THÔNG TIN TÀI LIỆU
40 tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 4: vận dụng cao - Đề số (Có lời giải chi tiết) Câu 1: Đặt điện áp u = 180 cos ωt ( V ) (với ω không đổi) vào haid dầu đoạn mạch AB gồm đoạn mạch AM nối tiếp đoạn mạch MB Đoạn mạch AM có điện trở R, đoạn mạch MB có cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM độ lớn góc lệch pha cường độ dịng điện so với điện áp u L = L1 U φ1, cịn L = L2 tương ứng Hệ số công suất mạch L = L1 A 0,33 B 0,86 C 0,5 D 0,71 Câu 2: Điện truyền từ nơi phát đến khu dân cư đường dây pha với hiệu suất truyền tải 75% Coi hao phí điện tỏa nhiệt đường dây không vượt 40% Nếu công suất sử dụng điện khu dân cư tăng 25% giữ nguyên điện áp nơi phát hiệu suất truyền tải điện đường dây A 65,8% B 79,2% C 62,5% D 87,7% Câu 3: Cho dịng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch AB có sơ đồ hình bên, L cuộn cảm X đoạn mạch xoay chiều Khi đó, điện áp hai đầu đoạn mạch AN MB có biểu π thức u AN = 30 cos ωt ( V ) ; uMB = 40 cos ωt − ÷( V ) Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn 2 mạch AB có giá trị nhỏ A 170 V B 212 V C 127 V D 255 V Câu 4: Điện áp xoay chiều u = U cos ( ω t + ϕ ) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R = 24Ω , tụ điện cuộn cảm mắc nối tiếp (hình H1) Ban đầu khóa K đóng, sau khóa K mở Hình H2 đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ dòng điện i đoạn mạch vào thời gian t Giá trị U0 gần với giá trị sau đây? A 170V B 212V C 127V D 255V Câu 5: Một đoạn mạch AB gồm đoạn AM đoạn MB mắc nối tiếp, đoạn AM gồm cuộn dây có điện trở thuần, đoạn MB chứa điện trở tụ điện mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u AB = U cos ( ωt + ϕ ) đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện áp hai đầu đoạn AM MB vào thời gian hình vẽ Lúc điện áp tức thời uMB = −60V tăng tỉ số u AB / U gần với giá trị sau đây? A 0,45 B 0,35 C 0,25 D 0,65 Câu 6: Cho macḥ điêṇ xoay chiều RLC nối tiếp (L cảm) có tần số f thay đổi Khi f = f0 hiệu điện điện trở UR = URmax, f = f2 hiệu điện cuộn cảm U L = U L max , f = f3 hiệu điện tụ điện U C = U C max Hệ thức A f1 f = f B f f3 = f1 C f1 f3 = f D f1 + f = f3 Câu 7: Đặt điện áp u = 200 cos ωt ( V ) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C, với CR2 C.R2) Khi ω = 100π (rad/s) điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại Khi ω = 200π (rad/s) điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại Giá trị điện áp hiệu dụng cực đại hai đầu cuộn cảm là: 2U 2U A U B C U D Câu 26: Cho đoạn mạch xoay chiều AB nối tiếp gồm: AM chứa biến trở R, đoạn mạch MN chứa r, đoạn NP chứa cuộn cảm thuần, đoạn PB chứa tụ điện có điện dung biến thiên Ban đầu thay đổi tụ điện cho UAP không phụ thuộc vào biến trở R Giữ nguyên giá trị điện dung thay đổi biến trở Khi uAP lệch pha cực đại so với uAB UPB = U1 Khi (UAN.UNP) cực đại UAM = U2 Biết U1 = ( ) − U2 Độ lệch pha cực đại uAp uAB gần với giá trị nào? A 5π/7 B 3π/7 C 6π/7 D 4π/7 Câu 