Đang tải... (xem toàn văn)
TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ 12 Bài 15 Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều Hệ số công suất Bài 1 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 130 V vào hai đầu đoạn mạch gồm ột biến trở nối tiếp[.]
TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ 12 Bài 15: Cơng suất điện tiêu thụ mạch điện xoay chiều Hệ số công suất Bài 1: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 130 V vào hai đầu đoạn mạch gồm ột biến trở nối tiếp với cuộn cảm Khi biến trở có giá trị R 1 = 40 Ω R2 = 90 Ω cơng suất mạch P Cảm kháng ZL của cuộn dây công suất P đoạn mạch là: A 60 Ω ; 130 W B 60 Ω ; 60 W C 100Ω ; 30 W D 75 Ω ; 60 W - Ta có: Chọn đáp án A Bài 2: Cho đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn dây tuần cảm có hệ số tự cảm L = 0,8/π (H); tụ điện có điện dung C = 10-3/5π (F) theo thứ tự mắc liên tiếp vào hai điểm A, B Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp uAB = 200√2 cos100πt (V), tăng dần R từ giá trị cơng suất mạch thay đổi, giá trị lớn công suất tiêu thụ mạch AB là: A 444 W B 667 W C 640 W D 222 W - Ta có: Chọn đáp án B Bài 3: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi, tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Khi f = f 0 thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện U C = U Khi f = f0 + 75 (Hz) điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện UL = U hệ số công suát toàn mạch lúc 1/√3 Hỏi f 0 gần với giá trị nhất sau đây? A 75 Hz B 25 Hz C 17 Hz D 100 Hz - Trường hợp 1: Xét: - Trường hợp 2: Xét: - Đồng thời: - Vì f = f0 + 75 (Hz) nên ω = ω0 + 150π - Thay (2) vào (1) ta có: Chọn đáp án C Bài 4: Đặt điện áp u = U√2cosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Khi R = R1 và R = R2 = 8R1 thì công suất tiêu thụ đoạn mạch Hệ số công suất đoạn mạch ứng với giá trị R1 và R2 lần lượt là: - Khi R = R1 hoặc R = R2 thì cơng suất tiêu thụ đoạn mạch nhau, suy ra: - Do vậy: Chọn đáp án A Bài 5: Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn dây Biết điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 45 V, hai đầu điện trở 30 V, hai đầu đoạn mạch 60 V Hệ số công suất cuộn dây là: A 0,125 B 0,15 C 0,375 D 0,25 - Ta có: Chọn đáp án D Bài 6: Cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp, R biến trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = U 0cosωt Khi điện trở biến trở R 1 hoặc R2 thì đoạn mạch tiêu thụ công suất P Khi điều chỉnh biến trở, công suất cực đại đoạn mạch là: - Từ điều kiện công suất nhau, suy ra: - Nên: Chọn đáp án B Bài 7: Cho mạch điện có R, L, C mắc nối tiếp Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 50√2cos100πt (V) Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm U L = 35 V hai đầu tụ điện UC =75 V Hệ số công suất mạch điện là: A cosφ = 0,6 B cosφ = 0,7 C cosφ = 0,8 D cosφ = 0,9 - Ta có: Chọn đáp án A Bài 8: Một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở r=10√3 Ω độ tự cảm L = 0,191 H, tụ điện có điện dung C = 1/4π (mF), điện trở R có giá trị thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u=200√2 cos100πt (V) Thay đổi giá trị R để công suất tiêu thụ R đạt cực đại Công suất cực đại có giá trị bằng: A 200 W B 457 W C 168 W D 630 W - Công suất tiêu thụ R: -Giá trị PR đạt cực đại khi: Chọn đáp án B Bài 9: Một đoạn mạch xoay chiều AB có điện trở R cuộn cảm Z L mắc