cuộn thứ cấp? A 15 vòng B 40 vòng C 20 vòng D 25 vòng Giải: Gọi số vòng dây cuộ sơ cấp thứ cấp quấn N1 N2 N  55 N2 15 6,6 8,4 15  8,4 55 = (1) = (2) - Lấy (2) – (1) = = 24 24 24 24 N1 N1 N1  N1 = 200 vòng N2 = 70 vòng ThuVienDeThi.com Để tạo máy biến áp theo u cầu số vịng dây cuộn thứ cấp N ' 12 =  N’2 = 100 vòng, N1 24 Học sinh cần phải tiếp tục giảm số vòng dây cuộn thứ cấp N2 + 55 – N’2 = 25 vòng Đáp án D Câu 26: Đặt điện áp u = 120 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch nối thứ tự RLC, cuộn dây không cảm Biết điện áp hiệu dụng R 40 (V) Điện áp đoạn mạch chứa đoạn dây tụ điện sớm pha điện áp toàn mạch π/6 Tính độ lệch pha điện áp tồn mạch dịng điện? Giải: Vẽ giãn đồ véc tơ hình vẽ, U’ điện áp đầu đoạn mạch chưa cuộn dây tụ Ta có ’ -  = /6   = /6 ( ’ =  + ) U2R = U2 + U’2 – 2UU’cos  U U’ Ta có phương trình; U’2 – 2UU’cos + U2 - U2R =  U’2 – 120 U’+ 9600 = (*) pt có nghiệm UR ’  U’1 = 80 (V) U’2 = 40 (V) Khi U’1 = 80 (V)  = /2 Khi U’1 = 40 (V)  = /6 Câu 27: Đặt điện áp u  120 cos(100t ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, tụ điện C = 1/(4) mF Và cuộn cảm L= 1/ H mắc nối tiếp Khi thay đổi R ứng với R1 R2 mạch tiêu thụ cơng suất P độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với dòng điện mạch tương ứng 1 2 với 1 =2.2 Tính P Giải: ZL = 100; ZC = 40 - ZL – ZC = 80 P1 = P2  tan1 = R1 = R1  80 R2 - R1R2 = 802 (*) R22  80 Z L  ZC Z  ZC , tan2 = L , R1 R2 1 =2.2 - tan1 = tan22 = tan   tan  Z L  ZC Z  ZC R2 - L = Z  ZC R1 1 ( L ) R2 - 2R1R2 = R22 – (ZL – ZC)2 = R22 – 802 (**) Từ (*) (**)  R2 = 80   Z2 = 160 ThuVienDeThi.com P = P2 = U R2 120 2.80 = = 45 W Z 22 160 Câu 28: Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộng dây không cảm mắc nối tiếp với tụ điện, vôn kế nhiệt mắc vào hai đầu cuộn dây Nếu nối tắt tụ điện số vôn kế tăng lên lần cường độ dịng điện tức thời hai trường hợp vng pha với Tính hệ số cơng suất mạch điện lúc đầu Giải: Lúc đầu Z1 = R  ( Z L  ZC ) ; Lúc sau: Z2 = Zd = R  Z L2 Ud2 = 3Ud1  I2 = 3I1 - Z1 = 3Z2 - Z21 = Z22 - 8R2 + 9Z2L = Z2C – 2ZLZC (*) tan1 = Z L  ZC Z , tan2 = L , R R Cường độ dòng điện tức thời hai trường hợp vng pha với nhau: tan1 tan2 = -1 Z L  ZC Z L = -  R2 + Z2L = ZLZC (**) R R Từ (*) (**) - ZC = 10ZL Thế vào (**) R2 = 9Z2L Hệ số công suất mạch điện lúc đầu : cos1 = R R R = = = Z1 3Z R  Z L2 R R2 R  = 10 Câu 29 Đặt vào hai đầu đoạn mạch chứa tụ C = 10-3/π (F) cuộn cảm L = 2/10π mắc nối tiếp với điện áp xoay chiều u = 100cos(100π t) Tại thời điểm t cường độ dòng qua cuộn cảm 10 A Tại thời điểm t + 1/300 (s) điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị bao nhiêu? Đáp số : - 50 giảm Giải: ZC = 10, ZL = 20 Có lẽ cho cuộn cảm  Khi Z = 