1 kĩ thuật giải toán điện xoay chiều điện trở biến thiên image marked

1 Vật Lý Phổ Thông – Bùi Xuân Dương – 0914 082 600 KĨ THUẬT GIẢI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐIỆN TRỞ R BIẾN THIÊN CHỦ ĐỀ A ĐOẠN MẠCH RLC VỚI CUỘN CẢM THUẦN I THAY ĐỔI R ĐỂ CÔNG SUẤT TIÊU THỤ TRÊN MẠCH CỰC ĐẠI Giá trị điện trở R cho công suất tiêu thụ cực đại mạch: U2R U2 + Công suất tiêu thụ mạch P   2 R   Z L  ZC  Z L  ZC   R R → Từ biểu thức trên, ta thấy Pmax R  R  ZL  ZC , Pmax  U2 2R Hai giá trị R cho công suất tiêu thụ P: U2R U2 2  R  R   Z L  ZC   + Từ phương trình P  2 P R   Z L  ZC  → Phương trình bậc hai với biến R cho ta hai nghiệm thõa mãn:   U2 U2 P  R  R    R1  R P   R R   Z  Z 2  L C   R  R 1R 2 R 1R 2R P  Pmax max R1  R R1  R Hệ số công suất xảy cực đại, mối liên hệ hệ số công suất trường hợp hai giá trị R: a Hệ số công suất mạch xảy cực đại R + Khi xảy cực đại R  R  ZL  ZC  Z  2R → Hệ số công suất cos   cos 0   Z b Mối liên hệ hệ số công suất trường hợp hai giá trị R: + Hai giá trị R cho công suất P thõa mãn R1R  R 02   ZL  ZC  + Từ biểu thức trên, ta dễ dàng tìm mối liên hệ P Pmax→ P  R1  R1 R1   cos 1  cos 1  cos 1  2 2 R   Z L  ZC  R1  R R  R 1R      →  R2 R2 R2 cos   cos   cos   2 2 2    R  R R 22  R1R R  Z  Z     L C  c Vận dụng kĩ thuật chuẩn hóa cho tốn: + Giả sử R2 = nR1, ta tiến hành chuẩn hóa R1 = → R2 = n Khi đó, ta có bảng kết sau: R BIẾN THIÊN TRÊN MẠCH RLC THUẦN CẢM R Công suất Hệ số công suất R  R  Z L  ZC U cos   cos 0  P  Pmax  2R R = R1 R = R2 U n P  2Pmax R1  R  n cos 1  R1 R12  R 1R  1 n cos 2  R2 R 22  R 1R cos 1  cos 2  φ1 φ2 ln dấu nên ta có φ1 + φ2 = ±0,5π  n 1 n Vật Lý Phổ Thông – Bùi Xuân Dương – 0914 082 600 II ĐỒ THỊ CÔNG SUẤT VÀ HỆ SỐ CÔNG SUẤT THEO R: Bài tập minh họa 1: Một đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện có dung kháng ZC, cuộn cảm có cảm kháng ZL ≠ ZC Điện áp hai đầu đoạn mạch u = U0cosωt Để công suất nhiệt đoạn mạch đạt giá trị cực đại Pmax phải điều chỉnh biến trở R có giá trị: A R = ZL + ZC B R  Z2L  ZC2 C R  ZL  ZC D R = ZLZC Hướng dẫn: + Điều chỉnh R đến giá trị R  ZL  ZC  Đáp án C Bài tập minh họa 2: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Khi R thay đổi ta thấy R = R1 = 50 Ω R = R2 = 200 Ω cơng suất tiêu thuh đoạn mạch 100 W Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ mạch cực đại Giá trị cực đại là: A 125 W B 200 W C 300 W D 150 W Hướng dẫn: R n + Ta có n   → P  2Pmax  Pmax  125 W R1 n 1  Đáp án A B ĐOẠN MẠCH RLC VỚI CUỘN CẢM CÓ ĐIỆN TRỞ TRONG r I THAY ĐỔI R ĐỂ CƠNG SUẤT TIÊU THỤ TRÊN R CỰC ĐẠI + Cơng suất tiêu thụ điện trở R: U2R U2R U2 P    R  r 2   ZL  ZC 2 R  2Rr  r   ZL  ZC 2 R  r   ZL  ZC 2  2r R → Từ biểu thức trên, ta thấy Pmax R  R  r   ZL  ZC  , Pmax  U2 2R0  r II THAY ĐỔI R ĐỂ CƠNG SUẤT TIÊU THỤ TRÊN TỒN MẠCH CỰC ĐẠI + Cơng suất tiêu thụ tồn mạch: U2R  r U2 P   R  r    Z L  ZC  R  r   Z L  ZC    Rr U2 → Từ biểu thức trên, ta thấy Pmax R  r  ZL  ZC , Pmax  2R0  r → Có hai trường