Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.
CỰC TRỊ ĐIỆN XOAY CHIỀU CỰC HAY L, C thay đổi Giáo viên: VŨ MẠNH HIẾU Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Giỏi Hàng Đầu Hà Nội Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội CHUYÊN ĐỀ 11: CỰC TRỊ ĐIỆN XOAY CHIỀU L - C THAY ĐỔI CỰC HAY Giáo Viên: VŨ MẠNH HIẾU ( Mr Bermuda ) Facebook: https://www.facebook.com/thayhieuvatly -Phone: 0981332584 Dạng 1: Bài tập thay đổi giá trị L để 𝑼𝑳 max ❖ Tóm tắt lý thuyết Cách 1: U L IZ L UZ L R (Z L ZC )2 UZ L ( R Z C2 ) Z C Z L Z L U U max 1 ax bx c 2 ( R ZC ) 2ZC 1 ZL ZL UL b ZC R Z C2 ax bx c x ZL 2a Z L R Z C2 ZC Thay biểu thức ZL vào U L UZ L R (Z L ZC ) 2 tính ra: U L max U R ZC2 R U R Z C2 R Z C2 ZC U 1 ZL R ZC R Kết 1: Khi L thay đổi U L max Cách 2: Dùng giản đồ véc tơ " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Ta có: sin AM Z AM AN Z AN R R Z C2 Áp dụng định lí hàm số Sin cho tam giác ANB: U1 U U sin U1 max 90 U U RC sin sin sin U R Z C2 U ZC U U L max U 1 U tan RC sin R cos RC R Khi đó: Z L ZC ZC R Z C2 1 Z L tan tan RC 1 R R ZC Kết 2: Khi L thay đổi U L max U tan RC U tan tan RC 1 cos RC Kết 3: Khi L thay đổi để U L max U U BC U L2 U U R2 U C2 a b c U RC 2 2 u RC U R U C (U L U C ) h b ' c ' u ; 1 U U U U ( U U ) b ab ' L L C RC 1 1 1 U RC h b c U R U Cách 3: Từ công thức: tan UL Z L ZC Z L ZC R tan Z L ZC R tan R UZ L R Z L ZC U ( R tan Z C ) R R tan U ( R sin Z C cos ) R U U ZC R 2 UL R ZC cos sin R Z C2 cos( 0 ) R2 Z R R R Z C2 C Với tan 0 R ZC Để ULmax φ = φ0 đó: U L max U R ZC2 R " Cứ có cố gắng có thành công ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Với L=L1 L=L2 mà UL1 = UL2, từ suy ra: cos(φ1 - φ0) = cos(φ2 - φ0), hay (φ1 - φ0) = - (φ2 φ0) 0 1 2 Cách 4: Z L Z C R tan Z R tan Z L ZC RC C tan sin( RC ) R Từ: Z L R(tan tan RC ) R cos cos RC tan Z C RC R R 2 Z R ( Z L Z C ) R tan cos U L IZ L U U U ZL sin( RC ) cos RC Z cos RC cos RC 2 Để ULmax 0 RC Khi đó: U L max U cos RC Với L=L1 L=L2 mà UL1 = UL2, từ suy ra: cos 1 RC 1 RC 2 RC 1 2 2 RC 20 2 2 cos 2 RC hay: 2 2 → Đây kết độc đáo ! Kết 4: Khi L thay đổi: UL U U sin RC cos RC cos RC cos RC U L max 0 RC 2 U L1 U L 0 Chú ý: Khi L thay đổi để ULmax lúc u sớm pha I 0 RC Bài 1: Cho mạch điện nối tiếp gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi được, tụ điện có dung kháng 60 Ω điện trở 20 Ω Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch u 20 cos100 t (V ) Khi cảm kháng ZL điện áp hiệu dụng cuộn dây đạt giá trị cực đại ULmax Giá trị ZL ULmax là: " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội A 200 200V B C 200Ω 200V 200 100V D 200Ω 100V Hướng dẫn giải Trước làm này, phải nhuần nhuyễn phương pháp nói Và lúc ta khơng nên lặp lại bước mà nên áp dụng quy trình giải nhanh sau: U L max U R Z C2 R ZC2 ZL R ZC 10 10 202 602 100(V ) U L max 20 Thay số vào ta được: => Chọn B 2 Z 20 60 200 () L 60 Bài 2: Đặt điện áp xoay chiều u U cos100 t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thấy giá trị cực đại 100V điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện 36V Giá trị U là: A.80V B 136V C 64V D 48V Hướng dẫn giải U L max U U RC , áp dụng hệ thức lượng tam giác vuông b2 a.b ' ta được: U U L (U L U C ) U2 100.