Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều VẤN ĐỀ 4: MẠCH RLC CÓ R BIẾN THIÊN I TĨM TẮT CƠNG THỨC THƯỜNG DÙNG ĐỂ GIẢI TOÁN R + r = Z L − ZC R → Pmax ⇔ U2 U2 P = = max R + r ( ) Z L − ZC Bài toán: Tìm U2 2 R = r + Z − Z ⇒ P = ( ) L C R −max R + r ( ) R → PR−max ⇔ cos ϕ ≥ 2 Bài tốn: Tìm ( R1 + r ) ( R2 + r ) = ( Z L − Z C ) → P1 R = R1 → P1 = P2 = P < Pmax ⇔ # U2 R = R → P P = 2 R1 + R2 + 2r R0 + r = Z L − Z C = ( R1 + r ) ( R2 + r ) # R = R → P ⇔ U2 U2 U2 max P = = = max R + r ( ) Z L − Z C ( R1 + r ) ( R2 + r ) Bài toán: Bài toán: Dạng tập so sánh công suất II CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 1: Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức → DÙNG ĐỒ THỊ π u = 120 2cos 100π t + ÷( V ) 2 vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R, R0 cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Điều chỉnh biến trở R đến giá trị 144 ( W ) cơng suất điện mạch đạt cực đại, giá trị điện áp hiệu dụng hai tụ điện có giá trị 30 ( V ) Biểu thức cường độ dòng điện tức thời mạch là: π π i = 1, 2cos 100π t + ÷( A ) i = 2, 4cos 100π t + ÷( A ) 4 4 A B 3π 3π i = 2, cos 100π t + i = 1, 2cos 100π t + ÷( A ) ÷( A ) C D Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều Câu 2: Trên mạch điện AM chứa C, MN chứa biến trở R, NB chứa L, đặt vào vào đầu đoạn mạch AB điện áp 5π u AB = U sin ωt + ÷( V ) , R = 100 ( Ω ) 12 xoay chiều cơng suất tiêu thụ mạch đạt giá trị cực đại Pmax = 100 ( W ) U MB = 200 ( V ) điện áp hiệu dụng M B Điện áp hiệu dụng hai điểm A N là: 336, ( V ) 367, ( V ) 356, ( V ) 316, ( V ) A B C D r = 20 ( Ω ) L = 2( H ) , Câu 3: Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở độ tự cảm tụ điện có điện dung C = 100 ( µ F ) R điện trở thay đổi mắc nối tiếp với Đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện u = 240 cos ( 100t ) ( V ) R = R0 xoay chiều Khi cơng suất tiêu thụ toàn mạch đạt giá trị cực đại Khi R cơng suất tiêu thụ điện thở là: P = 115, ( W ) P = 224 ( W ) P = 230, ( W ) P = 144 ( W ) A B C D u = 100 cos ( ωt ) ( V ) Câu 4: Đặt điện áp vào đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp, R biến trở có giá trị 100 ( Ω ) 300 ( Ω ) , Z L = 200 ( Ω ) , nằm khoảng từ đến cuộn dây cảm có cảm kháng tụ điện có dung Z C = 100 ( Ω ) 40 ( W ) kháng Để công suất mạch điện trở có giá trị là: 150 ( Ω ) 180 ( Ω ) 200 ( Ω ) 250 ( Ω ) A B C D 500 L = 1, ( H ) , C = ( µF ) , R R , L, C Câu 5: Cho mạch điện gồm mắc nối tiếp Cho thay đổi Đặt vào hai u = 240 cos ( 100t ) ( V ) R = R0 đầu mạch điện hiệu điện xoay chiều Khi cơng suất mạch đạt giá trị C L cực đại Khi hiệu điện hiệu dụng hai đầu hai tụ U L = 120 ( V ) U L = 240 ( V ) U L = 240 ( V ) U L = 480 ( V ) U C = 60 ( V ) U C = 120 ( V ) U C = 120 ( V ) U C = 240 ( V ) A B C D 10−4 C= ( F) R, C π R Câu 6: Cho đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp, biến trở, tụ điện có điện dung Đặt R = R U R R vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định Thay đổi ta thấy với hai giá trị là: R = R2 R1 R2 cơng suất mạch điện