27: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM có biến trở R, đoạn mạch MB gồm tụ C mắc nối tiếp với cuộn dây khơng cảm có độ tự cảm L, điện trở r Đặt vào AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi Điều chỉnh R đến giá trị 80 Ω công suất tiêu thụ biến trở đạt cực đại, đồng thời tổng trở đoạn mạch AB số nguyên chia hết cho 40 Khi hệ số cơng suất đoạn mạch MB có giá trị A 0,8 B 0,25 C 0,75 D 0,125 Câu 28: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi u = 120 cos100π t V vào đoạn mạch AB gồm đoạn AM chứa điện trở R, đoạn mạch MB chứa tụ điện có điện dung C thay đổi mắc nối tiếp với cuộn cảm Biết sau thay đổi C điện áp hiệu dụng hai đầu mạch MB tăng lần dòng điện tức thời mạch trước sau thay đổi C lệch pha góc 5π/12 Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch AM chưa thay đổi C có giá trị A 60 3V B 60 2V C 120 V D 60 V Câu 29: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở R, hệ số tự cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Ban đầu C = C1, điện áp hai đầu đoạn mạch pha với cường độ dòng điện mạch, điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 60 V nhanh pha điện áp hai đầu đoạn mạch góc π/3 Giảm dần điện dung tụ đến giá trị C = C2 hiệu điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 10 V Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây có giá trị gần với giá trị sau đây? A 45 V B 50 V C 30 V D 60 V Câu 30: Đặt điện áp u = U0cos100πt vào hai đầu đoaṇ macḥ AB theo thứ tư ̣gồm R, cuộn dây cảm L tụ C nối tiếp Gọi M điểm nối R L Điện áp tức thời đoạn mạch AM (chứa R) MB (chứa L C) thời điểm t1 u AM = 60V ; uMB = 15 7V thời điểm t2 u AM = 40 3V ; uMB = 30V Giá trị U bằng: A 100V B 50 2V C 25 2V D 100 2V Câu 31: Đặt điện áp xoay chiều u = U cos ωt ( V ) , U khơng đổi, ω thay đổi vào 1, H mắc nối tiếp Khi ω π = ω0 cơng suất đoạn mạch đạt cực đại 732W Khi ω = ω2 cơng suất tiêu thụ đoạn mạch 300W Biết ω1 - ω2 = 120π (rad/s) Giá trị R A 240 Ω B 133,3 Ω C 160 Ω D 400 Ω H , biến trở R Câu 32: Đoạn mạch A, B mắc nối thứ tự, cuộn dây với hệ số tự cảm L = 5π đoạn mạch gồm có điện trở R, tụ điện cuộn cảm có hệ số tự cảm L = tụ điện có điện dung C = 10−2 F Điểm M điểm nối R C Nếu mắc vào hai đầu A, M ắc 25π quy có suất điện động 12V điện trở 4Ω điều chỉnh R = R1 dịng điện cường độ 0,1875A Mắc vào A, B hiệu điện u = 120 cos ( 100π t ) ( V ) điều chỉnh R = R2 cơng suất tiêu thụ biến trở đạt cực đại 160W Tỷ số R1 : R2 A 1,6 B 0,25 C 0,125 D 0,45 HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT 1.A 9.B 17.A 25.B 2.C 10.B 18.D 26.D 3.D 11.A 19.C 27.D 4.C 12.A 20.C 28.A 5.D 13.B 21.B 29.B 6.B 14.D 22.A 30.A 7.B 15.D 23.C 31.C 8.B 16.C 24.D 32A Câu 1: Đáp án A Phương pháp: Ta có: Khi L = L1 UAM1 = UR1 = U Khi L = L2 U AM = U R = 8U Z − Z C Z L1 − Z C π → tan ϕ1 tan ϕ2 = −1 → L1 = −1 ( 1) R R Mặt khác: ta có: U R1 = → I = I1 → Z1 = 8Z U R2 ϕ1 + ϕ2 = ↔ R + ( Z L1 − Z C ) = R + ( Z L − Z C ) 2 ↔ ( Z L1 − ZC ) − R − ( Z L − Z C ) = ( ) 2 Chia hai vế (2) cho (ZL2 - ZC) kết hợp với (1), Ta được: ( Z L1 − Z C ) − ( Z L1 − ZC ) ( Z L − ZC ) ( Z L − ZC ) Với ( Z L1 − ZC ) ( Z L − ZC ) = −8 → − ( Z L1 − ZC ) = 1( Loai ) Z − Z ( ) L C −8 = → ( Z − Z ) C L1 = −8 ( Z L − Z C ) ( Z L1 − ZC ) = ( Z L − Z C ) Thay vào (1) ⇒ ( Z L1 − Z C ) = R R Hệ số công suất mạch L=L: cos ϕ1 = Z = R R + ( Z L1 − Z C ) = R = ⇒ Chọn A 3R Câu 2: P2 R R = P x (x = Phương pháp: Cơng suất hao phí đường dây ∆P = không đổi) U cos ϕ U cos ϕ Cách giải: Ban đầu: ∆P = Px = − H = − 0, 75 = 0, 25 Sau công suất sử dụng tăng lên 25%: P P '− ∆ P' = 1, 25 ( P − ∆P ) = 0,9375P → P '− P x = 0,937 P → P P' − P2 P 0, 25 = 0,9375 P k = 2,5 Đặt P’/P = m, ta có: k − 0, 25k = 0,9375 → k = 1,5 10 ∆P ' = − P ' x = − 2,5 Px = 0,375 = 37,5% (loại hao phí khơng q 40%) P' ∆P ' = − P ' x = − 1,5 Px = 0, 625 = 62,5% ⇒ Chọn C Với k = 1,5 ⇒ H = − P' (loại hao phí không 40%) Câu 3: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto hệ thức lượng tam giác vuông Với k = 2,5 ⇒ H = − Cách giải: u AN = u L + u X uMB = uC + u X u AB = u AN + uC u AB ≥ OH ⇒ ( U AM ) = OH Áp dụng hệ thức lượng tam giác vng ta có: 1 = + ⇒ U AB = 24V U AB U AN U MB Câu 4: Phương pháp: Sử dụng công thức I0 = U0/Z, độ lệch pha tanφ = (ZL – ZC)/R kết hợp kĩ đọc đồ thị Cách giải: U 02 U 02 2 = R + Z ⇒ Z = − 5, 76 L L 32 32 U 02 U 02 2 = R + Z − Z ⇒ Z − Z = − 5, 76 R = Z L ( Z L − Z C ) ( L C) ( L C) 2 4 U0 − 5, 76 2 R Z L − ZC R ⇒ = ⇒ 2÷ U0 ZL ZL Z − 5, 76 L 2 U U U ⇒ 20 − 5, 76 ÷ 20 − 5, 76 ÷ = R 20 − 5, 76 ÷ 4 3 U 02 U 02 U 02 U 02 U 04 ⇒ − 5, 76 ÷ − 5, 76 ÷ = R ⇒ 2 − 5, 76 + ÷ = 4 4 3 ⇒ U = R 32 + 42 = 120V Câu 5: Phương pháp: Sử dụng phương pháp đọc đồ thị u-t Sử dụng công thức cộng giá trị tức thời: uAB = uR + uL + uC Sử dụng cơng thức tính biên độ tổng hợp dao động điều hòa: 11 A2 = A12 + A22 + A1 A2 cos ( ϕ − ϕ1 ) π u AM = 150 cos ωt − ÷ 3 Cách giải: Từ đồ thị ta xác định được: u = 120 cos ( ωt − π ) MB 2 U AB = U AM + U MB + 2U AM U MB cos ( ϕ AM − ϕ MB ) → U AB ≈ 137, 48V Lúc điện áp tức thời uMB = - 60 tăng => uAM = 150V => uAB = uAM + uMB = 150 – 60 = 90V → u AB u AB 90 = = ≈ 0, 655 ⇒ Chọn D U U AB 137, 48 Câu 6: Phương pháp: Mạch điện RLC có f thay đổi Cách giải: Khi f = f1 U R = U R max ⇒ f1 = Khi f = f Khi f = f3 2π LC U L = U L max ⇒ f = 2π C U C = U C max ⇒ f = ( 1) ( 2) 2L − R2 C ( 3) 2L −R 2π L C 2 Từ (1), (2), (3) ⇒ f f3 = f1 Câu 7: Phương pháp: Sử dụng công thức U C max = U L max = 2U L R LC − R 2C 2 Cách giải: Ta có: CR < L ↔ R < Z L ZC Từ đồ thị, ta thấy: U M = U C max = U L max = 2U L R LC − R 2C = 2U R 2C C2 − R4 L L 4R 2C C2 − R4 L L Mặt khác, ta có: Xét: A = R2 < 2 L L 4C L C 2U → A = C C L C L A 200 = 141, 42V ⇒ Chọn B Câu 8: Phương pháp: Viết phương trình điện áp Cách giải: Đáp án B = 100Ω; r = 50 3Ω Ta có: Z L = ω L = 150Ω; Z C = ωC Z = 100Ω; Z d = r + Z L2 = 100 12 i= U0 π π cos ωt − ÷ = 0, 01U cos ωt − ÷ Z 6 6 π π π ud = I Z d cos ωt + ÷ = U cos ωt + ÷ud = U