Đang tải... (xem toàn văn)
40 bài tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 3 vận dụng Đề số 3 (Có lời giải chi tiết) Câu 1 Cho đoạn mạch AB không phân nhánh gồm đoạn mạch AM chứa cuộn cảm thuần, đoạn mạch MN chứa điện trở th[.]
40 tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 3: vận dụng - Đề số (Có lời giải chi tiết) Câu 1: Cho đoạn mạch AB không phân nhánh gồm đoạn mạch AM chứa cuộn cảm thuần, đoạn mạch MN chứa điện trở đoạn mạch NB chứa tụ điện Đặt điện áp u U cos t V (trong U0, ω, φ xác định) vào hai đầu mạch AB Khi điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AN, MB u AN uMB biểu thị hình vẽ Điện áp U0 gần với giá trị sau đây? A 185V B 132V D 220V Câu 2: Một máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm roto gồm cặp cực ( cực nam yennth/ cực bắc) Để suất điện động máy phát có tần số 50Hz roto phải quay với tốc độ A 750 vịng/ phút B 75 vòng/ phút C 480 vòng/ phút D 3000 vòng/ phút Câu 3: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V, tần số khơng đổi vào hai đầu đoạn mạch AB gồm đoạn mạch AM ghép nối tiếp với đoạn mạch MB Đoạn mạch AM có biến trở R; đoạn mạch MB gồm cuộn dây không cảm ghép nối tiếp với tụ C Điều chỉnh R đến giá trị R cho công suất tiêu thụ biến trở đạt cực đại thấy điện áp hiệu dụng đoạn mạch MB 40 3V công suất tiêu thụ đoạn mạch AB 90W Tính cơng suất tiêu thụ đoạn mạch MB A 30W B 67,5W C 60W D 45W Câu 4: Đặt điện áp u U cos t vào hai đầu đoạn mạch chứa cuộn dây cảm có độ tự cảm L Cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch bằng: U U B C U L D U 2 L L L Câu 5: Một trạm phát điện truyền với công suất 100 kW, điện trở đường dây tải điện Ω Điện áp hai đầu trạm 1000 V Nối hai cực trạm với biến có tỉ số vịng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ A cấp N1 0,1 Cho hao phí máy biến áp khơng đáng kể, hệ số công suất máy biến áp N2 Hiệu suất tải điện trạm có máy biến áp A 99% B 90% C 92% D 99,2% Câu 6: Cho ba linh kiện gồm điện trở R = 60 Ω, cuộn cảm L tụ điện C Lần lượt đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp RL RC biểu thức cường độ dịng điện mạch i1 cos 100 t / 12 A i2 cos 100 t 7 /12 A Nếu đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp dịng điện mạch có biểu thức A i 2 cos 100 t / 3 A B i 2 cos 100 t / A C i 2 cos 100 t / 3 A D i 2 cos 100 t / A Câu 7: Điện nhà máy điện trước truyền xa phải đưa tới máy tăng áp Ban đầu, số vòng dây cuộn thứ cấp máy tăng áp N hiệu suất trình truyền tải 80% Biết điện áp hiệu dụng số vịng dây cuộn sơ cấp khơng đổi Để hiệu suất trình truyền tải tăng lên đến 95% số vịng dây cuộn thứ cấp máy biến áp phải A 4N2 B 2N2 C 5N2 D 3N2 Câu 8: Trong mạch điện xoay chiều khơng phân nhánh, cường độ dịng điện tức thời sớm pha điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch góc (với < φ < π/2) Đoạn mạch đó: A gồm điện trở tụ điện C gồm cuộn dây cảm tụ điện B có cuộn cảm D gồm điện trở cuộn dây cảm Câu 9: Đặt điện áp u 200 cos 100 t V vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 100 Ω cuộn cảm có độ tự cảm H Biểu thức cường độ dòng điện đoạn mạch A i 2 cos 100 t A 4 B i 2 cos 100 t A 4 C i 2 cos 100 t A 4 D i 2 cos 100 t A 4 Câu 10: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωtV vào hai đầu đoạn mạch chứa cuộn dây cảm Khi điện áp hai đầu cuộn dây 60 V cường độ dịng điện mạch 2 A, điện áp hai đầu cuộn dây V dịng điện mạch A Cảm kháng cuộn dây A 20 2 B 40 3 C 40 D 30 Câu 11: Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cos100πt V vào đoạn mạch gồm có điện trở R = 10 Ω mắc nối tiếp với tụ điện Hệ số công suất mạch Dung kháng tụ A 2 B 5 C 10 2 D 10 Câu 12: Cho mạch điện hình vẽ, cuộn dây cảm, r = Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị cực đại U 100 6V , tần số f = 50 Hz Khi K mở đóng, đồ thị cường độ dịng điện qua mạch theo thời gian tương ứng im id biểu diễn hình bên Điện trở dây nối nhỏ Giá trị R A 100 Ω B 100 3 C 50 3 D 50 Ω Câu 13: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có dung kháng Z C = 200 Ω cuộn dây mắc nối tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u 120 cos 100 t V pha π/2 so với điện áp đặt vào mạch Công suất tiêu thụ cuộn dây là: 3 A 120 W B 240 W C 144 W D 72 W Câu 14: Cho mạch điện có điện trở khơng đổi Khi dịng điện mạch 2A thi ̀ công suất tiêu thụ đoạn mạch là100W Khi dòng điện mạch 1A thì công suất tiêu thụ đoạn mạch A 25W B 440W C 200W D 50W Câu 15: Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50Hz vào mạch điện gồm điện trở R = 100Ω tụ điện mắc nối tiếp Độ lệch pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện mạch π/4 Điện dung tụ có giá trị ̣ 1 A B mF C 2 mF D mF mF 5 10 Câu 16: Để đo công suất tiêu thụ điện trở mắc mạch RLC nối tiếp (chưa lắp sẵn), người ta dung điện trở; cuộn dây; bảng mạch; nguồn điện xoay chiều; ampe kế xoay chiều; vôn kế xoay chiều; dây nối thực bước sau (a) nối nguồn điện với bảng mạch (b) lắp điện trở, cuộn dây, tụ điện mắc nối tiếp bảng mạch (c) bật công tắc nguồn (d) mắc ampe kế xoay chiều nối tiếp với đoạn mạch (e) mắc vôn kế xoay chiều song song với điện trở (f) đọc giá trị vôn kế ampe kế (g) tính cơng suất tiêu thụ Sắp xếp theo thứ tự bước trên: A a, c, b, d, e, f, g B b, d, e, a, c, f, g C b, d, e, f, a, c, g D a, c, f, b, d, e, g Câu 17: Một máy phát điện xoay chiều pha có điện trở khơng đáng kể, mắc với mạch đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện R, cuộn cảm L tụ điện C Khi tốc độ quay 360 vòng/ phút 800 vịng /phút cường độ dịng điện hiệu dụng mạch Khi tốc độ quay n0 cường độ hiệu dụng mạch đạt cực đại n0 có giá trị gần với giá trị sau đây? A 620 vòng/ phút B 537 vòng / phút C 464 vòng /phút D 877 vòng /phút Câu 18: Cho mạch điện gồm tụ điện C, điện trở R hộp kín X mắc nối tiếp hình vẽ Hộp kín X ba phần tử: điện trở thuần, tụ điện, cuộn dây Khi đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 130V hiệu điện hiệu dụng hai đầu AM MB 50V 120V Hộp kín X A tụ điện C cuộn dây cảm B cuộn dây không cảm D điện trở Câu 19: Một ắc quy nạp điện với cường độ dòng điện nạp 3A hiệu điện đặt vào hai cực ắc quy 12V Xác định điện trở ắc quy, biết ắc quy có E’ = 6V A 2Ω B 1Ω C 4Ω D 3Ω Câu 20: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm: biến trở R mắc nối tiếp với cuộn dây cảm có cảm kháng 50 Ω tụ điện có dung kháng 100 Ω Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có) Biểu thức u 220 cos100 t V Cho R tăng từ 50 công suất mạch A Tăng đến giá trị cực đại sau giảm C Tăng lên B Giảm đến