Phụ đao: dòng điện xoay chiều - vật lí 12 chương trình chuẩn
Chương DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Dạng CÁCH TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU u u r r Xét khung dây có diện tích S, số vịng dây N quay với tốc độ góc ω khơng đổi từ trường B ( B ru r vuông góc với trục quay ∆) Chọn gốc thời gian t=0 lúc ( n, B ) = 00 2π ;f = ω T b Biểu thức từ thông khung: Φ = N B.S cos ωt = Φo.cos ωt (Với Φ = L I Hệ số tự cảm L = π 10-7 N2.S/l ) −∆Φ π = −Φ ' = ω NBS sin ω t = E0cos(ω t − ) c Biểu thức suất điện động cảm ứng tức thời: e = ∆t ϕ u pha ban đầu điện áp ) d Biểu thức điện áp tức thời: u = U0 cos(ω t + ϕ u ) ( e Biểu thức cường độ dòng điện tức thời mạch: I = I cos(ω t + ϕ i ) a Chu kì tần số khung : T = ( ϕ i pha ban đầu dòng điện) f Giá trị hiệu dụng :I = I0 ;U= U0 ;E= E0 Câu Một khung dây có diện tích S = 60cm2 quay với vận tốc 20 vòng giây Khung đặt từ trường B = 2.10-2T Trục quay khung vng góc với đường cảm ứng từ, lúc t = pháp tuyến khung dây hướng với B a Viết biểu thức từ thông xuyên qua khung dây b Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất khung dây ĐS: Φ = 12.10-5cos40πt (Wb); e = 1,5.10-2cos(40πt – π/2) (V) Câu 2.(C15-MĐ859 – 2013): Một khung dây dẫn phẳng dẹt, hình chữ nhật có diện tích 60cm 2, quay quanh trục đối xứng (thuộc mặt phẳng khung dây) từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với trục quay có độ lớn 0,4T Tính từ thơng cực đại qua khung dây? ĐS: 2,4.10-3Wb Câu Một khung dây dẫn gồm N = 100 vịng quấn nối tiếp, diện tích vịng dây S = 60cm2 Khung dây quay với tần số 20 vịng/s, từ trường có cảm ứng từ B = 2.10-2T Trục quay khung vng góc với B a Lập biểu thức suất điện động cảm ứng tức thời b Vẽ đồ thị biểu diễn suất điện động cảm ứng tức thời theo thời gian ĐS: e = 1,5cos(40πt – π/2)V Câu (ĐH-2008): Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vịng, diện tích vịng 600 cm 2, quay quanh trục đối xứng khung với vận tốc góc 120 vịng/phút từ trường có cảm ứng từ 0,2T Trục quay vng góc với đường cảm ứng từ Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ Biểu thức suất điện động cảm ứng khung là: ĐS: e = 4,8.sin(4πt + π) V u r Câu Một khung dây quay từ trường B vng góc với trục quay khung với tốc độ n = 1800 vòng/ r u r phút Tại thời điểm t = 0, véctơ pháp tuyến n mặt phẳng khung dây hợp với B góc 300 Từ thơng cực đại gởi qua khung dây 0,01Wb Biểu thức suất điện động cảm ứng xuất khung : ĐS e = 0, 6π cos(60π t − π )Wb Dạng Mạch điện chứa R, C L Đoạn mạnh chứa điện trở + Độ lệch pha u i: ϕui = ϕu – ϕi = U + Biểu thức định luật Ôm: I = R + Biểu thức i: i = I0cos(ωt + ϕi) + Biểu thức u: u = U0cos(ωt + ϕu) Đoạn mạch chứa tụ điện π + Độ lệch pha u i: ϕui = ϕu – ϕi = U + Biểu thức định luật Ôm: I = với ZC = ZC ωC 2 i u + Biểu thức liên hệ u i: + = I0 U0 i2 u2 hay + = I U + Biểu thức i: i = I0cos(ωt + ϕi) π ) + Biểu thức u: u = U0cos(ωt + ϕi - Đoạn mạch chứa cuộn cảm + Độ lệch pha u i: ϕui = ϕu – ϕi = + Biểu thức định luật Ôm: I = π U với ZL = ωL ZL i2 u2 + Biểu thức liên hệ u i: + = I0 U0 i2 u2 hay + = I U + Biểu thức i: i = I0cos(ωt + ϕi) + Biểu thức u: u = U0cos(ωt + ϕi + π ) Câu Một tụ điện có điện dung 10µF mắc vào mạch điện xoay chiều có tần số 50Hz Dung khác tụ? Câu Một ống dây có độ tự cảm 0,1H mắc vào mạch điện xoay chiều có tần số 50Hz Cảm khác ống dây? Câu Một tụ điện có điện dung 20 µF mắc vào mạch điện xoay chiều có điện áp đầu đoạn mạch u = 120 cos(100πt) V Tính cường độ dịng điện qua mạch là: A 1,236A B 0,754A C 0,298A D 1,547A Câu Một cuộn dây cảm mắc vào mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng đầu đoạn mạch 96 V, cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch 2,5 A Biết tần số dòng điện 50 Hz Độ tự cảm cuộn dây là: A 1,256H B 0,845H C 0,122H D 0,527H Câu Điện áp đầu đoạn mạch xoay chiều có điện trở R = 100Ω có biểu thức u = 200 cos(100πt + π/4)V Tìm biểu thức cường độ dịng điện? A 2 cos(100πt) A B 2cos(100πt) A C 2 cos(100πt + π/4) A D 2cos(100πt + π/2) A Câu Điện áp hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều có tụ có điện dung C= 10− ( F ) có biểu thức u= π 200 cos(100π t ) (V ) Biểu thức cường độ dòng điện mạch : A 2 cos(100πt) A B 2cos(100πt + π/2) A C 2 cos(100πt + π/2) A D 2 cos(100πt - π/2) A Câu Điện áp hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều có cuộn cảm có độ tự cảm L= thức u= 200 cos(100πt + A 2 cos(100πt) A π ) (V ) Biểu thức cường độ dòng điện mạch? B 2cos(100πt + π/6) A C 2 cos(100πt - π/6) A D 2cos(100πt + π/2) A Câu Điện trở R = 50Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L = 1/πH hình vẽ Hai đầu đoạn mạch mắc vào nguồn xoay chiều có tần số f = 50 A Hz Hai vơn kế (V1) , (V2) có điện trở lớn, (V1) 75V (V2) chỉ: A 150V B 37,5V C 200V D 300V Câu Tụ điện C = 10 -3/2π F cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp hình vẽ Hai đầu đoạn mạch mắc vào nguồn xoay chiều có tần số f = 50Hz Hai vơn A kế (V1), (V2) có điện trở lớn, (V1) 120V (V2) 180V Độ tự cảm L bằng: A 0,4/3π H B 0,4/π H C 0,3/π H D 1/π H Câu 10 Đoạn mạch điện xoay chiều AB chứa phần tử: điện trở thuần, cuộn dây tụ điện Khi đặt hiệu điện u = U 0cos(ωt - π/6) lên hai đầu A B dịng điện mạch có biểu thức i = I0cos(ωt + π/3) Đoạn mạch AB chứa: A điện trở B cuộn dây có điện trở C cuộn dây cảm ( H ) có biểu π R L V1 V2 C N M Đ D tụ điện L V2 B B Câu 11 Đặt vào hai đầu tụ điện C có điện dung khơng đổi hiệu điện u=U 0cos100 π t (V) Khi u= -50 V i= A, u=50 V i= - A Hiệu điện U0 có giá trị là: A 50 V B 100 V C 50 V D 100 V Câu 12(ĐH – 2009): Đặt điện áp u = U cos 100π t − π 2.10−4 (F) ÷ (V) vào hai đầu tụ điện có điện dung 3 π Ở thời điểm điện áp hai đầu tụ điện 150 V cường độ dòng điện mạch 4A Biểu thức cường độ dòng điện mạch π