10 - I0 = 10A Dòng điên qua mạch i = 10cos(100π t - ) = 10sin(100π t) Dịng điện qua mạch dịng điện qua cuộn cảm iL = i = 10A  sin(100π t) = Tại thời điểm t + 1/300 (s) điện áp hai đầu đoạn mạch 100  u = 100cos(100π t + ) =100cos(100π t + ) = - 50 sin(100π t) = - 50 (V) 300 Câu 30 Điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm cơng suất hao phí đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền tải tiêu thụ không đổi Biết chưa tăng điện áp, độ giảm đường dây tải điện 15% ThuVienDeThi.com điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện Coi cường độ dịng điện mạch ln đồng pha với điện áp đặt đường dây A 8,25 lần B 10 lần C 6,25 lần D 8,515 lần Bài giải: Gọi P công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây Cơng suất hao phí chưa tăng điện áp R R P1 = P12 Với P1 = P + P1 ; P1 = I1.U1 P2 = P22 U1 U2 Với P2 = P + P2 Độ giảm điện đường dây chưa tăng điện áp U = I1R = 0,15U1 P1 = I12R = U.I1 = 0,15U1I1 = 0,15P1 P1 P12 U 22 U P  2  100   10 P2 P2 U1 U1 P1 P1 = P + P1 P2 = P + P2 = P + 0,01P1 = P + P1 - 0,99P1 = P1 – 0,99P1 = P1 – 0,1485P1 =0,8515P1 Do đó: U2 U = 10 = 8,515 - Vậy U2 = 8,515 U1 Đáp án D U1 U1 BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN XOAY CHIỀU P4 Câu 31 Điện truyền từ nhà máy điện nhỏ đến khu công nghiệp (KCN) đường dây tải pha Nếu điện áp truyền U KCN phải lắp máy hạ áp vơi tỉ số 54/1 để đáp ứng 12/13 nhu cầu sử dụng điện khu công nghiệp Nếu muốn cung cấp đủ điện cho KCN điện áp truyền phải 2U Khi cần dùng máy hạ áp với tỉ số nào? Coi hệ số công suất A 114/; B 111/1 C 1117/1 ; D 108/1; Giải Công suất hao phí đường dây tải R 12 P1 = P2 = P P0 ( P0 công suất tiêu thụ KCN) 13 U R P2 = P2 = P - P0 4U 12 39 P1 = 4P2 -> P P0 = 4P – 4P0 -> P0 = P 13 40 U I R R 12 12 39 R R P2 = P P0 = P P= P ===> P = > UI1 = = = U U 13 13 40 10 10 10 U U U -> U1 = U > Điện áp sơ cấp lúc đầu U1 = U - U1= U 10 10 39 Điện áp sơ cấp lần sau U2 = 2U - I2R = 2U- 0,5I1R = 2U – 0,5U1 = U 20 U U Tỉ số hạ áp khu công nghiệp: k1 = ; k2 = với U0 điện áp thứ cấp U0 U0 ThuVienDeThi.com U k2 39 10 = = -> k2 = 117/1 Chọn đáp án C U1 k1 20 Cách Câu 31 Điện truyền từ nhà máy điện nhỏ đến khu công nghiệp (KCN) đường dây tải pha Nếu điện áp truyền U KCN phải lắp máy hạ áp vơi tỉ số 54/1 để đáp ứng 12/13 nhu cầu sử dụng điện khu công nghiệp Nếu muốn cung cấp đủ điện cho KCN điện áp truyền phải 2U Khi cần dùng máy hạ áp với tỉ số nào? Coi hệ số công suất A 114/; B 111/1 C 1117/1 ; D 108/1; 12 Giải: Công suất cuộn sơ cấp lần : P1 =U1I1 = P0 P2 = U2I2 = P0 ( P0 công suất 13 KCN) Do điện áp trước tải U 2U nên I1 = 2I2 P U I U U 12 > = 1 = = -> = P2 U I U2 U2 13 13 Tỉ số máy hạ áp khu công nghiệp: k1 = > U1 U ; k2 = với U0 điện áp thứ cấp U0 U0 k1 U 13 = = -> k2 = k1 = 117 -> k2 = 117/1 Đáp án C k2 U 13 Câu 32: Nối cực máy phát điện xoay chiều pha vào đầu đoạn mạch RLC nối tiếp Bỏ qua điện trở dây nối coi từ thông cực đại gửi qua cuộn dây máy phát không đổi Khi roto máy quay với tốc độ n0 ( vịng/phút) cơng suất tiêu thụ mạch ngồi cực đại Khi roto máy quay với tốc độ n1 ( vịng /phút) n2 (vịng/phút) cơng suất tiêu thụ mạch ngồi có giá trị Hệ thức quan hệ n0 n1 n2 n12 n22 2n12 n22 n12 n22 2n12 n22 2 2 n  n  n  n  C D A B n12  n22 n12  n22 n12  n22 n12  n22 Giải: Suất điện động nguồn điện: E = N0 = 2fN0 = U ( r = 0) Với f = np n tốc độ quay roto, p số cặp cực từ Do P1 = P2 - I1 = I2 ta có: f12 f 22  2 R  (2f1 L  ) R  (2f L  ) 2f1C 2f C L L 1 > f12[R2 +42L2f22 + - ] = f22[R2 +42L2f12 + -2 ] 2 2 2 C C 4 C f 4 C f1 f12 f 22 L L 1 (  )  (2  R )( f12  f 22 ) ->   4 C (2  R ) (*) 2 C C f1 4 C f f1 f2 U E  Dòng điện hiệu dụng qua mạch I = Z Z ThuVienDeThi.com I = Imac y= E2 có giá trị lớn hay y = Z2 R  4 L2 f  4 C f 2 f có giá trị lớn R  (2Lf  ) 2Cf = L L 2 R2  C C  4 L2  2 f2 4 C f f2 Để y = ymax mẫu số bé L Đặt x = Lấy đạo hàm mẫu số, cho y’ ta kết x0 = 22C2(2  R ) C f L = 22C2(2  R ) (**) C f0 Từ (*) (**) ta suy ra: 1   2 f1 f2 f0 2n12 n22 1 2 n    hay > Chọn đáp n12  n22 n1 n22 n02 án B Câu 33: Stato động không đồng ba pha gồm cuộn dây, cho dòng điện xoay chiều ba pha tần số 50Hz vào động Từ trường tâm stato quay với tốc độ bao nhiêu? A 3000vòng/min B 1500vòng/min C 1000vòng/min D 500vịng/min Giải: Áp dụng cơng thức f = np với n tốc độ quay từ trường (đơn vị vòng/s ) ; p số cặp cực từ Đối với động không đồng ba pha gồm cuộn dây p = 2: cuộn ứng với cặp cực từ  n = f/p = 50/2 = 25vòng/s = 1500 vòng/min Đáp án B Câu 34 Một cuộn dây D nối tiếp với tụ xoay mạch có điện áp u = U0cos(t) (V).Ban đầu dòng điện I mạch lệch pha  = 1 so với điện áp u điện áp hai đầu cuộn dây Ud =Ud1 =30V Sau đó,tăng điện dung tụ lên lần lúc  = 2 = 1 - 900 Ud =Ud2 =90V.Xác định U0 U Giải: Ud1 = 30 (V); Ud2 = 90 (V) > d = > I2 = 3I1 -> Z1 = 3Z2 -.Z12 = 9Z22 U d1 > R2 + (ZL – ZC1)2 = 9R2 + 9(ZL - Z C1 ) ->2(R2 +ZL2 ) = ZLZC1 > ZC1 = 2( R  Z L2 ) ZL U d1 U Z = > U = Ud1 = Ud1 Z d1 Z1 Z d1 R  Z L2  Z C21  Z L Z C1 = Ud1 R  Z L2 ThuVienDeThi.com Z L Z C1  Z C21  Z L Z C1 Z L Z C1 U = Ud1 tan1 = 2   Z C1  (*) ZL Z L  Z C1 ; R tan2 =  1 -> 1 + 2 =  Z L  ZC2 Z  ZC2 = L R R -> tan1 tan2 = -1 ( 1 < 0) 2 Z L  Z C1 Z L  Z C = -1 >(ZL – ZC1)(ZL – ZC2) = - R2 -> R R Z Z Z L Z C1 Z L Z C1 5Z Z Z2 Z2 Z2 R2 + ZL2 – + C1 = > L C1 – + C1 = -> C1 = L C1 -> ZC1 3 3 = 2,5ZL (**) Z C1  = Ud1 Do U0 = U = 2Ud1 = 60V Từ (*) (**) U = Ud1 ZL Câu 35: Đặt điện áp xoay chiều u = U cost (V) (U khơng