Bài soạn Giải nhanh bài tập công suất và hệu điện thế

GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ CÔNG SUẤT VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ Câu 1 . Cho một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm R, L, C mắc nối tiếp có R = 200Ω. Đặt vào hai đầu đoạn mạch này một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V và tần số thay đổi được. Khi thay đổi tần số, công suất tiêu thụ có thể đạt giá trị cực đại bằng A. 200 W. B. 220 2 W. C. 242 W D. 484 W. Câu 2 . Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một biến trở R mắc nối tiếp với một cuộn thuần cảm L = 1/π H. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch ổn định và có biểu thức u = 100cos100πt (V). Thay đổi R, ta thu được công suất toả nhiệt cực đại trên biến trở bằng A. 12,5W. B. 25W. C. 50W. D. 100W. Câu 3 . Một đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L = 0,08 H và điện trở thuần r = 32 Ω. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế dao động điều hoà ổn định có tần số góc 300 rad/s. Để công suất toả nhiệt trên biến trở đạt giá trị lớn nhất thì điện trở của biến trở phải có giá trị bằng bao nhiêu? A. 56 Ω. B. 24 Ω. C. 32 Ω. D. 40 Ω. Câu 4 . Cho một đoạn mạch điện RLC nối tiếp. Biết L = 0,5/π H, C = 10 -4 /π F, R thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế ổn định có biểu thức: u = U 0 .cos 100πt. Để công suất tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại thì R bằng bao nhiêu? A. R = 0. B. R = 100 Ω. C. R = 50 Ω. D. R = 75 Ω. Câu 5 . Một đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm một biến trở R, một cuộn thuần cảm kháng Z L = 50 Ω và một dung kháng Z C = 80 Ω khi đặt dưới điện áp hiệu dụng U ,tần số f. Khi công suất cực đại, R có giá trị là: A. 30Ω B.65 Ω C.60 Ω D.130 Ω Câu 6. Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C và cuộn dây chỉ có dộ tự cảm L. Thay đổi biến trở để công suất toả nhiệt của mạch cực đại, hệ số công suất lúc này bằng: A. 1 B. 0,866 C. 0,707 D. 0,5 Trang 1 Câu 7 . Cho một đoạn mạch điện RLC nối tiếp. Biết L = 0,5/π H, C = 10 -4 /π F, R thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế ổn định có biểu thức: u = U 2 sin 100πt (V). Khi thay đổi R, ta thấy có hai giá trị khác nhau của biến trở là R 1 và R 2 ứng với cùng một công suất tiêu thụ P của mạch. Kết luận nào sau đây là không đúng với các giá trị khả dĩ của P? A. R 1 .R 2 = 2500 Ω 2 . B. R 1 + R 2 = U 2 /P. C. |R 1 – R 2 | = 50 Ω . D. P < U 2 /100. Câu 8 . Cho mạch điện như hình vẽ: Cho R = 100 Ω ; C = F 4 10. 1 − π . Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế u AB = 200 cos 100 t π (V). Độ tự cảm L bằng bao nhiêu thì công suất tiêu thụ trong mạch là 100 W. A. L = π 1 .H B. L = π 2 1 .H. C. L = π 2 .H D. L = π 4 .H . Câu 9 . Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp u AB = 120 2 cos100πt (v). Biết rằng ứng với hai giá trị của biến trở R 1 = 18 Ω, R 2 = 32 Ω thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch là như nhau. Công suất của mạch có giá trị nào sau đây? A. P = 288 W B. P = 72 W C. P = 128 W D. 512 W Câu 10 . Một cuộn dây mắc vào một nguồn điện 120 V, tạo ra dòng điện cường độ 0,5 A và có công suất tiêu thụ 50 W. Nếu người ta mắc thêm một tụ điện để năng hệ số công suất cho bằng 1 thì công suất mạch khi đó là: A. 80 W. B. 72 W. C. 50 W. D. 60 W. Câu 11 . Cho mạch điện như hình vẽ. Điện trở R thay đổi được. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch u = U 2 Sinωt (V). Với P < Pmax, điện trở R có hai giá trị R 1 ; R 2 thoả mãn: A. R 1 + R 2 = 2.ZC B. R 1 + R 2 = ZC C. R 1 .R 2 = Z 2 C D. R 1 .R 2 = 2 C Z 2 1 Câu 12 . Đoạn mạch nối tiếp gồm một cuộn dây có điện trở thuần R và cảm kháng Z L , một tụ điện có dung kháng Z C với điện dung C thay đổi được. Hiệu điện thế xoay chiều ở hai đầu đoạn mạch Trang 2 C R có giá trị hiệu dụng U ổn định. Thay đổi C thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây có giá trị cực đại và bằng A. U B. R ZU L . . C. R ZRU L 22 . + D. L L Z ZRU 22 . + Câu 13 . Đoạn mạch nối tiếp gồm một cuộn dây có điện trở thuần R và cảm kháng Z L , một tụ điện có dung kháng Z C với điện dung C thay đổi được. Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch ổn định có giá trị hiệu dụng U. Thay đổi C thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện có giá trị cực đại là: A. U B. R ZU L . . C. R ZRU L 22 . + D. L L Z ZRU 22 . + Câu 14 . Tổng trở của mạch RLC và điện trở thuần R có cùng tính chất nào sau đây: A. Cản trở dòng điện B. Phụ thuộc điện dung tụ điện C C. Phụ thuộc tần số ω D. Phụ thuộc độ tự cảm ( L ) Câu 15 . Cho mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp, trong đó R = 100 Ω ; C = 4 10 F 2 − π , tần số f = 50 Hz; L là cuộn cảm thuần, có độ tự cảm L. Khi điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại thì độ tự cảm L có giá trị: A. 0,637 H. B. 0,318 H. C. 31,8 H. D. 0,796 H. Câu 16 . Cho mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp, trong đó R = 100 Ω ; C = 4 10 F 2 − π ; L là cuộn cảm thuần, có độ tự cảm L. Khi điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì cảm kháng của cuộn cảm có giá trị: A. 125 Ω. B. 300 Ω. C. 250 Ω. D. 200 Ω. Câu 17 . Một mạch điện R, L, C nối tiếp (cuộn dây thuần cảm). Hiệu điện thế ở hai đầu mạch u = 100 6 cos100πt (V). R = 100 2 Ω; L = 2/ π H. C có giá trị bằng bao nhiêu thì U Cmax , giá trị U Cmax bằng bao nhiêu? A. C = π 3 10 5 − F; U Cmax = 30 V B. C = π 3 10 4 − F; U Cmax = 300 V C. C = π 3 10 5 − F; U Cmax = 300 V D. C = π 3 10 4 − F; U Cmax = 30 V Trang 3 Câu 18 . Mạch xoay chiều gồm R, L,C mắc nối tiếp (cuộn dây thuần cảm), R = 100 Ω, C = 31,8 µF, hệ số công suất mạch cosϕ = 2/2 , hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn u = 200cos100πt (V). Độ tự cảm L và cường độ dòng điện chạy trong mạch là bao nhiêu? A. L = π 2 H, i = 2 cos(100πt - 4 π ) (A). B. L = π 2 H, i = 2 cos(100πt + 4 π ) (A). C. L = π 73,2 H, i = 2 3 cos(100πt + 3 π ) (A). D. L = π 73,2 H, i = 2 3 cos(100πt - 3 π ) Câu 19 . Cho mạch điện như hình vẽ. Biết π 1 =L H; R = 100 Ω ; tần số dòng điện f = 50 Hz. Điều chỉnh C để U Cmax . Xác định giá trị C khi đó. A. 4 10. 1 − = π C F. B. 4 10. 2 1 − = π C F. C. 4 10. 4 1 − = π C F. D. 4 10. 2 − = π C F. Câu 20 . Cho mạch điện: u AB = 120 2 cos100πt (V) R = 30 Ω L = π 5 2 H , R V = ∞. Số chỉ lớn nhất của Vôn kế (V) khi C thay đổi là: A. 180 V B. 120 V C. 150 V D. 200 V Câu 21 . Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC một hiệu điện thế xoay chiều u = 120 2 cos100πt (v). Biết R = 20 3 Ω, Z C = 60Ω và độ tự cảm L thay đổi (cuộn dây thuần cảm). Xác định L để U L cực đại và giá trị cực đại của U L bằng bao nhiêu? A. L = π 8,0 H; U Lmax = 120 V B. L = π 6,0 H; U Lmax = 240 V C. L = π 6,0 H; U Lmax = 120 V D. L = π 8,0 H; U Lmax = 240 V Câu 22 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 đặt dưới hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng ổn định. Cường độ dòng điện qua mạch là i 1 = 3cos100πt A. Nếu tụ C bị nối tắt thì cường độ dòng điện qua mạch là i 2 = 3cos(100πt+π/3) A. Hệ số công suất trong hai trường hợp trên lần lượt là: A. cos =1; cos . B. cos =cos C. cos = cos . D. cos =cos . Câu 23 Một mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm: điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm Lvà tụ điện C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế xoay chiều có tần số và hiệu điện thế hiệu Trang 4 A B R,L C V dụng không đổi. Dùng vôn kế (vôn kế nhiệt) có điện trở rất lớn, lần lượt đo hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch, hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn dây thì số chỉ của vôn kế tương ứng là U, U c và U L . Biết U  U c 2  U L . Hệ số công suất của mạch điện là: A cos B. cos C. cos D. cos CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN R BIẾN THIÊN Câu 24 Một mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm tụ C = F cuộn dây thuần cảm L = và biến trở R. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế u = 200 cos . Để công suất của mạch cực đại thì giá trị của biến trở và giá trị cực đại của công suất là: A. 120 Ω ; 250/3 W B. 120 Ω ; 250 W C. 280 Ω; 250 W D. 280 Ω; 250/3 W Câu 25 Cho đoạn mạch R, L, C (cuộn dây thuần cảm, điện trở R thay đổi được). Hiệu điện thế hai đầu mạch u = 200 cos . Khi thay đổi điện trở đến các giá trị R 1 = 75 Ω và R 2 = 125 Ω thì công suất mạch có giá trị như nhau và bằng A. 100 W. B. 150 W. C. 50 W. D. 200 W. Câu 26 Một đọan mạch xoay chiều gồm cuộn dây thuần cảm L = , tụ điện có điện dung C = F, và một điện trở thuần R nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch hiệu điện thế u = 100 cos 100πt (V) thì công suất P = 100 W. Giá trị của R là A.20 Ω và 100 Ω. B.10 Ω và 90 Ω. C.15 Ω và 85 Ω. D.25 Ω và 75 Ω. Câu 27 Cho mạch R, L (cuộn dây thuần cảm, R thay đổi được). Hiệu điện thế hai đầu mạch u = U cos . Biết rằng khi R 1 = 180 Ω và R 2 = 320 Ω thì mạch tiêu thụ cùng công suất P = 45 W. Giá trị của L và U là: A L = & U = 100 V B. L = & U = 100 V C. L = & U = 150 V D. L = & U = 150 V Câu 28 Đoạn mạch R, L, C không phân nhánh với cuộn dây thuần cảm và R thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch hiệu điện thế u =120 cos120 Thay đổi R thì thấy khi R = R 1 = 18 Ω hoặc R = R 2 = 32 Ω công suất tiêu thụ của đoạn mạch như nhau. Cường độ dòng điện hiệu dụng tương ứng với R 1 và R 2 là A. 4 A và 3 A. B. 4 A và 5 A. C. 3 A và 4 A D. 2 A và 3 A. Trang 5 CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN CỘNG HƯỞNG (L, C HOẶC f BIẾN THIÊN) Câu 29 Đặt hai đầu đoạn mạch R,L,C với cuộn dây thuần cảm vào nguồn điện xoay chiều có tần số f thay đổi được. Biết L = ;C = F. Để hệ số công suất mạch đạt giá trị cực đại thì phải điều chỉnh tần số đến giá trị A. 25 Hz. B. 20 Hz. C. 40 Hz. D. 50 Hz Câu 30 Cho mạch điện xoay chiều R,L,C với cuộn dây thuần cảm. Hiệu điện thế hai đầu mạch u = U cos . R, L, C, U không đổi, tần số góc thay đổi được. Khi = 40π rad/s hoặc = 360 π rad/s thì dòng điện qua đoạn mạch có cùng giá trị hiệu dụng. Khi có cộng hưởng thì tần số f có giá trị A. 50 Hz. B. 120 Hz. C. 60 Hz. D. 25 Hz. Câu 31 Chọn đáp số đúng. Một đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm điện trở thuần, tụ điện và cuộn dây thuần cảm. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế xoay chiều có chu kỳ là 0,01 s, người ta đo được hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm và hai đầu tụ điện lần lượt là 400 V; 400 V và 100 V. Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch và tần số riêng của mạch có giá trị lần lượt là: A. 900 V – 100 Hz B . 