π A i = cos 100π t + ÷ (A) B i = 5cos 100π t + ÷ (A) 6 6 C i = 5cos 100π t − π ÷ (A) 6 D i = cos 100π t − Câu 13(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều u = U cos 100π t + tự cảm L = π ÷ (A) 6 π ÷(V ) vào hai đầu cuộn cảm có độ 3 (H) Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm 100 V cường độ dòng điện qua cuộn 2π cảm 2A Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm π ÷( A) 6 π C i = 2 cos 100π t + ÷( A) 6 π ÷( A) 6 π D i = 2 cos 100π t − ÷( A) 6 A i = cos 100π t − B i = cos 100π t + Dạng Mạch R, L, C nối tiếp Tổng trở: Z = R + ( Z L − ZC ) Định luật Ôm: I = U R U L UC U = = = Z L ZC R Z Độ lệch pha ϕ điện áp so với cường độ dòng điện Tanϕ = Z L − ZC R + ϕ > 0: u sớm pha so với i + ϕ < 0: u trễ pha so với i + ϕ = 0: u pha với i Biểu thức cường độ dòng điện điện áp L, r + Nếu i = I0cos(ωt + ϕ0) u = U0cos(ωt + ϕ0 + ϕ) + Nếu u = U0cos(ωt + ϕ0) i = I0cos(ωt + ϕ0 - ϕ) • Nếu cuộn dây có điện trở r đáng kể xem cuộn dây tương đương với đoạn mạch gồm điện trở r nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L • Độ lệch pha hai điện áp tức thời uAM so với uNB (trên mạch điện) là: ∆ϕ = ϕAM – ϕNB + ∆ϕ > 0: uAM sớm pha so với uNB + ∆ϕ < 0: uAM trễ pha so với uNB + ∆ϕ = 0: uAM pha với uNB ⇒ tanϕAM = tanϕNB + Khi ϕ1 – ϕ2 = ± π/2: u1 vuông pha với u2 ⇒ tanϕ1 tan ϕ2 = -1 + Khi ϕ1 – ϕ2 = ± π/2: hai góc phụ ⇒ tanϕ1 tan ϕ2 = Chú ý: Khi đề cho độ lệch pha u so với u2 , ta cần tìm độ lệch pha u i u2 i ⇒ kết Câu Mạch điện xoay chiều gồm RLC mắc nối tiếp, có R = 30Ω, ZC = 20Ω, ZL = 60Ω Tổng trở mạch A Z = 50Ω B Z = 70Ω C Z = 110Ω D Z = 2500Ω Câu Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R = 100Ω, tụ điện C = 10 −4 ( F ) cuộn cảm L = 2/πH mắc π nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có dạng u = 200cos100πt(V) Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch A I = 2A B I = 1,4A C I = 1A D I = 0,5A Câu Một cuộn dây có điện trở r = 20Ω độ tự cảm L = 0,05H mắc mạch điện xoay chiều có tần số góc ω = 314 rad/s Tổng trở cuộn dây là: A 32,6Ω B 22,7Ω C 42,3Ω D 25,4Ω Câu Cho mạch điện hv, R = 20Ω điện áp hiệu dụng UAM = 90V, C R UAB = 150V, tần số dòng điện f = 50Hz Điện dung tụ là: A B A 52 µF B 87µF C 119µF D 152µF M Câu Một bóng đèn ghi (25W – 50V) mắc nối tiếp với ống dây có độ tự L, r cảm L điện trở r = 20Ω vào mạch điện xoay chiều 120V – 50Hz thấy đèn X sáng bình thường Độ thự cảm L bằng: A 0,50H B 0,35H C 0,82H D 0,66H 3.1 QUAN HỆ VỀ PHA Câu Cho mạch RLC nối tiếp gồm R = 20Ω, L = 0,8/πH C = 10-4/π F, f = 50Hz Điện áp tức thời u hai đầu đoạn mạch lệch pha so với dòng điện i qua mạch nào? A u sớm pha so với i góc π/4 B u trễ pha so với i góc π/4 C u sớm pha so với i góc π/2 D u trễ pha so với i góc π/2 Câu Cho mạch điện hv Trong R = 30Ω, C = 10-3/3π F, cuôn dây cảm, f = 50Hz Điện áp tức thời u AM lệch pha so với điện áp uMB? R L C A uAM sơm pha so với uMB góc π/2 B uAM sơm pha so với uMB góc 2π/3 B A C uAM trễ pha so với uMB góc 3π/4 D uAM sơm pha so với uMB góc 3π/4 N M Câu Cho mạch điện RLC nt có L = 0,255H, R = 120Ω, điện dung C Mắc R L C B A mạch vào điện áp xoay chiều có u = U cos628t điện áp hai đầu A, M M N vuông pha so với điện áp hai đầu mạch điện C nhận giá trị: A 5,67 µF B 6,37 µF C 7,54 µF D 8,35 µF Câu Cho mạch điện RLC nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điên dung C = 2,5.10 -4/π F cuộn dây cảm L thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định với tần số f = 50Hz Khi L = L = 1/2π H điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha so với i góc ϕ1, L = L2 = 4/5π H điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha so với i ϕ2 Biết ϕ1 + ϕ2 = π/2 Điện trở R nhận giá trị: A 20Ω B 30Ω C 40Ω D 50Ω Câu 10 Cho mạch RLC nt gồm R = 20Ω, C thay đổi cuộn dây cảm Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều ổn định có f = 60Hz Khi C = C = 10-3/4,8π F điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha so với i góc ϕ1, C = C2 = 10-3/9,6π F điện áp lệch pha so với i góc ϕ2 Biết ϕ1 - ϕ2 = π/2 Cảm kháng cuộn dây là: A 50Ω B 60Ω C 70Ω D 80Ω Câu 11 Cho mạch điện hv (cuộn dây cảm) Gữa hai điểm A B R L C ln có điện áp xuay chiều có tần số 50Hz, giá trị hiệu dụng B A 75 V không đổi Bỏ qua điện trở khóa k dây nối k Khi k mở, dòng điện mạch i = cos(100πt – π/6)A Khi k đóng, dòng điện mach i2 = 3cos(100πt + π/3)A Điện trở R nhận giá trị sau đây: A 25 Ω B 25 Ω C 50 Ω D 50 Ω Câu 12 Một đoạn mạch xoay chiều hv Cho U AB = UAN = 100V, điện áp hai đầu đoạn mạch AN nhanh pha điện áp hai đầu đoạn mạch MN góc π/3 Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là: A 50V B 100V C 150V D 200V Câu 13 Xét mạch điện hình vẽ: uAB = 200 cos100πt (V) UAF = 200(V) A F • • Biết uAF lệch pha π/2 so với uAB Biểu thức uAF là: R L C A uAF = 200 cos(100πt - π/4) (V) B uAF = 200 cos(100πt -π/2) (V) L R M A C uAF = 200cos(100πt +π/4) (V) D uAF = 200cos(100πt +π/2) (V) Câu 14 Cho mạch điện hình vẽ Số vôn kế 11V ; R = 5Ω V2 Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = 20 cos 314t (V ) Biểu thức cường độ dòng V1 điện mạch : A i = 2,2 cos(314t − 0,43) ( A) B i = 2,2 cos(314t + 0,43) ( A) C i = 2,2 cos(314t − π / 3) ( A) D i = 2,2 cos(314t − π / 4) ( A) B • B Câu 15 Cho mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp có R=30Ω, C= 10-4/π (F) , L thay đổi cho hiệu điện đầu mạch U=100 cos100 π t (V) , để u nhanh pha i góc π/6 rad ZL i là: A Z L = 117,3(Ω), i = π cos(100π t − )( A) B Z L = 100(Ω), i = 2cos(100π t − π )( A) C Z L = 117,3(Ω), i = π cos(100π t + )( A) C Z L = 100(Ω), i = 2cos(100π t + π )( A) Câu 16: (ĐH 2009) Một đoạn mạch xoay chiều gồm R,L,C mắc nối tiếp Biết cảm kháng gấp đơi dung kháng Dùng vơn kế xoay chiều (có điện trở lớn) đo điện áp hai đầu tụ điện hai đầu điện