Chủ đề: Mạch điện xoay chiều có R, L, C, f, ω thay đổi (vật lý 12 có đáp án)

Chủ đề: Mạch điện xoay chiều có R, L, C, f, ω thay đổi (vật lý 12 có đáp án) Bài tập Mạch điện xoay chiều có R thay đổi đề thi Đại học có giải chi tiết Bài tập Mạch điện xoay chiều có L, C thay đổi đề thi Đại học có giải chi tiết Bài tập Mạch điện xoay chiều có tần số thay đổi đề thi Đại học có giải chi tiết Dạng 1: Mạch điện xoay chiều có R thay đổi Dạng 2: Mạch điện xoay chiều có L thay đổi Dạng 3: Mạch điện xoay chiều có C thay đổi Dạng 4: Mạch điện xoay chiều có f thay đổi 50 tập trắc nghiệm Cực trị dòng điện xoay chiều chọn lọc có đáp án chi tiết (phần 1) 50 tập trắc nghiệm Cực trị dòng điện xoay chiều chọn lọc có đáp án chi tiết (phần 2) Chủ đề: Mạch điện xoay chiều có R, L, C, f, ω thay đổi Bài tập Mạch điện xoay chiều có R thay đổi đề thi Đại học có giải chi tiết Bài 1: [THPT QG năm 2017 – Câu 37 – M203] Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi vào hai đầu đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm L tụ điện C Gọi U RL điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch gồm R L, U C điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện C Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc U RL UC theo giá trị biến trở R Khi giá trị R 80 Ω điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở có giá trị A 160 V B 140 V C 1,60 V D 180 V Hiển thị đáp án Đáp án: C Ta có Bài 2: [THPT QG năm 2016 – Câu 33 – M536] Đặt điện áp u = U√2cosωt (với U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ R biến trở, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C Biết LCω = Gọi P công suất tiêu thụ đoạn mạch AB Đồ thị hệ tọa độ vng góc ROP biểu diễn phụ thuộc P vào R trường hợp K mở ứng với đường (1) trường hợp K đóng ứng với đường (2) hình vẽ Giá trị điện trở r A 180Ω B 60Ω C 20Ω D 90Ω Hiển thị đáp án Đáp án: A Từ LCω2 = ⇒ ZL = 2ZC Khi K đóng: Pđ = Từ đồ thị: Pđmax = = 5a (1) Chú ý Pđ đạt max R0 = ZC > 20 Ω Tại giá trị R = 20 Ω , có Pđ = = 3a (2) Từ (1) (2) suy ZC = 60 Ω (loại nghiệm nhỏ 20) Khi Pm = K mở: Từ đồ Pm = thị ta thấy R = 0Ω = 3a (3) Kết hợp (2) (3) ta có phương trình r2 - 200r + 3600 = ⇒ Chú ý r > |ZL - ZC| Bài 3: [THPT QG năm 2015 – Câu 47 - M138] Một học sinh xác định điện dung tụ điện cách đặt điện áp u = U 0cosωt (U0 không đổi, ω = 314 rad/s) vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với biến trở R Biết ; đó, điện áp U hai đầu R đo đồng hồ đo điện đa số Dựa vào kết thực nghiệm đo hình vẽ, học sinh tính giá trị C A 1,95.10-3 F B 5,20.10-6 F C 5,20.10-3 F D 1,95.10-6 F Hiển thị đáp án Đáp án: D Khi = = + 0= ⇒ = 0,0015; = ZC2 = 0,0015 Ta có: (1 + ZC2 = Trên = (1 + ) ) đồ thị lấy điểm có tọa độ: = 2.10-6 Ω-2 có: = 0,0095 0,0095 = 0,0015(1 + ZC2.2.10-6) Z C2 = ⇒C= = 106 ⇒ ZC = 1633 = 1,95.10-6 F Bài tập Mạch điện xoay chiều có L, C thay đổi đề thi Đại học có giải chi tiết Bài 1: [THPT QG năm 2019 – Câu 37 – M218] Đặt điện áp u = 40cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch có R,L,C mắc nối tiếp, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Biết giá trị điện trở 10Ω dung kháng tụ điện 10√3Ω Khi L = L1 điện áp hai đầu cuộn cảm u L = UL0cos(100πt + Khi L = biểu thức cường độ dòng điện đoạn mạch A