(100 36) U 80(V ) => Chọn A Bài 3: Cho mạch điện nối tiếp gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi được, tụ điện C điện trở R Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch u 100 cos100 t (V ) Khi điện áp hiệu dụng cuộn dây đạt giá trị cực đại ULmax điện áp hiệu dụng tụ 200 V Giá trị ULmax là: A 100V B 150V C 300V D 200V " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Hướng dẫn giải U L max U U RC , Áp dụng hệ thức lượng tam giác vuông b2 a.b ' ta được: U U L (U L U C ) 3.1002 U L (U L 200) U L 300(V ) => Chọn C Bài 4: Đặt điện áp u U cos t vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Biết dung kháng tụ điện R Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt cực đại, đó: A điện áp hai đầu điện trở lệch pha B điện áp hai đầu tụ lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch so với điện áp hai đầu đoạn mạch C mạch có cộng hưởng điện D điện áp hai đầu cuộn cảm lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch Hướng dẫn giải Cách 1: U L max R ZC2 ZC R Z C2 Z L ZC ZC R ZL tan ZC R R ZC : điện áp sớm pha I, uR => Chọn A Cách 2: Dựa vào giản đồ véc tơ ta nhận thấy u sớm pha uR α tan U C ZC UR R => Chọn A " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Bài 5: Cho mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối thứ tự (cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi được) Điều chỉnh L để ULmax U R 50 3V Lúc này, điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch 150 2V điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch RC 50 2V Tính giá trị hiệu dụng điện áp hai đầu đoạn mạch AB A 100V B 615V C 200V D 300V Hướng dẫn giải Khi L thay đổi để ULmax U U RC (URC U hai cạnh tam giác vng cịn ULmax cạnh huyền, UR đường cao thuộc cạnh huyền): 2 1 u uRC 1; UR U U RC U U RC 50 150 1 U RC U U 100 3(V ) 1 U U 502.3 RC Bài 6: Đặt điện áp u 100 cos t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện C cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Biết hệ số công suất đoạn RC 0,8 Khi L thay đổi ULmax bằng: A 100V B 150V C 300V D 200V Hướng dẫn giải Áp dụng công thức: U L max U 100 125(V ) cos RC 0,8 Bài 7: Đặt điện áp u 100 cos t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện C cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điện áp URC lệch pha với dòng điện Điều chỉnh L để u sớm i UL bằng: 12 A 100V B 150V C 300V D 73,2V Hướng dẫn giải Áp dụng công thức: U L U