cos ωt1 + ÷ = 150V ( 1) 6 6 6 2π 2π uC = I Z C cos ωt − ÷ = U cos ωt − ÷ Tại thời điểm t2 = t1 + s , ta có: 75 2π uC = U cos ω t1 + ÷− 75 2π ÷ = U cos ωt1 + π ÷ = U sin ωt1 + ÷ = 150V ( ) 6 1502 u + 1502 = U 02 → U = 100 Từ (1) (2), ta có: d ÷ + ( uC ) = U 02 ↔ 3 Câu 9: Phương pháp: Sử dụng cơng thức tính cơng suất giản đồ vecto Cách giải: Ta có u = 150 cos ( 100π t ) V ⇒ 100π Khi C = C1 = frac62,5πµ F Pmax = 93, 75W Z C1 = = 160Ω Pmax I max có xảy cộng hưởng ωC1 ⇒ Z L = ZC = 160Ω P = I 2R = U Rm U2 R = Z2 Rm2 + ( Z L − Z C ) Thay số từ đề P = 93,75W; U = 150; ta tính Rm = 240Ω C = C2 = ⇒ Z C2 = 90Ω U d vng pha với U RC cho ta biết cuộn dây có điện trở r 9π U U 150 I= = = = 0, A 2 2 Z R +( Z −Z ) 240 + ( 160 − 90 ) L C Vì ULr vng góc với URC nên: U Lr2 + U RC = 1502U L2 + U r2 + U R2 + U C2 = 1502 Mặt khác theo định luật Ôm ta có: U Rr2 + ( U L − U C ) = U = 1502 ( U R + U r ) + ( U L − U C ) 2 = 1502 U R2 + 2U RU r + U r2 + U L2 + U L2 − 2.U L U C = 1502 U RU r − U LU C = ⇒ r.R − Z L Z C = ⇒ r.R = Z L Z C = 160.90 r.R = 160.90 r = 120Ω → ⇔ r + R = 240 R = 120Ω ud = I r + Z L2 = 0, 1202 + 160 = 120V Câu 10: Phương pháp: Sử dụng công thức truyền tải điện 13 ∆P1 P2 P = ÷ → = H1 = 90% Cách giải: Do hiệu điện U không đổi nên: ∆P2 P1 P1 → Pn = 0,9 P1 → P0 = Pn = 0, 01P1 ( 1) Gọi x số máy nhập thêm ⇒ công suất nhập mới: 90 ( 90 + x ) 0, 01P1 = 0,8 P2 → P2 = → ( 90 + x ) 0, 01P1 = P → 0,8 ( 90 + x ) 0, 01P1 0,8 ( 2) mà P2 = P1 ( 90 + x ) = 160 → x = 70 ⇒ Chọn B Câu 11: Cách giải: Đáp án A + Khi mắc vào hai cực ND điện áp khơng đổi → có dịng mạch với cường độ I = 1,5 A → ND chứa tụ (tụ khơng cho dịng khơng đổi qua) RY = 40 = 30Ω 1,5 + Mắc vào hai đầu đoạn mạch MB điện áp xoay chiều u ND sớm pha uMN góc 5 X chứa điện trở RX tụ điện C, Y chứa cuộn dây L điện trở RY → với V1 = V2 → U X = U Y = 60V → Z X = ZY = 60Ω + Cảm kháng cuộn dây Z L = ZY2 − RY2 = 602 − 302 = 30 3Ω + Với uMN sớm pha 0,5π so với u ND tan ϕY = Z L 30 = = → ϕY = 600 → ϕ X = 300 RY 30 R = 30 → X Z C = 30 + Điện áp hiệu dụng hai đầu MN: V1 = U MN = U R +Z X C ( RX + RY ) + ( Z L − Z C ) 2 = ( 30 ) + Z + 30 ) + ( 30 − Z 60 ( 30 C C ) Sử dụng bảng tính Mode → Casio ta tìm V1max có giá trị lân cận 90V Câu 12: Cách giải: Đáp án A Khi ω = UC = U, ω = ωC = Khi ω = ω R = L − R 2C U C cực đại L2C U R đạt cực đại U LC Khi ω = U L = Khi ω = ωL = U Lmax = U M LC − R 2C ω 2L R 2C R2 U ⇒ = − = − ; Đặt n = L = ωC L − R 2C n 2L 2Z L Z C U Lmax 2 U + = ÷ ÷ n ÷ U Cmax 2 + =1 ÷ ÷ n ÷ Tại giao điểm hai đồ thị, ta có U L = U C = U (cộng hưởng) 14 ⇒ R2 U R2 U2 = 1− = 1− = 1− = ⇒n=2 n 2Z L ZC 2U LU C 2U U U M = U Cmax = U Lmax = nU n −1 = 2.100 22 − = 163,3 ( V ) Câu 13: Phương pháp: Sử dụng định luật Ơm Cách giải: Khi khóa K mở, mạch gồm R, r, L, C nối tiếp Từ đồ thị điện áp, ta có: u = U0.cosωt Từ đồ thị cường độ dòng điện K mở ta có phương trình cường độ dịng điện là: i = I cos ( ωt + ϕi ) Khi t = 0: π −π ⇒ ∆ϕ m = ϕu − ϕi1 = 6 Z L − Z C −1 −1 