Trắc nghiệm vật lí lớp 12 có đáp án bài (11)

Bài 12 Đại cương về dòng điện xoay chiều Câu 1 Một khung dây dẫn quay đều với tốc độ 150 vòng/phút quanh một trục trong một từ trường đều có cảm ứng từ B vuông góc với trục quay của khung Từ thông cực[.]

Bài 12 Đại cương dòng điện xoay chiều Câu 1: Một khung dây dẫn quay với tốc độ 150 vòng/phút quanh trục từ trường có cảm ứng từ B vng góc với trục quay khung Từ thông cực đại qua khung 10 Wb Tính suất điện động hiệu dụng xuất khung  A 25 V B 25 V C 50V D 25V Hướng dẫn giải Đáp án là: A Tần số góc quay khung dây:  = 150 vòng/phút = 150 2 = 5 rad/s 60 Suất điện động hiệu dụng khung: 10 5  0  E= = = = 25 V 2 E0 Câu 2: Từ thông xuyên qua ống dây  = 0cos(t + 1 ) (Wb) biến thiên làm xuất ống dây suất điện động cảm ứng e = E cos(t + 2 ) (V) Khi (2 − 1 ) có giá trị là: A −0,5 B 0,5 C D  Hướng dẫn giải Đáp án là: A Suất điện động cảm ứng: e=− d   = 0sin(t + 1 ) =  0cos  t + 1 −  dt 2   2 = 1 −    (2 − 1 ) = − = −0,5 2 Câu 3: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vịng, diện tích vịng 50 cm2, quay quanh trục đối xứng khung với vận tốc góc 1800 vịng/phút từ trường có cảm ứng từ 0,02 T Trục quay vng góc với đường cảm ứng từ Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ B góc 30 Biểu thức suất điện động cảm ứng khung là:   A e = 0,6cos  60t +  V 6    B e = 0,6cos  30t −  V 6    C e = 60 cos  30t +  V 3    D e = 0,6cos  60t −  V 3  Hướng dẫn giải Đáp án là: D Tần số góc chuyển động quay khung dây:  = 1800 vòng/phút = 1800 2 = 60 rad / s 60 Suất điện động cực đại qua khung dây: E =   = NBS = 100.0,02.50.10−4.60 = 0,6(V) Gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm  ứng từ B góc 300 nên pha ban đầu từ thông  = 300 = rad Pha ban đầu suất điện động: e =  −   = − rad Biểu thức suất điện động cảm ứng thanh:   e = Eo cos ( t + e ) = 0,6 cos  60 −  V 3  Câu 4: Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch xoay chiều có biểu thức u = 220cos (100t ) V Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch điện là: A 110 V B 220 V C 200 V D 110 V Hướng dẫn giải Đáp án là: D Từ phương trình điện áp ta có điện áp cực đại: U0 = 220 V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch: U = U0 = 110 V Câu 5: Chọn phát biểu sai? Dịng điện xoay chiều có biểu thức: i = 2cos(100t)A có A cường độ dịng điện cực đại A B chu kì 0,02 s C tần số 50 Hz D cường độ dòng điện hiệu dụng 2 A Hướng dẫn giải Đáp án là: D Từ biểu thức dịng điện xoay chiều ta có: Cường độ dịng điện cực đại: I0 = 2A  A Tần số góc dịng điện:  = 100rad / s  Chu kì dịng điện T = Và tần số dịng điện f = 2 = 0,02s  = 50 Hz  B, C T Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = I0 = A  D sai Câu 6: Cho dịng điện xoay chiều có cường độ i = 5cos(100t)A qua điện trở 50 Nhiệt lượng tỏa điện trở thời gian phút là: A 24000 J B 12500 J C 37500 J D 48000 J Hướng dẫn giải Đáp án là: C Từ phương trình dịng điện, ta có I0 = 5A Nhiệt lượng tỏa điện trở R = 50 thời gian t = phút = 60 giây là: I02 52 Q = I Rt = Rt = 50.60 = 37500 J 2 Câu 7: Một dịng điện có biểu thức i = + 4cos100t(A) qua điện trở R = 10 Xác định nhiệt lượng