Cho một đoạn mạch có cuộn dây thuần cảm HV được đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng không đổi, khi điều chỉnh tụ điện để có hiện tượng cộng hưởn
Trang 117 - Cộng hưởng trong mạch RLC khi điện dung C biến thiên
Câu 1 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp
gồm điện trở thuần 30 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,4/π H và tụ điện có điện dung thay đổi được Điều chỉnh điện dung của tụ điện thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằng:
A 150 V
B 160 V
C 100 V
D 250 V
Câu 2 Mạch xoay chiều có điện áp u = U0cos(100πt) (V), gồm cuộn dây có độ tự cảm L ,điện trở thuần r =
100 Ω mắc nối tiếp với tụ điện C Thay đổi điện dung ta thấy, khi C = C1 và C = 2C1 thì mạch có cùng công suất nhưng hai cường độ dòng điện thì vuông pha với nhau Giá trị của L và C 1 là
A L = 3/π H, C = 10-4/(4π) F
B L = 2/π H, C = 10-4/(2π) F
C L = 1/π H, C = 10-4/(2π) F
D L = 3/(2π) H, C = 10-4/(4π) F
Câu 3 Cho một đoạn mạch xoay chiều RLC1 mắc nối tiếp (cuộn dây thuần cảm) Biết tần số dòng điện là f =
50 Hz, R = 40 (Ω), L = 1/(5π) H, C1 = 10-3/(5π) F Muốn dòng điện trong mạch cực đại thì phải ghép thêm với
tụ điện C 1 một tụ điện có điện dung C2 bằng bao nhiêu và ghép thế nào?
A Ghép nối tiếp và C2 = 3.10-4/π F
B Ghép nối tiếp và C2 = 5.10-4/π F
C Ghép song song và C2 = 3.10-4/π F
D Ghép song song và C2 = 5.10-4/π F
Câu 4 Đặt vào hai đầu một đoạn mạch xoay chiều RLC không phân nhánh điện áp u = U0cos100πt thì hiệu điện thế hai đầu mạch lệch pha π/3 so với cường độ dòng điện Biết cuộn thuần cảm có ZL = 20 Ω còn tụ điện
có điện dung thay đổi được Cho điện dung C tăng lên hai lần so với giá trị ban đầu thì trong mạch có cộng hưởng điện Điện trở thuần của mạch có giá trị bằng :
A 20/ 3
B 20 3
C 5 3
D 10 3
Câu 5 Một hiệu thế xoay chiều f = 50 (Hz) thiết lập giữa hai đầu của một đoạn mạch điện gồm R, L, C với L
= 1/π H, C = 10-4/2π F Người ta muốn ghép tụ điện có điện dung C' vào mạch điện nói trên để cho cường độ hiệu dụng trong mạch đạt giá trị cực đại thì C' phải bằng bao nhiêu và được ghép như thế nào?
A 10-4/2π (F) ghép nối tiếp
B 10-4/π (F) ghép song song
C 10-4/2π (F) ghép song song
D 10-4/π (F) ghép nối tiếp
Trang 2Câu 6 Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp trong đó tụ điện có điện dung thay đổi được biết
điện áp hai đầu đoạn mạch là u = 200 2 cos100t (V) khi C = C1 = 2,5.10-5 F và C = C2 = 5.10-5 F thì mạch điện có cùng công suất P=200 W Cảm kháng và điện trở thuần của đoạn mạch là
A ZL=100 Ω ;R=100 Ω
B ZL=300 Ω ;R=100 Ω
C ZL=300 Ω ;R=200 Ω
D ZL=200 Ω ;R=200 Ω
Câu 7 Cho một đoạn mạch có cuộn dây thuần cảm (HV) được đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế xoay
chiều có hiệu điện thế hiệu dụng không đổi, khi điều chỉnh tụ điện để có hiện tượng cộng hưởng xảy ra thì ZC
= 100 Ω Tiếp tục thay đổi điện dung C để hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai điểm AM không phụ thuộc vào điện trở R thì ZC là
A ZC = 200 Ω
B ZC = 50 Ω
C ZC = 100 Ω
D ZC = 150 Ω
Câu 8 Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L không đổi, điện trở
thuần R không đổi và tụ điện có điện dung C thay đổi được Đặt vào đoạn mạch một điện áp có biểu thức u =
100 2 cos100πt V thì: Khi C = C1 =10-4/π (F) hay C = C2 = 10-4/3π F, mạch tiêu thụ cùng một công suất, nhưng cường độ dòng điện tức thời lệch pha nhau một góc 2π/3 Điện trở thuần R bằng
A 100/ 3 Ω
B 100 3 Ω
C 100 2 Ω
D 100 Ω
Câu 9 Một đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở thuần R, độ tự cảm L nối tiếp với một tụ điện có
điện dung C thay đổi được Điện áp hai đầu mạch có biể thức: u = U 2 cos100πt ( V ) Khi C = C1 thì công suất mạch là P = 240 W và cường độ dòng điện qua mạch là i = I0cos(100πt + π/3) Khi C = C2 thì công suất đạt cực đại và có gía trị :
A 960 W
B 480 W
C 720 W
D 360 W
Câu 10 Cho mạch RLC mắc nối tiếp có R = 100 Ω và L = 1/π H, C = 5.10-4/π F Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = 120cos100πt V Để điện áp giữa hai bản tụ lệch pha π/2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch, ta phải ghép nối tiếp hay song song với tụ C một tụ C1 có điện dung là bao nhiêu ?