Tính tích ? A Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều M N B L R C ( ) R1 R2 = 10 Ω A ( ) R1 R2 = 100 Ω2 B u AB C = 200 cos ( 100π t ) ( V ) , R Câu 7: Cho mạch điện hình vẽ: Biết công suất toả nhiệt R = 30 ( Ω ) R = 160 ( Ω ) A R 240 ( W ) B L= ( ) R1 R2 = 1000 Ω ( ) R1 R2 = 10000 Ω2 D biến thiên phải có giá trị để −3 10 ( H), C = ( F) π 6π ? R = 50 ( Ω ) R = 160 ( Ω ) C R = 100 ( Ω ) R = 160 ( Ω ) D R = 10 ( Ω ) R = 160 ( Ω ) 10−4 R, L = ( H ) , C = ( F) π π u AB = 220 cos ( 100π t ) ( V ) Câu 8: Cho đặt vào đoạn mạch gồm phần tử Khi R = R1 P1 R = R2 R = R3 PAB = P2 = P3 < P1 cơng suất mạch đạt cực đại Khi Tìm quan hệ R1 , R2 , R3 ? R1 = R2 + R3 R1 = R2 R3 R2 + R3 R12 = R2 R3 R12 = R2 R3 A B C D Câu 9: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp 100 ( Ω ) R1 R2 với tụ điện Dung kháng tụ điện Khi điều chỉnh R hai giá trị cơng suất tiêu thụ R R1 đoạn mạch Biết điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện = hai lần điện áp hiệu dụng R = R2 R1 R2 hai đầu tụ điện Các giá trị là: R1 = 50 ( Ω ) R1 = 40 ( Ω ) R1 = 50 ( Ω ) R1 = 25 ( Ω ) R2 = 100 ( Ω ) R2 = 250 ( Ω ) R2 = 200 ( Ω ) R2 = 100 ( Ω ) A B C D Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều Câu 10: Đặt vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện C, cuộn dây không cảm Z L = 20 ( Ω ) , ZC = 10 ( Ω ) có điện trở r, thấy Điều chỉnh R để cơng suất tồn mạch cực đại; từ giá trị R 10 ( Ω ) để công suất biến trở đạt cực đại cần phải điều chỉnh để biến trở tăng thêm Giá trị r bằng: 2,5 ( Ω ) 10 ( Ω ) ( Ω) 7,5 ( Ω ) A B C D Câu 11: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, R biến trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay u = U cos ( ωt ) ( V ) R = R1 = 45 ( Ω ) chiều ổn định Khi thay đổi giá trị biến trở ta thấy có hai giá trị R = R2 = 80 ( Ω ) tiêu thụ cơng suất P Hệ số cơng suất đoạn mạch điện ứng với hai trị biến trở R1 , R2 là: cos ϕ1 = 0,5 cos ϕ1 = 0,5 cos ϕ1 = 0,8 cos ϕ1 = 0, cos ϕ2 = 1, cos ϕ2 = 0,8 cos ϕ2 = 0, cos ϕ2 = 0,8 A B C D u = U cos ( ωt ) ( V ) Câu 12: Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R tụ điện có điện dung C mắc R = R1 R = R2 = R1 nối tiếp Khi công suất tiêu thụ đoạn mạch Hệ số công suất đoạn R1 R2 mạch tương ứng với giá trị là: 2 2 3 1 1 3 2 3 2 A B C D Câu 13: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Gọi điện áp hiệu dụng hai đầu tu điện, hai đầu biến trở hệ số U C1 , U R1 R1 cos ϕ1 ; R2 công suất đoạn mạch biến trở có giá trị biến trở có giá trị U C2 , U R2 U C1 = 2U C2 , U R2 = 2U R1 cos ϕ cos ϕ1 cos ϕ giá trị tương ứng nói Biết Giá trị là: 1 cos ϕ1 = , cos ϕ2 = cos ϕ1 = , cos ϕ = 5 A B 1 cos ϕ1 = , cos ϕ2 = cos ϕ1 = , cos ϕ = 5 2 C D Câu 14: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm R biến trở, cuộn dây thuẩn cảm tụ điện C mắc nối tiếp Điện áp R1 R2 V1 V2 , hiệu dụng hai đàu R đo vôn kế, ứng với hai giá trị biến trở vơn kế Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang Tài liệu luyện thi THPT QG biết V2 = a V1 ϕ1 Chuyên đề dòng điện xoay chiều u = U 