giá trị tăng lên D Giảm dần Câu 21: Một đoạn mạch xoay chiều gồm phần tử mắc nối tiếp: điện trở R, cuộn dây có (r, L) tụ điện có điện dung C Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều, điện áp tức thời hai 2 đầu cuộn dây hai đầu tụ điện là: ud 80 cos t V , uc 40 cos t V , điện áp 6 hiệu dụng hai đầu điện trở R U R 60 3V Hệ số công suất mạch là: A 0,862 B 0,908 C 0,664 D 0,753 Câu 22: Lần lượt mắc điện trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C vào điện áp xoay chiều u U cos t V cường độ hiệu dụng có giá trị 4A, A A Nếu mắc nối tiếp phần tử vào điện áp u 2U cos t V cường độ hiệu dụng dịng điện qua mạch A A B 4,8 A C 2,4 A D 12 A Câu 23: Một động điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 200 V cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5 A Nếu công suất tỏa nhiệt dây quấn 8W hệ số công suất động 0,8 hiệu suất động A 86 % B 90% C 75% D 80% Câu 24: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 2/π H, tụ điện có điện dung C = 10 -4/π F, điện trở R = 100 Ω Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Biết rơ to máy phát có hai cặp cực Khi rô to quay A Khi thay đổi tốc độ quay rô to đến giá trị n0 điện áp hiệu dụng tụ điện có giá trị cực đại U Cmax, giá trị n0 UCmax với tốc độ n = 1500 vịng/ phút cường độ dịng điện hiệu dụng qua mạch A 750 vòng/phút; 100 V C 6000 vòng/phút; 50 V B 750 vòng/phút; 50 V D 1500 vòng/phút; 50 2V Câu 25: Một phân xưởng khí sử dụng động điện xoay chiều có hiệu suất 80% Khi động hoạt động sinh cơng suất 7,5 kW Biết rằng, ngày động hoặt động giá tiền số điện công nghiệp 2000 đồng Trong tháng (30 ngày), số tiền điện mà phân xưởng phải trả cho ngành điện A 2.700.000 đồng B 1.350.000 đồng C 5.400.000 đồng D 4.500.000 đồng Câu 26: Cho máy biến áp lí tưởng có lõi khơng phân nhanh gồm hai cuộn dây (1) (2), mắc cuộn dây (1) máy với điện áp xoay chiều điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây (2) để hở cosgias trị 16 V Khi mắc điện áp xoay chiều với cuộn dây (2) điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây (1) để hở có giá trị V Điện áp hiệu dụng nguồn điện xoay chiều có giá trị A 10 V B 20 V C 12 V D V Câu 27: Một động điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5 A hệ số công suất động 0,8 Biết công suất hao phí động 11 W Hiệu suất động (tỉ số cơng suất hữu ích cơng suất tiêu thụ tồn phần) A 80 % B 90 % C 92,5 % D 87,5 % Câu 28: Một đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn dây tụ điện, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch, hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện Tìm hệ số cơng suất cosφ mạch C D 1/4 2 Câu 29: Đặt điện áp u = U0sinωt vào hai đầu đoạn mạch RLC, cuộn dây cảm Điều chỉnh R để cơng suất tiêu thụ tồn mạch đạt cực đại hệ số cơng suất mạch ? A B C D 2 A 0,5 B Câu 30: Điện máy phát điện truyền điện áp hiệu dụng U công suất 200 kW Hiệu số công tơ điện nơi phát nơi thu sau ngày đêm chênh lệch 480 kWh Tìm hiệu suất trình truyền tải điện? A 94,24% B 76% C 90% D 41,67% Câu 31: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng U điện áp thứ cấp U = 64V Nếu giảm bớt n vịng cuộn sơ cấp điện áp cuộn thứ cấp U’ = U, tăng thêm n vịng dây sơ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở U’’2 = U/4 Tìm U? A 150 V B 160 V C 120 V D 200 V Câu 32: Đặt vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,5 H hiệu điện xoay chiều biểu thức từ thơng riêng cuộn cảm Φ = 2cos100t Wb, t tính s Giá trị hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn cảm A 100 B 50 C 100 V D 200 V Câu 33: Một máy phát điện xoay chiều pha có cặp cực tạo dòng điện xoay chiều với tần số 50 Hz Tốc độ quay rơto máy phát A 375 vịng/phút B 400 vòng/phút C 6,25 vòng/phút D 40 vòng/phút Câu 34: Đoạn mạch gồm hai hộp kín X Y mắc nối tiếp, hộp chứa hai ba phần tử mắc nối tiếp: điện trở thuần, cuộn cảm thuần, tụ điện Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều u = U0cos2πft, U0 không đổi, f thay đổi Cho f thay đổi thu đồ thị phụ thuộc công suất tỏa nhiệt hộp X (PX) hộp Y (PY) theo f hình vẽ Khi f = f góc lệch pha hiệu điện hai đầu hộp X (uX) Y (uY) gần với giá trị sau đây? Biết uX chậm pha uY A 1000 B 1200 C 1300 D 1100 Câu 35: Từ trạm điện, người ta dùng máy tăng áp để truyền công suất điện không đổi đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Biết điện áp cường độ dịng điện ln pha, điện áp hiệu dụng hai cực máy phát không đổi Ban đầu hiệu suất truyền tải 92% Giữ nguyên số vòng cuộn sơ cấp, bớt số vòng thứ cấp n (vịng) hiệu suất q trình truyền tải 82% Sau quấn thêm vào cuộn thứ cấp 2n (vịng) hiệu suất q trình truyền tải A 95,5% B 97,12% C 94,25% D 98,5% Câu 36: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp, tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh C đến giá trị để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại, điện áp cực đại hai đầu điện trở 78 V thời điểm điện áp hai đầu tụ điện, cuộn cảm điện trở có độ lớn 202,8 V; 30 V; uR Giá trị uR A 30 V B 50 V C 60 V D 40 V Câu 37: Một đoạn mạch AB gồm phần tử R, L, C mắc nối tiếp với R = 50 Ω; C thay đổi Gọi M điểm nằm L C Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cos100πt vào hai đầu đoạn mạch AB, U0 khơng 80 F điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha 900 so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM Giá trị L H A B H C H D H 2 Câu 38: Đặt nguồn điện xoay chiều có hiệu điện hiệu dụng U tần số f vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Nối hai đầu tụ với ampe kế thấy 1A đồng thời dòng điện chạy qua ampe kế chậm pha π/6 so với hiệu điện tức thời hai đầu đoạn mạch Nếu thay ampe kế vơn kế thấy 195,19V, đồng thời hiệu điện tức thời hai đầu vơn kế lệch pha góc π/4 so với hiệu điện tức thời hai đầu đoạn mạch Hiệu điện dụng nguồn xoay chiều A 125V B 175V C 150V D 100V Câu 39: 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 100V Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vịng dây điện áp hiệu dụng hai đầu để hở U, tăng thêm n vịng dây điên áp 3U Nếu tăng thêm 4n vịng dây cuộn thứ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn A 200V B 100V C 300V D 110V Câu 40: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp đổi Điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị C Điện áp hai đầu mạch u 100 cos 100 t V , bỏ qua điện trở dây nối Biết cường độ dòng điện mạch có giá trị hiệu dụng 2A lệch pha A 50Ω B 25Ω so với điện áp hai đầu đoạn mạch Giá trị R 50 C 50 3 D HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT 1.A 11.D 21.B 31.B 2.A 12.D 22.B 32.A 3.A 13.D 23.B 33.A 4.B 14.A 24.A 34.D 5.D 15.D 25.D 35.A 6.D 16.B 26.D 36.A 7.B 17.C 27.D 37.C 8.A 18.B 28.B 38.B 9.B 19.A 29.D 39.C 10.D 20.D 30.C 40.B Câu 1: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto kết hợp kĩ đọc đồ thị Cách giải: Từ đồ thị ta suy được: *T 20ms 100 rad / s *u AN 200 cos 100 t V 2 *uMB 100 cos 100 t V Từ vẽ giản đồ: Từ giản đồ ta có: U R U AN cos U MB cos 1200 cos cos 1200 70,890 U R U AN cos 65, 47V ;* U L U AN sin 189V ;U C U MB sin 1200 75, 6V U U R2 U L U C 131V U U 185V Câu 2: Phương pháp: Để suất điện động máy phát có tần số 50Hz roto phải quay với tốc độ: f 50 f pn n 12,5 vòng/s = 750 vòng / phút p Câu 3: Phương pháp: Mạch điện xoay chiều có điện trở thay đổi Cách giải: Điều chỉnh R đến giá trị R0 cho công suất tiêu thụ biến trở đạt cực đại ta có: 2 R02 r Z L Z C 1 U R2 U r2 U L U C U MB U R U MB 40 3V Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB 90W nên: U2 1202 PAB 90W R0 r R r Mặt khác từ (1) có: 2 Z R0 r Z L ZC 2 R02 r Z L Z C R02 r Z L Z C R0 r R0 r Z L Z C Từ (2) (3) có: 90 1202 R0 r R0 r R0 r R0 r 3 R0 80 Ta có: U U 120 I R0 Z 80 3 R0 I R r Z Z 80 L C Xét trở kháng tồn mạch trở kháng mạch MB có: r Z L Z C 802 r 40 Công suất đoạn mạch MB là: P I r 30 W Câu 4: Cách giải: Cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch bằng: I U U ZL L Câu 5: Đáp án D Cách giải: Nối cực trạm phát điện với biến có k = 0.1 =>Uphát = 10000 V P2 Cơng suất hao phí xác định biểu thức P R cos 800W Hiệu suất truyền tải điện U P 99, 2% P Câu 6: Đáp án D Cách giải: Theo đề là: H 1 1 1 I 01 I 02 Z RL Z RC Z L Z C u i1 1 1 i1 i2 3 u u i2 2 Z Từ (2), (3) 1 L Z L 60 U I 01Z RL 120 V Mặt khác R U Khi RLC nt cộng hưởng: i cos 100 t u 2 cos 100 t R 4 Câu 7: P2 R Phương pháp: Cơng suất hao phí P U cos2 Cách giải: Hiệu suất trình truyền tải P P P P k H i 1 H U2 2 P P U cos H cos H Ban đầu số vòng dây cuộn thứ cấp máy tăng áp N hiệu suất trình truyền tải 80% ta có: U N k ;U U1 1 0, N1 Để hiệu suất trình truyền tải tăng lên đến 95% số vịng dây cuộn thứ cấp máy biến áp phải N3 có U N k ; U ' U1 0, 05 N1 N3 0, N 2 N 2 N Lấy (2) chia (1) có: 0, 05 N N2 Câu 8: Cách giải: Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh, cường độ dòng điện tức thời sớm pha điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch góc (với < φ < π/2) => gồm điện trở tụ điện Câu 9: Đáp án B Cách giải: + Cảm kháng cuộn dây Z L L 100 Biểu diễn phức dòng điện mạch i u 200 20 2 450 i 2 cos 100 t A 4 Z 100 100i Câu 10: Đáp án D 2 u i Phương pháp: Hệ thức vuông pha u I mạch chứa cuộn cảm 1 I0 ZL I0 Cách giải: + Với đoạn mạch chứa cuộn cảm dịng điện mạch ln vng pha với điện áp, ta có cơng thức độc lập thời gian: 60 2 2 Z L u i + 1 I0 ZL I0 60 Z L I ZL I 60 60 6 2 2 30 Câu 11: Đáp án D Phương pháp: Áp dụng hệ số công suất cos R R Z C2 Cách giải: + Hệ số công suất mạch cos R R Z C 10 Z C 10 102 ZC2 Câu 12: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto công thức lượng giác, hệ số công suất Cách giải: Từ đồ thị ta thấy Id U 100 A Zd 100 Id Im U 100 100 3 A Z m Im 3 Khi đóng mở khóa K cường độ dịng điện lệch pha góc 90 Ta vẽ giản đồ vecto đóng mở khóa K: Từ cơng thức tính hệ số cơng suất ta có: R R cos d ; cos m ; d m Zd Zm cos d sin m cos m R 1 100 3 3R R2 1002 R 2 R 100 R 50 1002 1002 100 Câu 13: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto Cách giải: Vì điện áp hai đầu cuộn dây sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu mạch nên cuộn dây có điện trở r 10 Vì điện áp hiệu dụng cuộn dây điện áp hiệu dụng đặt vào đầu mạch, lại lệch pha π/2, dựa vào hình vẽ ta thấy tam giác ABO tam giác vuông cân.Tức Z 120 Z L R C 100 Z 100 2 P U I cos 120 .cos 72W 100 Câu 14: Phương pháp: Áp dụng cơng thức tính cơng suất P = RI2 Cách giải: Cơng suất mạch dịng điện mạch A P1 = R.22 = 4R Công suất mạch cường độ dòng điện mạch 1A là: P R P P2 R.12 R P2 25W P1 R Câu 15: Phương pháp: Sử dụng cơng thức tính độ lệch pha u i Z 1 100 C mF Cách giải: Ta có: tan C Z C R R C 10 4 Câu 16: Câu 17: Phương pháp: Tần số dòng điện f = np (n tốc độ quay roto, p số cặp cực) Sử dụng lí thuyết mạch điện xoay chiều có f thay đổi Cách giải: N 2 fN U ( r = 0) Với f = np (n tốc độ quay Suất điện động nguồn điện: E 2 roto, p số cặp cực từ) Do I1 = I2 ta có 12 22 R 1 L R 2 L 1C 2 C 2 2 2 1 R 2 L 2 R 1 L 2 C 1C L 2 L 12 R 1222 L2 2 212 22 R 1222 L2 2 222 2 C C 1 C C 2 2 L 22 12 2 1 2 1 R C C 1 2 C 1222 2 1 L R C (*) 1 2 C U E Dòng điện hiệu dụng qua mạch: I I I max E / Z có giá trị lớn hay Z Z 1 02 y y L L R 02 L R2 có giá trị lớn 1 0 C C C L2 R 0 L 2 C C 0 0 0 11 Để y ymax mẫu số bé Đặt x x2 L y R x L2 2 0 C C 1 2 L 2 Lấy đạo hàm mẫu số, cho ta kết x0 C R ** 0 C Từ (*) (**) ta suy ra: 1 1 hay 1 2 0 f1 f2 f0 1 2n12 n22 2.3602.8002 n0 n 464 (vòng/phút) n12 n22 n02 n1 n22 3602 8002 Câu 18: Phương pháp: Sử dụng cơng thức tính điện áp hiệu dụng Cách giải: + TH1: Hộp kín X tụ điện U MB U CX 120V U AB U R2 U C 120 1302 240U C 1202 1302 502 U C 0 Loại đáp án A 2 U AM U R U C 50 + TH2: Hộp kín X cuộn dây cảm U MB U LX 120V U AB U R2 120 U C 1302 1202 240U C 1302 502 U C 0 Loại đáp án C 2 U AM U R U C 50 + TH3: Hộp kín X điện trở U MB U RX 120V U AB U R 120 U C2 1302 240U R 1202 1302 502 U R 0 Loại đáp án D 2 U AM U R U C 50 Chọn B Câu 19: Phương pháp: Sử dụng định luật Ơm cho trường hợp có máy thu điện Cách giải: Áp dụng định luật Ôm cho trường hợp máy thu điện có suất phản điện E’ U E' U E ' 12 r 2 Ta có: I r I Câu 20: Phương pháp: Khảo sát hàm số công suất theo R Cách giải: Ta có cơng thức tính công suất: U2 U2 P I R R R Z R Z L ZC U2 ZC R Vậy P đạt cực đại y cực tiểu Theo bất đẳng thức Cosi y đạt cực tiểu R ZL Z ZC 2 Z Z ( BDT cosi) U2 y R L L C y R Z R L ZC R Z L Z C 50 Ta lập bảng xét biến thiên P sau: R 12 R 50 y kxđ P 50 ∞ max Vậy từ giá trị R 50 3 trở lên P giảm dần Câu 21: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto định luật Ôm Cách giải: Dựa vào biểu thức điện áp tức thời cuộn dây tụ, ta thấy ud sớm pha 2 5 so với 6 uC Ta vẽ giản đồ vecto sau: Từ giản đồ vecto thấy góc lệch ud uC là: 5 Từ phương trình điện áp ta có U d 80 3V ;U C 40V Từ giản đồ vecto, ta có: 40 3V U L U d sin 80 3.sin 120V U r U d cos 80 3.cos Ta có: U AB U R U r U L U C 60 40 120 40 U AB 190, 78V Hệ số công suất xác định bởi: k cos R r U R U r 60 40 0,908 Z U AB 190, 78 Câu 22: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết định luật Ơm cho đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp Cách giải: + Khi mắc linh kiện vào điện áp xoay chiều u U cos t V ta có 13 U U U I R 4 A; I L 6 A; I C 2 A R ZL ZC Suy giá trị điện trở, cảm kháng dung kháng mạch R U U U U U U ; Z L ; ZC IR IL IC + Khi mắc nối tiếp linh kiện mắc vào điện áp u U cos t V ta có I 2U 2U Z R Zi Z C 1 1 42 4,8 A Chọn B Câu 23: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết cơng suất mạch xoay chiều Cách giải: Công suất tiêu thụ động P = UIcosφ = 80W Công suất tỏa nhiệt ∆P dây quấn cơng suất hao phí nên hiệu suất động P P H 1 0,9(90%) Chọn B P 80 Câu 24: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết máy phát điện xoay chiều pha, lí thuyết mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp toán thay đổi tốc độ quay để UCmax Cách giải: + Khi tốc độ quay động 1500 vịng/phút tần số dịng điện f = pn/60 = 50Hz Khi đó, ta tính Z L = 200Ω, ZC = 100Ω R = 100Ω Và ta tính tổng trở mạch Z 100 2 Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch U = IZ = 100 V + Khi tốc độ quay động n điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại, tần số dịng điện mạch f ta có f Khi tốc độ quay động n0 đoạn mạch 2 LC 25 Hz 60 f 750 vòng/phút Mặt khác, điện áp hiệu dụng hai đầu p U f 25 2 100 U0 50 2V U f 50 2 U 50 U C Z C Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện R 100 10 2 25 100V Chọn A Câu 25: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết điện tiêu thụ cơng suất điện Cách giải: Điện tiêu thụ động điện xoay chiều trọng tháng (30 ngày) P 7,5 A Pt i t 8.30 2250 kWh H 0,8 Số tiền mà phân xưởng phải trả N = A 2000 = 2250 2000 = 4.500.000 đồng Chọn D Câu 26: Phương pháp: Sử dụng công thức máy biến áp Cách giải: 14 Gọi số vòng dây cuộn (1) cuộn (2) N N2, điện hai hiệu dụng nguồn điện xoay chiều U + Khi mắc cuộn dây (1) máy với điện áp xoay chiều điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây (2) để hở có giá trị 16 V N1 U 1 N 16 + Khi mắc điện áp xoay chiều với cuộn dây (2) điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây (1) để hở có giá trị V N2 U N 2 N1 N2 U Từ (1) (2) suy U U 4.16 64 U 8V Chọn D 16 U Câu 27: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết truyền tải điện năng, cơng suất hao phí Cách giải: Cơng suất tiêu thụ động P = UIcosφ = 220.0,5.0,8 = 88W Pi 88 11 0,875 87,5% Chọn D Hiệu suất động H P 88 Câu 28: Phương pháp: Sử dụng cơng thức tính hệ số công suất đoạn mạch xoay chiều Cách giải: Cuộn dây có điện trở thuầnTa có giản đồ véc tơ sau Từ hình vẽ suy độ lệch pha u i – π/6 rad Do hệ số cơng suất đoạn mạch cos Chọn B Câu 29: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết tốn thay đổi điện trở để công suất cực đại Cách giải: Công suất tiêu thụ đoạn mạch RLC tính theo cơng thức P U 2R R Z L ZC U2 Z R L ZC R 15 Ta thấy, để Pmax R Z L Z C Z R Khi hệ số cơng suất đoạn mạch cos R R Chọn D Câu 30: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết truyền tải điện A 480 20kW Cách giải: Cơng suất hao phí P t 24 P 20 1 0, 9(90%) Chọn C Hiệu suất trình truyền tải H 1 P 200 Câu 31: Phương pháp: Sử dụng công thức máy biến áp N1 U1 U1 1 Cách giải: Gọi số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp N1 N2 Ta có: N U 64 