A Ghép nối tiếp; C1 = 5.10-4/4π F
B Ghép nối tiếp; C1 = 5.10-4/ π F
Trang 3C Ghép song song; C1 = 5.10-4/4π F
D Ghép song song; C1 = 5.10-4/ π F
Câu 11 Đặt điện áp xoay chiều vào đoạn mạch RLC Biết R = 100 2 Ω, tụ điện có điện dung thay đổi được
Khi điện dung tụ điện lần lượt là 25.10 -6/π F và 125.10-6/(3π) F thì công suất có cùng giá trị Để điện áp hiệu dụng trên điện trở R đạt cực đại thì giá trị của C là :
A 25.10-6/4π F
B 125.10-6/4π F
C 125.10-6/3π F
D 125.10-6/π F
Câu 12 Cho mạch điện xoay chiều AB chứa R, L,C nối tiếp, đoạn AM có điện trở thuần và cuộn dây thuần
cảm 2R = Z L , đoạn MB có tụ C điện dung có thể thay đổi được Đặt hai đầu mạch vào hiệu điện thế xoay chiều u = U0 cosωt (V), có U0 và ω không đổi Thay đổi C = C0 công suất mạch đạt giá trị cực đại, khi đó mắc thêm tụ C1 vào mạch MB công suất toàn mạch giảm một nửa, tiếp tục mắc thêm tụ C2 vào mạch MB để công suất của mạch tăng gấp đôi Tụ C2 có thể nhận giá trị nào sau đây ?
A C0/3 hoặc 3C0
B C0/2 hoặc 3C0
C C0/3 hoặc 2C0
D C0/2 hoặc 2C0
Câu 13 Mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C có điện dung thay đổi
được ghép nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch một điện áp u = U0cos(ωt) (V) Điều chỉnh C = C1 thì công suất của mạch đạt giá trị cực đại và bằng 400 W Điều chỉnh C = C2 thì hệ số công suất của mạch là 3 /2, công suất của mạch lúc này là
A 200 W
B 300 W
C 100 W
D 100 W
Câu 14 Cho mạch điện như hình vẽ: r = 10 , L = 0,1/π (H), C = 500/π (µF), uAB = U 2 cos(100πt – π/2) (V) (U không đổi) Để uAB và i cùng pha phải ghép thêm vào mạch một tụ điện có điện dung C0 Giá trị của C0 và
cách ghép của C0 với C là:
A C0 = 500/π (µF), ghép song song
B C0 = 250/π (µF), ghép song song
C C0 = 500/π (µF), ghép nối tiếp
D C0 = 250/π (µF), ghép nối tiếp
Câu 15 Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R = 226 Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện C
có điện dung biến đổi được Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế xoay chiều có tần số f = 50 Hz Biết khi
C = C1 = 12 μF và C = C2 = 17 μF thì dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây là bằng nhau Tìm L và C0 để trong mạch có cộng hưởng điện?
