GIẢI CHI TIẾT PHẦN điện XC năm 2012

GIẢI CHI TIẾT PHẦN ĐIỆN XC NĂM 2012 Câu Đặt điện áp u = U0cos2πft vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L thụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi RR; UL ,UC điện áp giũa hai đầu điện trở , hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ điện Trường hợp sau đây, điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch pha với điện áp hai đầu điện trở? A Thay đổi C để URmax B Thay đổi R để UCmax C Thay đổi f để UCmax B Thay đổi L để ULmax Thay đổi C để mạch có cộng hưởng i, u; uR pha Chọn đáp án A Câu 2: Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi i cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch; u1, u2 u3 điện áp tức thời hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ điện; Z tổng trở đoạn mạch Hệ thức u1 R u2 ωL u Z A i = u3ωC B i = C i = D i = Giải: Trong đoạn mạch R i u dao động pha Biểu thức C Câu 3: Đặt điện áp u = U0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn 100 3Ω mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đoạn mạch MB có tụ điện có điện 10−4 F 2π dung Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AM lệch pha hai đầu đoạn mạch AB Giá trị L A H π B ϕAM ϕ H π C Giải: Ta có ZC = 200 Ω tanϕAM = ZL R ; tanϕ = tan(ϕAM - ϕ ) = tan π Z L − ZC R = với ϕAM - ϕ = π H π π D so với điện áp H π tan(ϕAM - ϕ) = RZC Z − ZC Z L + R2 L tan ϕ AM − tan ϕ + tan ϕ AM tan ϕ = = Z L Z L − ZC − R R Z L Z L − ZC 1+ R R = RZC Z − ZC Z L + R 2 L -> ZL2 – 200ZL + 3.104 = 2.104 -> H π ZL2 – 200ZL + 104 = -> ZL = 100Ω > L = Chọn đáp án C Câu 4: Trong thực hành, học sinh mắc đoạn mạch AB gồm điện trở 40 Ω, tụ điện có điện dung C thay đổi cuộn dây có độ tự cảm L nối thứ tự Gọi M điểm nối điện trở tụ điện Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V tần số 50 Hz Khi điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị C m điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu 75 V Điện trở cuộn dây A 24 Ω B 16 Ω C 30 Ω D 40 Ω U U r + (Z L − ZC ) ( R + r ) + (Z L − ZC ) Giải: UMB = IZMB = UMB = UMBmin R + Rr + r + ( Z L − Z C ) r + (Z L − ZC )2 Y= R + Rr +1 r + (Z L − ZC )2 Y = Y ( R + r ) + (Z L − ZC )2 r + (Z L − Z C )2 2 = max > Y = ( R + r )2 + (Z L − ZC )2 r + (Z L − ZC )2 = = Ymax X = R + Rr r + (Z L − Z C )2 có giá trị cực đai > X = Xmax ZL = ZC Mạch có cộng hưởng -> UMBmin = 200r 40 + r = U Y Ur R+r -> 75 = -> r = 24Ω Chọn đáp án A Câu 5: Điện từ trạm phát điện đưa đến khu tái định cư đường dây truyền tải pha Cho biết, điện áp đầu truyền tăng từ U lên 2U số hộ dân trạm cung cấp đủ điện tăng từ 120 lên 144 Cho chi tính đến hao phí đường dây, công suất tiêu thụ điện hộ dân nhau, công suất trạm phát không đổi hệ số công suất trường hợp Nếu điện áp truyền 4U trạm phát huy cung cấp đủ điện cho A 168 hộ dân B 150 hộ dân C 504 hộ dân D 192 hộ dân Giải: Gọi công suất tiêu thụ hộ P ; Công suất điện trạm phát P R U cos ϕ Công suất hao phí đường dây: ∆P = P2 R U cos ϕ P = 120P0 + P2 R 16U cos ϕ R 4U cos ϕ 2 P = 144P0 + P2 (*) (*) P = N P0+ P2 (***) Lấy (**) x – (*) -> 3P = 456P0 (1) Lấy (***) x 16 – (*) -> 15P = (16N – 120)P0 (2) Lấy (2) : (1) > 16 N − 120 456 = > 16N = 120 + 1680 = 2400 > N = 150 hộ dân Chọn đáp án B Câu 6: Đặt điện áp