i = √3cos(100πt - ) B i = √3cos(100πt + ) C i = 2√3cos(100πt + ) D i = 2√3cos(100πt - ) Hiển thị đáp án Đáp án: C ) UL ⊥ i ; uL sớm pha ⇒ cos = so với u ⇒ u sớm pha so với i ⇒ UoR = 20Ω Mà UoR = ⇔ ⇒ ZL1 = 20√3Ω L2 = ⇒ ZL2 = 20 = R = Ω =2√3∠ ⇒ i = 2√3cos(100πt + ) (Chú ý đơn vị phức số phức) (chuyển máy chế độ phức Mode Nhập biểu thức vào máy, ấn shift + mode + + để chuyển từ dạng phức dạng tọa độ cực Máy trả kết trên) Bài 2: [THPT QG năm 2019 – Câu 34 – M223] Đặt điện áp u = 40cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Biết giá trị điện trở 10Ω dung kháng tụ điện Ω Khi L = L1 điện áp hai đầu cuộn cảm uL = UL0cos(100πt + L= biểu thức cường độ dòng điện đoạn mạch A i = 2√3cos(100πt + B i = √3cos(100πt - ) ) ) (V) C i = 2√3cos(100πt - ) D i = √3cos(100πt + ) Hiển thị đáp án Đáp án: C UL⊥i ; uL sớm pha ⇒ cos = so với u ⇒ u sớm pha so với i ⇒ UoR = 20Ω Mà UoR = ⇔ ⇒ ZL1 = 20√3Ω L2 = ⇒ ZL2 = 20 R = Ω (chuyển máy chế độ phức Mode Nhập biểu thức vào máy, ấn shift + mode + + để chuyển từ dạng phức dạng tọa độ cực Máy trả kết trên) Bài 3: [THPT QG năm 2019 – Câu 38 – MH] Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Ứng với giá trị R, L = L đoạn mạch có cộng hưởng, L = L2 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc ΔL = L2 − L1 theo R Giá trị C A 0,4 µF B 0,8 µF C 0,5 µF D 0,2 µF Hiển thị đáp án Đáp án: C Khi ZL1 = ZC ⇒ L1ω = ⇒C= mạch có cộng hưởng (L1 = số) Khi ⇒ZL1(ZL2 - ZL1) = R2 ZL2 = ⇒ Dạng y = ax2 ⇒ Một nhánh Parabol Khi ⇒ -7 ⇒ C = 5.10 F = 0,5 20.10-3 = C.2002 Bài 4:[THPT QG năm 2017 – Câu 34 – MH] Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cosωt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở, cuộn cảm tụ điện có điện dung C thay đổi Ban đầu, C = C0 điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ điện 40V Giảm dần giá trị điện dung C từ giá trị C0 đến tổng điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm 60V Khi đó, điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở có giá trị gần với giá trị sau đây? A 10V B 12V C 13V Hiển thị đáp án Đáp án: D D 11V Theo ta có ⇒ R = UL = ZC0 ⇒ U = 40 V Ta có : UL + : C UC = = 60 C0 ⇒ V UL = UR = ⇒ UR2 = UC0 UL ⇒ ⇒ UR22 + UL + UC -2ULUC = 402 ⇒ = 402 UR22 + UR22 +(60 - UR2)2 - 2(60 - UR2)2UR2 ⇒ UR2 = 10,73 ≈ 11V Bài 5: [THPT QG năm 2017 – Câu 38 – MH3] Cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp, giá trị điện dung C thay đổi Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng U tần số f khơng đổi Hình vẽ bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện áp hiệu dụng UC hai tụ điện tổng trở Z đoạn mạch theo giá trị điện dung C Giá trị U gần với giá trị sau đây? A 40 V B 35 V C 50 V D 45 V Hiển thị đáp án Đáp án: A Ta thấy khoảng trục OC tương ứng với 0,25µF C = 2µF UC = UCmax Tổng trở Z C2= 3,75µF; ta có ZL = = 50Ω với C1 = 2,5µC Ta có U4 = 3,25µF UC = 50V Đặt X ZC C = 0,25µF ta có : ZC1 = Ta có : 50 = R2 + với U3 = ; ZC2 = ; ZC3 = 0,75µF ; ZC4 = ⇒ ZL = = R2 + Khi UC = 50V; ZC4 = ⇒I= Ta thấy : ⇒ U.X ≈ 32500 (2) Z ≈ Khi 50Ω nên 50 UC = ≈ UCmax.ZC = (3) Từ ⇒ 502 = (1) (3) Ta có 502 = ⇒ X = 816,4965809 (4) Từ (2) (4) ta có U ≈ 39,8043497 Bài 6: [THPT QG năm 2017 – Câu 39 – MH3] Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ (tụ điện có điện dung C thay đổi được) Điều chỉnh C đến giá trị C để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại, điện áp tức thời A M có giá trị cực đại 84,5 V Giữ nguyên giá trị C0 tụ điện Ở thời điểm t0, điện áp hai đầu: tụ điện; cuộn cảm điện trở có độ lớn 202,8 V; 30 V uR Giá trị uR A 50 V B 60 V C 30 V D 40 V A UC3 = UC max C UC3 < a B UC3 > a D UC3 = 0,5UC max Hiển thị lời giải Chọn B Câu 36 Đặt điện áp xoay chiều có tần số thay đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp Khi ω thay đổi giá trị ω làm cho cường độ hiệu dụng mạch đạt giá trị cực đại Imax hai giá trị ω1 ω2 với ω1 - ω2 = 300π (rad/s) cường độ hiệu dụng mạch đạt giá trị I max/√2 Cho L = 1/(3π) H, tính R A R = 30 Ω B R = 60 Ω C R = 90 Ω D R = 100 Ω Hiển thị lời giải Chọn D Câu 37 Đặt điện áp u = U√2cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm cuộn cảm có cảm kháng 120 Ω, điện trở R tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C điện áp hiệu dụng đoạn mạch chứa RC đạt cực đại giá trị cực đại 2U Dung kháng tụ lúc A 160 Ω B 100 Ω Hiển thị lời giải Chọn A C 150 Ω D 200 Ω Câu 38 Cho đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm tụ điện, cuộn cảm biến trở R Điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch ổn định Khi R = 76 Ω công suất tiêu thụ biến trở có giá trị lớn P Khi R = R2 công suất tiêu thụ mạch AB có giá trị lớn 2P0 Giá trị R2 A 45,6 Ω B 60,8 Ω C 15,2 Ω D 12,4 Ω Hiển thị lời giải Chọn B Câu 39 Đặt điện áp xoay chiều 220 V – 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở 50 Ω, cuộn cảm có cảm kháng 100 Ω tụ điện có dung kháng ZC thay đổi Điều chỉnh ZC 50 Ω, 100 Ω, 180 Ω 200 Ω điện áp hiệu dụng tụ UC1, UC2, UC3 UC4 Trong số Các điện áp hiệu dụng nói giá trị lớn A UC1 B UC2 Hiển thị lời giải Chọn B C.UC3 D UC4 Câu 40 Đoạn mạch nối tiếp AB gồm tụ điện có điện dung 1/(6π) mF, cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,3/π có điện trở r = 10 Ω biến trở R Đặt vào điện áp xoay chiều có tần số f thay đổi Khi f = 50 Hz , thay đổi R điện áp hiệu dụng tụ cực đại U1 Khi R = 30 Ω, thay đổi f điện áp hiệu dụng tụ cực đại U Tỉ số U1/U2 A 1,58 B 3,15 Hiển thị lời giải Chọn A C 0,79 D 6,29 Câu 41 Cho mạch điện xoay chiều RLC với R biến trở cuộn dây có điện trở r = 10 Ω Khi R = 15 Ω R = 39 Ω cơng suất tồn mạch Để cơng suất tồn mạch cực đại R A 27 Ω B 25 Ω Hiển thị lời giải Chọn B C 32 Ω D 36 Ω Câu 42 Đặt điện áp u = U√2cosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm cuộn cảm tụ điện có dung kháng ZC thay đổi Khi ZC = ZC1 điện áp hiệu dụng tụ đạt cực đại giá trị cực đại 500 (V) Khi Z C = 0,4ZC1 dòng điện trễ pha π/4 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Giá trị U A 100√5 (V) C 100 (V) B 50√5 (V) D 50 (V) Hiển thị lời giải Chọn A Câu 43 Một đoạn mạch R-L-C mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U, tần số thay đổi Tại tần số 80 Hz điện áp hai đầu cuộn dây cảm cực đại, tần số 50 Hz điện áp hai tụ cực đại Để công suất mạch cực đại ta cần điều chỉnh tần số đến giá trị A 10√3 Hz B 20√10 Hz C 10√40 Hz D 10 Hz Hiển thị lời giải Chọn B Câu 44 Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn dây cảm L = 2/π H tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C1 = 0,1/π mF dòng điện trễ pha π/4 