bài tập vật lý dao động diện từ

CHUYÊN ĐỀ 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU và DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ HƯỚNG DẪN GIẢI CÂU 1: Khi Δt rất nhỏ, các giá trò tức thời của điện xoay chiều có thể xem như dòng điện không đổi. Chọn C CÂU 2: UAB không đổi, PABmax khi mẫu số min. Hệ quả BĐT Cauchy cho ta 2LC(ZZ)R*R−=(ZL-ZC)2= hằng số Nên mẫu số min khi: R)ZZ(R2CL−=. Chọn D CÂU 3: Ta có: 2CL22ABAB)ZZ(RURP−+= Với L, C; UAB và PAB xác đònh ta biến đổi được aR2 + bR + c=0 (hoặc vẽ đồ thò) sẽ tìm được hai giá trò của R thoả PAB<Pmax Chọn B CÂU 4 : 2CL2ABLLL)ZZ(RU.ZI.ZU−+== Dùng một trong 3 cách 1 Đạo hàm : ULmax ⇔ 0dZdULL= 2 Đưa ZL xuống mẫu số và biến đổi mẫu số về dạng parobol 3 Vẽ giản đồ Fresnel và áp dụng đònh lý hàm sin. Ta được: ULmax khi C2C2LZZRZ+= Chọn C CÂU 5 : PAB=R.I2 Do R xác đònh nên PABmax khi Imax Mạch cộng hưởng. Chọn A CÂU 6 : Như CÂU 5 Pmax khi RUImax= Lúc đó: UL=ZL.Imax=RU.ZL và UC=ZC.Imax=RU.ZL Chọn D CÂU 7 : Mạch cộng hưởng, lý luận như CÂU 6: loại B và D Mặt khác: ZAB=R nên UAB=UR loại C ⇒ Do ZL=ZC L⇒ ω=ω.C1 hay L=2.C1ω Chọn A CÂU 8 : f thay đổi, PAB=R.I2 cực đại khi Imax Lúc đó Pmax=UAB.I vì cosϕ = 1. Chọn D CÂU 9 Hàm điều hoà có dạng sin hoặc cosin theo t. Chọn C CÂU 10 : Tác dụng nhiệt không phụ thuộc chiều dòng điện. Chọn A CÂU 11 ϕAB= (uAB; i) có tgϕAB=RZZCL− phụ thuộc đặc tính mạch điện 1 ϕAB>0: mạch có tính cảm kháng, uAB nhanh hơn i ⇒ loại B 1 ϕAB<0: mạch có tính dung kháng, i nhanh hơn uAB ⇒ loại C Chọn D CÂU 12 t0=0 lúc α=0)B,N(=thì ϕ=0 nên Φ = BScosωt Chọn C CÂU 13 Máy phát điện không thể thay đổi diện tích khung dây. Chọn D CÂU 14 p= nhưng số cặp cực là hằng số không phụ thuộc vào f và n Chọn B CÂU 15 Xem Sách Giáo khoa 12, trang 48 Chọn C CÂU 16 cosϕAB=ABZR là hàm số chẵn nên không thể biết ϕAB dương hay âm Chọn C CÂU 17 Cuộn cảm luôn luôn có điện trở thuần khác 0 Chọn C CÂU 18 cosϕAB=1 Mạch cộng hưởng Z=R hay U=UR Chọn D CÂU 19: tgϕLC=±∞=−0ZZCL hay ϕLC=2π± Chọn C CÂU 20: i nhanh pha hơn uC loại A và C ⇒ Chọn B CÂU 21 sinϕAB=tgϕAB×cosϕAB=ABCLABCLZZZZRRZZ−=×− Chọn D CÂU 22: i chậm pha hơn uL một góc 2π ⇒ loại A và B Mặt khác cosωt=sin(ωt+2π) ⇒ loại D Chọn C CÂU 23: tgϕAB=RZZCL− chỉ dùng để tính trực tiếp độ lệch pha uAB đối với i mà không tính trực tiếp góc lệch pha giữa 2 hiệu điện thế. Chọn A CÂU 24: 12πϕ=−ϕ nên tg = tg1ϕ2212tπ −⎛⎞ ϕ=⎜⎟ϕ ⎝⎠ Hay L21LZRRZ= Do đó ZL2 = R1R2 Vậy 12R.RL2f=π Chọn B CÂU 25: Khi R nối tiếp C thì mạch có tính dung kháng, i luôn luôn sớm pha hơn u. Chọn D CÂU 26: Cộng hưởng