Khi giảm bớt n vòng cuộn sơ cấp ta có N1 n U1 N n U1 U n U1 1 1 2 N2 U N2 N2 U 64 N U Khi tăng thêm n vòng cuộn sơ cấp ta có Lấy (2) + (3) suy N1 n 4U1 N n 4U1 U n 4U1 1 1 3 N2 U N2 N2 U 64 N U U1 5U1 U 32.5 160V Chọn B 32 U Câu 32: Đáp án A Cách giải: + Từ thông riêng mạch Li I 0 4 A Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm L 0,5 U IZ L 2 0,5.100 100 2V Câu 33: Phương pháp: Áp dụng cơng thức tính tần số máy phát điện f = np Cách giải: pn 60 f 60.50 375 vòng/phút Tần số dòng điện máy phát tạo f n 60 p Câu 34: Đáp án D Phương pháp: Áp dụng điều kiện xảy r tượng cộng hưởng đoạn mạch RLC nối tiếp Cách giải: Với uX trễ pha uY ta dễ thấy X chứa RX ZC, Y chứa RY ZL + Từ đồ thị, ta thấy rằng, f = f0 mạch xảy cộng hưởng ZL0 = ZC0 ta chuẩn hóa Z L ZC 1 Z L1 0,5 Z 0,5 U RX U RY L0 P P + Khi f f1 0,5 f Mặt khác X f1 Y max 2 RX RY Z L1 ZC1 RX RY Z C1 2 Z C 2 RY2 0,5 R 0,5 Y Độ lệch pha uY u X : RY RX 1 16 Z Z 0,5 2 arctan C1 arctan L1 arctan arctan 1080 1 0,5 RX RY Câu 35: Đáp án A Phương pháp: Áp dụng hiệu suất truyền tải điện xa H 1 P PR 1 P U Cách giải: + Hiệu suất trình truyền tải điện xa: H 1 có U Gọi U2 U1 điện áp trước truyền tải (điện áp thứ cấp máy điện áp) cho 1 H hiệu suất 0,82 0,92 + P PR 1 , với P R không đổi ta P U Khi quấn H1 N H N1 N1 U N2 n H1 N 0,92 n U1 N2 1 H2 0,82 3 thêm vào thứ cấp 2n vịng thì: N1 N1 3 0, 92 H 0, 955 N1 1 H3 Câu 36: Đáp án A Phương pháp: Áp dụng giản đồ vectơ mạch điện xoay chiều Cách giải: Biểu diễn vecto điện áp Khi UCmax điện áp hai đầu mạch vuông pha với điện áp hai đầu đoạn mạch RL + Áp dụng hệ thức lượng tam giác, ta có: U R U L U 0C max U L uC 202,8V 202,8 ZC Z L U 0C max 6, 76U L + Mặt khác, ta để ý rằng, thời điểm t 30 uL 30V + Thay vào phương trình hệ thức lượng ta tìm U L 32,5V Với hai đại lượng vuông pha uL uR ta 2 2 u u u 30 ln có L R 1 uR U R L 78 30V 32,5 U0L U0R U0L Câu 37: Đáp án C 17 Cách giải: + Khi C 80 F Z C 125 u vuông pha với uRL điện áp hiệu dụng tụ đạt giá trị cực đại Áp dụng hệ thức lượng tam giác R Z L2 Z L Z C max Z L2max 125Z L 2500 0 1 + Phương trình ta có nghiệm Z L1 100 L H , Z L 25 L H 4 Câu 38: Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp Cách giải: Ban đầu mạch RLC nối tiếp dùng Ampe kế nối tắt qua tụ nên đoạn mạch còn RL ZL R 3Z L Khi thay ampe kế vôn Do I trễ pha so với u góc nên ta có: tan R kế vơn kế đo giá trị hiệu điện hiệu dụng tụ C mạch RLC nối tiếp điện áp tức thời tụ trễ pha so với điện áp đoạn mạch Ta có giản đồ vecto: tan Z L ZC Z C Z L R Z C R Z L R mà R 3 U AB I Z I R Z L ZC I R U C I Z C I 1 R U AB 2 U AB UC 195,19 175V Lập tỉ số U C 1 1 1 1 3 18 Câu 39: Phương pháp: Sử dụng công thức máy biến áp Cách giải: Gọi U1 ; U2; N1; N2 điện áp số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp với U = 100V U’ điện áp cuộn thứ cấp số vịng dây thứ cấp tăng thêm 4n.Ta có: U1 N1 Khi thay đổi số vòng U N2 dây cuộn thứ cấp thì: U1 N1 U1 N1 ; U N n 3U N n N n 3 N n N 2n U1 N1 N U ' 3U 300V U ' N 4n N Câu 40: Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch điện xoay chiều Z Z C 3R Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch 100V Cách giải: Ta có: tan C tan R cường độ dòng điện hiệu dụng 2A nên U U AB I Z Z AB 50 I Z R Z C2 2.R 50 R 25 19