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Khi C = C1/2,5 điện áp hiệu dụng hai tụ cực đại Tính tần số góc dòng điện A 200π rad/s B 50π rad/s C 100π rad/s D 10π rad/s Hiển thị lời giải Chọn C Câu 45 Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C dòng điện sớm pha π/4 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Khi C = C 1/6,25 điện áp hiệu dụng hai tụ cực đại Tính hệ số cơng suất mạch AB A 0,14 B 0,71 Hiển thị lời giải Chọn A C 0,8 D 0,9 Câu 46 Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt ( U0 không đổi ω thay đổi được) 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, với CR < 2L Khi ω = ω1 ω = ω2 = 2ω1 điện áp hiệu dụng hai tụ điện có giá trị Khi ω = 50 rad/s điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt cực đại Tính ω1 A 25/√2 rad/s B 10√10 rad/s C 100/3 rad/s D 12,5√10 rad/s Hiển thị lời giải Chọn B Câu 47 Đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở, tụ điện có điện dung 0,1/π mF cuộn cảm có độ tự cảm 1/π H Nếu đặt Các điện áp xoay chiều sau vào hai đầu đoạn mạch cường độ hiệu dụng mạch lớn ứng với điện áp nào? A u = U0cos(105πt) V C u = U0cos(95πt) V B u = U0cos(85πt) V D u = U0cos(70πt) V Hiển thị lời giải Chọn C Câu 48 Một đoạn mạch AB gồm đoạn AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm tụ điện C nối tiếp với điện trở R, đoạn MB có cuộn cảm L Đặt vào AB điện áp xoay chiều có tần số góc ω thay đổi điện áp tức thời AM MB luôn lệch pha π/2 Khi mạch cộng hưởng điện áp AM MB có giá trị hiệu dụng Khi ω = ω điện áp AM có giá trị hiệu dụng U1 trễ pha so với điện áp AB góc α Khi ω = ω2 điện áp hiệu dụng AM U2 điện áp thời AM lại trễ pha điện áp AB góc α2 Biết α1 + α2 = π/2 U1 = 0,75U2 Tính hệ số công suất mạch ứng với ω1 ω2 A 0,75 0,75 B 0,45 0,75 C 0,75 0,45 D 0,96 0,96 Hiển thị lời giải Chọn D Câu 49 Một mạch xoay chiều RLC nối tiếp có tần số f dòng điện thay đổi Khi f = 12,5 Hz f = 50 Hz cơng suất tiêu thụ mạch Thay đổi f cho cơng suất tồn mạch lớn thời gian s có lần cường độ dòng điện qua mạch 0? A 50 B 15 C 25 D 75 Hiển thị lời giải Chọn A Câu 50 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số thay đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp với 2L > CR Khi f = f1 = 30Hz f = f2 = 150Hz điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm giá trị Khi f = f3 = 50Hz f = f4 = 200Hz điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị Để UR max tần số có giá trị A 90Hz B 72Hz Hiển thị lời giải Ta có: C 86Hz D 122Hz Lấy hình xoay 180° ghép với hình ta có hình Vì α1 + α2 = π/2 ⇒ tứ giác hình hình chữ nhật, nên: Tương tự: cosφ' = 0,96 Chọn A .. .Chủ đề: Mạch điện xoay chiều có R, L, C, f, ω thay đổi Bài tập Mạch điện xoay chiều có R thay đổi đề thi Đại học có giải chi tiết Bài 1: [THPT QG năm 2017 – Câu 37 – M203] Đặt điện áp xoay chiều. .. 1: Mạch điện xoay chiều có R thay đổi A Phương pháp & Ví dụ Phương pháp Đoạn mạch RLC có R thay đổi: Trường hợp cuộn dây có điện trở Ro : Khi R thay đổi, để công suất đoạn mạch X đạt cực đại điện. .. M201] Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (U0 ω có giá trị dương, khơng đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên, tụ điện có điện dung C thay đổi Biết R = 5r, cảm kháng cuộn dây ZL = 4r CLω2 > Khi