đổi, cịn  thay đổi được) vào mạch nối tiếp RLC biết CR2 < 2L Điều chỉnh giá trị  để UCmax UCmax = 90 V URL = 30 V Giá trị U là: A 60 V B 80 V C 60 V Khi ZL = L = URL = > R  (Z L  Z C ) +Z2 L) = (1) UCmax = L R2 L  ; ZC = = C C C U R  Z L2 9(R2 L R2  C L Giải: UC = UCmax  = D 24 10 V 5Z2 C ; UCmax = > 9( R2 2UL R LC  R C (*) L R2  C UZ C R  (Z L  Z C ) L R2 + )=5 C > U RL = U C max R  Z L2 ZC = L2 R2 L -> 9( + )=5 C R2 L C (  ) C L2 -> R2 L C (  ) C R2 L L R2 R4 9R 4C L2 9( + )C ( ) = 5L2 -> 9C2( ) = 5L2 > 4L2 = > 4L = C 4 C C 3R2C (**) 2UL 3U 2U L 2U 2UL 2UL UCmax = = = = = = = 2 2 2 R C 2 R LC  R C R C (4 L  R C ) R C.2 R C ) 90 V ThuVienDeThi.com > U = 60 V Đáp án C Câu 36: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm CR2 < 2L Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = U cost (V), U khơng đổi  thay đổi Điều chỉnh giá trị  để điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt cực đại Khi UL = 0,1UR Hệ số cơng suất mạch là: A 0,196 B 0,234 C 0,71 D 0,5 Giải: UC = UCmax  = L Khi ZL = L = UL = L R2  C L R2 L  ; ZC = = C C C UZ L R  (Z L  Z C ) ; UR = L R2  C ; ZL.ZC = L C UR R  (Z L  Z C ) UL = 0,1UR -> ZL = 0,1R ZL ZL C R2 R2 R2 C L R2  = ( )=1=1 -> + =1 ZC ZC L 2Z L Z C 2Z L Z C L C R2 -> ZC = ZL + = 5,1R -> Z = R 26 2Z L Hệ số công suất mạch là: cos = R = Z 26 = 0,196 Đáp án A Câu 37: Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức u  U 2cost ( U  khơng đổi) vào hai đầu AB đoạn mạch gồm đoạn mạch AM nối tiếp với đoạn mạch MB Đoạn mạch AM có cuộn cảm có độ tự cảm L biến trở R mắc nối tiếp, đoạn mạch MB có tụ điện có điện dung C Biết   Khi thay đổi biến trở đến giá trị R1 = 2R2 = 0,5R3 điện áp 2LC hiệu dụng hai điểm AM có giá trị U1, U2, U3 Kết luận sau đúng? A U1U3 C U3 2L = Hay 2ZL = ZC -> (ZL – ZC)2 = ZL2 C 2LC UAM = U = const Chọn đấp án D Câu 38: Đặt điện áp xoay chiều ổn định u = U0cos(t) (V) vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp điện dung tụ điện thay đổi Điều chỉnh điện dung tụ cho Vì từ   ThuVienDeThi.com ... 2n12 2 2n n = 14400 -> n3 = 120 vòng/s Đáp án D 2n12  n22 BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN XOAY CHIỀU P2 ThuVienDeThi.com Câu 11: Tại điểm M có máy phát điện xoay chiều pha có cơng suất phát điện hiệu điện. .. có nghiệm X= > loại X =  L = Đáp án C 4 ZC BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN XOAY CHIỀU P3 Câu 21: Cho mạch điện gồm điện trở gồm R=50Ω, cuộn cảm L=(1/π) H tụ điện C=(50/π) μF Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện. .. giá trị Hệ thức quan hệ n0 n1 n2 n12 n22 2n12 n22 n12 n22 2n12 n22 2 2 n  n  n  n  C D A B n12  n22 n12  n22 n12  n22 n12  n22 Giải: Suất điện động nguồn điện: E = N0 = 2fN0 = U ( r