khi ω=ωC1L hay 2L1Cω= Chọn B CÂU 27: i=I0sin(ωt-6π)= I0cos(ωt+3π) ϕAB=pha uAB-pha iAB=-3π Chọn C CÂU 28: Khi cộng hưởng UL=UC≠0 Chọn C CÂU 29: ω=C1ZC ⇒ khi C tăng thì ZC giảm. Chọn D CÂU 30: cosϕAB=0 ⇒ ϕAB=2π± Mạch chỉ có L và C nhưng I khá lớn (xem Sách Giáo khoa 12, trang 61) Chọn B Câu 31 : Gọi P là công suất tải điện tại Bà Ròa, ΔP là công suất hao phí ta có: Tỉ lệ hao phí là PnPΔ= mà 22PPRUΔ= (xem SGK lớp 12 trang 77) Nên: 2RPnU= Với R là điện trở tổng cộng các dây tải (là đại lượng không đổi) Do đó: RP = n1U12 = n2U2 1212n10UU200400KVn2,5→=== U200KVΔ= Chọn B CÂU 32 : Phần ứng tạo ra dòng điện. Chọn C CÂU 33 : uR đồng pha với i nên độ lệch pha giữa uR và uAB vẫn tính bằng công thức tgϕAB=RZZCL− Chọn C CÂU 34 : q=Q0sin(ωt+ϕ) nên )tcos(I)tcos(Qdtdqi00ϕ+ω=ϕ+ωω==, với I0=ωQ0 lúc t0=0 thì i=0 hay q0=±Q0 sau 41 chu kỳ thì q1=0 nên Δq=q0-q1=Q0=ω0I trong 21 chu kỳ thì điện lượng qua tiết diện là 2Δq=2ω0I Chọn C CÂU 38 : Hiệu điện thế giữa 2 dây pha hoặc 1 dây pha và 1 dây trung hòa có giá trò hiệu dụng là Ud hoặc UP nên không thể biến thiên . Loại A và C Do cách mắc tam giác không có dây trung hòa nên cần có các tải đối xứng tốt hơn hình sao. Loại B. Khi có chênh lệch giữa các tải tiêu thụ thì dòng điện qua dây trung hòa yếu hơn hẳn dòng điện trong các dây pha: chỉ cần dây có tiết diện nhỏ. Chọn D CÂU 61 Khi máy phát điện mắc hình sao thì Ud = P3U2203380V== Muốn động cơ hoạt động bình thường thì cần cung cấp hiệu điện thế hai đầu mỗi pha của nó là 380(V) = Ud nên cần mắc động cơ hình tam giác. Chọn A CÂU 64 : PPPH1PP−ΔΔ==− Với 22RPPUΔ= Suy ra: H = 2RP1U− Hay RP = (1 – H).U2 Với R và P cố đònh, giảm hiệu điện thế 2 lần ta được U’ = U2 Nên RP = (1 – H)U2 = (1 – H’)U’2 Hay H’ = 1 – 4(1 – H) Chọn C Câu 73 : Thông tin trong vũ trụ dùng sóng cực ngắn vì nó không bò hấp thụ bởi tầng điện ly Chọn B Câu 115: I = RUR = 0,5A ; ZAB = ABUI = 160Ω ZrL = rLUI = 602Ω ; r = ZrLcosrLϕ r = 602 x 22 = 60Ω ; tgrLϕ = LZr = 1 Nên: ZL = r = 60 L = Ω→60100π = 35π(H) loại B Mặt khác: = (R + r)2 + (ZL – ZC)2 2ABZ 1602 = (100 + 60)2 + (ZL – ZC)2 → ZC = ZL = 60Ω Vậy: C = 3106−π (F) Chọn A Câu 118: R = 2PI = 180,09 = 200Ω Loại C tg = RLϕLZ3R= → ZL = 2003 Vậy L = 23π Chọn B Câu 120: R = 100 ; ZL = 200ΩΩ (uAB ; i) = ABϕ4π− (Vì i nhanh hơn uAB) tg = ABϕLCZZR− = 1 ZC = ZL + R = 300→Ω Vậy C = 4103−π (F) Chọn C Câu 121: ZL1 = 80 ; ZL2 = 20ΩΩ I1 = I2 → Z12 = Z22 R2 + (ZL1 – ZC)2 = R2 + (ZL2 – ZC)2 hay ZL1 – ZC = (ZL2 – ZC) ± Dấu + dẫn đến ZL1 = ZL2 trái đề bài Lấy dấu – thì 2ZC = ZL1 + ZL2 ZC = 50 Ω Khi UR = UAB thì R = ZAB mạch cộng hưởng Vậy ZL = ZC = 50Ω → L = 12π(H) Chọn A. Câu 122: ZC1 = 100 ; ZC2 = 200ΩΩ I1 = I2 Z12 = Z22 → R2 + (ZL – ZC1)2 = R2 + (ZL – ZC2)2 ZL – ZC1 = (ZL – ZC2) ± Chỉ lấy dấu trừ nên: 2ZL = ZC1 + ZC2 = 600Ω C = 3π(H) Chọn C Câu 123: Lúc đầu: I = RLUZ = 4 (A) Lúc sau, tụ C có 2LC = 1 hay ZC = 2ZL thì tổng trở mới là: 2ω Z = 222LCLR(ZZ)RZ+−=+ = ZRL Cường độ I’ = ABUZ = 4A Chọn A Câu 125: tgLRLZ3R4ϕ== → ZL = 34R UAB = ZRL x I = 229RRx16 + ⎛⎞ ⎜⎟⎜⎟⎝⎠= 5R Lúc sau: tgCRCZ4R3−−ϕ== hay ZC = 43R I = AB22RCU5RZ16RR9=+ = 3A Chọn A Câu 127: R = U4; ZL = U6; ZC = U2 Khi mắc nối tiếp: I = 222RLCLC2UUUZR(ZZ)U11U1662=+− +− ⎛⎞ ⎜⎟⎝⎠ = 13x511169=+ = 2,4A Chọn B Câu 128: UAB = 100V; UR = 60V Mà: = UR2 + (UL – UC)2 2ABU Vậy: UL – UC = 80V Chọn B Câu 129: Do UAM = UAB nên OAB cân Δ có OH là đường cao → HA = 30 Vậy: UR = 40 (V) (đl Pythagore) Chọn B Có thể lập các phương trình theo đònh luật Ohm và giải chọn nghiệm. Câu 131: H = cơ họctoàn phầnP Ptoàn phần = →7,5Kw0,8 = 9,375Kw Vậy: A = P . t = 9,375 (Kw.h) Chọn B Câu 132: H = 2Pr Mà: I = PUcosϕ = 6,25A ; r = 2Ω Thay vào H = 0,87 Chọn C Câu 133: Đònh lý hàm cos AB2 = OB2 + OA2 – 2OB.OAcosABϕ cos = ABϕ22OBOAAB2xOBxOA+− cos = ABϕ222x4010502x402x10+− cos = ABϕ22 Chọn C Câu 134: Mắc Ampe kế: mạch gồm R nt L: RLϕ > 0 tgϕ = RLLZ3R3= nên ZL = 33R (1) UAB = ZRL . I1 hay = (R2 + ZL)2 x 10-2 (2) 2ABU Thay bằng Vôn Kế: mạch trở thành R nt L nt C UC = ZC . I2 nên 20 = UC . I2 (3) = ABCΔϕ=ϕ−ϕ6π+ Với C2πϕ thì: AB3πϕ=− tg→LCABZZ3R−ϕ= ZL – ZC = 3−R (4) = hay = [R2 + (ZL – ZC)2]I2 (5) 2ABU2AB2ZxI2ABU Chọn A ABϕB A LUABURU0RUiO AABURU()Δ HAMUOCUMBU B Câu 135: ABC2πΔϕ=ϕ−ϕ=± Với C2πϕ=− Dấu – thì Loại ABϕ=−π Chọn dấu + AB22πϕ+=+ hay ABϕ = 0 Mạch có cộng hưởng: 1LCω= → f = 12LCπ = 2000Hz Chọn D Câu 136: ZL = 100Ω ; R = 100 Ω I = P1R2=(A) ZRLC = →ABU1002I= (ZL – ZC)2 = - R2 = 1002 2RLCZ ZL – ZC = 100 ± Dấu +: ZC = 0 mà (rad/s) nên C khá lớn 100ω=π Dấu -: ZC = 200Ω nên C = 4102−π (F) Chọn D Câu 137: Hệ thức lượng: OA2 = OB2 + AB2 – 2 x AB x OBcosα cosα = 22OBABOA2ABxOB+− cosα = 2210010x502x1502x100x5010+− cosα = 110− AB1cos10ϕ= I = MPMBMBP2(A)Ucos=ϕ R0 = MP2P25()I=Ω Loại B và C ZL = 75Ω nên L = 3H4π Chọn A Câu 152: PAB = (R + R0)I02 = 20AB220LC(RR)U(RR)(ZZ)+++− (1) Hay PAB = 2AB2LC00U(ZZ)(RR)(RR)⎡⎤−++ + ⎢⎥ ⎣⎦ ; UAB không đổi PAB MAX khi mẫu số min. Hệ quả bất đẳng thức Cauchy cho ta R + R0 = |ZL – ZC| = 40Ω Suy ra: R = 10 thay R vào (1) ta được PAB = 125W Chọn B Ω αMBϕMBU : PR = RI2 = 22ABAB22220LC00LCRURU(RR)(ZZ)R2RRR(ZZ)=++−+++− Hay PR = 