hợp xảy + Khi R   ZL  ZC  r  Pmax R  ZL  ZC  r Vật Lý Phổ Thông – Bùi Xuân Dương – 0914 082 600 + Khi R   ZL  ZC  r  Pmax R0 = Công suất tiêu thụ mạch RLC (cuộn dây không cảm) R   Z L  ZC  r R   Z L  ZC  r Bài tập minh họa 1: Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R cuộn dây không cảm Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ R lớn Khi đó: A điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha so với dòng điện 0,25π B điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị so với điện áp hai đầu điện trở C điện áp hai đầu cuộn dây sớm pha 0,25π so với dòng điện D cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị cực đại Hướng dẫn: ZL  1   Khi công suất tiêu thụ mạch lớn R  r  ZL → tan   R0  r → điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha dòng điện 0,25π  Đáp án A Bài tập minh họa 2: Một đoạn mạch điện xoay chiều khơng phân nhánh gồm cuộn dây có điện trở r = 20 Ω, độ tự cảm L = H, tụ điện có điện dung C = 100 μF, biến trở R Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 240cos(100t) V Khi R = R0 cơng suất tiêu thụ tồn mạch đạt giá trị cực đại Khi cơng suất tiêu thụ biến trở R là: A 115,2 W B 224 W C 230,4 W D 144 W Hướng dẫn: Giá trị biến trở để công suất tiêu tụ toàn mạch cực đại R  ZL  ZC  r  80 Ω → Công suất mạch P  U2  144 W 2R  r  Đáp án D C PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTO TRONG BÀI TOÁN R BIẾN THIÊN CHO ĐOẠN MẠCH RLC CHỨA CUỘN CẢM THUẦN + Việc thay đổi R không làm thay đổi dấu φ Mặc khác điện áp hai đầu đoạn mạch chứa R vuông pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch chứa LC   → Đầu mút vecto u R ln nằm đường trịn nhận U làm đường kính Đặc biệt: + Khi thay đổi R với hai giá trị cơng suất  U  U LC2  1  2  , dựa vào giản đồ veco, ta thu  R1  U R  U LC1 Z  ZC Z  ZC U U → tan 2  R1  L tan 1  R  L UR R2 U R1 R1 + Khi thay đổi R để công suất tiêu thụ mạch cực đại R  R  ZL  ZC φ = φ0 = ±0,25π Vật Lý Phổ Thông – Bùi Xuân Dương – 0914 082 600 Bài tập minh họa 1: (Chuyên Võ Nguyên Giáp – 2016) Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 200 V tần số không đổi ZL > ZC Cố định L C thay đổi R Khi   công suất mạch cực đại cường độ dịng điện tức thời mạch có biểu thức i  2 cos 100t   A 4  Khi R = R1 cường độ dịng điện mạch chậm pha 30 so với điện áp hai đầu mạch Khi R = R2 cơng suất tiêu thụ mạch cơng suất mạch R = R1 Biểu thức cường độ dòng điện mạch R = R2     A i  cos 100t   A B i  2 cos 100t   A 3 3       C i  cos 100t   A D i  2 cos 100t   A 6 6   Hướng dẫn : + Mạch có tính cảm kháng, xảy cực đại → φ = 0,25π rad → Phương trình điện áp hai đầu mạch u  200 cos 100t  V Ta có ZL  Z C  Z  ZL  ZC 50 U 100  Ω   50 Ω → R  tan 2 I     + Điện áp hai đầu điện trở R = R2 u R  U sin 300 cos 100t    100 cos 100t   V 3 3     → Cường độ dòng điện mạch R = R2: i  cos 100t   A 3   Đáp án A   BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu : Đặt điện áp u  U cos t (với U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm biến trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C khơng đổi Biết ZL ≠ ZC Thay đổi R để công suất mạch cực đại Kết luận sai? U2 A Công suất cực đại mạch Pmax  B Khi R  ZL  ZC 2R C Hệ số công suất mạch D Hệ số công suất mạch 2 Khi mạch tiêu thụ công suất cực đại cos   → D sai  Đáp án D Câu 2: Cho mạch điện xoay chiều gồm RLC nối tiếp Trong L = 0,2/π H C = 1/π mF, R biến trở với giá trị ban đầu R = 20 Ω Mạch mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số f = 50 Hz Khi điều chỉnh biến trở để điện trở tăng dần cơng suất mạch sẽ: A ban đầu tăng dần sau giảm dần B tăng dần C ban đầu giảm dần sau tăng dần D giảm dần Ta có ZL  ZC  10 Ω → Khi tăng biến trở R từ giá trị R = 20 Ω cơng suất tiệu thụ giảm  Đáp án D Câu 3: Trong đoạn mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh với L, C ω không thay đổi Thay đổi R đến R = R0 cơng suất tiêu thụ đoạn mạch cực đại Công suất cực đại xác định bởi: U2 U2 U2 U2 A Pmax  B Pmax  C Pmax  D Pmax  R 2R 2R 2R Công suất cực đại mạch Pmax  U2 2R  Đáp án C Câu 4: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 1/5π H, có điện trở r =15 Ω mắc nối tiếp với biến trở, điện áp hai đầu đoạn mạch u = U0cos(314t) V Dịch chuyển chạy biến trở cho giá trị biến trở thay đổi từ 10 Ω đến 20 Ω cơng suất tỏa nhiệt biến trở sẽ: A tăng giảm B giảm tăng C tăng D giảm Vật Lý Phổ Thông – Bùi Xuân Dương – 0914 082 600 Giá trị biến trở để công suất tỏa nhiệt biến trở cực đại R  r  Z2L  25 Ω → Khi thay đổi biến trở từ 10 Ω đến 20 Ω cơng suất tỏa nhiệt ln tăng  Đáp án C Câu 5: Cho đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn dây cảm L, tụ điện C biến trở R Điện áp hiệu dụng U hai đầu đoạn mạch không đổi Khi điện trở biến trở R1 R2 cơng suất tiêu thụ đoạn mạch hai trường hợp Công suất cực đại đoạn mạch biến trở thay đổi? U  R1  R  U2 U2 2U A B C D R1  R R1  R 4R1R 2 R 1R Công suất cực đại mạch Pmax  U2 R 1R  Đáp án A Câu 6: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây không cảm tụ điện mắc nối tiếp, với ZC > ZL Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ R lớn Khi đó: A cường độ dịng điện sớm pha 0,25π so với điện áp hai đầu mạch B cường độ dòng điện trễ pha 0,25π so với điện áp hai đầu mạch C cường độ dòng điện pha so với điện áp hai đầu mạch D cường độ dòng điện sớm pha so với điện áp hai đầu mạch góc φ < 0,25π Khi cơng suất R cực đại R  r   ZL  ZC  Z L  ZC R  r2   1 Rr Rr → cường độ dòng điện sớm pha so với điện áp hai đầu mạch góc φ < 0,25π  Đáp án D Câu 7: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây khơng cảm có điện trở r tụ điện C với ZC  ZL  r Điều chỉnh R nhận định sau đúng? A công suất tiêu thụ mạch cực đại hệ số cơng suất mạch B cường độ hiệu dụng mạch điện cực đại mạch xảy cộng hưởng điện C với giá trị R dịng điện ln sớm pha điện áp hai đầu mạch D công suất tiêu thụ R cực đại R = ZL Chuẩn hóa ZL = r = → ZC = Rr + Công suất tiêu thụ mạch cực đại R  r  ZL  ZC  → cos   → A sai  