tan ∆ϕm = = ⇒ Z L − ZC = ( R + r) R+r 3 i = 1,5 = 3.cos ϕi1 ⇒ ϕi1 = Khi K đóng, mach có r, L, C nối tiếp Ta có phương trình cường độ dịng điện là: i = I cos ( ω t + ϕi ) Khi t = 0: i = 0,5I = I cos ϕi ⇒ ϕi = tan ∆ϕ m = π −π ⇒ ∆ϕ m = ϕu − ϕi1 = 3 Z L − ZC −1 = − ⇒ Z L − ZC = − 3r ⇒ Z L − ZC = − 3r = ( R + r ) ⇒ R = 2r r ⇒ Z = r + ( Z L − Z C ) = 2r ; Z1 = I 01 = ( R + r) + ( Z L − Z C ) = 3r U0 U I Z ; I 02 = ⇒ 01 = = ⇒ I 02 = I = A Z1 Z2 I 02 Z1 Câu 14: Phương pháp: Sử dụng biến dổi toán học điều kiện P cực trị Cách giải: Khi K đóng, mạch có R, C mắc nối tiếp Khi R1, R2 P1 = P2 nên: i = 0,5I = I cos ϕi ⇒ ϕi = tan ∆ϕ m = π −π ⇒ ∆ϕm = ϕu − ϕi1 = 3 Z L − ZC −1 = − ⇒ Z L − Z C = − 3r ⇒ Z L − Z C = − 3r = ( R + r ) ⇒ R = 2r r ⇒ Z = r + ( Z L − Z C ) = 2r ; Z1 = I 01 = ( R + r) + ( Z L − Z C ) = 3r U0 U I Z ; I 02 = ⇒ 01 = = ⇒ I 02 = I = A Z1 Z2 I 02 Z1 Khi K mở mạch R, r, L, C nối tiếp Công suất mạch cực đại là: Pmax U2 U2 = = = P ⇒ Z L = 2Z C Z L − ZC ( R0 + r ) Công suất R cực đại: PR max = Z U 2P = ⇔ R = r + ( Z L − ZC ) ⇒ r = C 2R 3 Thay giá trị tìm vào tính hệ số cơng suất cuộn dây: cos ϕd = r + Z L2 = 15 Đáp án D Câu 15: Cách giải: Đáp án D Câu 16: Câu 17: Phương pháp: Sử dụng công thức tính điện tiêu thụ Cách giải: Ban đầu cường độ dòng điện qua R cuộn dây C 1,1,0A, chứng tỏ dòng điện ban đầu dịng điện khơng đổi, cuộn dây có điện trở R Sau dùng dịng điện xoay chiều U2 ∆t R Điện tiêu thụ đặt vào dịng điện lúc sau có R là: Điên tiêu thụ ban đầu là: Q = U2 U2 Q' = = 4Q = ⇒ U ' = 2U R∆t R U2 ⇒ Z L = 3.R R Khi mắc ba linh kiện vào dòng điện thừ cường độ dịng điện 1A Ta có: U' U = ⇒ Z L = Z C = 3R 2 ( 2R ) + ( Z − Z ) R Khi cho dòng điện qua cuộn dây ta có: Q " = U ( R ) + Z L2 R.∆t = Q = L C Khi mắc điện trở với tụ vào mạch thứ hai cường độ dịng điện là: I = U' R +Z 2 C = 2U = 1A 2R Câu 18: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto kĩ đọc đồ thị Cách giải: + Viết phương trình uAB: Từ đồ thị ta thấy: U AB = 100 6V Biểu diêñ thời điểm ban đầu t = đường tròn lượng giác: π ⇒ Pha ban đầu u AB là: ϕ AB = −π / ( rad ) ⇒ Phương trình u AB : u AB = 100 cos ωt − ÷V 6 16 π u AB = 100 cos ωt − ÷V π + Từ đồ thị ta có phương trình điện áp: u AN = 2U cos ωt − ÷V 3 π u AM = 2U cos ωt + ÷V 3 + U AN = U AN ⇒ r + Z L2 = r + ( Z L − Z C ) ⇒ Z C = 2Z L ( *) uuuur uuuu r Z Z − ZC Z −Z L = −1 ⇔ L = −1 ⇒ r ( r + R ) = Z L2 ( **) + U AM ⊥ U AB ⇒ tan ϕ AM tan ϕ AB = −1 ⇔ L L r r+R r r+R + U AN = U AM ; Z C = Z L Ta có giản đồ vecto: Từ giản đồ vecto ta có: tan π ZL Z = ⇔ L = ⇒ Z L = 3r (***) r r Từ (*), (**), (***) ta có: Z C = Z L Z L2 ⇒ R+r = = 3r r r ( R + r ) = Z L Z L = r + Tổng trở: U AB 100 100 10000 2 = = ⇒ Z = ( R + r ) + ( Z L − ZC ) = I 3 10000 10000 50 50 ⇔ ( 3r ) + Z L2 = ⇔ 9r + 3r = ⇒ r = Ω ⇒ r + R = 3r = Ω = 50Ω 3 3 Câu 19: Cách giải: Đáp án C Z= 17 + Ta có biểu thức U rLC = U R2 + ( Z L − ZC ) ( r + R ) + ( Z L − ZC ) C = ∞ Z C = , U rLC = + Tại C = 2 87 r + Z L2 ( r + R) +Z L → Tại C = Z C = ∞ , U rLC = U = 87V → Tại = 36V ( *) 100 µ F → Z C = 100Ω mạch xảy cộng hưởng Z L = Z C = 100Ω π U rLC = U rLC = 17, 4V → U rLC = 87 r = 17, → r + R = 5r → Thay vào phương trình (*) ta tìm r+R r = 50Ω Câu 20: Cách giải: Đáp án C ứng với tần số f1 ta có cơng suất cực đại Pmax = U2 = 100W R0 Ứng với tần số f2 hai giá trị R cho cơng suất hai nghiệm phương trình U2 R − R + ( Z L − ZC ) = P1max Trình theo định lý Vi-et ta có: R1 + R2 = U2 = R0 ⇒ R2 = 40Ω; R1 R2 = ( Z L − Z C ) P1max Công suất cực đại cần tìm Pmax = R0 U2 U2 = × = P1max Z L − ZC R0 R1R2 R0 R1 R2 ≈ 134W Câu 21: Phương pháp: từ đồ thị sử dụng công thức điều kiện cực đại ω biến thiên Cách giải: Khi ω biến thiên U L max = 2UL R LC − R C 2 ⇔ ωL = C L − R2 C L − R2 U C max = ⇔ ωC = C 2 L R LC − R C U L max = U C max ; ωL ωC = = ω R2 ⇒ ωC < ω R < ωL LC Từ đồ thị ta nhận thấy: Khi ω2 = ZC =∞ => I= 0A; UL =0V Khi ω2 =ωL2 ULmax Khi ω2 = ∞ ZL = ∞; UL = UAB Tương tự với UC Mặt khác giá trị ω để UL = UAB nhỏ giá trị ω để 2UL ULmax lần ωL = 2ωC ωC2 U U 200.2 ⇒ = ⇒ U L max = U C max = = = = 230,94V ≈ 231V 2 Ta có: ωL ωC = ω 3 ω L LC − C2 ωL Câu 22: 18 Phương pháp: Sử dụng kĩ đọc đồ thị lí thuyết đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp Cách giải: Từ đồ thị ta thấy biểu thức cường độ dịng điện K đóng mở π im = cos ωt + ÷ A; id = cos ( ωt ) A 2 + Khi khóa K đóng, mạch điện gồm R mắc nối tiếp với C Tổng trở tính theo cơng thức: Z RC = R + Z C2 = U 100 = = 100Ω ( 1) I 01 + Khi khóa K mở, mạch điện gồm ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp Tổng trở tính theo công thức Z = R2 + ( Z L − ZC ) = U 100 100 = = Ω ( 2) I 0m 3 + Từ biểu thức cường độ im id ta thấy hai dịng điện vng pha với nhau, ta có ZC Z L − ZC = ⇔ R = Z C ( Z L − Z C ) ( 3) Thay (3) (1) (2) ta được: R R 200 Z C ( Z L − Z C ) + Z C2 = 1002 ZL = Ω ⇒ 100 ZC ( Z L − ZC ) + ( Z L − ZC ) = Z = 50 3Ω C Thay vào (3) suy R = 50Ω Chọn A Câu 23: Phương pháp: Áp dụng tính tốn đại số tìm điều kiện cực đại điện áp tụ C thay đổi Cách giải: Khi V1 đạt cực đại xảy cộng hưởng điện: U1max = U R = U AB ⇔ U L = U C1 = U AB ⇒ R = 2Z L = 2Z C1 Thay đổi để điện áp tụ cực đại thì: U C max = R + Z L2 U R + Z L2 Z C = ZL R U 2 UC R R + ZL U Z L I'= = = ⇒ U R ' = I '.R = 2 R + ZL ZC R R + Z L2 ZL U C max = U Z L R +Z 2 L = U V U Z L2 + Z L2 U U U R + Z L2 = = V ⇒ C max = = 2,5 R 2Z L UR ' Câu 24: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto R = r ⇒ U R = U r r uuuu r Cách giải: Dựa vào đồ thị kiện đề bài: uuuu U AN ⊥ U MB 19 Ta có: α + β = U U U 30 π ⇒ cos β = sin α ⇒ R = L ⇒ U L = R = 1, 5U R ⇒ Z L = 1,5 R 20 30 20 2 R + ( Z L − ZC ) R + ( Z L − ZC ) U MB Z MB 202 4 16 2 = = = = ⇔ = ⇒ Z − Z = R ( ) L C 2 2 2 U AN Z AN 30 9 ( R ) + Z L2 ( R ) + ( 1,5 R ) 2 16 2 4R + R 2 R ) + ( Z L − ZC ) ( U2 Z MB U2 = = ⇔ = ⇒ U = 28,8V 2 16 U AN Z AN 20 2 R + ( Z L − ZC ) R + R Câu 25: Phương pháp: Điều kiện cực trị tần số thay đổi Cách giải: Khi tần số góc thay