tỏa R phút? A 4,8 kJ B 12 kJ C 7,2 kJ D 9,6 kJ Hướng dẫn giải Đáp án là: C Biểu thức dòng điện i = + 4cos100t(A) tổng hợp hai loại dịng điện: + Dịng điện khơng đổi I1 = 2A + Dòng điện xoay chiều i = 4cos (100t )  giá trị dòng điện hiệu dụng: I2 = I0 = = 2 A 2 Nhiệt lượng tỏa R thời gian t = phút = 60 giây: ( ) Q = Q1 + Q2 = I12Rt + I 22Rt = ( I12 + I 22 ) Rt =  22 + 2 10.60 = 7200 J=7,2 kJ   Câu 8: Một dịng điện có biểu thức i = 4cos 100t(A) qua điện trở R Xác định dòng điện hiệu dụng mạch? A 1,3 A B Hướng dẫn giải Đáp án là: C A C A D A Khai triển biểu thức dòng điện: i = 4cos 100t (A) = + cos(200t) = + 2cos ( 200t ) Như dòng điện đề cho tổng hợp của: + Dịng điện khơng đổi I1 = A + Dòng điện xoay chiều i = 2cos ( 200t ) A  giá trị dòng điện hiệu dụng: I2 = A Nhiệt lượng tỏa R thời gian t: Q = Q1 + Q2 = I12Rt + I22Rt = ( I12 + I22 ) Rt (1) Giả sử I cường độ dịng điện hiệu dụng mạch, nhiệt lượng tỏa R thời gian t tính biểu thức: Q = I2Rt (2) Từ (1) (2) suy giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng: I = I12 + I22 = A Câu 9: Một dịng điện có biểu thức i = 8cos2 100t ( A ) qua điện trở R = 40 Xác định công suất trung bình dịng điện chu kì? B 120 W B 240 W C 320 W D 960 W Hướng dẫn giải Đáp án là: D Khai triển biểu thức i: i = 8cos2100t = + 4cos ( 200t ) 2   Dòng điện hiệu dụng: I = I + I = +   = A  2 2 2 Cơng suất trung bình dịng điện chu kì: ( ) P = I R = 40 = 960 W Câu 10: Dịng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức   i = 2cos 100t −  A (t tính s) Giá trị cường độ dòng điện thời điểm t 3  = ms là: A 1,34 A B 0,67 A C -1,34 A D -0,67 A Hướng dẫn giải Đáp án là: A Thay t = 6ms = 6.10−3 s vào biểu thức cường độ dịng điện ta có:   i = 2cos 100.6.10−3 −   1,34A 3  Câu 11: Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức   u = 220 cos 100t −  V (t tính s) Giá trị u thời điểm t = ms là: 4  A -220V B 110 V C 220 V D −110 V Hướng dẫn giải Đáp án là: C Thay t = 5ms = 5.10−3 s vào biểu thức điện áp ta có:   u = 220 cos 100.5.10−3 −  = 220V 4  Câu 12: Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = 2 cos (100t )( A ) , t tính giây (s) Vào thời điểm t = (s) dịng điện 300 chạy đoạn mạch có cường độ tức thời A 1,0 A tăng B A giảm C 1,0 A giảm D A tăng Hướng dẫn giải Đáp án là: B Thay t = ( s ) vào biểu thức cường độ dòng điện i có: 300   i = 2 cos 100 = 2A 300   Để biết dòng điện tăng hay giảm ta xét dấu i’ Tại thời điểm t = 1 ( s ) ta có: i' = −2 2.100.sin 100   300  300   Dòng điện giảm   Câu 13: Đặt điện áp u = 200 cos 100t −  ( V ) vào hai đầu đoạn mạch điện 2  Tại thời điểm t, điện áp có giá trị 100 V giảm Tại thời điểm t + điện áp có giá trị bằng: A 200 V B -100 V C 100 V D −100 V Hướng dẫn giải Đáp án là: D Tại thời điểm t: u1 = U0 giảm tức u1 '  Sau khoảng thời gian t =  s góc quay  = t = rad 300 (s ) , 300 Biểu diễn điểm M vòng tròn ứng với thời điểm t, sau quét góc  tới vị trí điểm N Từ hình vẽ ta có 2 =  −    − =  u = −100 2V 3 Câu 14: Một mạch điện mắc vào nguồn điện xoay chiều có tần số 50 Hz, hiệu điện hiệu dụng 110 2V Lúc t = 0, hiệu điện tức thời hai đầu mạch u = 110 V tăng Biểu thức hiệu điện