Bài tập nâng cao về dòng điện xoay chiều. Với những hướng dẫn và lời giải chi tiết về dòng điện xoay chiều trong môn vật lý. Hy vọng sẽ cung cấp những kiến thức hữu ích cho bạn trong quá trình ôn thi vào các trường đại học, cao đẳng trong năm tới.
Trang 1Bài tập tổng hợp chương III: Dòng Xoay Chiều
Biên soạn: N A Việt
1 Mắc điện áp u = 200 2cos(100πt) vào hai đầu đoạn mạch AB như hình vẽ:
với R = 150 Ω, cuộn thuần cảm L = 3
π (H) , C =
200
π 3 (μF) Viết biểu thức của uMN, uAM, uAM, uBN, uAN, uBM.
2 Cho mạch RLC có R = 50 Ω, cuộn thuần cảm L = 1
π (H) Khi mắc vào hai đầu mạch điện áp u =
100 2cos(100πt) thì công suất trung bình trong mạch đạt giá trị cực đại Tính C và Pmax
3 Mắc điện áp u = Uocos100πt (Uo ko đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ C, cuộn thuần cảm L = 250
π (mH), biến trở R mắc nối tiếp Biết khi R = 75 Ω thì công suất trung bình trong mạch đạt giá trị cực đại Tính C và Pmax
4 Cho mạch điện như hình vẽ:
Biết uAB = 200 2cos(100πt) (V), UAM = 50 2 (V), UMN = 50 2 (V), UNB = 100 2 (V)
Tính hệ số công suất của đoạn mạch AB và của đoạn mạch MN
5 Cho đoạn mạch giống như hình vẽ ở bài 4 với L = 0.4
π (H), C =
10-4
π (F) mắc vào điện áp xoay chiều u = Uocos(100πt) thì giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong mạch là I Biết PAM = 100
W, PMN = 60 W Hệ số công suất của mạch AB là 0,8 Tính I và Uo
6 Cho đoạn mạch gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn dây Khi mắc hai đầu đoạn mạch vào điện
áp không đổi 40 (V) thì cường độ dòng điện trong mạch là 2 (A) Sau đó mắc hai đầu mạch vào điện
áp u = 200cos(100πt) (V) thì cường độ dòng điện có giá trị hiệu dụng là 5 (A), công suất trên cuộn dây là 125 (W) Tính giá trị của điện trở R và độ tự cảm của cuộn dây
7 Cho điện áp u = 26 2cos(100πt) mắc vào hai đầu đoạn mạch RLC thì cho giá trị hiệu dụng của
cường độ dòng điện và công suất trên mạch lần lượt là 2 (A) và 48 (W) Sau đó người ta nối tắt hai bản tụ điện thì công suất trên mạch vẫn bằng 48 (W) Tính L và C
8 Cho đoạn mạch như hình vẽ mắc vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi
với UAB = 100 (V), UMB = 50 3 (V), I = 1 (A) Cho biết uAM lệch pha π
2 với uMB và hệ số công suất của đoạn mạch AM là 0,6:
a Tính công suất của đoạn mạch AM
b Tính công suất của đoạn mạch MB
c Tính hệ số công suất của mạch AB
Trang 29 Mắc điện áp u = 120cosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch như hình vẽ:
Biết ω2.L.C = 2 (cuộn dây thuần cảm)
a Tính UMB
b Cho biết uMB lệch pha π
2 với uAB, hãy tính UAN (đa:60 5 V)
10 Mắc điện áp u = Uocos2πft (Uo ko đổi, f thay đổi) vào đoạn mạch RLC Khi tần số là f1 = 15 Hz thì ZL = 18 Ω, ZC = 50 Ω Khi tần số là f2 thì điện áp hai đầu đoạn mạch cùng pha với cường độ dòng điện Tính f2
11 Mắc nối tiếp đoạn mạch AM với đoạn mạch MB, rồi mắc hai đầu AB vào điện áp u = Uocosωt (Uo ,ω ko đổi) So với cường độ dòng điện uAM sớm pha π
6 và uMB trễ pha
π
4 Tính Uo
12 Mắc điện áp u = Uocosωt (Uo ,ω ko đổi) vào đoạn mạch như hình vẽ:
với ω2.L.C = 1
2 (cuộn dây thuần cảm), UAM = 100 3 (V), uAN lệch pha 2π
3 với uAB
Đố em tính được Uo
13 Mắc điện áp u = 120cos100πt vào hai đầu một đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong mạch có
giá trị cực đại là 2 (A) Biết tại thời điểm t (s), điện áp u = 0 và đang tăng; tại thời điểm t + 1
600 (s), cường độ dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại Tính công suất trung bình của cả đoạn mạch
14 Đặt điện áp u = 220 2cos(100πt) (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R = 20
Ω, cuộn thuần cảm L = 0.8
π (H) , C =
10-3 6π (μF) Khi điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm có giá trị
440 (V), hãy tính: a, độ lớn của điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở
b, giá trị của điện áp tức thời giữa hai bản tụ
15 Mắc điện áp xoay chiều u = 120cosωt (V) vào hai đầu một quạt điện
a Biết quạt điện chỉ chạy khi điện áp có độ lớn không nhỏ hơn 60 3 (V), hãy tính thời gian quạt chạy trong 1 phút
b Biết hệ số công suất của quạt điện là 1, hãy tính số lần dòng điện đổi chiều trong 1 phút
16 Mắc cuộn sơ cấp của máy biến áp vào điện áp hiệu dụng là 100 (V), thì điện áp hiệu dụng ở cuộn