500 V – 100 Hz C. 500 V – 50 Hz D. 700 V – 50 Hz. Câu 32 Đặt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp một hiệu điện thế xoay chiều u = 200cos 100πt ( V ). Biết R = 50 Ω, C = F, L = . Để công suất trên đoạn mạch đạt giá trị cực đại thì phải ghép thêm với tụ điện C ban đầu một ụ C 0 có điện dung bao nhiêu và ghép như thế nào? A. C 0 = F, ghép song song. B. C 0 = F, ghép song song. C. C 0 = F, ghép nối tiếp. D. C 0 = F, ghép nối tiếp. Câu 33 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. Hiệu điện thế xoay chiều ở hai đầu mạch u = cos 100πt ( V ). Khi C = C 1 thì công suất mạch là P = 240 W và cường độ dòng điện qua mạch là i = I 0 cos . Khi C = C 2 thì công suất đạt cực đại và có gía trị A. 960 W. B. 480 W. C. 720 W. D. 360 W. Câu 34: Công suất của đoạn mạch xoay chiều được tính bằng công thức nào sau đây? Trang 6 A. 2 . osP RI c ϕ = B. 2 . osP ZI c ϕ = C. P UI = D. P = uicosφ Câu 35. Điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch được cho bởi biểu thức sau: u = 120cos(100 π t + 6 π )(V), dòng điện qua mạch khi đó có biểu thức i = cos(100 π t- 6 π )(A). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là: A. 30 W B. 60 W C. 120 W D. W330 Câu 36: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Biết 1 L H π = , 3 10 4 C F π − = , u = 120 2 cos(100 π t) V, điện trở phải có giá trị bằng bao nhiêu để công suất của mạch đạt giá trị cực đại? Giá tri cực đại của công suất là bao nhiêu? A. ax 120 , 60w m R P = Ω = B. ax 60 , 120w m R P = Ω = C. ax 40 , 180w m R P = Ω = D. ax 120 , 60w m R P = Ω = Câu 37. Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Trong đó R = Z L = Z C = 50 Ω , Biết công suất tỏa nhiệt trên R là 100 W, công suất tỏa nhiệt của cả mạch là: A. 300 W. B. 200 W. C.100 W D. không xác định được. Câu 38. Đoạn mạch nối tiếp có R = 80 Ω ; L = 0,4/ π H và C = 10 -4 / π F. Mắc mạch điện vào nguồn 220 V-50 Hz. Công suất nhiệt của mạch điện là A. 605 W. B. 484 W. C. 176 W. D. 387,2 W. Câu 39. Một mạch điện xoay chiều không phân nhánh R = 60 Ω , C = 10 -4 / π F và L = 1,5/ π H. Điện áp ở hai đầu mạch u = 100cos100 π t(V). Công suất tiêu thụ của mạch bằng A. 200 W. B. 100 W. C. 50 W. D. 49,2 W. Câu 40. Mạch điện xoay chiều có C = 10 -4 / π F nối tiếp với biến trở vào mạng điện 220 V - 50 Hz. Điều chỉnh biến trở để công suất tiêu thụ lớn nhất thì giá trị biến trở là A.100 Ω . B. 50 Ω . C. 120 Ω . D. 150 Ω . Câu 41. Mạch điện x/c gồm biến trở R và tụ điện C nối tiếp. Mắc mạch vào mạng điện xoay chiều 220V-50Hz. Điều chỉnh R ta thấy khi R có hai giá trị 25 Ω và 100 Ω thì công suất như nhau. Tính giá trị điện dung C A. 10 -4 / π F. B. 4.10 -3 / π F. C.10 -3 /(5 π ) F. D. 10 -3 /(4 π ) F. Câu 42. Một mạch điện gồm cuộn dây không thuần cảm, có điện trở r =15 Ω và độ tự cảm L = 0,2/ π H, mắc nối tiếp với biên trở R. Điều chỉnh R để công suất tỏa nhiệt trên R lớn nhất, khi đó giá trị của R là A. 15 Ω . B. 10 Ω . C. 25 Ω . D. 40 Ω . Trang 7 Câu 43. Mạch điện RLC nối tiếp có C = 10 -4 / π F. Tần số dòng điện 50 Hz. Điều chỉnh R = 200 Ω thì công suất tiêu thụ lớn nhất. Giá trị đúng của L là A. 0,318 H. B. 0,159 H. C. 0,636 H. D.0,955 H. Câu 44. Cuộn dây thuần cảm có L = 0,2/ π H. Mắc nối tiếp với biến trở R =10 Ω , công suất của mạch 10 W. Biết dòng điện có tần số 50 Hz. Tính giá trị khác của biến trở để công suất vẫn là 10 W. A. 15 Ω . B. 10 Ω . C. 20 Ω . D. 40 Ω . Giáo viên: Phạm Trung Dũng Nguồn: Hocmai.vn Trang 8 . GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ CÔNG SUẤT VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ Câu 1 . Cho một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm R, L, C mắc nối tiếp có R = 200Ω. Đặt vào hai. mắc vào một nguồn điện 120 V, tạo ra dòng điện cường độ 0,5 A và có công suất tiêu thụ 50 W. Nếu người ta mắc thêm một tụ điện để năng hệ số công suất