sin( RC ) cos RC " Cứ có cố gắng có thành công ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội UL sin 73,2(V ) => Chọn D 12 cos 12 100 Chú ý: Từ tan Z L ZC Z L ZC tan RL tan RC R R R Bài 8: Đặt điện áp u U cos t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm tụ điện C, điện trở R cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điều chỉnh L để ULmax hệ số cơng suất mạch 0,5 Hệ số công suất đoạn RL lúc là: A 0,7 B 0,6 C 0,5 D 0,4 Hướng dẫn giải Cách 1: Khi ULmax φ > U U RC tan RL tan tan tan RL tan RC tan tan RC 1 1 tan(arccos 0,5) tan tan(arccos 0,5) RL arctan cos RL 0, => Chọn D Cách 2: R U U RC tan tan RC 1 Z tan C Khi ULmax 2 Z R Z C tan Z L R Z C RL L ZC R ZC R tan RL tan RL 1 tan arctan cos RL 0, => Chọn D Bài 9: Cho đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp với R = 100 Ω cuộn dây cảm L thay đổi giá trị Khi công suất tiêu thụ mạch đạt giá trị cực đại mà tăng cảm kháng thêm 50 Ω điện áp hai đầu cuộn cảm đạt cực đại Tính dung kháng tụ A 100Ω B 50Ω C 150Ω D 200Ω " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Hướng dẫn giải Khi L thay đổi: { 𝑃𝑚𝑎𝑥 ⇔ 𝑐ộ𝑛𝑔 ℎưở𝑛𝑔 ⇒ 𝑍𝐿1 = 𝑍𝐶 𝑈𝐿𝑚𝑎𝑥 ⇔ 𝑍𝐿2 = 𝑅2 +𝑍𝐶2 mà Z L Z L1 50 nên: 𝑍𝐶 1002 ZC2 ZC 50 ZC 200() => Chọn D ZC Bài 10: Chọn phát biểu SAI Mạch điện nối tiếp gồm điện trở thuần, tụ điện cuộn cảm thuần, xảy cộng hưởng Nếu tăng độ tự cảm cuộn cảm lượng nhỏ thì: A Điện áp hiệu dụng điện trở giảm B Công suất tỉa nhiệt toàn mạch giảm C Điện áp hiệu dụng cuộn cảm giảm D Điện áp hiệu dụng cuộn cảm tăng Hướng dẫn giải Điều kiện để xảy cộng hưởng ULmax là: 𝑐ộ𝑛𝑔 ℎưở𝑛𝑔 ⇒ 𝑍𝐿1 = 𝑍𝐶 { 𝑈𝐿𝑚𝑎𝑥 ⇔ 𝑍𝐿2 = 𝑅2 +𝑍𝐶2 𝑍𝐶 = 𝑍𝐶 + 𝑅2 ⇒ 𝑍𝐿1 < 𝑍𝐿2 : Điều có nghĩa cộng hưởng 𝑍𝐶 tăng L tiến đến giá trị ZL2 nghĩa U1 tăng dần đến giá trị cực đại => Chọn C Bài 11: Cho mạch điện xoay chiều RLC có cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Dùng ba vơn kế xoay chiều có điện trở lớn để đo điện áp hiệu dụng phần tử Điều chỉnh giá trị L thấy điện áp hiệu dụng cực đại cuộn cảm lớn gấp lần điện áp hiệu dụng cực đại điện trở Hỏi điện áp hiệu dụng cực đại cuộn cảm gấp lần điện áp hiệu dụng cực đại tụ? A lần B lần C lần D lần Hướng dẫn giải Khi L thay đổi URmax UCmax cơng hưởng I max U L max U R max U U U R U C max I max Z C R Z C U R Z C2 R " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Theo ra: U L max 2U R max hay R ZC2 ZC U L max U C max U R Z C2 2U Z C R R R R => Chọn D R 3 Bài 12: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM có điện trở R = 100 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Đoạn mạch MB có cuộn cảm với độ tự cảm L thay đổi Đặt điện áp u 100 cos 100 t (V ) vào hai đầu 4 đoạn mạch AB Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng cuộn cảm cực đại, u AM 100 cos 100 t (V ) Giá trị C φ là: A C 0, 0,1 (mF ) ( mF ) B D 0,1 ( mF ) 0,05 (mF ) Hướng dẫn giải Vì