2  R  r    Z L  ZC  + Ta có tan   + Điều chỉnh R để I cực đại → R = 0, cảm kháng dung kháng không đổi → khơng có cộng hưởng → B sai + Ta có ZC > ZL với R ta ln có dịng điện sớm pha điện áp → C + Công suất R cực đại R  r   ZL  ZC   → D sai  Đáp án C Câu 8: Một đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L = 0,08 H điện trở r = 32 Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định với tần số góc 300 rad/s Để công suất tỏa nhiệt biến trở đạt giá trị lớn giá trị biến trở là: A 56 Ω B 24 Ω C 32 Ω D 40 Ω Công suất tỏa nhiệt biến trở cực đại R  r  Z2L  40 Ω  Đáp án D Câu 9: Trong mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây có điện trở r Biết R đoạn mạch thay đổi Thay đổi R đến giá trị R = R0 cơng suất tỏa nhiệt R đạt cực đại Khi giá trị cực đại là: U2 U2 A P  B P  2 2r  r   ZL  ZC  r   Z L  ZC  C P  U2 2r  r   ZL  ZC  D P  U2 r  r   Z L  ZC  Vật Lý Phổ Thông – Bùi Xuân Dương – 0914 082 600 Công suất cực đại P  U2 2r  r   ZL  ZC   Đáp án C Câu 10: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn dây có hệ số tự cảm L điện trở r, tụ điện có điện dung C Điện trở R thay đổi Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ R đạt cực đại Khi đó: A điện áp hai đầu đoạn mạch dòng điện pha B hệ số công suất mạch 2 C hệ số công suất mạch nhỏ D hệ số công suất mạch lớn 2 2 Khi công suất R cực đại R  r   ZL  ZC   R  r + Ta có cos   Rr R  r   Z L  ZC   Rr R  r 2 R r  Rr 2R  R  r   Rr R   2R 2R  Đáp án D Câu 11: Trong đoạn mạch điện xoay chiều gồm RLC mắc nối tiếp, cuộn dây có điện trở r Biết điện trở R đoạn mạch thay đổi Khi R = R0 cơng suất tỏa nhiệt đoạn mạch đạt cực đại, giá trị R0 là: A R  r   ZL  ZC  B R  C R  ZL  ZC  r  Z L  ZC   r D R  ZL  ZC  r + Công suất tỏa nhiệt đoạn mạch cực đại R  ZL  ZC  r  Đáp án D Câu 12: Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây không cảm tụ điện C mắc nối tiếp, với ZC > ZL Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ mạch lớn nhất, đó: A tổng trở mạch lớn gấp lần điện trở R B tổng trở mạch lớn gấp lần dung kháng ZC C tổng trở mạch lớn gấp lần cảm kháng ZL D tổng trở mạch lớn gấp lần tổng trở mạch + Giá trị R để công suất tiêu thụ mạch cực đại R  r  ZL  ZC Với Z   R  r    Z L  ZC    R  r   Z L  ZC  Đáp án D Câu 13: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, có điện trở R biến đổi Điều chỉnh R để công suất tỏa nhiệt R đạt cực đại, biết mạch có tính dung kháng Độ lệch pha u i là: A 0,5π B 0,25π C D – 0,25π Khi công suất mạch cực đại Δφ = – 0,25π  Đáp án D Câu 14: Cho đoạn mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm cuộn dây cảm, tụ điện có điện dung không thay đổi biến trở R Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định Thay đổi R thấy R = 24 Ω công suất tiêu thu cực đại đoạn mạch 200 W Khi R = 18 Ω đoạn mạch tiêu thụ công suất bằng: A 288 W B 168 W C 192 W D 144 W U  U  Pmax 2R  9600 + Công suất tiệu thụ cực đại mạch Pmax  2R → Công suất tiêu thụ R = 18 Ω P  U2R R   Z L  ZC   U2R  