thứ cấp là 200 (V) Giữ nguyên điện áp hiệu dụng ở cuộn sơ cấp, tăng số vòng dây của cuộn thứ cấp thêm 30 vòng thì điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp là 250 (V) Tính số vòng dây ban đầu của cuộn
sơ cấp và cuộn thứ cấp
17 Cho dòng xoay chiều có cường độ hiệu dụng là 2 (A) qua cuộn sơ cấp của một máy biến áp thì
cường độ hiệu dụng trên cuộn thứ cấp là 8 (A) Biết hai cuộn sơ cấp và thứ cấp hơn kém nhau 80 vòng dây Tính số vòng dây của hai cuộn
18 Người ta truyền một công suất điện năng là 10 kW trên đường dây tải điện có điện trở tổng cộng
là 20 Ω với điện áp của máy phát là U Biết rằng nếu tăng gấp đôi điện áp của áp máy phát thì hiệu suất truyền tải tăng thêm 15 % Tính U
Trang 319 Một động cơ có hệ số công suất là 0,8 được mắc vào điện áp hiệu dụng là 200 (V) thì cho cường
độ hiệu dụng là 0,5 (A), và hiệu suất động cơ là H Sau đó người ta làm cho công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động cơ giảm đi 2 lần thì hiệu suất động cơ tăng thêm 8% Hãy tính giá trị H của hiệu suất động kơ ban đầu
20 Trong một máy phát điện xoay chiều một pha, suất điện động cảm ứng trong khung dây có biểu
thức là e = 120cos(ωt + π
6 ) (V)
a Hãy tính góc hợp bởi véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây với véc tơ cảm ứng từ tại thời điểm ban đầu
b Biết rằng khi suất điện động cảm ứng có giá trị 60 3 (V) thì từ thông qua khung dây có độ lớn là 0.06
π (Wb) Tính tần số của dòng xoay chiều
c Biết phần cảm quay đều với tốc độ 1500 (vòng/phút), hãy tính số cặp cực nam châm của phần cảm (Cho giá trị của tần số tính được ở câu b)
21 Một máy phát điện xoay chiều một pha nối với mạch tiêu thụ gồm điện trở và cuộn dây thuần
cảm Khi roto quay với tốc độ n1 = 3n (vòng/phút) thì cường độ hiệu dụng và hệ số công suất của mạch lần lượt là 0,6 (A) và 0,5 Khi roto quay với tốc độ n2 = n (vòng/phút) thì cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu? Coi điện trở của các cuộn dây trong máy phát ko đáng kể
22: Mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều với một tụ điện, rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện
áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 160V Biết quạt điện có các giá trị định mức 200V-128W và khi hoạt động đúng công suất định mức thì hệ số công suất của quạt điện là 0,8 Khi quạt điện này chạy đúng công suất định mức thì dung kháng của tụ điện bằng bn?
23 Trong một giờ thực hành một học sinh muốn một quạt điện có các giá trị định mức 180 V – 120
W hoạt động bình thường dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp một biến trở với quạt điện Ban đầu học sinh đó để biến trở có giá trị 70 Ω thì đo thấy cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 0,75A và quạt điện chạy với hiệu suất 92,8% Muốn quạt hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở có giá trị là bao nhiêu? (đa: 58Ω)
(hiệu suất của quạt = công suất hiện tại/ công suất định mức)
24 Mắc điện áp u = Uocos2ωt (Uo ko đổi, ω thay đổi) vào hai đầu một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn thuần cảm có L = π1 (H) , tụ điện có C ko đổi Khi ω có giá trị là ω1 và ω2
thì cường độ dòng điện trong mạch có cùng giá trị là I12 Biết rằng ω2 - ω1 = 100π (rad/s), đố em tính được I12 và C
Trang 4Lưu ý:
- Bài tập chương 3 chiếm hơn 10 câu trong 50 câu của đề thi Già nửa là các câu tương đối đơn
giản có thể làm ngay, phần còn lại là các bài phức tạp nên để dành làm sau
- Khi học nội dung kiến thức chương 3 có thể chia làm 2 phần: phần mạch điện nối tiếp và phần
các thiết bị điện (gồm máy phát, động cơ, máy biến áp)
- …
Yêu cầu:
- Áp dụng thành thạo 3 phương pháp để giải các bài tập chương 3; nắm vững các kĩ năng chia
đẳng thức lấy tỉ lệ, biện luận theo tỉ lệ thức, giải hệ phương trình…
- Khi đọc đề cần nhận biết các phần tử có trong mạch, dạng giá trị của đại lượng xoay chiều mà
đề bài cho biết Với các đề bài phức tạp, phải đọc kĩ và bao quát được đề bài
- Áp dụng 2 thao tác trực quan là vẽ hình và ghi chép dàn bài:
+ Vẽ: sơ đồ mạch, và giản đồ véc tơ nếu được
+ Ghi chép dàn bài: các giá trị đã biết, giá trị cần tính, các công thức liên hệ (ghi tất cả các công thức liên hệ có thể có, từ đó hình dung ra các hướng giải bài toán, rồi chọn hướng khả thi nhất)
- …
-
biên soạn: N.A.Việt
edited: 28/11/13