URC = U = 100 V nên tam giác AMB vuông cân A, suyu tam giác AEM vuông cân E => UC = UR => ZC = 100 Ω 0,1.104 C ( F ) => Chọn C ZC Bài 13: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, với cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch ổn định Cho L thay đổi Khi L = L1 điện áp hiệu dụng hai tụ điện có giá trị lớn nhất, điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R 220 V Khi L = L2 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị lớn 275 V, điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở 132 V Lúc điện áp hiệu dụng hai tụ điện là: A 96V B 451V C 457V D 99V Hướng dẫn giải UC = max => cộng hưởng => UR = U = 220 (V) " Cứ có cố gắng có thành công ! " 10 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội • U AM IZ AM U R Z L2 R Z L ZC 2 max ZL ZC Mạch có cộng hưởng nên vẽ giản đồ véc tơ hình U Từ giản đồ véc tơ: cos AM R U AM 60 u AB trễ pha uAM u , hay u AB 100 cos100 t (V ) 2 • Khi U C max U U RL , vẽ giản đồ véc tơ hình ⇒{ AM 100tan 60 100 3(V ) 𝜋 ⇒ u AM 100 cos100 t (V ) 2 𝑢𝐴𝑀 𝑠ớ𝑚 𝑝ℎ𝑎 ℎơ𝑛 𝑢𝐴𝐵 𝑙à 100 200(V ) cos 60 ⇒ ⇒ uMB 200 cos100 t (V ) 𝜋 3 𝑢 𝑡𝑟ễ 𝑝ℎ𝑎 ℎơ𝑛 𝑢 𝑙à 𝑀𝐵 𝐴𝐵 { MB Bài 37: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C thay đổi điện áp hiệu dụng cực đại R, L z z C x, y z Nếu bằng: x y A 2 B 0,75 C 0,75 D 2 " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 26 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Hướng dẫn giải URmax ULmax cộng hưởng I max x U R max U U U R y U L max I max Z L R Z L U R Z L2 z 3 y R z U C max R Z L2 3Z L Z L R 2 => Chọn B U R Z L2 z z 0,75 2U 0,75 R x Bài 38: Đặt điện áp xoay chiều u U cos100 t (V ) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R = 100Ω, cuộn cảm có độ tự cảm L H , tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh C = C1 UCmax Giá trị C sau UC = 0,98 UCmax A 44 F B 4, F C 3,6 F D F Hướng dẫn giải Cách 1: Tính: Z L L 200() RL arctan ZL arctan R Áp dụng công thức: U C UC max sin( RL ) 0, 2633 0,98 sin( arctan 2) 0,664 Từ công thức: ZC Z L R tan C Thay số vào tính được: C 44 Z L R tan F C 36 F => Chọn A Cách 2: R (thay số vào tính 0 0, 464rad ZL ) Do đó, cos(φ + 0,464) = 0,98 => φ = -0,264 rad φ = -0,664 rad Áp dụng công thức: U C U C max cos 0 với tan 0 Từ công thức: ZC Z L R tan C Z L R tan " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 27 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Thay số vào tính được: C 44 F C 36 F => Chọn A Bài 39: Đặt điện áp xoay chiều u U cos100 t (V ) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm L, tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C1 UC = 40 V UC trễ pha u α1 Khi C = C2 UC = 40 V UC trễ pha u 1 Khi C = C1 UCmax đồng thời lúc công suất mạch tiêu thụ 50% cơng suất cực đại mà mạch đạt Tính U A 32,66 V B 16,33 V C 46,19 V D 23,09 V Hướng dẫn giải • Khi C = C1 1 1 • Khi C = C2 1 1 U U2 • Khi C = C2 P = 0,5Pmax cos2 0 0,5 0 R R U sin( RL ) U C max cos RL Áp dụng công thức: U C cos RL 2 RL • Thay 0 1 ta được: 5 12 U U 5 U C1 sin(1 RL ) 40 sin cos RL 12 4 cos => Chọn A 40 U 32,66(V ) Dạng 3:L thay đổi để URLmax ❖ Tóm tắt lí thuyết Cách 1: U RL IZ RL R Z L2 R Z L2 U U U y R (Z L ZC )2 Z L2 2Z L Z C ( R Z C2 ) Z C Z C2 R y' ZL 2 Z L2 2Z L Z C ( R Z C2 ) 2Z C ( Z L2 Z L Z C R ) " Cứ có cố gắng có thành công ! " 28 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Kết 1: U RL max UR Z C Z C2 R 2 Z Z C2 R UZ L ZL C R Cách 2: Từ tan Z L Z C R tan Z L ZC R Z L Z C R tan U RL IZ RL R Z C R tan R Z L2 U U R (Z L ZC )2 R R tan U RL 2 Z Z Z U cos C cos sin U C cos C sin 2 U y R R R 2 Z 2R Z y ' 2 C cos sin C cos 2 tan 2 tan 20 R ZC R U RL max U U 1 cos sin 2 tan 2 tan tan 2 Kết 2: U RL max U 2R R tan 2 tan 20 ZL tan 0 ZC tan 0 Cách 3: Từ kết quả: U RL Z Z U C cos C sin 2 R R 2 Z 1 Z 1 Z U C C cos 2 C sin 2 2 R 2 R R 1 Z Z Z U C C C cos 2 sin 2 2 R R 2R Đặt tan 20 2R ta được: ZC U RL U 2 cos(2 20 ) tan 20 tan 20 sin 20 U RL U cos 20 2cos 20 cos(2 20 ) sin 20 sin 20 " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 29 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Ta nhận thấy: URLmax 2φ = 2φ0 U RL max cos 20 2cos 20 U U sin 20 sin 20 1 cos 20 sin 20 U tan 0 Kết luận: 1) U RL max U 2R R tan 2 tan 20 ZL tan 0 ZC tan 0 2) U RL1 U RL 21 20 22 20 0 1 2 Dạng 4:C thay đổi để URCmax ❖ Tóm tắt lí thuyết Cách 1: U RC IZ RC R Z C2 R Z C2 U U U y R (Z L ZC )2 Z C2 2Z L Z C ( R Z L2 ) Z L Z L2 R y' ZC 2 Z C2 2Z L Z C ( R Z L2 ) 2Z L ( Z C2 Z L Z C R ) Kết 3: U RC max Z L Z L2 R UZ C ZC R Z L Z L2 R 2 UR Cách 2: Từ tan Z L Z C R tan Z L ZC R Z C Z L R tan U RC IZ RC R Z L R tan R Z C2 U U R (Z L ZC )2 R R tan U RC 2 Z Z Z U cos L cos sin U L cos L sin 2 U y R R R 2 Z 2R Z y ' 2 L cos sin L cos 2 tan 2 tan 20 R ZL R U RC max 2 U U 1 cos sin 2 tan 2 tan tan 2 " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 30 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Kết 4: U RC max U 2R R tan(2 ) tan 20 ZC tan 0 ZL tan 0 Cách 3: Từ kết quả: U RC Z Z U L cos L sin 2 R R 2 1 Z 1 Z Z U L L cos 2 L sin 2 2 R 2 R R 1 Z Z Z U L L L cos 2 sin 2 2 R R 2R Đặt tan 20 2R ta được: ZL U RC U 2 cos(2 20 ) tan 20 tan 20 sin 20 U RC cos 20 2cos 20 U cos(2 20 ) sin 20 sin 20 Ta nhận thấy: URCmax 2φ = -2φ0 U RC max cos 20 2cos 20 U U sin 20 sin 20 1 cos 20 sin 20 U tan 0 Kết luận: 1) U RC max U 2R R tan(2 ) tan 20 ZC tan 0 ZL tan 0 2) U RC1 U RC 21 20 2 20 0 1 2 Chú ý: Để dễ nhớ ta viết chung đối xứng L, C sau: 1) Khi L thay đổi: • U RL max Z C Z C2 R Z L UR UZ L U với R tan 0 Z C Z C2 R tan tan 1 arctan R RC ZC " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 31 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội 2R