2cos ( ω t ) ( V ) ϕ2 i1 i2 Góc lệch pha điện áp mạch với dòng điện thỏa π ϕ1 + ϕ = R1 b2 = a2 + mãn Đặt , hệ số công suất mạch biến trở là: 1 b cosϕ1 = cosϕ1 = cosϕ1 = cosϕ1 = b2 + b −1 b −3 b A B C D R = 20 ( Ω ) R = 80 ( Ω ) Câu 15: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, R thay đổi được, cuộn dây cảm Khi R = R1 = 50 ( Ω ) công suất tiêu thụ điện đoạn mạch P Khi cơng suất tiêu thụ điện đoạn R = R = 15 Ω ( ) P1 P2 mạch Khi cơng suất tiêu thụ điện đoạn mạch Chọn đáp án ? P2 < P1 < P P2 < P < P1 P < P1 < P2 P < P2 < P1 A B C D Câu 16: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp với R biến trở, cuộn dây cảm Mắc mạch vào mạng u = U0 cos ( ωt + ϕ ) ( V ) R = R0 Pmax điện xoay chiều Khi cơng suất mạch đạt cực đại Khi công suất P P = max n tiêu thụ mạch giá trị điện trở R là: ( ) R = n ± n − R0 A ( ) R = n + n2 − R0 B ( ) R = n − n2 − R0 C u = U 2cos ( ω t ) ( V ) R = ( n − 1) R02 D Câu 17: Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức (trong U ω khơng đổi) vào hai đầu AB gồm đoạn mạch AM nối tiếp với đoạn mạch MB Đoạn mạch AM có cuộn cảm có độ tự cảm L biến trở R ω= LC mắc nối tiếp, đoạn mạch MB có tụ điện có điện dung C Biết Khi thay đổi biến trở đến R1 = 230 ( Ω ) , R2 = 460 ( Ω ) R3 = 115 ( Ω ) giá trị điện áp hiệu dụng hai điểm AM có giá trị U1 , U , U Kết luận sau ? U1 < U < U U1 > U > U U1 = U = U U1 = U > U A B C D Câu 18: Một đoạn mạch AB gồm biến trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc u = 100 cos ( ωt ) ( V ) nối thứ tự Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều Gọi M điểm nối 100 ( V ) ; R = R1 cuộn cảm tụ điện Khi điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM R = R2 = R1 điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn AM bằng: Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang Tài liệu luyện thi THPT QG 100 ( V ) Chuyên đề dòng điện xoay chiều 100 ( V ) 200 ( V ) 200 ( V ) A B C D Câu 19: Đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp Cuộn cảm R thay đổi Đặt hai đầu đoạn mạch AB R = R1 P1 điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi Điều chỉnh cơng suất mạch độ π R = R2 lệch pha cường độ dòng điện điện áp tức thời hai đầu mạch Khi điều chỉnh cơng suất π P2 P1 P2 mạch độ lệch pha cường độ dòng điện điện áp hai đầu mạch So sánh ta có: P2 P1 = P1 > P2 P1 = P2 P1 < P2 A B C D C = 63,8 ( µ F ) Rx Câu 20: Cho mạch điện gồm biến trở mắc nối tiếp với tụ điện có cuộn dây có điện L= ( H) r = 70 ( Ω ) , U = 200 ( V ) f = 50 ( Hz ) π trở độ tự cảm Đặt vào hai đầu điện áp có tần số Giá Rx trị để công suất mạch cực đại giá trị cực đại là: ( Ω ) ; 378, ( W ) 20 ( Ω ) ; 378, ( W ) 10 ( Ω ) ; 78, ( W ) 30 ( Ω ) ; 100 ( W ) A B C D Câu 21: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM có biến trở R, đoạn mạch MB gồm điện trở r mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt vào AB điện áp xoay 80 ( Ω ) chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi Điều chỉnh R đến giá trị cơng suất tiêu thụ biến trở đạt cực đại tổng trở đoạn mạch