trở số vôn kế Độ lệch pha giũa hai đầu đoạn mạch so cường độ dòng điện mạch là: A π B π C − π D π 3.2 QUAN HỆ GIỮA CÁC ĐIỆN ÁP HIỆU DỤNG Câu 16 Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C không phân nhánh Điện áp hai đầu R 80V, hai đầu L 120V, hai tụ C 60V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là: A 260V B 140V C 100V D 20V Câu 17 Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C không phân nhánh Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch 100V, hai đầu L 120V, hai tụ C 60V Điện áp hiệu dụng hai đầu R là: V A 260V B 140V C 80V D 20V C R L Câu 18 Cho mạch hình vẽ , điện trở R, cuộn dây cảm L tụ C mắc nối tiếp Các vơn kế có điện trở lớn , V1 Chỉ UR=5(V), V2 UL=9(V), V U=13(V) Hãy tìm số V3 biết mạch có tính dung kháng? V1 V3 V2 A 12(V) B 21(V) C 15 (V) D 51(V) Câu 19 Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C không phân nhánh Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch 100V, hai đầu R 80V , hai tụ C 60V Mạch điện có tính cảm kháng.Tính điện áp hiệu dụng hai đầu L: A 200V B 20V C 80V D 120V Câu 20 Cho đọan mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Đặt vào đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều, người ta đo điện áp hiệu dụng đầu R, L, C UR = 30V; UL = 80V; UC = 40V Điện áp hiệu dụng UAB đầu đoạn mạch : A 30V B 40V C 50V D 150V Câu 21 Cho đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở R, cuộn dây cảm L tụ C , đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 50 cos(100π t )V , lúc ZL= 2ZC điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở UR = 30V Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là: A 30V B 80V C 60V D 40V Câu 22 Cho mạch điện hình vẽ với U AB = 300(V), UNB = 140(V), dòng R L N C điện i trễ pha so với uAB góc ϕ (cosϕ = 0,8), cuộn dây cảm Vơn kế A B V giá trị: V A 100(V) B 200(V) C 300(V) D 400(V) Câu 23 Chọn câu Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ (Hình R L C 23) Người ta đo điện áp UAM = 16V, UMN = 20V, UNB = 8V Điện A M N B áp hai đầu đoạn mạch AB là: Hình 23 A 44V B 20V C 28V D 16V Câu 24 Chọn câu Cho mach điện xoay chiều hình vẽ (Hình 23) Người ta đo điện áp U AN =UAB = 20V; UMB = 12V Điện áp UAM, UMN, UNB là: A UAM = 12V; UMN = 32V; UNB =16V B UAM = 12V; UMN = 16V; UNB =32V C UAM = 16V; UMN = 24V; UNB =12V D UAM = 16V; UMN = 12V; UNB =24V Câu 25 Cho đoạn mạch điện gồm điện trở R, cảm L, tụ điện C nối tiếp, đặt vào đầu đoạn mạch điện áp hiệu dụng 100 2V , Vôn kế nhiệt đo điện áp đoạn: đầu R 100V; Đầu tụ C 60V số vôn kế mắc đầu cuộn cảm L là: A 40V B 120V C 160V D 80V Câu 26 Đặt vào hai đầu mạch điện RLC nối tiếp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng phần tử R, L, C 20V Khi tụ bị nối tắt địện áp hiệu dụng hai đầu điện trở bằng: A 30 V B 10 V C 20V D 10V 3.3 GIẢN ĐỒ VÉC TƠ Một số công thức toán học thường áp dụng : Hệ thức lượng tam giác vuông: Cho tam giác vuông ABC vuông A đường cao AH = h, BC = b, AC = b, AB = c, CH = b,, BH = c, ta có hệ thức sau: B c' , , H b = ab ;c = ac a c h = b, c, h b’ b.c = a.h 1 = + h b2 c2 hệ thức lượng tam giac: a b c a Định lý hàm số sin: ∧ = ∧ = ∧ sin A sin B sin C ∧ b Định lý hàm số cos: a2 = b2 +c2 – 2bc.cos A A C b A c B b a C Câu Cho mạch điện hình vẽ 23 Điện áp hai đầu đoạn mạch AB u = U 0cos2πft Biết UR = UL = UC/2 Độ lệch pha điện áp UAN UAB nhận giá trị sau đây: A B π/4 C π/2 D π Câu Đặt điện áp u = 200 cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp Dùng vơn kế nhiệt (có điện trở lớn) đo điện áp hai đầu cuộn dây hai đầu tụ điện số 150V 250V Biểu thức điện áp giữ hai đầu cuộn dây là: A 150cos(100πt +π/2)V B 150 cos(100πt +π/2)V C 150 cos(100πt +π/4)V D 150cos(100πt +π/4)V Câu Cho mạch điện xoay chiều hn Biết điện áp hiệu dụng hai đầu linh L, r R B C A kiện là: UAB = 100V; UBC = 120V; UAC = 180V Độ lệch pha uAC i là: A 200 B 300 C 400 D 450 Câu Cho mạch điện xoay chiều AB hình vẽ, cuộn dây có điện trở C L, r M r, độ tự cảm L Biết UAM = 40V, UMB = 60V, hiệu điện uAM dịng điện A B i lệch pha góc 300 Hiệu điện hiệu dụng UAB là: A 122,3V B 87,6V C 52,9V D 43,8V Câu Cho mạch điện xoay chiều hv, cuộn dây cảm Biết U AM C M L R A B = UAB = 100V; uAM uMB lệch pha 1200 Hiệu điện hiệu dụng UMB là: • • • A 80V B 100V C 50V D 120V Câu Cho đoạn mạch hv 23, R = 50Ω, cuộn cảm có L = 0,5/π H, f = 50Hz Điện áp uAN uAB lệch pha góc π/2 Điện dung C tụ là: A 10-4/5π F B 2.10-4/π F C 10-4/2π F D 10-4/π F Câu Cho mạch điện hình bên, cuộn dây cảm L Biết R L C điện áp uAN uMB lệch pha góc π/2 Chọn biểu thức B A A LCR = B LC = R2 C L/C = R2 D C/L = R2 N M Câu Cho mạch điện hình bên, đặt vào đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều ổn định có tần số 50Hz Biết cuộn dây có L = 1/2π H; tụ điện có điện C L, r N B dung thay đổi Thay đổi điện dung C đến dung kháng 90Ω điện A áp hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại Khi tổng trở hai đầu cuộn dây nhận giá trị sau đây: A 56Ω B 60Ω C 67Ω D 86Ω Câu Mạch điện hình vẽ, vơn kế: V 75V, V2 125 V, uMP = 100 cos(100πt) (V), cuộn cảm L có điện trở R Cho RA = 0, RV1= RV2 = ∞ Biểu thức điện áp uMN: L,r C N P M A A uMN = 125 cos(100πt + π/2)(V) B uMN = 75 cos(100πt + 2π/3)(V) V1 V2 C uMN = 75 cos(100πt + π/2 (V) D uMN = 125 cos(100πt + π/3) (V) Câu 10 Đặt điện áp u = 220 cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm cuộn cảm L mắc nối tiếp với điện trở R, đoạn MB có tụ điện C Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AM điện áp hai đầu đoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng lệch pha 2π/3 Điện áp hiệu dụng hai C R L, đầu đoạn mạch AM bằng: A B M A 220 V B 220/ V C 220 V D 110 V Câu 11 Trên đoạn mạch xoay chiều khơng phân nhánh có bốn điểm theo thứ tự A, M, N B Giữa hai điểm A M