Lúc này, dòng điện trễ pha điện áp 0,5arctan ZC R Z C2 Z L ZC R ZC2 U • U L max U với R cos RC tan tan 1 arctan R RC ZC R Lúc này, dòng điện trễ pha điện áp arctan ZC 2) Khi C thay đổi: Z L Z L2 R ZC UZ C UR U • U RC max với 2 R tan Z L Z L 4R tan( 2 ) 1 arctan R ZC 2R Lúc này, dòng điện sớm pha điện áp 0,5arctan Z L R Z L2 Z C ZL R Z C2 U • U C max U với R cos '0 tan( ) tan ' R ZL R Lúc này, dòng điện sớm pha điện áp arctan ZL R Z L2 U RL IZ RL U R (Z L ZC )2 3) Dạng đồ thị R Z C2 U RC IZ RC U R ( Z Z ) L C Từ đồ thị suy " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 32 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Z Z U U RL max U L ZL C R tan 0 R U U RL U 2 R Z Z C 1 C R Z Z U U RC max U C ZC L R tan 0 R U U RC U 2 R Z Z L 1 L R Z C2 R 2R tan 20 0 ZC U tan RC U cos RC Z L Z L2 R 2R tan 20 0 ZL U tan RL U cos RL Z C Bài 40: Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở R = 30 Ω Thay đổi L để điện áp hiệu dụng đoạn mạch chứa RL đạt cực đại Cảm kháng cuộn cảm lúc là: A 50 Ω B 180 Ω C 90 Ω D 56Ω Hướng dẫn giải U RL max Z C Z C2 R 80 802 4.302 ZL 90() => Chọn C 2 Bài 41: Đặt điện áp xoay chiều u U cos t (V ) vào hai đầu đoạn mạch AB nối thứ tự gồm cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở R = 30 Ω tụ điện có dung kháng 80 Ω Thay đổi L để URL đạt cực đại Lúc này, dòng điện A trễ u B sớm u 0,32 rad C trễ u 0,32 rad D sớm u Hướng dẫn giải U RL max tan 20 2R 2R 2.30 0,5arctan 0,5arctan 0,32( rad ) => Chọn C ZC ZC 80 Bài 42: Đặt điện áp xoay chiều ổn định 120V – 50Hz vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi, điện trở R = 30 Ω tụ điện có dung kháng 80 Ω Thay đổi L để điện áp hiệu dụng đoạn mạch chứa RL đạt cực đại Giá trị cực đại là: A 224 V B 360 V C 960 V D 57 V " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 33 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Hướng dẫn giải Cách 1: U RL max UR ZC Z 4R 2 C 120.30 360(V ) => Chọn B 80 802 4.302 Cách 2: U RL max U tan 0 U 2R tan 0,5arctan ZC 120 2.30 tan 0,5arctan 80 360(V ) Bài 43: Đặt điện áp xoay chiều u 200 cos t (V ) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở R tụ điện có C Biết hệ số công suất đoạn mạch RC 0,8 Thay đổi L để điện áp hiệu dụng đoạn mạch chứa RL đạt cực đại Giá trị cực đại là: A 224,8 V B 360 V C 960 V D 288,6 V Hướng dẫn giải Từ cos RC U RL max R R ZC2 U tan 0 0,8 R R ZC2 U 2R tan 0,5arctan ZC R ZC 200 2.4 tan 0,5arctan 288,6(V ) => Chọn D Bài 44: Đặt điện áp u U cos t (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 = C0 điện áp hiệu dụng đoạn mạch chứa RC đạt cực đại giá trị cực đại 2U Dung kháng tụ lúc là: A 150 Ω B 100 Ω C 150 Ω D 200 Ω Hướng dẫn giải U RC max UR Z L Z 4R 2 L 2U UR 120 120 4.R 2 R 80() => Chọn A Z L Z L2 R ZC 160() " Cứ có cố gắng có thành công ! " 34 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Bài 