AB chia hết cho 40 Khi hệ số cơng suất đoạn mạch MB đoạn mạch AB tương ứng là: 33 113 1 8 118 160 17 A B C D Câu 22: Một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở R, cuộn dây có điện trở r độ tự cảm L, r, L, C tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Các giá trị không đổi, giá trị điện trở R thay đổi Đặt vào u = 200 cos ( 100π t ) ( V ) R = R1 = 50 ( Ω ) hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều Khi 8000 (W ) R = R2 = 95 ( Ω ) R = R0 41 cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB giá trị Khi cơng R0 suất đoạn mạch AB đạt giá trị lớn Giá trị bằng: 90 ( Ω ) 80 ( Ω ) 70 ( Ω ) 60 ( Ω ) A B C D Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều u = 120 cos ( 100π t ) ( V ) Câu 23: Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện 1 C= L = ( H) ( mF ) 4π π cuộn cảm Khi thay đổi giá trị biến trở ứng với hai giá trị biến trở R1 R2 mạch tiêu thụ công suất P độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với dòng điện ϕ1 , ϕ2 ϕ1 = 2ϕ mạch tương ứng với Giá trị công suất P bằng: 60 ( W ) 120 ( W ) 120 ( W ) 240 ( W ) A B C D Câu 24: Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở cuộn dây không cảm mắc nối tiếp Điều chỉnh biến trở P1 = 250 ( W ) R = R1 R = R2 đến cơng suất tỏa nhiệt biến trở lớn Điều chỉnh biến trở P2 = 500 ( W ) R = R1 cơng suất tỏa nhiệt tồn mạch lớn Khi cơng suất tỏa nhiệt toàn mạch ? 400 ( W ) 375 ( W ) 500 ( W ) 450 ( W ) A B C D Câu 25: Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không đổi Đoạn R = 90 ( Ω ) mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với ZC = 90 ( Ω ) R0 tụ điện C có dung kháng Đoạn MB gồm một điện trở thuần mắc nối tiếp với một cuộn cảm thuần 60 ( V ) , Biết rằng đoạn mạch MB có điện áp hiệu dụng là điện áp hai đầu đoạn AM có giá trị hiệu dụng bằng π 180 ( V ) và trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn MB Công suất của mạch AB là: 60 ( W ) 240 ( W ) 180 ( W ) 120 ( W ) A B C D Câu 26: Đặt hiệu điện xoay chiều u = 120 cos(100πt) (V) vào hai đầu mạch điện xoay chiều nối u tiếp gồm R1 cuộn dây cảm L lệch pha so với i π/4, đồng thời I = 1,5 A Sau đó, nối tiếp thêm vào mạch điện trở R2 tụ C cơng suất tỏa nhiệt R2 90 W Giá trị R2 C phải là: A 40 Ω 10−4/π F B 50 Ω 10−4/π F C 40 Ω 2,5.10−4/π F D 50 Ω 2,5.10−4/π F Câu 27: Đặt điện áp u = 240 cos(100πt) V vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM biến trở R Đoạn mạch MB gồm cuộn cảm có điện trở r, độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Thay đổi R đến giá trị cho công suất tiêu thụ R đạt cực đại 80 W, điện áp hiệu dụng UMB = 80 V công suất tiêu thụ toàn mạch là: A 149 W B 160 W C 120 W D 139 W Câu 28: Cho đoạn mạch AB gồm phần tử mắc theo thứ tự: biến trở R, cuộn dây không cảm tụ điện M điểm nối R cuộn dây Đặt điện áp xoay chiều ổn định có điện áp hiệu dụng tần số Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều không đổi vào hai đầu đoạn mạch điện AB Khi biến trở R điều chỉnh để công suất tiêu thụ điện biến trở cực đại điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AB U AB, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM U AM UAB = 1,6UAM So với cơng suất tiêu thụ đoạn mạch biến trở tiêu thụ công suất gần bằng: A 37% B 50% C 78% D 25% Câu 29: Cho đoạn mạch AB hình vẽ, cuộn dây cảm biến trở thay đổi đồng thời cho R = 2R2 Đặt điện áp u = U0cos(100πt + π/3) (V) vào hai đầu đoạn mạch AB, đồng thời thay đổi giá trị biến trở điện áp hiệu dụng đoạn MB không đổi 100 V Khi điện áp hai đầu đoạn mạch MB lệch pha π/3 so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AN gần giá trị sau ? A 120 V B 160 V C 100 V D 80 V Câu 30: Đặt điện áp u = U cosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R, tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp Khi R = R cơng suất mạch P hệ số công của mạch cosϕ0, tăng dần giá trị R đến R = R cơng suất mạch P hệ số công suất mạch cosϕ1 Tiếp tục điều chỉnh R đến R = R0 + R1 hệ số cơng suất mạch 2cosϕ0, công suất mạch 100 W Giá trị P gần giá trị sau ? A 120 W B 90 W C 80 W D 140 W Câu 31: Đặt hiệu điện xoay chiều u = U cos(2πft) (V) (U, f không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB Đoạn AN gồm hai tụ điện giống mắc song song, đặt khóa k vào hai đầu hai tụ, đoạn NM chứa biến trở R, đoạn MB chứa cuộn dây có điện trở r Biết cảm kháng cuộn dây dung kháng tụ điện ZL = ZC = 80 Ω Điều chỉnh giá trị biến trở đến giá trị ta thấy: - Khi khố k mở cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AM đạt cực đại - Khi khố k đóng cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB đạt cực đại Giá trị điện trở r là: A 60 Ω B 30 Ω C 40 Ω D 50 Ω Câu 32: Trong phòng thí nghiệm thực hành vật lý, cuộn cảm bị mờ số liệu đánh ghi điện trở ghi số liệu độ tự cảm Để xác định điện trở cuộn cảm đó, học sinh đặt điện áp u = U0cosωt (V) vào đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm với tụ điện điều chỉnh cho ZL = ZC biến trở R Trong đó, điện áp U hai đầu cuộn cảm tụ điện đo đồng hồ đo điện đa số Dựa vào kết thực nghiệm cho hình vẽ, học sinh tính giá trị điện trở cuộn dây là: A Ω B 10 Ω C 15 Ω D 20 Ω Câu 33: Một đoạn mạch xoay chiều AB gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm tụ điện Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB Đồ thị biểu diễn phụ thuộc công suất đoạn mạch AB vào biến trở R biểu diễn hình vẽ Biết R = 4R1 + 2R0 Giá trị P1 gần giá trị sau ? A 387,2 W B 290,4 W C 430,6 W D 250,8 W Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang ... mạch gồm phần tử Khi R = R1 P1 R = R2 R = R3 PAB = P2 = P3 < P1 cơng suất mạch đạt cực đại Khi Tìm quan hệ R1 , R2 , R3 ? R1 = R2 + R3 R1 = R2 R3 R2 + R3 R1 2 = R2 R3 R1 2 = R2 R3 A B C D Câu 9:... dụng R = R2 R1 R2 hai đầu tụ điện Các giá trị là: R1 = 50 ( Ω ) R1 = 40 ( Ω ) R1 = 50 ( Ω ) R1 = 25 ( Ω ) R2 = 100 ( Ω ) R2 = 250 ( Ω ) R2 = 200 ( Ω ) R2 =... chiều RLC mắc nối tiếp, R biến trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay u = U cos ( ωt ) ( V ) R = R1 = 45 ( Ω ) chiều ổn định Khi thay đổi giá trị biến trở ta thấy có hai giá trị R = R2 =