Trang 4A L = 0,72(H)
C =140µF
B L = 0,72(H)
C =14µF
C L = 1,44(H)
C =14µF
D L = 0,72(H)
C =1,4µF
Câu 16 Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, tụ có điện dung C thay đổi được Khi C1 = 2.10-4/π (F)hoặc C2 =
10-4/(1,5π) (F) thì công suất của mạch có giá trị bằng nhau Để công suất trong mạch cực đại thì giá trị của C phải bằng
A C = 10-4/π (F)
B C = 3.10-4/(2π) (F)
C C = 10-4/(2π) (F)
D C = 2.10-4/(3π) (F)
Câu 17 Một đoạn mạch AB gồm cuộn cảm thuần độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C
thay đổi được theo thứ tự đó mắc nối tiếp M và N lần lượt là điểm nối giữa L và R; giữa R và C Đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có biểu thức u = U 2 cosωt ( U và ω không đổi) Điện trở thuần R có giá trị bằng
2 lần cảm kháng Điều chỉnh để C = C1 thì điện áp tức thời giữa hai điểm AN lệch pha π/2 so với điện áp tức thời giữa hai điểm MB Khi C = C2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai điểm AM đạt cực đại Hệ thức liên hệ giữa C1 và C2 là:
A C1 = C2/2
B C1 = 2 C2
C C1 = 2C2
D C1 = C2/ 2
Câu 18 Một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, trong đó cuộn dây thuần cảm và tụ điện có điện dung thay đổi
được Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều ổn định Khi điện dung của tụ điện có giá trị C1 thì
Zc = 2ZL = 2R Tăng điện dung của tụ điện lên thì điều khẳng định nào sau đây là sai?
A Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây tăng lên rồi giảm xuống
B Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch tăng lên rồi giảm xuống
C Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện giảm xuống
D Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện tăng lên rồi giảm xuống
Câu 19 Một cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung thay đổi được rồi mắc vào nguồn điện xoay chiều
có biểu thứcu = U 0cos(ωt) (V) Thay đổi điện dung của tụ điện để công suất toả nhiệt trên cuộn dây đạt cực đại thì khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ là 2U 0 Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây lúc này là:
A 3U0 2
B 3U0/ 2
C U0 10 /2
Trang 5D U0 5
Câu 20 Mạch điện RCL nối tiếp có C thay đổi được Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 150 2 cos100πt V Khi
C = C1 = 62,5/π µF thì mạch tiêu thụ công suất cực đại Pmax = 93,75 W Khi C = C2 = 1/9π µF thì điện áp hai đầu đoạn mạch RC và cuộn dây vuông pha với nhau, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây khi đó là:
A 90 V
B 120 V
C 75 V
D 75 2 V
Câu 21 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối
tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được Điều chỉnh điện dung C đến giá trị 10-4/4π F hoặc 10-4/2π F thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đều có giá trị bằng nhau Giá trị của L bằng:
A 1/2π H
B 2/π H
C 1/3π H
D 3/π H
Câu 22 Mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có (Ro,L) và hai tụ điện C1, C2 Nếu mắc C1 song song với C2 rồi mắc nối tiếp với cuộn dây thì tần số cộng hưởng là ω1 = 48π (rad/s) Nếu mắc C1 nối tiếp với C2 rồi mắc nối tiếp với cuộn dây thì tần số cộng hưởng là ω2 = 100π (rad/s) Nếu chỉ mắc riêng C1 nối tiếp với cuộn dây thì tần số cộng hưởng là:
A ω = 70π (rad/s)
B ω = 60π (rad/s)
C ω = 74π (rad/s)
D ω = 50π (rad/s)
Câu 23 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số luôn không đổi vào hai đầu đoạn mạch xoay
chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp, trong đó tụ điện có điện dung thay đổi được thì thấy dòng điện trong mạch trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch Nếu giảm điện dung thì công suất tiêu thụ của mạch sẽ
A luôn giảm
B không thay đổi
C luôn tăng
