CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ******* Tiết 15 + 16. BÀI TẬP ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. KIẾN THỨC CẦN NẮM 1. Dòng điện xoay chiều: Là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo qui luật của hàm số sin hay cosin: + i: cường độ tức thời ( giá trị của dđ ở thời điểm t) + I 0 = i max : cường độ cực đại )cos( 0 tIi + : tần số góc + : pha ban đầu của dđ. 2. Điện áp xoay chều: + u : điện áp tức thời ( giá trị của điện áp ở thời điểm t) + U 0 = u max : điện áp cực đại )cos( 0 tUu + : tần số góc + : pha ban đầu của điện áp. 3. Từ thông: + : Từ thông gửi qua khung dây(Wb) )cos()cos( 0 ttNBS + N: Số vòng dây trong khung dây + S: Diện tích giới hạn bởi khung dây(m 2 ) + 0 = NBS: Từ thông cực đại 4. Suất điện động cảm ứng: )sin()sin( 0 tEtNBSe ( E 0 = NBS : Suất điện động cực đại) 5. Giá trị hiệu dụng: Giá trị hiệu dụng = giá trị cực đại chia 2 * VD: 2 0 I I ; 2 0 U U ; 2 0 E E …. 6. Nhiệt lượng tỏa ra: + Q: Nhiệt lượng tỏa ra(J) + R: Điện trở ( ) Q= RI 2 t + I: Cường độ hiệu dụng qua điện trở R (A) + t: thời gian dòng điện chạy qua R (s) 7.Điện năng tiêu thụ: A= pt= UIt ********** ĐOẠN MẠCH CHỈ CHỨA R HOẶC L HOẶC C 8. Pha của u và i: tIi cos 0 + tUu cos 0 )cos( 0 tUu hoặc + )cos( 0 tIi + Nếu = 0: u cùng pha với i + Nếu > 0: u sớm pha một góc so với i + Nếu < 0: u trễ pha một góc so với i. Đoạn mạch chỉ chứa R hoặc L hoặc C: Đoạn mạch Đặc trưng Điện trở R Cuộn cảm thuần L Tụ điện C Biểu thức của u v à i )cos( 0 tIi )cos( 0 tUu )cos( 0 tIi ) 2 cos( 0 tUu Hay tUu cos 0 ) 2 cos( 0 tIi )cos( 0 tIi ) 2 cos( 0 tUu Hay tUu cos 0 ) 2 cos( 0 tIi So sánh pha giữa u và i u cùng pha với i + u L lẹ pha góc 2/ so với i + i chậm pha 2/ so với u +u C chậm pha góc 2/ so với i + i sớm pha 2/ so với u Định luật ôm R U I hay R U I 0 0 l Z U I hay l Z U I 0 0 ( Z L = L = 2 fL ) C Z U I hay C Z U I 0 0 (Z C fCC 2 11 ) * Chú ý: 1 FF 6 10 ; 1 nF= 10 -9 F ; 1pF= 10 -12 F ; 1mH= 10 -3 H *********** ĐOẠN MẠCH R, L, C KHÔNG PHÂN NHÁNH ( NỐI TIẾP) Đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp: a) Quan hệ giữa u và i: tIi cos 0 + tUu cos 0 )cos( 0 tUu hoặc + )cos( 0 tIi * IU : Độ lệch pha của u so với i b) Định luật ôm: Z U I hay Z U I 0 0 * 22 )( CL ZZRZ : Tổng trở của đoạn mạch( ) ( + Z L = L ; C Z C 1 ) * Chú ý: + C C L LR Z U Z U R U Z U I + 222 )( CLR UUUU c) Độ lệch pha giữa u và i: R C L R ZZ U UU CL R CL 1 tan + Nếu Z L > Z C (U L >U C ): >0 => u sớm pha so với i. + Nếu Z L < Z C (U L <U C ): <0 => u trễ pha so với i. * Chú ý : + IU + R ZZ U UU CL R CL 11 tantan d)Cộng hưởng điện: * Điều kiện cộng hưởng điện: Z L =Z C hay C L 1 hay 1 2 LC hay LC 1 + Cộng hưởng điện + I max = U/R + 0 : u và i cùng pha. + P max hay (cos ) max Đoạn mạch khuyết R hoặc L hoặc C: Nếu đoạn mạch thiếu phần tử nào thì giá trị “ trở kháng” bằng không trong công thức tính Đoạn mạch Đặc trưng Tổng trở 2 2 L ZRZ 2 2 C ZRZ CL ZZZ tan R Z L tan )0( R Z C tan )0( ) 2 (tan Trường hợp cuộn cảm chứa điện trở r: Điện trở thuần của đoạn mạch: R+r Chương III ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 1. Điều nào sau đây không đúng đối với dòng điện xoay chiều ? Trong một chu kỳ: A. Từ trường do dòng điện sinh ra đổi chiều 2 lần B. Cường độ qua cực trị hai lần C. Điện lượng trung bình tải qua mạch triệt tiêu D. Nhiệt lượng trung bình tỏa ra trên mạch triệt tiêu Câu 2. Cho biết biểu thức của cường độ dòng điện xoay chiều là i = Iosin(ωt + ). Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều đó là A. I = 0 2 I B. I = 0 2 I C. I = 2I 0 D. I = 0 2 2 I Câu 3. Điều nào sau đây không đúng đối với dòng điện xoay chiều ? A. Không thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện B. Không thể dùng dòng điện xoay chiều để phân tích nước thành hyđrô và ôxy C. Để đo cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều người ta dùng ampe kế khung quay D. Từ trường do dòng điện xoay chiều tạo ra biến thiên điều hòa có cùng tần số với dòng điện Câu 4. Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần , dòng điện luôn luôn A. nhanh pha /2 với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch B. chậm pha /2 với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch C. ngược pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch D. cùng pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch Câu 5. Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn dây thuần cảm , dòng điện luôn luôn A. nhanh pha /2 với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch B. chậm pha /2 với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch C. ngược pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch D. cùng pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch Câu 6. Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện , dòng điện luôn luôn A. nhanh pha /2 với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch B. chậm pha /2 với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch C. ngược pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch D. cùng pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch Câu 7. Trong đoạn mạch xoay chiều có R và C nối tiếp , dòng điện luôn luôn A. sớm pha hơn hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch B. chậm pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch C. nhanh pha /2 với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch D. cùng pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch Câu 8. Trong đoạn mạch xoay chiều có R và L nối tiếp , dòng điện luôn luôn A. nhanh pha hơn hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch B. chậm pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch C. nhanh pha /2 với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch D. cùng pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch Câu 9. Trong đoạn mạch xoay chiều có cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C nối tiếp , dòng điện luôn luôn A. nhanh pha /2 so với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch B. chậm pha /2 so với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch C. chậm pha /2 so với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch nếu LC 2 < 1 D. chậm pha /2 so với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch nếu LC 2 > 1 Câu 10. Trong đoạn mạch không phân nhánh RLC , điều nào sau đây là sai A. Khi đoạn mạch có tính cảm kháng thì h.đ.th 2 đầu mạch nhanh pha so với dòng điện B. Khi đoạn mạch có tính cảm kháng thì h.đ.th 2 đầu mạch nhanh pha /2 so với dòng điện C. Tổng trở của đoạn mạch khi có cộng hưởng Z = R D. Khi có cộng hưởng thì HĐT dụng ở hai đầu cuộn dây thuần cảm bằng hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai bản tụ điện. Câu 11. Cho đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm L ghép nối tiếp với tụ điện C. Tần số góc của hiệu điện thế đặt vào 2 đầu mạch là . Điều nào sau đây là sai ? A. Mạch không tiêu thụ công suất B. Tổng trở của đoạn mạch: Z = L - 1/C C. Tổng trở của đoạn mạch Z = L - 1/C nếu LC 2 > 1 D. Hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1 Câu 12. Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp một hiệu điện thế xoay chiều u = Uosinωt thì độ lệch pha của hiệu điện thế u với cường độ dòng điện i trong mạch được tính theo công thức 1 . L C A tg R 1 . C L B tg R . L C C tg R . L C D tg R Câu 13. Trong đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh , cường độ dòng điện nhanh pha so với hiệu điện thế. Điều khẳng định nào sau đây ĐÚNG: A. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L B. Đoạn mạch gồm R và C C. Đoạn mạch gồm L và C D. Đoạn mạch gồm R và L Câu 14. Cho đoạn mạch xoay chiều gồm hai phần tử X và Y mắc nối tiếp. Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa 2 đầu phần tử X là 3 U , giữa 2 đầu phần tử Y là 2U. Hai phần tử X và Y tương ứng là: A. tụ điện và điện trở thuần B. cuộn dây và điện trở thuần C. tụ điện và cuộn dây thuần cảm D. tụ điện và cuộn dây không thuần cảm Câu 15. Tác dụng của cuộn cảm đối với dòng điện xoay chiều là A. gây cảm kháng nhỏ nếu tần số dòng điện lớn B. gây cảm kháng lớn nếu tần số dòng điện lớn C. ngăn cản hoàn toàn dòng điện xoay chiều D. chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một chiều Câu 16. Tác dụng của tụ điện đối với dòng điện xoay chiều là A. gây dung kháng lớn nếu tần số dòng điện nhỏ B. gây dung kháng lớn nếu tần số dòng điện lớn C. ngăn cản hoàn toàn dòng điện xoay chiều D. chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một chiều Câu 17. Cường độ dòng điện luôn luôn trễ pha so với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch khi A. đoạn mạch chỉ có cuộn cảm C. B. đoạn mạch có R và L mắc nối tiếp. C. đoạn mạch có L và C mắc nối tiếp. D. đoạn mạch có R và C mắc nối tiếp. Câu 18. Cho một đoạn mạch không phân nhánh gồm một điện trở thuần, một cuộn dây thuần cảm và một tụ điện. Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong đoạn mạch đó thì khẳng định nào sau đây là sai? A. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt giá trị lớn nhất. B. Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở nhỏ hơn hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch. C. Cảm kháng và dung kháng của mạch bằng nhau. D. Hiệu điện thế tức thời ở hai đầu đoạn mạch cùng pha với hiệu điện thế tức thời ở hai đầu điện trở R. Câu 19. Trong đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp , CĐDĐ chạy qua mạch sớm pha hơn HĐT ở hai đầu mạch khi A. Z = R B. Z L > Z C C. Z L < Z C D. Z L = R Câu 20. Trong đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp , HĐT ở hai đầu điện trở thuần R cùng pha với HĐT ở hai đầu mạch khi A. Z L = Z C B. Z L > Z C C. Z L < Z C D. Z L = R Bài 23: Cho mạch RLC nối tiếp. Biết 20 ; 30 ; 15 R L C U V U V U V . Tính a. Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch. b. Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu mạch và cường độ dòng điện. Bài 24: Cho mạch điện xoay chiều gồm một cuộn cảm và một tụ điện. 50 2 cos 100 ; 50 ; 60 d C u t V U V U V a. Tính độ lệch pha của điện áp hai đầu mạch với cường độ dòng điện. b. Cho 10,6 C F . Tính R và L. c. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch. Bài 25: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, trong đó điện dung C thay đổi được. Biết 1 50 ; R L H . Đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế xoay chiều 220 2 cos 100 u t V a. Định C để điện áp hai đầu mạch cùng pha với cường độ dòng điện. b. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch. Đáp án: 31,8 ; 4,4 2 cos100 C F i t Bài 26: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. Biết 4 2 10 200 ; ; R L H C F . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều 100cos 100 u t V . a. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng của mạch. b. Khi R, L, C khơng đổi để cường độ dòng điện hiệu dụng đặt giá trị cực đại thì tần số dòng điện phải có giá trị bằng bao nhiêu? Tính cường độ dòng điện hiệu dụng trị cực đại đó. Đáp án: 0,32 ; 35,25 ; 0,36 ( ) Max I A f Hz I A Bài 27: Cho mạch điện xoay chiều AB như hình vẽ. Hộp kín X chứa 1 trong 3 phần tử R, L, C . Biết dòng điện qua mạch nhanh pha so với hiệu điện thế u AB . Mạch X chứa các phần tử nào? A. L B. C C. R D. L hoặc C Bài 28: Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp độ lệch pha giữa hiệu điện thế giữa hai đầu toàn mạch và cường độ dòng điện trong mạch là: = /3. Khi đó: A. mạch có tính dung kháng B. mạch có tính cảm kháng C. mạch có tính trở kháng D. mạch cộng hưởng điện Bài 29: Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp. Nếu tăng tần số của hiệu điện thế xoay chiều ở hai đầu mạch thì: A. dung kháng tăng. B. cảm kháng giảm . C. điện trở tăng . D. dung kháng giảm và cảm kháng tăng. Bài 30: Mạch xoay chiều gồm R, L, C nối tiếp có oCoL U 2 1 U . So với dòng điện, hiệu điện thế trong mạch sẽ: A. sớm pha hơn B. vuông pha C. cùng pha D. trễ pha hơn Câu 31. Mắc một điện trở R = 10 vào nguồn điện xoay chiều u = 110 2 sin314t (V).Biểu thức của dòng điện là: A. i = 110 2 sin(314t + 2 )(A) B. i = 11 2 sin314t (A) C. i = 11 2 sin(314t - 2 )(A) D. i = 11sin314t (A) Câu 32. Biểu thức cường độ dòng điện qua tụ C = 318F là i = 5sin(100t + 3 ) (A). Biểu thức HĐT giữa 2 bản tụ điện là: A. u = 50 2 sin(100t + 6 ) (V) B. u = 50 2 sin(100t) (V) C. u = 50sin(100t + 6 ) (V) D. u = 50sin(100t - 6 ) (V) Câu 33. Biểu thức cường độ dòng điện qua tụ điện có điện dung C = 16F là i = 2sin(100t + /3) (A) Biểu thức hiệu điện thế giữa 2 bản tụ điện là: A. u = 400sin(100t + /3) (V) B. u = 100sin100t (V) C. u = 400sin(100t - /6) (V) D. u = 400sin(100 t + 5/6 ) (V) Câu 34. Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 31,8mH là: i = 5sin(100t + /6) (A). Biểu thức hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn cảm là: A. u =50sin(100t + 2/3) (V) B. u = 50 2 sin(100t + /6) (V) C. u = 50sin(100t - /3) (V) D. u = 500sin(100t + 2/3 ) (V) Câu 35. Một máy biến thế có tỉ lệ số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là 10. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp là A. 10 2 V B. 10V C. 20 2 V D. 20V Câu 36. Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện 3 10 C F mắc nối tiếp. Nếu biểu thức của hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là u c = 50 2 sin(100πt - 3 4 ) (V) thì biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là A. i = 5 2 sin(100πt + 3 4 ) (A). B. i = 5 2 sin(100πt ) (A). C. i = 5 2 sin(100πt - 4 ) (A). D. i = 5 2 sin(100t - 3 4 ) (A). Câu 37. Một đoạn mạch gồm một điện trở thuần mắc nối tiếp với một tụ điện. Biết hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu mạch là 100V, ở hai đầu điện trở là 60V. Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện là A. 160V. B. 80V. C. 60V. D. 40V. Câu 38. Một mạch điện gồm một tụ điện có điện dung C = 200 F và một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm là L = 0,3 H . Nếu biểu thức dòng điện qua mạch là i = 10 2 sin100t(A) thì biểu thức HĐT tức thời giữa hai đầu mạch là: A. u = 200sin(100t - /2)(V) B. u = 200sin(100t + /2)(V) C. u = 200 2 sin(100t - /2)(V) D. u = 200 2 sin(100t)(V) Câu 39. Đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp. R = 10 , L = 1/10 (H) , C thay đổi được. Mắc vào 2 đầu mạch hiệu điện thế xoay chiều u = U 0 sin100t (V). Để hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch cùng pha với hiệu điện thế hai đầu điện trở R thì giá trị điện dung của tụ điện là A. 3 10 F B. 4 10 2 F C. 4 10 F D. 3,18 F Câu 40. Một đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây thuần cảm L = 1/ (H) mắc nối tiếp với R = 100. Hiệu điện thế ở hai đầu mạch là u = 100 2 sin100t (V). Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là . sin(100 )( ) 4 A i t A . sin(100 )( ) 2 B i t A . 2 sin(100 )( ) 4 C i t A . 2 sin(100 )( ) 6 D i t A Bài 41: Cho mạch điện xoay chiều gồm một cuộc cảm và một tụ điện. Biết điện áp giữa hai đầu cuộn dây là 20V, điện áp giữa hai đầu tụ điện là 28V và điện áp hai đầu mạch là 12 2 V . Dòng điện xoay chiều chạy trong mạch có biểu thức 2 2 cos100 ( ) i t A . a. Tính r, L, C b. Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu mạch. Bài 42: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 120 2 cos 100 u t V , CĐDĐ qua mạch là 2 2 cos 100 6 i t A và điện áp giữa hai đầu tụ điện là 80V. a. Tìm giá trị của R, L, C. b. Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu mạch gồm cuộn dây và tụ điện. *********** . CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ******* Tiết 15 + 16. BÀI TẬP ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. KIẾN THỨC CẦN NẮM 1. Dòng điện xoay chiều: Là dòng điện có cường độ. với dòng điện xoay chiều ? A. Không thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện B. Không thể dùng dòng điện xoay chiều để phân tích nước thành hyđrô và ôxy C. Để đo cường độ hiệu dụng của dòng. với dòng điện xoay chiều là A. gây dung kháng lớn nếu tần số dòng điện nhỏ B. gây dung kháng lớn nếu tần số dòng điện lớn C. ngăn cản hoàn toàn dòng điện xoay chiều D. chỉ cho phép dòng điện