45: Đặt điện áp u U cos100 t (V ) vào hai đầu đoạn mạch nối thứ tự gồm cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở R tụ điện có điện dung C Khi L=L1 điện áp hiệu dụng đoạn mạch chứa RL đạt cực đại giá trị cực đại 2U, đồng thời hệ số cơng suất tồn mạch k1 Khi L = L2 hệ số cơng suất tồn mạch k2 Chọn phương án A k1 B k1 C k2 D k2 13 Hướng dẫn giải Cách 1: UZ L1 UZ L1 U U Z L1 R RL max R R • Khi L = L1 Z C Z C2 R Z C Z C2 R 2R Z C 1,5R Z L1 2 R k1 cos 1 R (Z L ZC )2 R ZC2 R (1,5R)2 13 R • Khi L = L2 ULmax Z L2 ZC 1,5R R R => Chọn D k2 cos 13 R ( Z L1 Z C )2 13 R R 1,5R 6 Cách 2: U 2R tan 20 U RL max tan 0 ZC Dựa vào kết quả: U L max tan RC tan 1 U U U RL max tan 2U tan tan 0 0,5 0 • Khi L = L1 URLmax R tan 20 tan 0 0,5 Z C tan 0 0,52 R cos • Khi L = L2 ULmax tan ZC 13 tan Bài 46: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng thay đổi vào hai đầu đoạn mạch AB (hình vẽ) " Cứ có cố gắng có thành công ! " 35 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi được; điện trở R; tụ điện có điện dung C Lần lượt điều chỉnh L để UAM UL cực đại uAB lệch pha so với dòng điện mạch tương ứng φ0 φ’0 = 0,588 rad (với φ0 > 0) Hỏi φ0 gần giá trị số giá trị sau đây? A 0,32π B 0,25π C 0,18π D 0,15π Hướng dẫn giải U 2R tan 20 U RL max tan 0 ZC Khi L thay đổi, dựa vào kết quả: U L max tan RC tan '0 1 2R tan 20 Z C tan 20 tan '0 tan 20 tan 0,588 0 0,1476 tan ' R ZC => Chọn D Bài 47: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V tần số không thay đổi vào hai đầu đoạn mạch AB (hình vẽ) Cuộn cảm có độ tự cảm L xác định; R = 200 Ω; tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung C để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu U1 giá trị cực đại U2 = 400 V Giá trị U1 là: A 173 V B 80 V C 111 V D 200 V " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 36 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Hướng dẫn giải Cách 1: U RC IZ RC R ZC2 U R (Z L ZC )2 Z L Z L2 R 2U R ZC U U RC max Z L Z L2 R Z C U RC ( ) U R2 R2 Z C U RC (0) U R Z U U1 U R Z L L 200.200.2 Z L 300() 400 2 Z Z 4.200 L L Theo ra: => Chọn C 2 200 200 U1 200 2002 Z 200 2002 3002 110,9(V ) L Cách 2: U 2R U RC max tan tan 20 Z tan L RL Áp dụng kết quả: U U RC max ZC tan RL tan 0 0,52 U 0,5 tan RL tan 0 U tan tan 0,5 RC max 0 U 200 110,94(V ) U RC tan RL 1 => Chọn C Bài 48: Đặt điện áp xoay chiều u 100 cos100 t (V ) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Đoạn MB có tụ điện có điện dung C Điều chỉnh L = L1 để UMB = 50 V, I=0,5A dòng điện mạch trễ pha u 60° Điều chỉnh L = L2 UAM cực đại Tính L2 Hướng dẫn giải • Khi L = L1 thì: " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 37 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội U MB 50 Z 100() C I 0,5 Z L1 Z C Z 100() Z L 100 tan C tan R R R 100() U 2 2 Z R ( Z L1 Z C ) I R ( Z L1 100) 200 • Khi L = L2 thì: ZC Z C2 R Z 1 U RL max Z L 50(1 5)() L L (H ) 2 => Chọn D Bài 49: Đặt điện áp xoay chiều u 100 cos100 t (V ) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở R tụ điện C Khi L = L1 U RL 40 13V u sớm pha i φ (với tanφ = 0,75) Khi L = L2 u sớm pha i URL = x Tính x A 224,8 V B 360 V C 142,5 V D 288,6 V Hướng dẫn giải Từ tan U RL IZ RL Z L Z C R tan Z L ZC R Z L Z C R tan R Z C R tan R Z L2 U U R (Z L ZC )2 R R tan Z C tan R U tan 2 Z C 0,75 R Z C 0,75 • Khi L = L1 40 13 100 0,75 R 0,75 1 100 142,5(V ) => Chọn C 12 • Khi L = L2 U RL Bài 50: Đặt điện áp xoay chiều u 100 cos100 t (V ) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi, điện trở R tụ điện có C Khi L = L1 u sớm pha i φ (với tanφ = 0,75) Khi Khi L = L2 u sớm pha i URL = x Tính x A 224,8 V B 127,5 V C 142,5 V D 288,6 V Hướng dẫn giải " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 38 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Từ tan U RL IZ RL Z L Z C R tan Z L ZC R Z L Z C R tan R Z C R tan R Z L2 U U R (Z L ZC )2 R R tan • Từ Z L ZC R tan 1, Z L2 Z L1 Z C tan R U tan ZC R tan 2 ZC R Z C 0,5 ZC R tan 1 ZC R0,75 R • Khi L = L2 U RL Z C tan R 100 (0,5 1) 25 26(V ) U tan 12 => Chọn B Bài 51: Đặt điện áp xoay chiều u 100 cos100 t (V ) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm mF Khi L = L1 cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi, điện trở R tụ điện có C 3 L = L2 URL có giá trị độ lệch pha u so với i 0,4266 rad Tìm R A 50 Ω B 36 Ω C 40 Ω D 30 Ω Hướng dẫn giải tan Z L Z C R tan Z L ZC R Z C Z L R tan U RC IZ RC R Z L R tan R Z C2 U U R (Z L ZC )2 R R tan U RC 2 Z Z Z U cos L cos sin U L cos L sin 2 R R R 2 1 Z 1 Z Z U L L cos 2 L sin 2 2 R 2 R R 1 Z Z Z U L L L cos 2 sin 2 2 R R 2R Đặt tan 20 2R ta được: ZL " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 39 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội U RC U RC 2 tan 20 tan 20 sin 20 cos(2 20 ) cos 20 2cos 20 U cos(2 20 ) sin 20 sin 20 Từ U RC U RC1 cos(22 20 ) cos(21 20 ) (22 20 ) (21 20 ) 20 2 1 R 0,5ZC tan 20 40() => Chọn C "Chúc Các Em Đỗ Đại Học ! " " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 40 ... mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm điện trở R cuộn dây cảm tụ điện có điện dung thay đổi Điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng U Khi điện dung thay đổi để điện áp hiệu dụng tụ cực đại... tử Điều chỉnh giá trị L thấy điện áp hiệu dụng cực đại cuộn cảm lớn gấp lần điện áp hiệu dụng cực đại điện trở Hỏi điện áp hiệu dụng cực đại cuộn cảm gấp lần điện áp hiệu dụng cực đại tụ? A lần... dây mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi mắc vào nguồn điện xoay chiều u U cos100 t (V ) Thay đổi C để điện áp hiệu dụng tụ cực đại giá trị cực đại 2U0 Điện áp hiệu dụng hai đầu