nối tiếp Biết ZL = 3R Nếu mắc thêm tụ điện có ZC = R hệ số công suất đoạn mạch AB sẽ: A tăng lần B giảm lần C tăng √2 lần D gỉảm √2 lần - Ta có: Chọn đáp án C Bài 10: Trong đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp có điện trở R thay đổi Khi điện trở có giá trị 30 Ω 120 Ω cơng suất tiêu thụ đoạn mạch Muốn công suất tiêu thụ đoạn mạch cực đại cần điều chỉnh Muốn công suất tiêu thụ đoạn mạch cực đại cần điều chỉnh điện trở đạt giá trị là: A 75 Ω B 48 Ω C 25 Ω D 60 Ω - Từ điều kiện: - Mặt khác: - Suy ra: Chọn đáp án D Bài 11: Chọn phát biểu A Có hai cuộn dây mắc nối tiếp, cuộn dây có hệ số cơng suất lớn cơng suất lớn B Hệ số công suất đoạn mạch cosφ = 0,5 chứng tỏ cường độ dòng điện mạch trễ pha π/3 so với điện áp hai đầu đoạn mạch C Hệ số công suất đoạn mạch cosφ = √3/2 chứng tỏ cường độ dòng điện mạch sớm pha π/6 so với điện áp hai đầu đoạn mạch D Hệ số công suất đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp phụ thuộc tần số dòng điện mạch ⇒ cosφ phụ thuộc vào tần số dòng điện mạch Chọn đáp án D Bài 12: Đặt vào đầu đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp điện áp xoay chiều u = U 0cosωt (V) cường độ dịng điện mạch có biểu thức i = I 0sin(ωt + π/6) (A) Công suất điện tiêu thụ đoạn mạch là: - Ta có: - Cơng suất điện tiêu thụ đoạn mạch là: Chọn đáp án C Bài 13: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu mạch điện gồm điện trở R = 12 Ω cuộn cảm L mắc nối tiếp Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch 26 V, hai đầu cuộn cảm 10 V Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: A 12 W B 48 W C 24 W D 16 W - Ta có: Chọn đáp án B Bài 14: Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức u = 30cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R = 30 Ω, mắc nối tiếp với cuộn cảm công suất tiêu thụ đoạn mạch 7,5 W Biểu thức cường độ dòng điện qua đoạn mạch là: - Ta có: - Suy ra: Chọn đáp án A Bài 15: Đặt điện áp u = U0cos(100πt + π/3) (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Biết cường độ dịng điện mạch có biểu thức i = √6 cos(ωt + π/6)(A) công suất tiêu thụ mạch 150 W Giá trị U0 là: A 100 V B 100√3 V C 120 V D 100√2 V - Góc lệch pha u i mạch: φ = π/3 - π/6 = π/6 Chọn đáp án D Bài 16: Đoạn mạch AM gồm điện trở R tụ điện mắc vào điện áp xoay chiều u = 200√2 cos(100πt) V cường độ dịng điện hiệu dụng qua AM 1,25 A dòng điện lệch pha π/3 so với điện áp mạch AM Mắc nối tiếp mạch AM với đoạn mạch X để tạo thành đoạn mạch AB lại đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u nói cường độ dịng điện hiệu dụng qua mạch A điện áp hai đầu AM vuông pha với điện áp hai đầu X Công suất tiêu thụ đoạn mạch X là: - Ta có sơ dồ: + Tổng trở mạch RC: + Tổng trở mạch RCX: - Vì uRC vng pha với uX: - Cơng suất tiêu thụ đoạn mạch X: Chọn đáp án A Bài 17: Đặt điện áp u = 150√2 cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 60 Ω, cuộn dây (có điện trở thuần) tụ điện Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch 250 W Nối hai tụ điện dây dẫn có điện trở khơng đáng kể Khi điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 50√3 V Dung kháng tụ điện có giá trị bằng: - Khi nối tắt tụ điện áp hiệu dụng điện trở điện áp hiệu dụng cuộn dây - Ta có hình vẽ: - Từ hình vẽ, ta có: - Cơng suất tiêu thụ mạch chưa nối tắt tụ điện: Chọn đáp án B Bài 18: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz 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 Điều chỉnh điện dung C đến giá trị 10/(4π) F 10/(2π) F cơng suất tiêu thụ đoạn mạch có giá trị Giá trị L bằng: A 3/π H B 2/π H C 1/3π H D 1/2π H - Ta có: P1 = P2 Chọn đáp án A Bài 19: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều tần số 50 Hz, thấy điện áp hiệu dụng phần tử R, L, C 30 V, 60 V, 20 V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch hệ số công suất mạch là: A 60 V; 0,75 B 70 V; 0,5 C 110 V; 0,8 D 50 V; 0,6 - Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch: - Hệ số công suất: Chọn đáp án D Bài 20: Cho mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm cuộn cảm L, tụ điện C biến trở R Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có tần số f giá trị hiệu dụng U không đổi Điều chỉnh giá trị biến trở nhận thấy điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở có giá trị 80 V 150 V cơng suất tiêu thụ mạch có giá trị 60 W Tìm cơng suất cực đại mạch A 180,50 W B 72,25 W C 90,25 W D 144,50 W - Ta có: - Nếu ta chọn : R1 = Chọn đáp án B Bài 21: Cho mạch điện hình vẽ Đặt vào hai đầu A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U tần số f không đổi Điều chỉnh C để tổng điện áp hiệu dụng U AM + UMB lớn tổng 2U cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AM 36 W Tiếp tục điều chỉnh C để công suất tiêu thụ đoạn mạch lớn cơng suất lớn bằng: A 32 W B 36 W C 25 W D 48 W - Biểu diễn vecto điện áp: - Áp dụng định lý sin tam giác, ta có: ⇒ Biến đổi lượng giác: - Khi đó: → Các vecto hợp với thành tam giác → xảy cực đại u chậm pha i góc 30° Chọn đáp án D Bài 22: Mạch RLC nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm (L,r) tụ điện C Khi hiệu điện hai đầu đoạn mạch u = 65√2 cos(ωt) V điện áp hiệu dụng điện trở cuộn dây 13 V điện áp tụ 65 V, công suất tiêu thụ tồn mạch 25 W Hệ số cơng suất mạch là: A 3/13 B 5/13 C 10/13 D 12/13 - Để đơn giản, ta chuẩn hóa: - Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch: ⇒ Hệ số công suất mạch: Chọn đáp án B Bài 23: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz 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 Điều chỉnh điện dung C đến giá trị 10 -4/(4π)F 10-4/(2π)F cơng suất tiêu thụ đoạn mạch có giá trị Giá trị L bằng: - Dung kháng mạch hai trường hợp: - Hai giá trị ZC cho công suất tiêu thụ mạch: Chọn đáp án B Bài 24: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi với hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện Dung kháng tụ điện 100 Ω Khi điều chỉnh R hai giá trị R1 và R2 công suất tiêu thụ đoạn mạch Biết điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện R = R1 bằng hai lần điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện R = R Các giá trị R1 và R2 là: A R1 = 50 Ω, R2 = 100 Ω ... nối tiếp phụ thu? ??c tần số dòng điện mạch ⇒ cosφ phụ thu? ??c vào tần số dòng điện mạch Chọn đáp án D Bài 12: Đặt vào đầu đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp điện áp xoay chiều u = U 0cosωt (V) cường... mạch u = 50√2cos100πt (V) Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm U L = 35 V hai đầu tụ điện UC =75 V Hệ số công suất mạch điện là: A cosφ = 0,6 B cosφ = 0,7 C cosφ = 0,8 D cosφ = 0,9 -... đoạn mạch cosφ = 0,5 chứng tỏ cường độ dòng điện mạch trễ pha π/3 so với điện áp hai đầu đoạn mạch C Hệ số công suất đoạn mạch cosφ = √3/2 chứng tỏ cường độ dòng điện mạch sớm pha π/6 so với điện