có điện trở thuần, C R M N A hai điểm M N có tụ điện, hai điểm N B có cuộn cảm Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều 240V – 50 Hz uMB uAM lệch pha π/3, uAB uMB lệch pha π/6 Điện áp hiệu dụng R là: A 80 (V) B 60 (V) C 80√3 (V) D 60√3 (V) L,r B 3.4 CỘNG HƯỞNG ĐIỆN • • Điều kiện cộng hưởng điện: Thay đổi C L f cho LCω2 = Khi mạch cộng hưởng, ta có: + Zmin = R + Imax = U R + u pha với i ⇒ u cungf pha với uR vuông pha với uL, uC + UL = UC URmax = U + Pmax = RI2 = U2 R + cosϕ = hay ϕ = Câu Cho mạch điện xoay chiều RLC, tụ C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều uAB = 220 cos(100πt – π/6)V Cuộn dây cảm có L = 4.10 -4/π H Điều chỉnh C đến điện áp hai đầu mạch pha với dịng điện C có giá trị là: A 1/4π F B 2/π F C 1/π F D 1/3π F Câu Cho mđ RLC với L = 0,2 H Hai đầu đoạn mạch mắc với nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng khơng đổi U với tần số góc ω thay đổi Khi ω = 300 rad/s cường độ hiệu dụng I mạch đạt cực đại Điện dung C tụ là: A 80 µF B 56 µF C 25 µF D 68 µF Câu Cho mạch RLC, cuộn dây cảm Đặt vào đầu AB điện áp R L C xoau chiều có UAB = 120V tần số f thay đổi Biết R = 30Ω; L = 1/π H; A B C = 2,5.10-3/4π F Điều chỉnh tần số f để u AB vuông pha với uAM, điện áp hiệu N M dụng hai đầu đoạn mạch AN có giá trị là: A 100V B 150V C 200V D 250V Câu Cho mạch điện hình vẽ uAB = 200 cos100πt (V) R =100 Ω ; C L R L= H; C tụ điện biến đổi ; RV →∞ C nhận giá trị sau để vôn kế π A V có số lớn B V A 10-4/π F B 10-4/2π F C 10-3/π F D 10-3/2π F Câu Mạch điện R,L,C nối tiếp, điện áp hai đầu mạch u = 220 cos ω t(V) ω thay đổi Tính điện áp hiệu dụng đầu R biểu thức dòng điện có dạng i = I Cosωt : A 220 (V) B 220(V) C 110(V) D 120 (V) Câu Cho mđxc RLC mắc nối tiếp Tụ C thay đổi Mạch điện đặt vào điện áp xoay chiều có U khơng đổi, tần số f = 50Hz Khi C = C = 25/π µF C = C2 = 50/π µF cường độ hiệu dụng mạch Để mạch xảy cộng hưởng điện điện dung C tụ bằng: A 10-4/2π F B 10-4/3π F C 10-4/5π F D 10-4/π F Câu (ĐH-2009) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 30 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm 0, (H) tụ điện có điện dung thay đổi Điều π chỉnh điện dung tụ điện điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại A 150 V B 160 V C 100 V D 250 V Câu Một mạch điện không phân nhánh gồm điện trở R=100 Ω ,cuộn cảm có L thay đổi tụ có điện dung C Mắc mạch vào nguồn có u = 100 2Cos (100πt + π )V Thay đổi L để điện áp hai đầu điện trở có giá trị hiệu dụng UR=100V Biểu thức sau cho cường độ dòng điện qua mạch: A i = 2Cos100πt + π π π ) (A) B i = Cos (100πt + ) (A) C i = 2Cos (100πt + ) (A) D i = 2Cos (100πt ) (A) 6 Dạng Công suất dịng điện xoay chiều Hệ số cơng suất Công suất tức thời Với u = U0cos(ωt + ϕ) i = I0cos ωt Thì cơng suất tức thời: P = u.i = U0I0cos ωt cos(ωt + ϕ) Công suất mạch điện xoay chiều: P = U.I.cosϕ Công suất tỏa nhiệt điện trở R: P = R.I2 Đối với đoạn mạch RLC nối tiếp cơng suất tiêu thụ mạch công suất tỏa nhiệt R Hệ số công suất: cos ϕ = R Z Câu Một cuộn dây có r = 12Ω L = 4/25π H có dịng điện xoay chiều tần số 50Hz chạy qua Hệ số công suất cuộn dây là: A 0,5 B 0,6 C 0,8 D 0,4 Câu Một mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có R = 30Ω, L = 4/5π H C = 10-3/12π F mắc nối tiếp vào nguồn xoay chiều có điện áp u = 120 cos(100πt) V Mạch điện tiêu tụ công suất: A 100W B 89,5W C 276,4W D 172,8W Câu Cho mđxc Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 200cos(100 πt)V cường độ dòng điện mạch i = sin(100πt + 3π/4)A Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: A 50W B 80W C 100W D 150W Câu 4(ĐH 2008): Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh hiệu điện π π u = 220 cos ωt − ÷(V) cường độ dịng điện qua đoạn mạch có biểu thức i = 2 cos ωt − ÷(A) 2 4 Cơng suất tiêu thụ đoạn mạch A 440W B 220 W C 440 W D 220W Câu Cho mđxc hình vẽ Biết UAB = 160V, UAM = 56V, UMB = 120V, C M L, r A I =2A Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: B A 256W B 120W C 80W D 160W Câu Cho mạch điện RLrC với điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch 40V, C thay đổi, R = 20Ω Điều chỉnh C để công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại, lúc I = 2A Điện trở r cuộn dây là: A B 5Ω C 10Ω D 20Ω Câu 7(CĐ 2010): Đặt điện áp u = U cos ωt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm mắc nối tiếp với biến trở R Ứng với hai giá trị R = 20 Ω R2 = 80 Ω biến trở cơng suất tiêu thụ đoạn mạch 400 W Giá trị U A 400 V B 200 V C 100 V D 100 V Câu 8(ĐH 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi, tần số 50Hz 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 H D H 3π π Câu Cho hiệu điện thê hai đầu đoạn mạch u AB = 10 cos(100πt – π/4) V cường độ dòng điện qua mạch π i = cos(100π t + )( A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: 12 A 360W B 180W C 120W D 180 W A H 2π B H π C Câu 10 Cho đoạn mạch AC không phân nhánh Điện trở R=50( Ω ), cuộn dây cảm L = 1/π (H) tụ C = 10-3/22π (F) Điện áp hai đầu mạch: u = 260 cos(100πt) V Cơng suất tồn mạch: A 50W B 100W C 150W r, L R D 200W A B Câu 11 Cho mạch điện AC hình vẽ R=50( Ω ); U ñ = 100(V ) ; r = 20(Ω) Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: A 80W B 200W C 280W D 300W Câu 12 Cho đoạn mạch AC tần số f = 50Hz gồm R, C mắc nối tiếp R biến trở, tụ điện có điện dung C= 10 −4 ( F ) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp hiệu dụng ổn định U Thay đổi R ta thấy với hai giá trị π R là: R=R1 R=R2 cơng suất mạch điện Tích R1 R2 là: A 10-4 B 10-2 C 102 D 104 Câu 13 Cho đoạn mạch RLC hình vẽ R=100 Ω , cuộn dây cảm có độ tự cảm L = H tụ điện có π điện dung C Biểu thức điện áp tức thời hai điểm A N là: R L C u AN = 200cos100πt (V) Cơng suất tiêu thụ dịng điện đoạn A M N B mạch là: câu 15 A 100W B 50W C 40W D 79W Câu 14 Một mạch điện gồm điện trở R, tụ điện C = 31,8 µF; cuộn dây có điện trở khơng đáng kể có độ tự cảm L = 2/π H ghép nối tiếp với Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng U = 200V; tần số f = 50Hz Biết công suất tiêu thụ mạch P = 100W Đáp án sau gần với giá trị R: A 26 Ω B 373 Ω C 200 Ω D 30 Ω Câu 15 Đoạn mạch AC (alternating current) gồm R = 50Ω nt với tụ C Hai đầu đoạn mạch mắc vào nguồn AC có u = 200 cos(120πt) V Trong thời gian phút, đoạn mạch tiêu thụ điện 12kJ Điện dung C tụ có giá trị là: A 52,3 µF B 30,6 µF C 5,8µF D 16,2µF Chú ý Ý nghĩa hệ số công suất cosϕ -Trường hợp cosϕ = tức ϕ = 0: mạch có R, mạch RLC có cộng hưởng điện U2 (ZL = ZC) thì: P = Pmax = UI = R π -Trường hợp cosϕ = tức ϕ = ± : Mạch có L, C, có L C mà khơng có R thì: P = Pmin = +Để nâng cao cosϕ cách thường mắc thêm tụ điện thích hợp cho cảm kháng dung kháng mạch xấp xỉ để cosϕ ≈ +Nâng cao hệ số công suất cosϕ để giảm cường độ dòng điện nhằm giảm hao phí điện đường dây tải điện Câu 16 Một mạch điện xoay chiều RLC có điện trở R = 110 Ω mắc vào điện áp π u = 220 2cos(100π t + ) (V) Khi hệ số cơng suất mạch lớn cơng suất tiêu thụ A 115W B 220W C 880W D 440W Câu 17 Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có dung kháng ZC = 200Ω cuộn dây mắc nối tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = 120 cos(100πt + π )V thấy điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 120V sớm pha π/2 so với điện áp đặt vào mạch Công suất tiêu thụ cuộn dây A 72 W B 240W C 120W D 144W 4.1 R không đổi; L C f thay đổi P: max ⇔ I: max (cộng hưởng điện) lúc đó: P = RI2 = R U2 ⇒ R + (Z L − Z c ) ZL = ZC Pmax = U2 R Câu Cho đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở r, độ tự cảm L = 0,5/π H nối tiếp với tụ C = 10 -4/2π F Hai đầu đoạn mạch mắc vào nguồn AC có điện áp hiệu dụng khơng đổi tần số thay đổi Tần số dòng điện nhận giá trị sau để công suất mạch đạt cực đại: A 50Hz B 60Hz C 100Hz D 200Hz Câu Cho mạch AC có R = 50 Ω, cuộn cảm tụ điện có điện dung thay đổi, tất mắc nối tiếp vào nguồn có U = 80V, tần số f không đổi Điều chỉnh C để công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại Công suất cực đại là: A 128W B 56W C 234W D 88W 4.2 R thay đổi, L, C, f khơng đổi Tìm R để P max + Khi L,C, ω khơng đổi mối liên hệ ZL ZC không thay đổi nên thay đổi R khơng gây tượng cộng hưởng + Tìm cơng suất tiêu thụ cực đại đọan mạch: U2 = (Z L − Z C ) , R+ R (Z L − Z C ) ( R + ) đạt giá trị R U2 Ta có P = RI2 = R R + (Z L − Z c ) Do U = Const nên để P = Pmax R A Lúc đó: cosϕ = I = Imax= B Pmax P P = Pmax = = 2R Z L − Z C L R2 R U Z L − ZC 2 ; tan ϕ = Câu Một mạch điện AC gồm cuộn cảm có L = 0,4/π H, tụ điện có C = 10 -4/π F điện trở R thay đổi được, tất mắc nối tiếp vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng không đổi tần số f = 50Hz R cơng suất mạch đạt giá trị cực đại A 40Ω B 60Ω C 100Ω D 200Ω Câu Một mạch điện AC gồm cuộn cảm có L = 0,4/π H, tụ điện có C = 10 -4/π F điện trở R thay đổi được, tất mắc nối tiếp vào nguồn xoay chiều u = 120 cos100πt (V) Điều chỉnh R để công suất mạch đạt giá trị cực đại, cơng suất cực đại là: A 60W B 100W C 120W D 360W Câu Một đoạn mạch RLC nối tiếp gồm cn cảm có độ tự cảm L không đổi, tụ điện C = 10 -4/2π F biến trở R Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 120 cos100πt (V) Công suất cực đại mà mạch đạt điều chỉnh R 60W Biết địng điện i ln sớm pha so với điện áp u hai đầu mạch, độ tự cảm L là: A 1/π H B 2/π H C 1/2π H D 0,8/π H Câu 4(CĐ 2010): Đặt điện áp u = 200cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm H Điều chỉnh biến trở để công suất tỏa nhiệt biến trở đạt cực đại, π cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch A A B A C A D A 4.3 Công suất đoạn mạch RLrC khơng phân nhánh( cuộn dây có điện trở r hoạt động) + Công suất tiêu thụ đoạn mạch xoay chiều: P = UIcosϕ hay P = I2 (R+r)= R+r Z U R + Công suất tiêu thụ điện trở R: PR = I2.R= Z2 U 2( R + r ) Z2 + Hệ số công suất đoạn mạch : cosϕ = 10 Với Z = (R+r)2 + (Z L - Z C )2 Pr = I2 r = + Công suất tiêu thụ cuộn dây: U r Z2 + Hệ số công suất đoạn mạch chứa cuộn dây: cosϕd = r = Zd r r + ZL Câu Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây có điện trở r = 20Ω Cho R = 60Ω; C = 2,5.10-4/π F; i = 2 cos(100πt – π/6) A; điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch U = 160V Hệ số tự cảm cuộn dây bằng: A 2/π H B 1/5π H C 1/π H D 2/5π H Câu Cuôn dây có độ tự cảm L = 0,159H điện trở r = 40Ω mắc nối tiếp với điện trở R = 80Ω Mắc mạch vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 260V tần số f = 50Hz cơng suất đoạn mạch cơng suất cuộn dây nhận giá trị: A 200W; 100W B 240W; 100W C 240W; 160W D 200W; 160W Câu Cho mạch gồm cuộn dây không cảm có r = 20Ω; L = 63,6mH mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung thay đổi C điện trở R Điện áp hai đầu mạch u = 100 cos100πt (V) Thay đổi C đến giá trị C cơng suất mạch đạt cực đại 200W C0 R có giá trị bằng: A 159µF; 30Ω B 159µF; 20Ω C 200µF; 30Ω D 200µF; 20Ω Câu Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có R = 50Ω, L = 4/(10π) H tụ điện có điện dung C = 10 -4/π F điện trở R = 30Ω mắc nối tiếp nhau, đặt vào hai đầu đoạn mạch có điện áp xoay chiều u = 100 2.cos100πt (V) Công suất tiêu thụ đoạn mạch điện trở R là: A P=28,8W; PR=10,8W B.P=80W; PR=30W C P=160W; PR=30W D.P=57,6W; PR=31,6W a.Công suất tiêu thụ cực đại đọan mạch: có L,r,C, ω khơng đổi + R thay đổi để Pmax: Khi L,C, ω khơng đổi mối liên hệ ZL ZC không thay đổi nên thay đổi R không gây tượng cộng hưởng C L,r R U2 A B Ta có P=(R+r)I = (R+r) 2 ( R + r ) + ( Z L − Zc ) U ( Z − Z C )2 P= ) thì:(R+r) = Z L − Z C Hay: R =/ZL-ZC/ -r ( Z L − ZC )2 , để P=Pmax => ( R + r + L ( R + r )+ R+r (R+r) Công suất tiêu thụ cực đại (R+r): Pmax = U2 U2 = Z L − Z C 2( R + r ) b.Công suất tiêu thụ cực đại R: U2 U ( Z − Z C )2 + r R= 2r + R + L ( R + r ) + ( Z L − Z c )2 R 2 ( Z L − ZC ) + r Để PR:PRmax ta phải có X = ( R + ) đạt giá trị R ( Z L − Z C )2 + r => R= => R= ( Z L − Z C )2 + r R U2 Ta có PR= RI2 = Lúc PRmax= 2r + r + ( Z L − Z C )2 = U2 2r + X Lưu ý: có kí hiệu r thay R0 Câu Cho đoạn mạch xoay chiều khơng phân nhánh, cuộn dây có điện trở r = 15(Ω) , độ tự cảm L = ( H ) Và biến trở R mắc hình vẽ 5π Hiệu điện hai đầu mạch là: U = 80 cos(100π t )(V ) R r, L 5.1 Khi ta dịch chuyển chạy biến trở cơng suất tỏa nhiệt tồn mạch đạt giá trị cực đại là? A P=80(W) B P=200(W) C P=240(W) D P=50(W) 5.2 Khi ta dịch chuyển vị trí chạy cơng suất tỏa nhiệt biến trở đạt giá trị cực đại là? A P=25(W) B P=32(W) C P=80(W) D P=40(W) 11 Câu Một mạch điện gồm cuộn dây có điện trở đáng kể độ tự cảm L = 0,8/π H mắc nối tiếp với biến trở R Hai đầu đoạn mạch mắc vào nguồn xoay chiều u = 160 cos100πt (V) Điều chỉnh biến trở để công suất mạch đạt cực đại phút mạch điện tiêu thụ điện là: A 2500J B 9600J C 6200J D 15430J -4 Câu Cho mạch điện gồm cuộn dây có r = 32Ω; L = 1/πH; tụ C = 4.10 /(3π) F biến trở R mắc nối tiếp Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch không đổi có tần số f = 50Hz Điều chỉnh biến trở để công suất tiêu thụ biến trở R cực đại, lúc R bằng: A 40,6Ω B 52Ω C 25Ω D 82,5Ω Dạng Số cực đại vôn kế mắc hai đầu cuộn cảm tụ điện L thay đổi UL = UV = U U R + ( Z L − ZC ) R +Z ZL UV : max ⇔ 2 C Z L = − 2Z C +1 : ZL ⇒ U U R + ( Z L − ZC ) 2 Z C = R + Z C 2Z C − +1 ZL ZL C B V` Z R +Z = C hay ZL = Z L R + ZC ZC L R A 2 C thay đổi UC = U V = L R A R + Z C 2Z C − +1 ZL ZL C C B V` R2 + ZL UV : max ⇔ ZC = ZL L = ? để ULR: max; C = ? để UCR : max tự tìm hiểu (H) ; R = 100(Ω); Tụ điện có điện dung biến π thiên Đặt vào hai đầu A, B điện áp có biểu thức u AB = 120 cos(100πt)V C nhận giá trị U C (hiệu Câu Mạch RLC nt có cuộn dây cảm có độ tự cảm L = dụng) cực đại ? A 10-4/π F B 10-4/2π F C 10-4/4π F D 2.10-4/π F Câu Cho đoạn mạch điện không phân nhánh RLC Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = 200cos100πt (V) Điện trở R = 100Ω, Cuộn dây cảm có L thay đổi được, tụ điện có điện dung C = 10-4/π (F) Xác định L cho điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại A L= H π B L= H π C L= 0,5 H π D L= 0,1 H π Câu Mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm cuộn dây có độ tự cảm L, điện trở r tụ điện C Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng 30V Điều chỉnh C để điện áp hai tụ đạt giá trị cực đại số 50V Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây bao nhiêu? A 30V B 20V C 40V D 50V Câu (ĐH-2011) Đặt điện áp xoay chiều u = U cos100πt (U khơng đổi, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm H tụ điện có điện dung C thay đổi 5π Điều chỉnh điện dung tụ điện để điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại U Điện trở R bằng: A 20Ω B 10 Ω C 20 Ω D 10Ω Câu Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp Biết R = 30Ω, Z L = 40Ω, C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp u = 120cos(100t - π/4)V Khi C = Co điện áp hiệu dụng hai tụ đạt giá trị cực đại UCmax A UCmax = 100 V 12 B UCmax = 36 V C UCmax = 120V D UCmax = 200 V Dạng Bài toán hộp đen X Chú ý : Mạch điện đơn giản ( X chứa phần tử ): a Nếu U NB pha với i suy X chứa R0 b Nếu U NB sớm pha với i góc π/2 suy X c Nếu U NB trễ pha với i góc π/2 suy X chứa L0 chứa C0 Mạch điện phức tạp: a Mạch Nếu U AB pha với i , suy X A • chứa L0 Nếu U AN U NB tạo với góc π/2 suy X Nếu U AN U NB N • B • X chứa ( R0 , L ) b Mạch Nếu U AB pha với i, suy X R C chứa C0 A • tạo với góc π/2, suy X chứa ( R0 , C0 ) Câu Cho đoạn mạch hình vẽ, biết u = 100 cos(100πt )V , C = R 10 −4 F π L A C • N • B • X B • X Hộp kín X chứa phần tử (R cuộn dây cảm), dòng điện mạch sớm pha π/3 so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB Hộp X chứa ? điện trở cảm kháng có giá trị bao nhiêu? A Chứa R; R = 100/ Ω B Chứa L; L = /πH C Chứa R; R = 100Ω D Chứa R; R = 100 Ω Câu Cho đm AB gồm biến trở nt với hộp kín X X chứa cuộn cảm L tụ C U AB = 200V không đổi; f = 50 Hz Khi biến trở có giá trị cho PAB cực đại I = 2A sớm pha uAB Khẳng định ? A X chứa C = 10−4 F 2π B X chứa L= H π C X chứa C = 10−4 F π D X chứa L = H 2.π Câu Cho mạch điện (hình bên) gồm tụ C nối tiếp với hộp X chứa ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện Khi đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, người ta đo U AM = 120V UMB = 260V Hộp X chứa: A.cuộn dây cảm B.cuộn dây không cảm C điện trở D tụ điện Câu Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm phần tử R, L, C mắc nối C A B tiếp Cường độ dòng điện đoạn mạch nhanh pha π / so với hiệu điện X hai đầu đoạn mạch, tần số f = 50Hz Biết U = 40 V I0 = 8A Xác định phần tử mạch tính giá trị phần tử đó? A R = 2,5 Ω C = 1,27mF B R = 2,5 Ω L = 318mH C R = 2,5 Ω C = 1,27 µ F D R = 2,5 Ω L = 3,18mH Câu Cuộn dây cảm có hệ số tự cảm L = 636mH mắc nối tiếp với đoạn mạch X Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u = 120 cos100 π t(V) cường độ dòng điện qua cuộn dây i = 0,6 cos(100 π t - π /6) (A) Tìm hiệu điện hiệu dụng UX hai đầu đoạn mạch X? A 120V B 240V C 120 V D 60 V 13 Dạng Sử dụng phương pháp tổng hợp giao động điều hòa (giải đồ vectơ) - Ta có: u1 = U01 cos(ω t + ϕ 1) u2 = U01 cos(ω t + ϕ 2) - Thì điện áp tổng đoạn mạch nối tiếp: u = u1 +u2 =U01 cos(ω t + ϕ 1) + U 02cos(ω t + ϕ 2) - Điện áp tổng có dạng: u = U0 sin(ω t + ϕ ) Với: U02 = U201+ U022 + 2.U02.U01 Cos( ϕ − ϕ 2) ; tgϕ = U 01 sin ϕ + U 02.sin ϕ U 01 cos ϕ + U 02 cos ϕ Câu Cho mạch gồm: Đoạn AM chứa: R, C mắc nối tiếp với đoạn MB chứa cuộn cảm