đặt vào hai đầu mạch:   A u = 220cos 100t +  V 3    B u = 220 cos 100t −  V 3    C u = 220cos 100t −  V 3    D u = 220 cos 100t +  V 3  Hướng dẫn giải Đáp án là: C Tần số góc dịng điện  = 2f = 2.50 = 100 rad / s Hiệu điện cực đại hai đầu mạch: U0 = U = 110 2 = 220V Tại t = có u = 110V = U0   cos  =   =  mà u tăng 2  Nên u '       = −    Phương trình điện áp: u = 220cos 100 −  V 3  Câu 15: Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có cường độ dịng điện biến đổi điều hịa theo thời gian mơ tả đồ thị hình Biểu thức cường độ dịng điện tức thời đoạn mạch là:   A i = 4cos 100t +  A 4    B i = 4cos 120t −  A 4    C i = 4cos 100t −  A 4    D i = 4cos 120t +  A 4  Hướng dẫn giải Đáp án là: C Từ đồ thị, ta có điểm thấp ứng với i = −4A = −I0  I0 = 4A Từ thời điểm t1 = 0, 25.10−2 s đến thời điểm t = 1, 25.10 −2 s dòng điện giảm từ giá trị I0 đến -I0 nên thời gian tương ứng t = t − t1 = Tại t = có i = 2 A= T  T = 0,02s   = 100 rad / s  I0   0 =  tăng  0 = − 4   Vậy phương trình i: i = 4cos 100t −  A 4  Câu 16: Cho dịng điện xoay chiều có tần số 40 Hz chạy qua đoạn mạch Khoảng thời gian hai lần liên tiếp cường độ dòng điện là: A s 20 B s 80 C s 160 D s 40 Hướng dẫn giải Đáp án là: B Khoảng thời gian hai lần liên tiếp cường độ dòng điện là: t = T 1 = = = s 2f 2.40 80   Câu 17: Cho dịng điện xoay chiều có phương trình i = 2cos 100t −  ( A ) Xác 4  định thời điểm dịng điện mạch có độ lớn 1A? A s 1200 B Hướng dẫn giải Đáp án là: A s 600 C s 1200 D s 600   Ở thời điểm ban đầu t = 0, cường độ dòng điện i = 2cos  −  = tăng  4 Biểu diễn thời điểm ban đầu hình vẽ Dựa vào hình vẽ ta thấy thời điểm dịng điện mạch có độ lớn 1A ứng với góc quay: =    7  + 2 = + = t= = s 4 12  1200 Câu 18: Một dòng điện mạch dùng ampe kế đo giá trị 2 A Tại thời điểm ban đầu dịng điện có giá trị A tăng Xác định thời gian dòng điện đổi chiều lần thứ 2011 kể từ thời điểm ban đầu Biết chu kì dịng điện 0,02s A 19,1 s B 20,1 s Hướng dẫn giải Đáp án là: B C 21,1 s D 22,1 s Ampe kế dòng điện hiệu dụng nên: I = 2  I0 = I = 4A Ban đầu t = 0: i = 2A = I0  = I0cos tăng nên pha ban đầu  = − Dịng điện đổi chiều vị trí cân bằng, chu kì dịng điện đổi chiều lần Vậy thời gian đổi chiều lần thứ 2011: t = t1 + n −1 2011 − T T T=t   + T = + + 1005T  20,1s − → 2 2   Câu 19: Dịng điện mạch có biểu thức: i = 4cos 100t −  ( A ) Xác định   khoảng thời gian dòng điện có độ lớn khơng lớn A chu kì là: A s 150 B s 600 C s 300 Hướng dẫn giải Đáp án là: A Dịng điện có độ lớn: i  2A = I0 I I − i 2 D s 300 Biểu diễn đường trịn lượng giác có: Từ hình vẽ ta thấy khoảng thời gian dịng điện có độ lớn khơng lớn A   chu kì ứng với góc quét:  =  t = = s  150 Câu 20: Mắc đèn neon vào nguồn điện xoay chiều có hiệu điện u = 220 sin (100t ) V Đèn phát sáng hiệu điện đặt vào đèn thỏa mãn hệ thức u  220 A s 300 B V Khoảng thời gian đèn sáng chu kì là: s 300 C s 150 D s 200 Hướng dẫn giải Đáp án là: C  U u  U0 =  Đèn sáng u  220 2  U0 u  −  Biểu diễn đường tròn lượng giác có: Vậy chu kì thời gian đèn sáng tương ứng với góc quay:  = 4 = 4.arccos  Thời gian t =  2 = =  = S  150 Câu 21: Điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch u = 150cos (100t )( V ) Cứ giây số lần điện áp tức thời không bao nhiêu? A 50 lần B 25 lần C 100 lần D 150 lần Hướng dẫn giải Đáp án là: C Trong chu kì, khoảng thời gian điện áp tức thời không hai lần T  = =  100 Suy số lần điện áp tức thời không khoảng thời gian t = 1s N= = 100 lần T Câu 22: Dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz Trong giây, dịng điện đổi chiều A 50 lần B 150 lần C 100 lần D 75 lần Hướng dẫn giải Đáp án là: C Trong chu kì T dịng điện đổi chiều hai lần (khi qua vị trí i = 0) nên khoảng thời gian t = 1s dòng điện đổi chiều t = 2f = 2.50 = 100 lần T   Câu 23: Dòng điện xoay chiều có cường độ i = 3cos 100t −  ( A ) chạy 2  dây dẫn Trong thời gian s số lần cường độ dòng điện có độ lớn 2,8 A là: A 100 lần B 50 lần C 400 lần D 200 lần Hướng dẫn giải Đáp án là: C Trong chu kì có lần dịng điện có độ lớn 2,8 A Suy số lần cường độ dịng điện có độ lớn 2,8 A t = s t =4 = 400 lần T 0,02 Câu 24: Một bóng đèn neon mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp u = 220 cos (100t ) V Đèn bật sáng điện áp đặt vào đèn vượt giá trị 100 V Trong giây đèn bật sáng lần? A 50 lần B 120 lần C 60 lần D 100 lần Hướng dẫn giải Đáp án là: D Trong chu kì có lần đèn bật sáng Suy số lần đèn sáng khoảng thời gian t = 1s t = 2f = 2.50 = 100 lần T Câu 25: Phát biểu sau không đúng? A Điện áp biến đổi điều hòa theo thời gian gọi điện áp xoay chiều B Suất điện động biến đổi điều hòa theo thời gian gọi suất điện động xoay chiều C Dịng điện có cường độ biến đổi tuần hồn theo thời gian gọi dòng điện xoay chiều D Đối với dòng điện xoay chiều, điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn chu kì Hướng dẫn giải Đáp án là: C Dòng điện xoay chiều dịng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian Câu 26: Một dòng điện xoay chiều có phương trình dịng điện sau:   i = 5cos 100t +  A Hãy xác định giá trị hiệu dụng dòng điện mạch? 2  A 5A B A C 2,5A D 2,5 A Hướng dẫn giải Đáp án là: D Ta có: I = I0 = = 2,5 A 2 Câu 27: Tại thời điểm t =1,5s cường độ dịng điện mạch có giá trị i = 5A Giá trị là: A giá trị cực đại B giá trị tức thời C giá trị hiệu dụng D giá trị trung bình Hướng dẫn giải Đáp án là: B Cường độ dòng điện dòng điện t = 1,5s giá trị tức thời  Câu 28: Biết i = I0cos(100πt + ) A Tìm thời điểm cường độ dịng điện có giá trị 0? A t = k + s (k = 0,1,2.) 300 100 B t = k + s (k = 1,2) 300 100 C t = k s (k = 0,1,2.) + 400 100 D t = k + s (k = 0,1,2.) 600 100 Hướng dẫn giải Đáp án là: A Khi: i = ⇒ 100πt +    = + kπ ⇒ 100πt = + kπ ... bật sáng điện áp đặt vào đèn vượt giá trị 100 V Trong giây đèn bật sáng lần? A 50 lần B 120 lần C 60 lần D 100 lần Hướng dẫn giải Đáp án là: D Trong chu kì có lần đèn bật sáng Suy số lần đèn sáng... I12 + I22 = A Câu 9: Một dịng điện có biểu thức i = 8cos2 100t ( A ) qua điện trở R = 40 Xác định cơng suất trung bình dịng điện chu kì? B 120 W B 240 W C 320 W D 960 W Hướng dẫn giải Đáp án. .. Hướng dẫn giải Đáp án là: C Thay t = 5ms = 5.10−3 s vào biểu thức điện áp ta có:   u = 220 cos 100.5.10−3 −  = 220V 4  Câu 12: Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức i =