192 W R  R 02  Đáp án C Câu 15: Một đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp Điện trở R thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U0cosωt Thay đổi R để công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại Hệ số công suất bằng: A B C D 2 Công suất tiêu thụ mạch cực đại R  R  ZL  ZC → Hệ số công suất mạch cos    Đáp án B R R   2 Z R R Vật Lý Phổ Thông – Bùi Xuân Dương – 0914 082 600 0, 0,1 H, tụ điện có điện dung mF biến trở R   Đặt điện áp xoay chiều ổn định có tần số f (f < 100 Hz) Thay đổi R đến giá trị 190 Ω cơng suất tiêu thụ đoạn mạch cực đại Giá trị f là: A 25 Hz B 40 Hz C 50 Hz D 80 Hz Công suất tiêu thụ mạch cực đại R  R  ZL  ZC  190 Ω + Với f < 100 Hz → ZC > ZL, ta có: ZC  ZL  190   L2f  190  0, 4f  190f  5000  C2f → Phương trình cho ta nghiệm f = 25 Hz  Đáp án A Câu 17: Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch AB gồm biến trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với Tiến hành thay đổi giá trị R thấy mạch điện cho tiêu thụ công suất ứng với hai giá trị biến trở R1 = 90 Ω R2 = 160 Ω Hệ số công suất đoạn mạch ứng với hai giá trị R1 R2 là: A 0,6 0,75 B 0,6 0,8 C 0,8 0,6 D 0,75 0,6 2 Hai giá trị R cho công suất tiêu thụ mạch thõa mãn R1R  R   ZL  ZC  Câu 16: Cho mạch điện nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm → Hệ số công suất cos   R R   Z L  ZC  R1   0,6 cos 1  R  R R 1   R cos    0,8  R  R R 2   Đáp án B Câu 18: Đặt điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức u  U 2cost V vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R ghép nối tiếp với tụ điện có điện dung C Khi R = R1 R = R2 cơng suất tiêu thụ đoạn mạch R2 = 8R1 Hệ số công suất đoạn mạch ứng với giá trị R1 R2 : 1 1 2 2 3 A B C D 3 2 3 2 2 Hai giá trị R cho công suất tiêu thụ mạch thõa mãn R1R  R   ZL  ZC  → Hệ số công suất cos   R R   Z L  ZC  R1   cos 1  R  R 1R   R2 2 cos     R  R R 2   Đáp án A Câu 19: Mạch điện gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn dây có điện trở r = 15 Ω độ tự cảm L = 0,2/π H Biết điện áp hai đầu đoạn mạch u AB  40 2cos100t V Công suất tỏa nhiệt biến trở đạt giá trị cực đại ta thay đổi giá trị biến trở Tính giá trị biến trở cơng suất cực đại lúc : A 15 Ω 20 W B 25 Ω 20 W C 40 Ω 25 W D 25 Ω 40 W + Công suất tiêu thụ biến trở cực đại R  r  Z2L  25 Ω → Công suất cực đại biến trở PRmax  U2  20 W 2R  r  Đáp án B Câu 20: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện Dung kháng tụ điện 100 Ω Khi điều chỉnh biến trở R hai giá trị R1 R2 công suất tiêu thụ đoạn mạch Biết điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện R = R1 hai lần điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện R = R2 Các giá trị R1 R2 : A R1 = 50 Ω R2 = 100 Ω B R1 = 40 Ω R2 = 250 Ω C R1 = 50 Ω R2 = 200 Ω D R1 = 25 Ω R2 = 100 Ω 2 R R  100 R R  100 R R  100    12 2 Ta có  2 I1  2I  U C1  2U C2 R  100  4R1  4.100 Vật Lý Phổ Thông – Bùi Xuân Dương – 0914 082 600 → Ta có phương trình R 22  2R1R  4R12  → R2 = 4R1 Thay vào phương trình trên, ta tìm R1 = 50Ω R2 = 200 Ω  Đáp án C Câu 21: Một đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R thay đổi được, tụ điện C  125 μF cuộn dây cảm  H Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u  150 cos100t V Thay đổi R để công suất tiêu thụ  mạch 90 W Khi R có hai giá trị R1 R2 : A R1 = 190 Ω R2 = 160 Ω B R1 = 80 Ω R2 = 60 Ω C R1 = 90 Ω R2 = 160 Ω D R1 = 60 Ω R2 = 160 Ω Ta có R1 R2 hai nghiệm phương trình U2 R2  R   ZL  ZC    R2 – 250R + 14400 = P → R1 = 160 Ω R2 = 90 Ω  Đáp án C Câu 22: Một mạch điện xoay chiều gồm tụ điện C, cuộn cảm L biến trở R mắc nối tiếp Khi R 18 Ω, 20 Ω, 22 Ω, 26,5 Ω, 27 Ω 32 Ω cơng suất tiêu thụ đoạn mạch P1, P2, P3, P4, P5 P6 Nếu P1 = P6 giá trị cơng suất nói giá trị lớn là: A P1 B P2 C P3 D P4 Ta có P1 = P6 → giá trị R cho công suất cực đại R  R1R  24 Ω + Với R3 gần R0 → P3 lớn  Đán án C 103 Câu 23: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp (L cảm) với L = 1/π H C  F Đặt vào hai đầu 4 đoạn mạch điện áp xoay chiều u  75 cos 100t  V Xác định giá trị R để công suất tiêu thụ mạch 45 W? A 45 Ω B 80 Ω C 60 Ω D A B Ta có R1 R2 hai nghiệm phương trình U2 R2  R   ZL  ZC    R2 – 125R + 3600 = P → R1 = 90 Ω R2 = 45 Ω  Đáp án D   Câu 24: Đặt điện áp xoay chiều u  100 cos 100t   V vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm biến trở, 3  tụ điện cuộn dây có điện trở hoạt động r = 30 Ω Biết cảm kháng dung kháng mạch 100 Ω 60 Ω Thay đổi giá trị biến trở cơng suất tiêu thụ cuộn dây đạt giá trị cực đại bằng: A 40 W B 31,25 W C 120 W D 50 W U r Công suất tiêu thụ cuộn dây P   R  r    Z L  ZC  L → Dễ thấy Pmax R = → Pmax  U2r r   Z L  ZC   120 W  Đán án C Câu 25: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có điện dung C nối tiếp với biến trở R Điện áp hai đầu đoạn mạch U ổn định, tần số f Ta thấy có hai giá trị R R1 R2 làm công suất tỏa nhiệt đoạn mạch không đổi Giá trị điện dung C là: 2f A C  B C  2fR1R R 1R C C  R 1R 2f R  ZC 1  R 1R  C Ta có  C2f 2f R1R R  R1R D C  2f R1R Vật Lý Phổ Thông – Bùi Xuân Dương – 0914 082 600  Đáp án D Câu 26: Cho đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn dây khơng cảm có điện trở r tụ C mắc nối tiếp Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ R lớn nhất, điện áp hai đầu đoạn mạch lớn gấp 1,5 lần điện áp hai đầu điện trở Hệ số cơng suất mạch là: A 0,75 B 0,67 C 0,5 D 0,71 2 Giá trị R để công suất tiêu thụ biến trở cực đại R  r   ZL  ZC   R  r 2   Z  Z 2  2, 25R L C Kết hợp với U  1,5U R    Z  1,5R  r  63   R + Để đơn giản, ta chuẩn hóa  ZL  ZC    R   cos    0,75 Z 63   Z  63   Đáp án A Câu 27: Cho đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn dây khơng cảm có điện trở r Khi điều chỉnh R đến giá trị 20 Ω công suất tiêu thụ R lớn điện áp hai đầu cuộn dây lệch pha góc π/3 so với điện áp hai đầu điện trở Phải điều chỉnh R đến giá trị để công suất tiêu thụ mạch cực đại? A 10 Ω B 10 Ω C 10 Ω D 7,3 Ω + Giá trị R để công suất tiêu thụ biến trở cực đại R  Zd  r  Z2L → Từ giản đồ vecto ta có: r = 10 Ω ZL  10 Ω → Giá trị biến trở để công suất tiêu thụ toàn mạch cực đại R  ZL  r  10  10  7,3 Ω  Đáp án D Câu 28: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, biết R thay đổi Biểu thức điện áp hai đầu đoạn   mạch có dạng u  100 cos 100t   V Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ mạch cực đại 100 W 4  Biết đoạn mạch có tính dung kháng, biểu thức cường độ dòng điện mạch là:     A i  2 cos 100t   A B i  2 cos 100t   A 4 2       C i  2cos 100t   A D i  2cos 100t   A 4 2   U Giá trị R để công suất tiêu thụ mạch cực đại R   50 Ω → 2P Z  50 Ω U → Cường độ dòng điện cực đại qua mạch I0   A Z → Khi công suất cực đại dòng điện mạch sớm pha 0,25π so với điện áp   Vậy i  2cos 100t   A 2   Đáp án D Câu 29: (THPT Thực Hành sp HCM – 2017) Trên đoạn mạch điện 5   hình vẽ, điện áp hai đầu mạch u AB  U sin 10t  V, với U0 giữ 12   không đổi, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C, điện trở R thay đổi Khi r = 200 Ω cơng suất tiêu thụ mạch đạt giá trị cực đại Pmax = 100 W điện áp hiệu dụng hai đầu M B UMB = 200 V Điện áp hiệu dụng hai điểm A N A 336,2 V B 356,2 V C 316,2 V D 376,2 V Công suất tiêu thụ mạch 10 Vật Lý Phổ Thông – Bùi Xuân Dương – 0914 082 600 P U2R R   Z L  ZC  U2  R  Z L  ZC  R  U2  U  Pmax R  2.200.100  200V Pmax    2R R  Z  Z  200 L C  Cosi Dòng điện hiệu dụng chạy mạch I  U 200   A 2 Z 200  200 Ta có ZMB  U MB 200   R  ZL2  2002  ZL2  ZL  200 Ω I 2 U  I R  Z2 AN C ZL  ZC  200  ZC  400   U AN  316V  Đáp án A Câu 30: (Nam Đàn – 2017) 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 chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi Điều chỉnh R đến giá trị 80  công 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 33 113 1 A B C D 8 118 160 17 2 U R U + Công suất tiêu thụ biến trở P   2  R  r   ZL  R  r 2  Z2L R   y Để cơng suất cực đại y phải nhỏ nhất: y    R  r  R   R  r   Z2L   R  r  Z2L  80 Ω Tổng trở mạch  R  r 2  Z2L Z  80  r 2  802  r  2.802  160r Để Z chia hết cho 40 Z2 r    số nguyên, r bội số 10 10 40 + Hệ số công suất đoạn MB r a10 a cos MB     có đáp án A D thõa mãn 2 80 r Z L   Đáp án A với a   r  30  ZL  10 55 Ω  cos AB  Đáp án D với a   r  10  ZL  30 Ω  cos AB   Đáp án D 80  30 80  30    10 55 80  10 80  10 2   30     11 loại ... mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 1/ 5π H, có điện trở r =15 Ω mắc nối tiếp với biến trở, điện áp hai đầu đoạn mạch u = U0cos( 314 t) V Dịch chuyển chạy biến trở cho giá trị biến trở. .. mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm cuộn dây có điện trở r = 20 Ω, độ tự cảm L = H, tụ điện có điện dung C = 10 0 μF, biến trở R Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 240cos (10 0t)... mạch điện xoay chiều gồm RLC nối tiếp Trong L = 0,2/π H C = 1/ π mF, R biến trở với giá trị ban đầu R = 20 Ω Mạch mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số f = 50 Hz Khi điều chỉnh biến trở để điện trở