2AB220LC0UR(ZZ)R2R⎡⎤−++ ⎢⎥⎣⎦ UAB không đổi PR max khi mẫu số min hay 220LCR(ZZ)RR+−+là min. Hệ quả bất đẳng thức Cauchy cho R2 = R02 + (ZL – ZC)2 R = 50 Ω Chọn B Câu 164: Mạch AB chỉ có 2 phần tử nối tiếp và i trễ pha hơn uAB nên mạch AB có tính cảm kháng : hộp X chứa cuộn thuần cảm L (Loại A hoặc B) Mặt khác: ZRL = ABUI = 100Ω 22LRLZZR60→=−= L = 6012=ωπ(H) Chọn C Câu 186: Ta có : AS2CLCλ=π Suy ra: 222ASC4CLλ=π (1) 18(2) C240π≤≤π Thế (1) vào (2) suy ra: 1084,5.10(F)C8.10(F)−−≤≤ Chọn C Câu 187: q = Q0sin với Q0 = C.E = 7,5.10-10 (C) Loại B và C. (t)ω+ϕ Lúc t0 = 0 ta có Q0sinϕ = Q0 hay 2πϕ= Chọn A Câu 188: I0 = ERr+ = 24 (A) U0 = 48(V) Đònh luật bảo toàn năng lượng điện từ cho ta Wtmax = Wđmax Hay 2011LICU22= Nên 200UL4CI == ⎛⎞ ⎜⎟⎝⎠ L = 4C (1) Mặt khác: 21(2.10)LCω==π (2) Giải (2) và (2) ta được : 1L=μπ và 1CF4=μπ Chọn B Câu 189: Ta có: AS2CLCλ=π Khi Cmin = 10pF = 10.10-12 (F) thì λmin = 8,4m Cmax = 490pF = 490.10-12 (F) thì λmax = 52m Chọn B Câu 192: Điện dung tụ điện phẳng trong không khí là C = 0sdε = 10-10 (F) Mà AS2CLCλ=π Thay số vào ta được λ = 60(m) Chọn A Câu 193 : Muốn phát sóng điện từ vào không gian mạnh nhất thì mạch dao động phải là Ăng ten Chọn C Câu 194: Nguyên tắc phát sóng điện từ là duy trì dao động điện từ bằng máy phát dao động điều hòa dùng Tranzito phối hợp với Ăng ten Chọn C Câu 195 : 2CLCλ=π Áp dụng đònh luật bảo toàn năng lượng cho dao động điện từ. Ta có: Wt max = Wđ max 2200Q11LI22= Suy ra: 2020QLCI= Do đó: 00Q2CIλ=π = 6000m = 6km Chọn A Câu 196: Do f = 12LCπ nên tăng f phải giảm C và giảm n2 lần Chọn D Câu197: Đònh luật bảo toàn năng lượng trong dao động điện từ cho ta 220111LICuLi222=+ Suy ra: L(I02 – i2) = Cu2 Chọn A Câu 198: 220111LICuLi222=+ Suy ra: LC(I02 – i2) = u2 Thay số vào ta được : u = 3V Chọn A CÂU 199: Một đài phát sóng ngắn với công suất lớn có thể truyền sóng này đi mọi nơi trên mặt đất Chọn C Câu 200: Tầng điện ly hấp thụ mạnh sóng trung vào ban ngày . Muốn phát sóng điện từ vào không gian mạnh nhất thì mạch dao động phải là Ăng ten Chọn C Câu 194: Nguyên tắc phát sóng điện từ là duy trì dao động điện từ bằng máy phát dao động điều hòa dùng. dòng điện trong các dây pha: chỉ cần dây có tiết diện nhỏ. Chọn D CÂU 61 Khi máy phát điện mắc hình sao thì Ud = P3U2203380V== Muốn động cơ hoạt động bình thường thì cần cung cấp hiệu điện thế. CHUYÊN ĐỀ 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU và DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ HƯỚNG DẪN GIẢI CÂU 1: Khi Δt rất nhỏ, các giá trò tức thời của điện xoay chiều có thể