L,r Biết: uAM = 100 s cos(100π t − A π ) (V); R C uAM π uMB = 100 2cos(100π t + ) (V) Biểu thức uAB là: L,r M Hình A uAB = 200cos(100πt + π/12) (V) uMB B uAB = 100 cos(100πt + π/12) (V) C uAB = 200cos(100πt - π/12) (V) B D uAB = 100 cos(100πt - π/12) (V) Câu Đoạn mạch AB có điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm và tụ điện mắc nối tiếp M là một điểm trên đoạn AB với điện áp uAM = 10cos100πt (V) và uMB = 10 cos (100πt – π/2)(V) Tìm biểu thức điện áp uAB.? A uAB = 10 cos100πt (V) B uAB = 10 cos(100πt + π/3)(V) C uAB = 20cos(100πt + π/3)(V) D uAB = 20cos(100πt - π/3)(V) Câu Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch R, L cảm, C mắc nt điện áp đoạn mạch chứa LC u1 = 60cos(100πt + π/2) V điện áp hai đầu R đoạn mạch u2 = 60cos(100πt) V Điện áp hai đầu đoạn mạch là: A uAB = 60 cos(100πt – π/3) (V) C uAB = 60 cos(100πt + π/4)(V) B uAB = 60 cos(100πt - π/6)(V) D uAB = 60 cos(100πt + π/6)(V) M A Câu Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Đặt vào hai đầu A, B điện áp xoay chiều, điện áp tức thời điểm A M, M B có dạng: • B • • u AM = 15 cos ( 200πt − π / ) (V) u MB = 15 cos ( 200πt ) (V) Biểu thức điện áp A B có dạng : A uAB = 15 cos(200πt – π/6) (V) C uAB = 15 cos(200πt - π/6)(V) B uAB = 15 cos(200πt - π/6)(V) D uAB = 15 cos(200πt )(V) Câu Một đoạn mạch gồm tụ điện C có dung kháng ZC = 100 Ω cuộn dây có cảm kháng Z L = 200 Ω mắc nối tiếp Điện áp hai đầu cuộn cảm có biểu thức u L = 100cos(100 π t + π /6)(V) Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch có dạng nào? A u = 50cos(100 π t - π /3)(V) B u = 50cos(100 π t - π /6)(V) C u = 100cos(100 π t - π /2)(V) D u = 50cos(100 π t + π /6)(V) Câu (ĐH2009) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Biết R = 10 Ω, cuộn cảm có L=1/(10π) (H), tụ điện có C = 10 -3/2π (F) điện áp hai đầu cuộn cảm uL= 20 cos(100πt + π/2) (V) Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch là: A u = 40cos(100πt + π/4) (V) B u = 40 cos(100πt – π/4) (V) C u = 40 cos(100πt + π/4) (V) D u = 40cos(100πt – π/4) (V) Câu Hai đầu đm CRL nối tiếp có điện áp xoay chiều: u AB =100 cos(100πt)(V), điện áp hai đầu MB là: uMB = 100cos(100πt + π/4)V Biểu thức điện áp hai đầu đoạn AM là: A uAM = 100cos(100πt + π/2)V 14 B uAM = 100 cos(100πt – π/2)V A C R M L B C uAM = 100cos(100πt – π/4)V D uAM = 100 cos(100πt - π/4)V Dạng Sự biến đổi điện áp cường độ dòng điện qua máy biến áp (MBA) Ø Mạch thứ cấp không tải: Ø Mạch thứ cấp có tải: (lí tưởng): U N2 = U1 N1 ( N2N1 : tăng áp ) U E2 I1 N = = = U1 E1 I N1 Trong đó: U1 (là điện áp hiệu dụng); E1 (suất điện động hiệu dụng); I1 (cường độ hiệu dụng); N1 (số vòng dây): cuộn sơ cấp U2 ( điện áp hiệu dụng); E2 (suất điện động hiệu dụng); I2 (cường độ hiệu dụng); N2 ( số vòng dây): cuộn thứ cấp ØHiệu suất máy biến áp : H= Pthu cap Pso cap = U I cosϕ U1 I1 cosϕ1 Trong đó: cosϕ1 cosϕ2 : hệ số công suất cuộn sơ cấp thứ cấp Ví dụ 1: Một máy biến áp lí tưởng có hai cuộn dây 10000vịng 200vịng a) Muốn tăng áp cuộn cuộn sơ cấp ?Nếu đặt vào cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng U 1=220V điện áp hiệu dụng cuộn thứ cấp bao nhiêu? b)Cuộn có tiết diện lớn? Ví dụ 2: Một máy biến áp gồm có cuộn sơ cấp 300 vịng, cuộn thứ cấp 1500 vòng Mắc cuộn sơ cấp vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V a Tính điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp b.Cho hiệu suất máy biến áp (khơng hao phí lượng) Tính cường độ hiệu dụng cuộn thứ cấp, cường độ hiệu dụng cuộn sơ cấp I1=2A Ví dụ 3: Một máy biến dùng máy thu vơ tuyến có cuộn sớ cấp gồm 1000 vòng, mắc vào mạng điện 127V ba cuộn thứ cấp để lấy hiệu điện 6,35V; 15V; 18,5V Số vòng dây cuộn thứ cấp là: A 71vòng, 167vòng, 207vòng B 71vòng, 167vòng, 146vịng C 50vịng, 118vịng, 146vịng D.71vịng, 118vịng, 207vịng Ví dụ 4: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100V Cuộn sơ cấp có 2000 vịng, cuộn thứ cấp có 4000 vịng Tính điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở (giả thiết bỏ qua điện trở hoạt động R cuộn sơ cấp) Khi dùng vơn kế (có điện trở vô lớn) để đo hiệu điện hai đầu cuộn thứ cấp để hở, người ta thấy vôn kế 199V So sánh kết với giá trị câu giải thích sao? Hãy xác định tỉ số cảm kháng Z L cuộn sơ cấp điện trở hoạt động Ví dụ 5: Trong máy biến hình 2, cuộn sơ cấp có n 1=1320 vịng, hiệu n1 n2 điện U1= 220V, cuộn thứ cấp có U2 = 10V, I2 = 0,5 A; cuộn thứ cấp thứ hai có n3=36 vịng, I3=1,2A Cường độ dịng điện cuộn sơ cấp số U2 vòng cuộn thứ cấp thứ U1 A I1= 0,023 A; n2= 60 vòng B I1=0,055A; n2=60 vòng U3 C I1 = 0,055A; n2 = 86 vòng D I1 = 0,023A; n2 = 86 vịng Ví dụ 6: Một máy biến có số vịng cuộn sơ cấp gấp 10 lần cuộn thứ cấp Hai n3 đầu cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 = 220V Điện trở cuộn sơ cấp r1 ≈ cuộn thứ cấp r2 ≈ 2Ω Mạch từ khép kín; bỏ qua hao phí dịng Fuco xạ Khi hai đầu cuộn thứ cấp mắc với điện trở R = 20Ω điện áp hiệu dụng hai đầu cuôn thứ cấp bao nhiêu? A 18V; B 22V; C 20V; D 24V Câu Một máy biến có hiệu suất xấp xĩ 100%, có số vịng dây cuộn sơ cấp gấp 10 lần số vòng dây cuộn thứ cấp Máy biến A làm giảm tần số dòng điện cuộn sơ cấp 10 lần B làm tăng tần số dòng điện cuộn sơ cấp 10 lần C máy hạ D máy tăng Câu Một máy biến có tỉ lệ số vịng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp 10 Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp A 10 V B 10 V C 20 V D 20 V 15 Câu Một máy biến gồm cuộn sơ cấp có 2500 vịng dây, cuộn thứ cấp có 100 vịng dây Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp 220 V Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp A 5,5 V B 8,8 V C 16 V D 11 V Câu Một máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 2000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 100 vòng Điện áp cường độ dòng điện mạch sơ cấp 120V 0,8A Điện áp công suất cuộn thứ cấp A V; 96 W B 240 V; 96 W C V; 4,8 W D 120 V; 48 W Câu 5(ĐH–2007): Một máy biến có cuộn sơ cấp 1000 vịng dây mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện hiệu dụng 220 V Khi hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 484V Bỏ qua hao phí máy biến Số vòng dây cuộn thứ cấp A 2500 B 1100 C 2000 D 2200 Câu 6: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2000 vòng cuộn thứ cấp gồm 100 vòng Điện áp cường độ mạch sơ cấp 220 V; 0,8 A Điện áp cường độ dòng điện cuộn thứ cấp A 11 V; 0,04 A B 1100 V; 0,04 A C 11 V; 16 A D 22 V; 16 A Câu 7: Một máy biến có số vịng cuộn sơ cấp 3000 vịng, cuộn thứ cấp 500 vòng, mắc vào mạng điện xoay chiều tần số 50Hz, cường độ dịng điện qua cuộn thứ cấp 12A Cường độ dòng điện qua cuộn sơ cấp A 1,41 A B 2,00 A C 2,83 A D 72,0 A Câu 8: Một máy biến áp , cuộn sơ cấp có 500 vịng dây, cuộn thứ cấp có 50 vịng dây Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp 100V Hiệu suất máy biến áp 95% Mạch thứ cấp bóng đèn dây tóc tiêu thụ cơng suất 25W Điện áp hiệu dụng có hai đầu cuộn thứ cấp A 100V B 1000V C 10V D 200V Câu 9: Một máy biến áp , cuộn sơ cấp có 500 vịng dây, cuộn thứ cấp có 50 vịng dây Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp 100V Hiệu suất máy biến áp 95% Mạch thứ cấp bóng đèn dây tóc tiêu thụ cơng suất 25W Cường độ dòng điện qua đèn bằng: A 25A B 2,5A C 1,5A D 3A Câu 10: Một máy biến áp , cuộn sơ cấp có 500 vịng dây, cuộn thứ cấp có 50 vịng dây Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp 100V Hiệu suất máy biến áp 95% Mạch thứ cấp bóng đèn dây tóc tiêu thụ cơng suất 25W Cường độ dòng điện mạch sơ cấp (coi hệ số công suất cuộn sơ cấp 1): A 2,63A B 0,236A C 0,623A D 0,263A Câu 11: Một máy biến có số vịng cuộn sơ cấp thứ cấp 2200 vòng 120 vòng Mắc cuộn sơ cấp với mạng điện xoay chiều 220V – 50Hz, hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở A 24V B 17V C 12V D 8,5V Câu 12: Một máy biến có số vịng cuộn sơ cấp 2200 vịng Mắc cuộn sơ cấp với mạng điện xoay chiều 220V–50Hz, hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 6V Số vòng cuộn thứ cấp A 85 vòng B 60 vòng C 42 vòng D 30 vòng Câu 13: Một máy biến áp lý tưởng có cuộn sơ cấp hai cuộn thứ cấp quấn lỏi thép chung hình khung chữ nhật Cuộn sơ cấp có N1 = 1320 vịng dây; cuộn thứ cấp thứ hai có N = 25 vòng dây Khi mắc vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220 V hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp thứ U2 = 10 V; cường độ dòng điện chạy cuộn thứ cấp thứ thứ hai có giá trị I2 = 0,5 A I3 = 1,2 A Coi hệ số cơng suất mạch điện Cường độ dịng điện hiệu dụng chạy cuộn sơ cấp có giá trị A 1/22 A B 1/44 A C 3/16 A D 2/9 A Câu 14: Một máy biến áp lí tưởng có tỉ số vịng dây cuộn sơ cấp thứ cấp 2:3 Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 60Ω, tụ điện có điện dung C = cảm kháng L = 10−3 F cuộn dây cảm có 12π 0, H , cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V tần số 50Hz Công π suất toả nhiệt tải tiêu thụ A 180W B 135W C 26,7W D 90W Câu 15.Cuộn thứ cấp máy biến áp có 1500 vịng dịng điện có f = 50Hz Giá trị cực đại từ thông lõi thép 0,6 Wb Chọn pha ban đầu không Biểu thức suất điện động cuộn thứ cấp là: A e = 200cos100πt (V) B e = 200cos(100πt – π/2) (V) C e = 200 cos100πt (V) D e = 200 cos(100πt – π/4) (V) Câu 16(ĐH-2010): Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 100 V Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vịng dây điện áp hiệu dụng hai đầu để hở U, tăng thêm n vịng dây điện áp 2U Nếu tăng thêm 3n vịng dây cuộn thứ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn A 100 V B 200 V C 220 V D 110 V 16 Câu 17(ĐH-2011): Một học sinh quấn máy biến áp với dự định số vòng dây cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn thứ cấp Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu số vòng dây Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dung khơng đổi, dùng vơn kế xác định tỉ số điện áp cuộn thứ cấp để hở cuộn sơ cấp Lúc đầu tỉ số điện áp 0,43 Sau quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vịng dây tỉ số điện áp 0,45 Bỏ qua hao phí máy biến áp Để máy biến áp dự định, học sinh phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp A 60 vòng dây B 84 vòng dây C 100 vòng dây D 40 vòng dây Câu 18: Cho máy biến có hiệu suất 80% Cuộn sơ cấp có 150 vịng, cuộn thứ cấp có 300 vòng Hai đầu cuộn thứ cấp nối với cuộn dây có điện trở hoạt động 100Ω, độ tự cảm 1/π( H) Hệ số công suất mạch sơ cấp Hai đầu cuộn sơ cấp đặt hiệu điện xoay chiều có U1 = 100V, tần số 50Hz Tính cơng suất mạch sơ cấp A 150W B 100W C 250W D 200W Dạng Truyền tải điện năng: Ø Cơng suất hao phí đường dây tải điện: Php = r PPhat U Phat PPhát , UPhát : c/suất & HĐT nơi phát; Nếu coϕ < thì: Php = ∆P = P2 r U cos 2ϕ -Khi tăng U lên n lần cơng suất hao phí Php giảm n2 lần Ø Độ giảm dây dẫn: ∆ U = R.I = U − U = ∆P.R U1 U2 Ir l Với: r ( hayRd): ( Rd = ρ ) điện trở tổng cộng dây tải điện (lưu ý: dẫn điện dây) S ρ: điện trở suất đv: Ω.m; l: chiều dài dây dẫn đv: m; S: tiết diện dây dẫn : đv: m2 I : Cường độ dòng điện dây tải điện P : công suất truyền nơi cung cấp; U: điện áp nơi cung cấp cosϕ: hệ số công suất dây tải điện Ø Hiệu suất tải điện: H= P2 P − ∆P = P P 1 % Với: P : Công suất truyền P2 : Công suất nhận nơi tiêu thụ ∆P : Công suất hao phí - Phần trăm cơng suất bị mát đường dây tải điện: ∆P 100 % P Ví dụ 1: Người ta cần truyền cơng suất 5MW từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ cách 5km Hiệu điện hiệu dụng cuộn thứ cấp máy tăng áp U =100kV Muốn độ giảm đường dây khơng q 1%U tiết diện đường dây dẫn phải thỏa điều kiện nào? Biết điện trở suất dây tải điện 1,7.10 -8Ωm A.5,8(mm2)≤ S B 5,8(mm2)≤ S