u = 400cos100πt (u tính V, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở 50 Ω mắc nối tiếp với đoạn mạch X Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch A Biết thời điểm t, điện áp tức thời hai t+ 400 đầu AB có giá trị 400 V; thời điểm (s), cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch không giảm Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch X A 400 W B 200 W C 160 W D 100 W Giải: Giả sử i = cos(100πt -ϕ) Ở thời điểm t u = 400V -> cos100πt = sin100πt = Ở thời điểm ( t + 400 ) (s) > cos(100πt - ϕ + π ).= giảm > cos100πtcos( π π π π - ϕ) - sin100πt.sin( π - ϕ) = > cos( ϕ = - = - > u chậm pha i góc Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch X PX = P – PR = UIcosϕ - I2R = 200 ω 2 ω π π - ϕ) = Suy cosϕ = cos π - 22 50 = 200 W Chọn đáp án B Câu 7: Đặt điện áp u = U0cos t (U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm tụ điện, cuộn cảm điện trở mắc nối tiếp Gọi M điểm nối tụ điện cuộn cảm Biết điện áp hiệu dụng hai đầu AM điện áp hiệu dụng hai đầu MB cường độ dòng điện π 12 đoạn mạch lệch pha đoạn mạch MB UAM UMB UAB α ϕMB so với điện áp hai đầu đoạn mạch Hệ số công suất ϕ O A B 0,26 C 0,50 Giai : Vẽ giãn đò véc tơ hình vẽ Do UAM = UMB nên ta có hình thoi Xét độ lớn góc α = ϕ + ϕ MB Với α= π - π 12 -> cosϕ MB = cos = π 5π 12 > ϕ MB = 5π 12 = 0,5 Đáp án C - π 12 = π D 2 150 cos100π t Câu 8: Đặt điện áp u = (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp Ω gồm điện trở 60 , cuộn dây (có điện trở thuần) tụ điện Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch 250 W Nối hai tụ điện dây dẫn có điện trở không đáng kể Khi đó, điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây trị A 60 3Ω B 30 3Ω 50 C V Dung kháng tụ điện có giá 15 3Ω D 45 3Ω 2ϕ2 Ud UR U UL ϕ2 Ur Giải: Khi nối tắt tụ I2 = UR R Theo giã đồ ta có sinϕ = -> sin 2ϕ sin ϕ = U Ud UL U (A) ; sin2ϕ = UL Ud ; 150 > 2cosϕ = UR + Ur = Ucosϕ = 75 > R + r = = 50 (V) UL = U -> cosϕ = 75 6 Lúc đầu P = UIcosϕ = I2(R + r) > I = -> mạch cộng hưởng ZC = ZL = 30 > = 75 (V) 75 = 90 Ω ZL = = 30 P R+r = Ω A -> cosϕ = Ω Chọn đáp án B Câu 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 công suất hữu ích công suất tiêu thụ toàn phần) A 80% B 90% C 92,5% D 87,5 % Giải: Công suất tiêu thụ động P = UIcosϕ = 220.0,5.0,8 = 88W Hiệu suất động H = P − ∆P P = 77 88 = 0.875 = 87,5% chọn đáp án D 0, π Câu 10 Khi đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm H hiệu điện chiều 12 V cường độ dòng điện qua cuộn dây 0,4 A Sau đó, thay hiệu điện điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz giá trị hiệu dụng 12 V cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây A 0,30 A B 0,40 A C 0,24 A D 0,17 A Giải: Điện trở cuộn dây: R = = 40Ω U1 I1 12 0,4 = Tổng trở mạch Z = 50Ω > I = U Z = 30 Ω; cảm kháng ZL = 2πfL = 0,24 (A) Chọn đáp án C ω Câu 11: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos t (U0 không đổi, hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Khi ω kháng đoạn mạch Z1L Z1C Khi tượng cộng hưởng Hệ thức ω1 = ω2 A Z1C Z1L Z1L = ω 1L; Z1C = án B ω1 = ω2 B ω1C -> Z1L Z1C Z1L Z1C = = ω ω = ω1 = ω2 C ω LC ω 2 = ω LC ω thay đổi được) vào cảm kháng dung đoạn mạch xảy Z1C Z1L ω1 = ω2 D ω1 = ω2 -> Z1L Z1C Z1L Z1C Chọn đáp