D tăng đến một giá trị cực đại rồi lại giảm
Câu 24 Cho mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm cuộn thuần cảm có ZL không đổi, điện trở R không đổi và tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt điện áp xoay chiều u = 100 2 cos100πt (V) Khi C = C1
=10-4/π F hay C = C2 =10-4/3π F , mạch tiêu thụ cùng công suất nhưng độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp đổi pha nhau một góc 2π/3 Điện ntrở của mạch điện là :
A R = 100 3 Ω
B R = 100/ 3 Ω
C R = 100 Ω
D R = 100 2 Ω
Trang 6ĐÁP ÁN & LỜI GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: B
Điện áp hiệu dụng trên L cực đại mà ZL không đổi =>I cực đại =>lúc này có cộng hưởng
Câu 2: A
Khi giá trị dung kháng thay đổi ZC1 và ZC2thì P không đổi tức I không đổi nên
Cường độ dòng điện tức thời vuông pha nhau:
Câu 3: C
Bài toán cho giá trị của điện dung thay đổi
Khi dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại
→Cần mắc song song với tụ C1 một tụ C2 với
Câu 4: A
Tăng C lên 2 lần thì ZC giảm 2 lần Khi đó mạch có cộng hưởng
=>Ban đầu ta có:
Ta có:
Câu 5: C
Ban đầu
Để cường độ dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại khi đó ta có
Như vậy cần ghép song song một tụ để
Câu 6: B
Câu 7: A
Trang 7Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì
Thay đổi C để điện áp hiệu dụng giữa hai điểm AM không phụ thuộc vào R thì
Câu 8: A
•Ta có
Ứng với hai giá trị C1 C2 mạch có cùng công suất nên ta có
Gọi O1,O2 là độ lệch pha của i1 và i2 so với u.(ở đây ta xét đến giá trị độ lớn góc)
Ta có
Câu 9: A
Ta có :khi C=C1 thì u lệch pha với i một góc
Công suất của mạch lúc này là:
Thay đổi C để công suất mạch đạt cực đại khi đó:
Câu 10: A
Để điện áp hai bản tụ lệch pha
2
so với điện áp hau đầu đoạn mạch =>cộng hưởng
Câu 11: B
Giá trị của C để là:
Mặt khác
Thay đổi C để khi xảy ra cộng hưởng
Câu 12: C
Công suất mạch cực đại khi mạch cộng hưởng:
Sau khi mắc thêm tụ C1 vào mạch MB công suất giảm 1 nửa tức là tổng trở do với cộng hưởng tăng 2 lần hay là:
Tiếp tục mắc thêm tụ C2 vào mạch MB để công suất của mạch tăng gấp đôi, tức là trở về trạng thái mạch cộng hưởng
TH1:
TH2:
Trang 8Để ta cần mắc song song vào mạch MB tụ
Câu 13: B
Ta có điều chỉnh C để công suất mạch cực đai thì
Câu 14: A
cần tăng điện dung C → cần ghép song song với tụ C một tụ Co
Câu 15: B
Câu 16: A
Khi
Thay đổi C để I không đổi thì
Câu 17: A
Để uAN lệch pha
2
so với uMB
Để uAM cực đại thì phải xảy ra cộng hưởng
Câu 18: D
•Ban đầu ta có
Khi tăng điện dung C thì Zc giảm.Khi Zc giảm đến giá trị sao cho Zc=Zl thì mạch xảy ra cộng hưởng tại đó dòng điện đạt cực đại
→Khi tăng điện dung C thì điện áp hai đầu cuộn dây và cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch tăng lên rồi giảm xuống →A và B đúng
•Ta có
Khi tăng điện dung từ giá trị C lúc đó Uc đạt giá trị cực đại nên tăng điện dung thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện giảm xuống
Câu 19: B
thay đổi điện dung để công suất toả nhiệt trên cuộn dây đạt cực đại khi đó ta có trong mạch xảy ra cộng hưởng
ta có
Trang 9Câu 20: B
+Khi
Điện áp hai đầu cuộn dây và hai đầu đoạn mạch RC vuông pha với nhau nên ta có cuộn dây có điện trở thuần r
Ta có
Mặt khác ban đầu với
công suất mạch đạt giá trị cực đại bằng 93,75 nên ta có
Từ (1)(2)=>r=R=120
Tổng trở lúc sau
hiệu điện thế hai đầu cuộn dây lúc sau
Câu 21: D
Câu 22: B
Trang 10Câu 23: D
Ta có ban đầu thì dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch nên khi đó ta có được
khi giảm C thì dung kháng tăng tới thời điểm dung kháng bằng cảm kháng thì công suất mạch đạt cực đại tiếp tục tăng thì công suất giảm
Câu 24: B
Ta có công suất của mạch
Gọi là độ lệch pha của dòng điện so với điện áp
Lại có