đổi có giá trị để điện áp cuộn cảm hay tụ đạt cực đại Ta có: U L max = 2.U L R LC − R C 2 ⇔ ωL = Và điện áp tụ cực đại là: U C max = Dễ thấy: U L max = U C max = U 1− ω ω C L = = 200π C L − R2 C 2.U L R LC − R 2C U 1− = ⇔ ωC = L − R C = 100π L 2.U V Câu 26: Phương pháp: Sử dụng định luật Ơm biến đổi tốn học Cách giải: Khi thay đổi C để UAP không phụ thuộc biến trở R Dễ có ZC = 2ZL + Khi R thay đổi ta ln có ΔAPB ln tam giác cân A (Hình vẽ) 20 Ta thấy R thay đổi, ta di chuyển điểm A→M góc 2φ độ lệch pha UAP UAB lớn Vậy độ lệch pha cực đại UAP UAB điểm A trùng với điểm M hay lúc R = Khi đó: U1 = U PB = U U Z C = 2Z L Z1 r + Z L2 + Khi R = R0 :U AN U NP ≤ 2 U AN + U NP U2 Vậy U AN U NP lớn U AN = U NP hay tam giác = 2 APB tam giác vuông cân Lúc này: U = U AM = U −Ur Từ hình vẽ ta suy Z L = R + r ; Z = ( R + r ) Nên: U ( Z L − r ) U U U U U − I r = − r = − r ⇒ U = 2 Z2 2 ( R + r) 2Z L U2 = Lại có Từ đề bài: U1 = U r +Z ⇒ L 2.Z L = U r + Z L2 = ( ( ) + U Nên ta có: ) 6− U ( Z L − r ) 2Z L − ZL − r ZL 2 Z L2 = 6− − ZL Z Z ( Z L − r ) r + Z L2 ⇒ L ÷ = − 1÷ − L ÷ 2 r r r Đặt x = tan ϕ = ZL 6+ ( x − 1) x + ⇒ x ≈ 1,37672 ⇒ ϕ = 540 ⇒ 2ϕ = 1080 ta có PT: x = r Chọn đáp án D Câu 27: Phương pháp: Mạch điện xoay chiều có R thay đổi Cách giải: Đáp án D Điều chỉnh R đến giá trị 80Ω cơng suất tiêu thụ biến trở cực đại ⇒ R = r + ( Z L − Z C ) = 80 ( 1) tổng trở đoạn mạch số nguyên chia hết cho 40 ⇒ Z AB = 40n (n số nguyên) 21 ⇒ Z AB = ( R + r) + ( Z L − Z C ) = 40n ⇔ ( 80 + r ) + ( Z L − Z C ) = ( 40n ) 2 2 ( 2) Từ (1) (2) ta có: 2 2 2 r + ( Z L − Z C ) = 80 r + ( Z L − Z C ) = 80 ⇔ ⇒ r = 10n − 80 2 2 2 ( 80 + r ) + ( Z L − ZC ) = ( 40n ) 80 + 160r + r + ( Z L − ZC ) = ( 40n ) Hệ số công suất đoạn MB là: cos ϕ MB = Có: cos ϕ MB ≤ ⇔ r r + ( Z L − ZC ) 10n − 80 = 80 10n − 80 ≤1⇒ n ≤ 80 + Với n = ⇒ cos ϕ MB = + Với n = ⇒ cos ϕ MB = 10.33 − 80 = 0,125 ⇒ Chọn D 80 Câu 28: Cách giải: Đáp án A Ta có ϕi1 − ϕi = ( ϕu − ϕ1 ) − ( ϕu − ϕ2 ) = ϕ2 − ϕ1 = 5π ( 1) (Giả sử trường hợp mạch có tính dung kháng trường hợp hai mạch có tính cảm kháng) * Trước sau thay đổi C ta có hai trường hợp, trường hợp mạch có tính cảm kháng trường hợp mạch có tính dung kháng U1LC U1LC U1LC ϕ1 = − arcsin U = − arcsin 120 sin ϕ1 = U ⇒ sin ϕ = U LC ϕ = arcsin U LC = arcsin 2U LC U U 120 Câu 29: Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm, ý điều kiện cộng hưởng Cách giải: Khi C = C1, u pha với I, mạch có cộng hưởng UAB = UR; ULR = 60V tan ϕ = UL = tan 600 = ⇒ U L = 3U R ; U LR = U L2 + U R2 = 60V ⇒ U R = 30V ; U L = 30 3V UR R UR = = ⇒ Z L = 3R = Z C1 ⇒ U B = U R = 30V ZL UL Khi C = C2 U C2 − U I R ' = 10V Đặt U LR ' = a; UC2 = a + 10 Biết U AB khơng đổi = 30V, ta có: 22 ( U R2 + U L '− UC2 ) = 302 ⇔ U R2 + U L'2 + U C22 − 2.U L ' UC2 = 900 ⇔ U LR − 2.U L '.U C2 + U C22 = 900 ( *) Mặt khác,vì Z L = 3R ⇒ U L ' = 3U R ' ⇒ U L ' = U LR ' Thay U LR ' = a;U C2 = a + 10 vào biểu thức (*) ta được: a = 900 a + ( a + 10 ) − ( a + 10 ) a = 49,86V ⇒ − a + 20 − 10 a − 800 = ⇔ a2 = −59,86V ( ) ( ) Chọn đáp án gần giá trị a = 49,86V = 50V Đáp án B Câu 30: Phương pháp: Sử dụng hệ thức vuông pha Cách giải: Đáp án A Đoạn mạch AM chứa R, đoạn MB chứa L vàC => uAM uMB vuông pha với => Ở thời điểm ta có: ( uLC u R2 + U 02R U 02LC ) 15 60 + =1 = 2 U 02R U 02R = 6400 U LC U R 6400 =1⇒ ⇒ ⇒ ⇒ Điện áp cực đại: 2 1 U = 3600 40 LC = 302 U 3600 + = LC U 02LC U 02R ( ) U = U 02R + U 02LC = 6400 + 3600 = 100V Câu 31: Phương pháp: Mạch điện R, L, C mắc nối tiếp có ω thay đổi Cách giải: ω0 = LC + Khi ω = ω0 công suất mạch đại cực đại: ⇒ P = U = 732 ⇒ U = 732 R ( *) max R + Khi ω = ω1 ω = ω2 ; ω1 − ω2 = 120π cơng suất tiêu thụ đoạn mạch nhau: P1 = P2 = P = 300W ⇔ U 2R R + ( Z L1 − Z C1 ) 2 = U 2R R + ( Z L2 − ZC ) 2 ⇒ ω1ω2 = = ω02 LC + Ta có: Z L1 − Z C1 = ω1 L − 1 ω ω2 = ω1 L − = ω1L − 22 = ω1L − ω0 ω1C1 ω0 C C C LC ω2 = ω1 L − ω2 L = ( ω1 − ω2 ) L = 120π ⇒ Z L1 − Z C1 = 192 ( **) 1, = 192 π 23 U 2R + Công suất tiêu thụ: P = = 300 ⇒ 300 R + 300 ( Z L1 − Z C1 ) = U R ( ***) R + ( Z L1 − Z C1 ) 2 Từ (*), (**), (***) ⇒ 300 R + 300.1922 = 732 R ⇒ R = 160Ω Câu 32: Phương pháp: Sử hệ thức định luật Ơm cơng thức tính cơng suất tiêu thụ Cách giải: Giả sử cuộn dây cảm: Ta có, R = R2 công suất tiêu thụ biến trở cực đại Khi ta có: R2 = |ZL - ZC | = 40 - 25 = 15W U 1202 = = 480 ≠ 160 ⇒ điều giả sử ban đầu sai ⇒ Cuộn dây không cảm có Mặt khác: PR2 = R2 2.15 điện trở r Ta có: + Ban đầu mắc vào hai đầu A, M ắc quy có suất điện động E = 12V, điện trở r1 = 4W I1 = 0,1875 Theo định luật Ơm, ta có: E E E = → R1 + r + r = = 64 → R1 + r = 60Ω ( 1) + I1 = Rb + r R1 + r + r1 I1 + Khi mắc vào A,B hiệu điện u = 120 cos100π t , R = R2 , cơng suất tiêu thụ biến trở cực đại 160W Ta có: Cơng suất biến trở R đạt cực đại R22 = r + ( Z L − Z C ) ( 2) Mặt khác, ta có: Cơng suất R2: P= U2 ( R2 + r ) + ( Z L − ZC ) R2 = 160W → ( R2 + r ) R2 + ( Z L − ZC ) = 160 = 90 120 90 R2 = R22 + 2rR → R2 + r = 45 Kết hợp với (2) ta được: R22 = ( 45 − R2 ) + 152 → R2 = 25Ω, r = 20Ω Với r = 20W thay vào (1) => R1 = 60 − 20 = 40W → R1 40 = R2 25 = 1, Chọn A Đây trích đoạn nhỏ tài liệu “1300 tập trắc nghiệm Vật Lý theo mức độ vận dụng” Để xem thử thêm đăng ký trọn vui lòng truy cập link https://tailieudoc.vn/1300-bai-tap-trac-nghiem- vat-ly-theo-muc-do-van-dung.html 24 ... mạch điện hình vẽ: X, Y hai hộp, hộp chứa phần tử: điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Ampe kế có điện trở nhỏ, vơn kế có điện trở lớn Các vơn kế ampe kế đo dòng điện xoay chiều chiều... Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm cuộn dây không cảm, tụ điện, điện trở mắc nối tiếp Gọi M điểm nối cuộn dây tụ điện, N điểm nối tụ điện điện AN vào dao động ký điện. .. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở R, hệ số tự cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Ban đầu C = C1, điện áp hai đầu đoạn mạch pha với cường độ dòng điện
Ngày đăng: 20/10/2022, 16:38
Xem thêm:
