Vật lý 12 Điện xoay chiều phần 3 (hay lạ khó) file word có lời giải

MỤC LỤC BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ PHẦN THỐNG NHẤT CÁC Ý TƯỞNG CHUẨN HÓA TRONG CỰC TRỊ .2 HAI ĐỘ LỆCH PHA KHI HAI BIẾN SỐ CÙNG ĐIỆN ÁP BA BIẾN SỐ LIÊN QUAN ĐỂN HỆ SỐ CÔNG SUẤT MỘT PHƯƠNG PHÁP 10 HAI TẦN SỐ HAI DÒNG ĐIỆN 13 PHÁT HIỆN MỚI CỦA ÔNG TÙNG DƯƠNG – LƯƠNG TUẤN AN 19 ĐIỆN ÁP PHỤ THUỘC TỔNG CỦA HAI TRỞ KHÁNG 19 PHÁT HIỆN MỚI CỦA HOÀNG VĂN GIANG .21 – TỈ SỐ ĐỘ LỆCH PHA HAI BIẾN SỐ KHI CÙNG ĐIỆN ÁP .21 PHÁT HIỆN MỚI CỦA VÕ QUANG PHÚC – HAI GIÁ TRỊ ω1 VÀ ω2 ĐỂ URL1 = URL2 (URC1 = URC2) 24 PHÁT HIỆN MỚI CỦA NGUYỄN QUỲNH NGA – HỆ SỐ SUY GIẢM 26 CỰC TRỊ MÁY ĐIỆN NỐI VỚI MẠCH RLC 28 CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN TRONG TRUYỀN TẢI ĐIỆN .36 KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ DẠNG TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU HAY – MỚI - LẠ THỐNG NHẤT CÁC Ý TƯỞNG CHUẨN HÓA TRONG CỰC TRỊ (NICK: LHP RAIN) * L THAY ĐỔI: U L max  U RL max   n L2 U  U RC  U L  max 1 L  �Z  C � � � tan   �ZL  p L � R  p 2L  p L � U  q L1 * C THAY ĐỔI: U C max  U RC max  U  n C1 U  p C1  U RL  U C  max  U L max  1 n 2  � ZRC JC  pL  pL �Z  C � q 1 �  ZL �ZL  q L � tan    L qL  � R  q 2L  � R R   n C   pC2  pC  q C2  ZL L �Z L  � � � tan    n C  �ZC  n C � �R  n C  �Z  L � p 1 � � tan    C �ZC  p C pC � R  p C2  p C � U  q C1 * ω THAY ĐỔI: U R  RC  n L   p 2L  p L  q 2L  ZC �ZC  � � � tan   n L  �ZL  n L � R  n L 1 � U 1 p JL  � Z RL J  �Z  L � q 1 �  ZC �ZC  q C � tan    C qC  � R  q C2  � 2m  R2 R 2C n      p 2  p   2ZL ZC 2L n 2m �ZC  � � � tan   �ZL  n  � �R  2n   n 1 KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ U U C max   n 2 U RL max  U  p 2 U RC max  U  p 2 �ZL  � n 1 � � tan     �ZC  n  � �R  2n   �ZC  � p  � � tan   �Z P  p  p � �R  p 2p   �ZL  � p 1 � ZC  p  � tan     � p � R  p m 2p   � �ZC  � m  � U L  U �ZL  m � tan   2m  � �R  2m  �ZL  � m  � U C  U �ZC  m  � tan    2m   � �R  2m   Câu 271 Đăt điện áp xoay chiều u  U cos t (V) (ω u không đổi) vào đoạn mạch LRC cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi Điều chỉnh L để tổng điện áp hiệu dụng ( U RC  U L ) cực đại giá trị cực đại 2U cơng suất tiêu thụ tồn mạch 210 W Hỏi công suất cực đại mà mạch đạt gần giá trị sau đây? A 235W B 275 W C 250 W D 220 W Hướng dẫn Cách 1: Theo cách chuẩn hóa Ông Tùng Dương: � U  U RC  U L  max  U � q 1  q L1 � 1 q L 1 ���� � q L  � cos   L  � 2q L qL 1 � cos   � 2q L � * Từ P  Pmax cos2  � Pmax  P  240  V  � cos  ChọnA Cách 2: U �  2U � sin   � cos    U RC  U L  max  � sin  2 � � � P � P  Pmax cos  � Pmax   240  W  � cos  � Chọn A KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Câu 272 Đăt điện áp u  U cos t (U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn dây tụ điện Biết cuộn dây có hệ số cơng suất 0,8 tụ điện có điện dung C thay đổi Gọi Ud UC điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây hai đầu tụ điện Điều chỉnh C để (Ud + UC) đạt giá trị cực đại, tỉ số cảm kháng với dung kháng đoạn mạch A 0,6 B 0,75 C 0,8 D 0,5 Hướng dẫn Theo cách chuẩn hóa Ơng Tùng Dương:  U RL  U C  max � qC  � ZRL �Z  L � �  ZC � ZC  q C � 0,8  cos RL  � R  q C2  � Z � L   0, � ZC q C Câu 273 Đăt điện áp R R  Z2L  q C2  q C2 Chọn A u  U cos t (V) (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C thay đổi được, cố định cực đại U cực đại Tỉ số A 0,6  / 1   1 thay đổi C đến giá trị C = C1 tổng điện áp hiệu dụng ( U RL  UC ) Cố định C = C1 thay đổi ω đến giá trị ( 1   ) điện áp hiệu dụng L gần giá trị sau đây? B 0,5 C 0,4 Hướng dẫn Cách 1: Theo cách chuẩn hóa Ơng Tùng Dương: ZRL � � U �Z   U � q C  1,5  U RL  UC  max  � L �  q C1 � �  ZC �ZC  q C �� 1 � �ZL 2  R  q C  �Z  1 LC  q � 1  � q C LC 1,5LC C �C R 2C R2 1,52  12 n 12      � n  � L   2L 2ZL ZC 2.1.1,5 12 n LC 7LC  � L  1 12 7LC  1, �   0, 1 1, 5LC � Cách 2: Chọn A D 0,3 KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ * Từ kết “độc” � � k  k 6 � 12 LC  ��� � 1  k 3LC � � R2 k 1 R 2C 12 �R C k 6  1 ��� �   2 � n  � BHD4 L Z Z k  2k L n L C � �  n 12   � � L   � L  1, �  1,5 �  0, LC 7LC   1 � � 1 Chọn A Câu 274 Đăt điện áp u  U cos t (V) (U khơng đổi cịn ω thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối thứ tự gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Thay đổi C0 để điện áp hiệu dụng C cực đại, lúc điện áp tức thời đoạn RL lệch pha so với điện áp tức thời AB 71,57° (lấy tan 71,57° = 3), đồng thời lúc mạch AB tiêu thụ công suất 200 W Biết hệ số công suất trcn RL lớn hệ số công suất đoạn AB Công suất cực đại mà mạch AB tiêu thụ gần giá trị sau đây? A 450 W B 150 W C 200W D 1000 W Hướng dẫn * Khi UCmax ta chuẩn hóa: �ZL  � �ZC  n � R  2n  � � n 3 � tan RL  tan  n 2n   tan RL   �� � n  1,5  loai   tan RL tan  2n     n  � � �� R2 P  Pmax cos2  200 � cos     ����� � Pmax   400  W  2 � n  cos  R  Z  Z   L C � � Chọn A HAI ĐỘ LỆCH PHA KHI HAI BIẾN SỐ CÙNG ĐIỆN ÁP Công thức độc: Xét mạch RLC cuộn dây cảm * Khi L thay đổi từ U L  U L max cos    max   U cos    max  sin max (Với * Khi C thay đổi U C  U C max cos    max   max  RC   2) U cos    max   sin max KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ (Với max   RL   2) Chứng minh: * Khi L thay đổi U L max  Cách 1: (Dùng giản đồ véc tơ) Hình a UL  sin    RC  + Hình b: � UL  U U U    � � cos RC sin max sin �  RC � �2 � U � � sin �  RC � �2 � U U sin    RC   cos    max  cos RC sin max Cách 2: Dùng biến đổi lượng giác: R U L  IZL  UL  tan max   tan RC  U U ZC cos   R tan   ZC    R sin   ZC cos   �������� � R R U cos    max  sin max * Khi C thay đổi: U C max  Cách 1: (Dùng giản đồ véc tơ) Hình a: U U U    cos   sin max � � RL sin �  RL � �2 � KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ UC  sin  RL    + Hình b: � UC  U � � sin �  RL � � � U U sin  RL     cos    max  cos RL  sin max Cách 2: (Dùng biến đổi lượng giác) R U C  IZC  UC  tan max   tan RL  U U ZL cos   R tan   ZL     R sin   Z L cos   �������� � R R U cos    max   sin max Chú ý: 1) Khi L ω thay đổi P U2 P  xP cos   Pmax cos  ���� � cos   x R max 2) Khi L C ω thay đổi mà i1 i2 lệch pha α Câu 275 Đặt điện áp u  U cos100t  V  2  1   (U0 ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm tụ điện có điện dung C thay đổi được, điện trở R cuộn dây cảm có độ tự cảm L Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng C cực đại 150V điện áp hiệu dụng đoạn RL 90V Tính hệ số cơng suất lúc này: A B 0,8 C 0,75 D 0,6 Hướng dẫn * Khi * Mà U C max U C max  ur ur U  U RL � U  U C2  U 2RL  1502  90  120  V  U U C max 150 ���� � sin max  0,8 � cos max  0, � U 120  sin max Câu 276 Đặt điện áp u  200 cos t Chọn D (V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối thứ tự gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Khi L = L1 điện áp hiệu dụng L cực đại U Lmax u sớm dòng điện mạch max Khi L = L2 điện áp hiệu dụng L 0,5 3U L max u sớm pha điện mạch 0,25cpmax Hỏi ULmax gần giá trị sau đây? A 320 V B 300 V C 400 V D 350 V Hướng dẫn UL  UL max U L  U L max cos    max  ����� � max   0,25 max � Chọn A 2 U � U L max   311 V  sin max KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Câu 277 Đăt điện áp u  U cos t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối thứ tự gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Khi L = L1 điện áp hiệu dụng L cực đại U Lmax u sớm dòng điện mạch α Khi L = L2 điện áp hiệu dụng L 0,5U Lmax u sớm pha điện mạch 0,25α Hỏi α gần giá trị sau đây? A 1,2 rad B 0,5 rad C 0,9 rad D 1,4 rad Hướng dẫn U L  0,5U L max U L  U L max cos    max  ������ �  max  ;  0,25  Câu 278 Đăt điện áp 4  1,  rad  � u  220 cos  t   /  Chọn D (V) (ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Khi L = L1 L = L2 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị U 1; độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch AB so với dòng điện mạch 0,52 rad 1,05 rad Khi L thay đổi điện áp hiệu dụng L đạt cực đại ULmax Tìm U1 ULmax A 311 V 81 V B 440 V 300 V C 311 V 300 V D 440 V 424 Hướng dẫn UL  U cos    max  sin max * Từ � �   2 � max   0, 785 � � U �  311 V  �U L max  sin max � � U cos  1  max   300  V  �U1  sin max � Chọn B Câu 279 (4340291 BT) Đặt điện áp u = U0cosωt (V) (U ω không đổi) 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 Khi L = L1 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị cực đại U Lmax điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha dòng điện mạch φ (0 < φ0 < π/2) Khi L = L2 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị 0,5U Lmax điện áp hai đầu đoạn mạch trễ pha so với cường độ dòng điện 2,25 φ0 Giá trị φ0 gần giá trị sau đây: A 0,24 rad B 0,49 rad C 0,35 rad Hướng dẫn D 0,32 rad KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHĨ Từ cơng thức độc: U L  U L max cos    0  Theo 0,5U L max  U L max cos  2, 250  0  � 0 �0,3126  rad  � Câu 280 Đăt điện áp u  U cos t Chọn D (V) (U, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C thay đổi cuộn dây cảm có độ tự cảm L Khi C = C1 C = C2 điện áp hiệu dụng tụ 60 V dòng điện ứong hai trường hợp lệch pha π/3 Khi C = C3 điện áp hiệu dụng C cực đại, lúc mạch AB tiêu thụ công suất nửa công suất cực đại Tính U A 20 V B C 60 2V 30 V D 30V Hướng dẫn * Khi U C max � cos max  sin  RL  * Khi C thay đổi  �  RL  U C  U C max cos    max   U sin  RL    cos RL � � � � � 60  U C1  U C  U sin �  1 � U sin �  2 � �4 � �4 �  � 1   � U  20 � � � � � � 12 � �  1 � �  2 �  ���� �� 5 �4 � �4 � �   �2 12 1 2  Câu 281 Đăt điện áp  u  U cos t (V) (U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm tụ điện có điện dung C thay đổi cuộn dây có điện trở R có độ tự cảm L Khi C = C1 điện áp tụ có giá trị hiệu dụng 40 V trễ pha hon u góc φ1 (0 < φ1 < π/2 ) Khi C = C1 điện áp tụ có giá trị hiệu dụng 40 V trễ pha hon u góc (φ + π/3) Khi C = C3 điện áp hiệu dụng ữên tụ cực đại lúc mạch tiêu thụ công suất 50% công suất cực đại mà mạch đạt Tìm U A 80 V B 50 V C 60V D 40 V Hướng dẫn Cách 1: * Khi C thay đổi góc α khơng thay đổi * Khi C = C3 vẽ giản đồ hình 2, lúc tam giác AMB vng B Từ P U2 cos   Pmax cos   0,5Pmax �   450 �   450 �   450 R KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ �1 � 1 R C � 2n 1 LC  �    2� � � 02 �1 2 3 � � � �1  1  1  L2 C  �2 2 2 2 2 2 04 �1 2 3 Câu 323 Mơt máy phát điện xoay chiều pha có điện trở không đáng kể, nối vào hai đầu hộp kín X (hộp kín X chứa ba linh kiện: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện) Khi tốc độ quay roto thay đổi cường độ hiệu dụng dịng điện chạy qua hộp kín khơng thay đổi Trong hộp kín A tụ điện B điện trở thuần, C cuộn cảm D cuộn cảm có điện trở Hướng dẫn * Hộp kín cn cảm vì: E I  ZL NBS  NBS � � L L Chọn C Câu 324 Môt máy phát điện xoay chiều pha có rơto nam châm điện có cặp cực, quay với tốc độ n (vòng/phút) Một đoạn mạch RLC nối tiếp mắc vào hai cực máy Khi rotoquay với n = 60 (vịng/phút) dung kháng R Khi n = 80 (vịng/phút) điện áp hiệu dụng tụ cực đại Bỏ qua điện trở dây phần ứng máy phát Để cường độ dịng điện mạch cực đại roto quay với tốc độ bao nhiêu? A 48 vòng/phút B 68 vòng/phút C 240 vòng/phút Hướng dẫn Cách 1: * Lần 1: n1 p 1 ZC1  R  1 Hz  ��� �  R � R 2C2  60 2C  2  f1  U C  IZC  * Lần 2: f2  I * Lần 3: NBS C  max � � R � L  � C � � n2p �3 �   Hz  ���������� � LC  � � 60 �8 � E  Z NBS 2 � � R � L  � C � � 2  �NBS � � �R � � 1 � R C �L � 2  L2 � C 4 � L �C 2 R C  � R 2C2 �   � � 1 LC ����� � 0  8  rad / s  � f   Hz  � �6 � 0 � LC � LC  � � �8  � � n  240 � Chọn C  max D 120 vòng/phút KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Cách 2: n 80 60 80x �I E 0,75 x x 16 � �  �x  � � x�  ZL 0,75 x 1  1 x4 x2 ZC 4/3 =R 1/x  max � I x 16 � �  �x  � � x� 1  �x3 x2 Câu 325 Cho đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C cho CR2 < 2L Nối hai đầu AB với máy phát điện xoay chiều pha có hai cặp cực Khitốc độ quay roto 30 vịng/s 45 vịng/s mạch AB tiêu thụ công suất Khi tốc độ quay roto 15 vịng/s 60 vịng/s điện áp hiệu dụng tụ có giá trị Đê hệ sơ cơng suât đoạn mạch RC 1/ A 30 vòng/s.  B 18 vịng/s tốc độ quay roto C 50 vòng/s D 60 vòng/s Hướng dẫn 2 �NBS � �NBS � � �R � �R � � � � PI R  2 � 1 � R C �L �    L2 R � L  � � � L �C 2 C � C  � � � 1   2KC  R C  1 12 22 U C  IZC  * Từ NBS C � � R2  � L  �  C� � * Từ (1) (2) suy ra: * Từ U C3  U C ���� � 34   2 LC 1 1    R C2 � R C  2 2 120  180  60.240. 259202 R2 1  cos RC    1 2 R  2  2  25920 C R C  �   72  rad / s  � n  18  vong / s  � Chọn B Câu 326 Cho đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Nối hai đầu AB với máy phát điện xoay chiều pha Khi tốc độ quay KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ roto n vịng/s cơng suất mạch AB tiêu thụ 90 W dòng điện mạch AB sớm pha điện áp hai đầu AB π/6 Khi tốc độ quay roto 4n vịng/s cơng suất mạch AB tiêu thụ 1440 W Khi tốc độ quay roto 2n vịng/s cơng suất mạch AB tiêu thụ A 360 W B 480 W C 540 W D 720 W Hướng dẫn * Lần 1: Z L  ZC  R �  tan �   ZC  ZL  �tan   R � � E2R E2 E2 � 90  P1   0, 75 �  120 � R R R   Z L  ZC  � * Lần 2: 4R � ZC  �  4E  R Z � R � 3 � 1440  P2  �� 4ZL  C �  �� � Z � � � �Z  R R2  � 2Z L  C � L � 3 � � � P3   2E  2 R Z � � R � 2ZL  C � � � Chọn B  480  W  � * Lần 3: Câu 327 Nếu đặt điện áp Chọn B u  U cos t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C Khi ω = ω0 mạch tiêu thụ cơng suất cực đại Khi ω = ωL = 48π rad/s ULmax Nếu nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha mà nam châm có cặp cực, có điện trở khơng đáng kể vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp hiệu dụng L tốc độ quay roto 20 vịng/s đến 50 vịng/s Tính ω0 A 129,37 rad/s B 172,32 rad/s C 62,57 rad/s Hướng dẫn * Khi Pmax 02  * Khi ULmax 1 � LC  LC 0 ZC  L R2 R 2C2  Z   �  LC  L C C L U L  IZL  * Khi mắc vào máy điện: 2 UL  NBS LC  R C  2LC    L C  12 2 2  NBS L 2 � � R2  � L  �  C� � NBS LC 2 1  4  L  0  D 156,12 rad/s KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 1 �1 �1  2  3  2 �2 1 �1 � 1 � �1 L �� �  2 �  � �2   � 1 1 1         �1 � �L � �   2  2 � �1 2 2 3 3 1 0 0  62,57  rad / s  � Chọn C Câu 328 Mỗi máy phát điện xoay chiều có roto phần cảm, điện trở máy không đáng kể, quay với tốc độ E vòng/phút nối vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp (cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi được) Khi L = L cảm kháng dung kháng R điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm U Nếu roto quay với tốc độ 2n vòng/phút để điện áp hiệu dụng hên cuộn cảm U độ tự cảm L A 0,75L1 B 0,375L1 C 0,25L1 D l,25L1 Hướng dẫn Cách 1: * Lúc dầu: �ZL1  ZC1  R � Z1  R � E1 � �U L1  Z ZL1  E1 � * Lúc sau: ZC1 R � 2 �Z L2  2xZ L1  2xR; ZC2   � Z  R   2xR  0,5R  � � E 2E1 2R �U L2  ZL2  2 Z2 � R  2xR  0,5R   � U L  UL1 ���� � 2E1 R   2xR  0,5R  2xR  E1 � x  L � L2  � 4 Chọn C Cách 2: L n 2n L1 xL1 E R 1 ZL 2x ZC 0,5 UL  U L1  U L2  EZL R   Z L  ZC  2 1.1    1 2 2.2x   2x  0,5  2 Câu 329 Cho đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C cho CR < 2L Nối hai đầu AB với máy phát điện xoay chiều pha Khi tốc độ quay roto n vòng/s mạch AB tiêu thụ cơng suất P hệ số công suất KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ mạch AB Khi tốc độ quay roto 2n vịng/s mạch AB tiêu thụ cơng suất 16P 1/13 Cơng suất cực đại mạch AB đạt A 4P1/3 B l,75P1 C 2,5P1 D 7P1/3 Hướng dẫn 2 �NBS � �NBS � R � �R � � 2 � � �L P  I2 R  �  1 � R C �1 1 � � 2 1 R2  � L  � � L2 C2 4  � L �LC 2 C � � � * Từ 2 R 2C A � � � R C � �0 � � A � 0 ;P  P1 � � � � 2 �  � ������ �  1 � � � 0 ;P 13P1 /16 L � L P1 � � � � � � P � � 4P A �0 � �0 �  � � � �   0, 75 � Pmax  � P � � � � Chọn A Câu 330 (340163BT) Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch A, B mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L = H tụ điện có điện dung 180 µF Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Biết rơto máy phát có ba cặp cực Khi rơto quay với tốc độ đoạn mạch AB có cộng hưởng điện? A 2,7 vịng/s B vòng/s C vòng/s D l,8vòng/s Hướng dẫn Mạch cộng hưởng khi: �n  L  � C f 1   �1,8 p 2p LC 2.3 5.180.10 6 LC �f  (vòng/s) �   2 2 LC Chọn D Câu 331 (340164BT)Đoan mạch nối tiếp AB gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 2/π H tụ điện có điện dung C = 0,1/π mF Nối AB với máy phát điện xoay chiều pha gồm 10 cặp cực (điện trở không đáng kể) Khi roto máy phát điện quay với tốc độ 2,5 vịng/s cường độ dịng điện hiệu dụng mạch A Thay đổi tốc độ quay roto mạch có cộng hưởng Tốc độ quay roto cường độ dòng điện hiệu dụng A 2,5 C 25 vòng/s vòng/s A B 25 D 2,5 A vòng/s A vòng/s Hướng dẫn A KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ f  np  25  Hz  �   2f  rad / s  ; Z L  L  100    ; ZC   200    C � E  I R   Z L  ZC   200  V  Khi cộng hưởng: � n '  n  2,5 2f ' L  � f '  25  Hz   f 2f 'L (vòng/s) E '  E  200  V  � I '  E'  2  A � R Chọn D Câu 332 (340165BT) Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch A, B mắc nối tiếp gồm điện trở R = 180 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm L = H tụ điện có điện dung 180 pF Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Biết rôto máy phát có ba cặp cực Khi rơto quay với tốc độ dịng hiệu dụng đoạn mạch AB đạt cực đại? A 2,7 vòng/s B vịng/s C 4vịng/s D l,8vịng/s Hướng dẫn Ta tính Z  L R2 180    �107,    C 180.106 Dòng hiệu dụng mạch AB đạt cực đại �f   f  �n   �2, 2 2Z C p 2.3.107, 6.180.106 0  (vòng/s) Z C � Chọn A Câu 333 (1340166BT1) Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch A, B mắc nối tiếp gồm điện trở 69 Ω, cuộn cảm có độ tụ cảm L tụ điện có điện dung 177 µF Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Biết rơto máy phát có hai cặp cực Khi rôto quay với tốc độ n1 = 1350 vịng/phút n2 = 1800 vịng/phút cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB Độ tự cảm L A 0,72 H B 0,58 H C 0,48 H Hướng dẫn np 1350.2 � 1  2f1  2  2  90  rad / s  � � 60 60 � n p 1800.2 �   2f  2  2  120  rad / s  �2 60 60 Thao số vào công thức: �1 � �L R � C �  �  �  � �1 2 � 0 �C � ta được: D 0,25H KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 1� 1 �� L � 2 � �� �90  1202 2 � � 177.106 692 � 177.106   � � 0, 48  H  L Chọn C Câu 334 (340167BT) Đoạn mạch nối tiếp AB gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn dây cảm có L = 2/71H nối tiếp tụ điện có điện dung C = 0,1/71 mF Nối AB với máy phát điện xoay chiều pha gồm 10 cặp cực (điện trở không đáng kể) Khi roto máy phát điện quay với tốc độ 2,5 vịng/s cường độ dịng điện hiệu dụng mạch A Thay đổi tốc độ quay roto cường độ dòng điện hiệu dụng mạch đạt cực đại Tốc độ quay roto cường độ dòng điện hiệu dụng A 2,5 C 25 vịng/s vòng/s A B 10/ vòng/s 8/ D 2,5 vòng/s 2 A A A Hướng dẫn f  np  25Hz �   2f  80 � E1 � � I1  � E1  200  V  � 2 ZL  L  100    ; ZC   200    � R  Z  Z   L C C � n  xn1 � I  xE Z � � R � xZ L  C � x � � Đặt �  2x � 2�  �x  � � x�   �x � I max  A; x  xn1   v / s � x 1  1 x4 x  max Chọn B Câu 335.(340168BT)Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha với đoạn mạch AB gồm R, cuộn cảm L C mắc nối tiếp Khi rôto máy quay với tốc độ n1 vịng/phút n2 vịng/phút cường độ dòng điện hiệu dụng tổng trở mạch đoạn mạch AB I1, Z1 I2, Z2 Biết I2 = 4I1 Z2 = Z1 Để tổng trở đoạn mạch AB có giá trị nhỏ rơto máy phải quay với tốc độ 480 vòng/phút Giá trị n n2 A 300 vòng/phút 768 vòng/phút B 120 vòng/phút 1920 vòng/phút C 360 vòng/ phút 640 vòng/phút D 240 vòng/phút 960 vòng/phút Hướng dẫn � � np � � f  �    f � Z  R   L  � � � � 60 � C � � �� � N N � � E E I  � � � Z � Z KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 2  41 � n  4n1 � � ���� � 1 2 L    1 L � 12  0, 25 �  C  C LC � Z  Z2 I2  4I1 Zmin � Cộng hưởng � 20  � 1  0,50 LC � n1  0, 5n  240  vong / phut  � n  4n1  960 (vòng/phút) � Chọn D Câu 336 (1340169B1) Một máy phát điện xoay chiều pha có điện trở không đáng kể, mắc vào đoạn mạch nối tiếp RLC Khi tốc độ quay rôto n1 n2 cường độ hiệu dụng mạch có giá trị Khi tốc độ quay rơto no cường độ hiệu dụng mạch cực đại Chọn hệ thức A n   n1n  C 0,5 n 02  0,5  n12  n 22  B n 20  0m5  n12  n 22  D n  0,5  n1  n  Hướng dẫn f  np �   2f  2pn � E N � �I   � E N E    Z � 2 � I N L   � � R2  � L  � C � � �L R 1  2�  LC  �C 2 �1 �2 1 �L  Đây hàm kiểu tam thức đổi với biến số �  �1  ��  �1  �� � � � � : 02 �12 22 � n 02 �n12 n 22 � 2 Chọn C Câu 337 Nối hai cực máy mát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch A, B mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Biết rơto máy phát có cặp cực Khi rơto quay với tốc độ n1 = 1125 vịng/phút dung kháng tụ R Khi rôto quay với tốc độ n2 = 1500 vịng/phút điện áp hiệu dụng tụ cực đại Để cường độ hiệu dụng qua mạch cực đại roto quay với tốc độ bao nhiêu? A 1500 vòng/phút B 4500 vòng/phút C 3000 vòng/phút Hướng dẫn Cường độ hiệu dụng điện áp hiệu dụng tụ là: D 750 vòng/phút KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ E I R   Z L  ZC   NBS 2 � � R � L  � C � � NBS  �L R �1 1  x  1| �  � L2 CF2 EF 4 C �L2 2 c � E55 E555555555F a x2 b U C  IZC  NBS C � � R � L  � C � �  * UCmax NBS C � � R2  � L  � C � � � LC  � 2 1 3 � 2 L     R�� 2 C  C 1C � RC  � 2 � * Dòng hiệu dụng mạch AB đạt cực đại khi: x � b �L R � � �  C  LC  R C2 � 2a  �C � 1 16  2 �   32 � n  3n  4500  2 22 (vòng/phút) � Chọn B Câu 338 (340171BT)Mắc đoạn mạch RLC nối tiếp với máy phát điện xoay chiều pha, thay đổi tốc độ quay phần ứng Khi tăng dần tốc độ quay phần ứng từ giá trị nhỏ cường độ hiệu dụng đoạn mạch A tăng từ đến giá trị cực đại Imax giảm giá trị L1 xác định B tăng từ giá trị L1 xác định đến giá trị cực đại Imax giảm C giảm từ giá trị L1 xác định đến giá trị cực tiểu Imin tăng đến giá trị I2 xác định D luôn tăng Hướng dẫn f  np �   2f  2pn � E N � �I   � E N E   Z � 2 � N N L   � � R2  � L  �  C� � � � Khi   � I  � � � �L R � I max �   0  � � �  �C �L R �1 1 � �  2�  �2 1 � 2 N LC  �C �L  � Khi   �� I  I1  � Đồ thị có dạng sau: 1/ �2� C � � � � KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Khi n tăng từ đến �thì dịng hiệu dụng tăng từ đến giá trị cực đại I max giảm giá trị L1 xác định => Chọn A Câu 339 (340155BT) Rôto máy phát điện xoay chiều pha có 100 vịng dây, điện trở khơng đáng kể, diện tích vịng 60 cm2 Stato tạo từ trường có cảm ứng từ 0,20 T Nối hai cực máy vào hai đầu đoạn mạch gồm: điện trở R = 10 Ω, cuộn cảm có hệ số tự cảm L = 0,2/π H tụ điện có điện dung C = 0,3/π mF Khi rôto máy quay với tốc độ n = 1500 vịng/phút cường độ hiệu dụng qua R A 0,3276 A B 0,7997 A.C 0,2316 A D 1,5994 A Hướng dẫn f E np 200  25  Hz  �   2f  50 � ZL  L  10  m  ; ZC    m 60 C NBS �I  100.50.0, 2.60.104 E R   Z L  ZC  2 �13,33  V  �0, 2316  A  � Chọn C Câu 340 Một máy phát điện xoay chiều pha, roto nam châm có cặp cực Một mạch điện nối tiếp gồm điện trở R, cuộn dây cảm tụ điện nối vào hai cực máy phát Khi roto quay với tốc độ n1 (vòng/s) n2 (vịng/s) đồ thị phụ thuộc thời gian suất điện động máy đường đường hình vẽ Biết cường độ hiệu dụng chạy qua mạch hai trường hợp Muốn cường độ hiệu dụng mạch cực đại roto quay với tốc độ gần giá trị sau đây? A 50 vòng/s B 80 vòng/s C 70 vịng/s Hướng dẫn * Tính: � f1   Hz  1 �  1,5  20.10 3 � � f1 f2 f  75  Hz  � D 60 vòng/s KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ E I  Z * Từ �  N N 2 � � R2  � L  � C � �  �L R �1 1  �  �2 L C 2 �C � 1 �1 �  �  �� f  58,53  Hz  f 02 �f12 f 22 � Câu 341 Môt máy phát điện xoay chiều pha, roto nam châm có cặp cực Một mạch điện nối tiếp gồm điện trở R, cuộn dây cảm tụ điện nối vào hai cực máy phát Khi roto quay với tốc độ m (vịng/s) n2 (vịng/s) đồ thị phụ thuộc thời gian suất điện động máy đường đường hình vẽ Biêt cường độ hiệu dụng chạy qua mạch hai trường hợp I� (với I� cường độ hiệu dụng chạy quamạch tốc độ quay roto lớn) Muốn điện áp hiệu dụng tụ cực đại roto quay với tốc độ gần giá trị sau đây? A 52 vòng/s B 85 vòng/s C 76 vòng/s D 49 vòng/s Hướng dẫn * Tính � f1  50  Hz  1 �  1,5  20.10 3 � � f1 f2 f  75  Hz  � I E  Z * Từ  N 2 � � R � L  �  C� �  I� � R C �1 1  2� 1 1 � 2 LC  � 2L �LC  � R 2C � 2 � 0,5L2 C 4  � 1 LC   � 12 22  2  204 � 0  � 2L L C ' � � � f0  f1f 2  51,5  Hz  �  2I� 12 Chọn A Câu 342 Trong thực hành học sinh muốn quạt điện loại 180 V − 120 W hoạt động bình thuờng điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp với quạt biến trở Ban đầu học sinh để biến trở có giá trị 80 Ω KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ đo thấy cường độ hiệu dụng mạch 0,7 A công suất quạt điện đạt 90% Muốn quạt hoạt động bình thường phải điều chỉnh biến trở nào? A Giảm 21 Ω B Tăng thêm 12Ω C Giảm 12 Ω D Tăng thêm 21 Ω (Nick: Hoài Nhi) Hướng dẫn * Động hoạt động định mức 90 P ' 120 � 1080 100 P '  U I cos  ���� � U1  � 1 I2  0,7 7cois � �U  I R  56  V  � R1 1 Từ ur ur ur U AB  U R  U � U 2AB  U R1  2U R1U1 cos  � cos   0,9223 * Khi động hoạt động bình thường: Từ P  UI cos  � I  0, 7228 � � �U R  IR  0, 7228R ur ur ur U AB  U R  U � U 2AB  U 2R  U  2U R U cos  � R  59    Để quạt hoạt động bình thường R giảm 80  59  21 � Chọn A Câu 343 Mơt động điện xoay chiều có điện trở dây 22 Ω , mạch điện có điện áp hiệu dụng 220 V sản cơng suất học 82,5 W Biết hệ số công suât động 0,9 cơng suất hao phí nhỏ 50% Cường độ dòng hiệu dụng chạy qua động A 9,6 A B 7,5 A C 0,5 A D 0,4 A Hướng dẫn UI cos   P  I R � 220.I.0,9  82.5  I 2 Phương trình có hai nghiệm I1  8,56A � � I  0, 44A � ta chọn nghiệm I2 = 0,44A với nghiệm thứ cơng suất hao phí lớn 50% � Chọn D Câu 344 Để xác định số vòng dây cuộn dây máy biến áp, học sinh làm sau: Để hở mạch thứ cấp, mắc cuộn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều Dùng vôn kế đo điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp U1 điện áp hiệu dụng cuộn thứ cấp U2 Dùng dây nhỏ quấn quanh mạch từ máy 10 vòng, đo điện áp hiệu dụng U hai đầu dây Từ tính số vịng dây cuộn dây Cho biết U = 200 V, U2 = 12 V U3 = V Số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp là  A 1000 60 B 1000 120 C 60 1000 D 120 1000 KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Hướng dẫn * Áp dụng 200 N1 �U1 N1 �U  N �  10 � N1  100 �3 � � U N �  � 200  1000 � N  60 � 12 N2 �U N Chọn B Câu 345 Mộtt người định quấn biến từ hiệu điện 100 V lên 200 V với lõi không phân nhánh, không mát lượng cuộn dây có điện trở nhỏ, ứng với điện áp V cần quấn vòng dày Do sơ suất nên cuộn sơ cấp bị quấn ngược số vòng dây nên nối cuộn sơ cấp với điện áp 100 V điện áp hiệu dụng cuộn thứ cấp 240 V Tính số vịng dày quấn ngược A 20 vòng B 10 vòng C 11 vòng D 22 vòng Hướng dẫn Mật độ quấn: vòng/5 V = 1,2 vòng/V Số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp quấn là: N = 100.1,2 = 120 N = 200.1,2 = 240 Gọi n số vòng dây quấn ngược: N2 240 240 240  �  � n  10 � N1  2n 100 120  2n 100 Chọn B Câu 346 Mẳc cuộn sơ cấp máy tăng áp lí tưởng vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi U Nếu đồng thời giảm số vòng dây cuộn sơ cấp 2n vịng thứ cấp 5n vịng điện áp hiệu dụng cuộn thứ cấp để hở không đổi so với ban đầu Nếu đồng thời tăng 30 vòng hai cuộn điện áp hiệu dụng cuộn thứ cấp để hở thay đổi lượng 0,05U so với ban đầu Số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp tương ứng A 480 1200 B 770 1925 C 560 1400 D 870 2175 Hướng dẫn Theo � �U N N  5n �N  2,5N1  �� �  U N N  2n � �U  2,5U � �U  0, 05U  N  30 � 2,5U  0, 05U  2,5N1  30 � N  870 � N  2175 � N1  30 U N1  30 ra: � U Chọn D CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN TRONG TRUYỀN TẢI ĐIỆN KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHĨ Bài tốn 1: Điện từ nhà máy điện pha đưa tới nơi tiêu thụ nhờ dây dẫn, mà công suất nhà máy không đổi Ban đầu hiệu suất truyền tải H cường độ hiệu dụng chạy đường dây L1 Sau đó, suất truyền tải I2 cường độ dòng điện hiệu dụng dây tải điện I2 Tìm tỉ số I2/I1 Hướng dẫn * Lúc đầu: * Lúc sau: P  I12 R    H1  P P '  I 22 R    H  P � I2  H2 U   I1  H1 U Bài toán 2: Điện từ nhà máy điện pha đưa tới nơi tiêu thụ nhờ dây dẫn, nơi tiêu thụ cần công suất không đổi Ban đầu hiệu suất truyền tải H cường độ hiệu dụng chạy đường dây L Sau đó, suất truyền tải H cường độ dịng điện hiệu dụng dây tải điện I2 Tìm tỉ số I2/I1 Hướng dẫn * Lúc đầu: * Lúc sau: ' Ptt  Ptt ��� � Ptt  HP  H1U1I1 cos  H1 H1 � � Ptt  P  I1 R � P    H1  P  H1  H1 � ' � H2 H2 �Ptt  H P '  H U I cos  � Ptt'  P '  I2 R �  H2  H2 �P '    H  P ' I2  H H1 H U   1 I1  H1 H H U Bài toán 3: Điện từ nhà máy điện pha đưa tới nơi tiêu thụ nhờ dây dẫn, công suất truyền đì cơng suất tiêu thụ thay đổi Ban đầu hiệu suất truyền tải H cường độ hiệu dụng chạy đường dây L Sau đó, suất truyền tải H cường độ dòng điện hiệu dụng dây tải điện I2 Tìm tỉ số I2/I1 Hướng dẫn * Lúc đầu: Ptt  HP  H1U1I1 cos  H1 H1 � � Ptt  P  I1 R �  P   H P  H  H1   � 1 * Lúc sau: �Ptt'  H P '  H U I cos  H2 H2 � � Ptt'  P '  I2 R �  H2  H2 �P '    H  P ' � Ptt' H   H1  I 22  Ptt H1   H  I12 Bài toán 4: Điện từ nhà máy điện pha đưa tới nơi tiêu thụ nhờ dây dẫn, công suất truyền thay đổi Ban đầu hiệu suất truyền tai H1 điện áp hiệu dụng KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ đưa lên đường dãy U1 Sau đó, suất truyền tải H2 điện áp hiệu dụng dây tai điện U2 Tìm tỉ số U2/U1 Hướng dẫn * Từ P  UI cos  � I  P P 2R � P  I R  U cos   U cos   * Từ  H P2 �U1 � P PR 1 H  h   �  � � P U cos   H1 P1 �U � Bài toán 5: Điện từ nhà máy điện pha đưaa tới nơi tiêu thụ nhờ dây dẫn, công suất truyền cơng suất tiêu thụ thay đổi Ban đầu hiệu suất truyền tải H1 điện áp hiệu dụng đua lên đường dây U Sau đó, suất truyền tải H2 điện áp hiệu dụng dây tải điện U2 Tìm tỉ số U2/U1 Hướng dẫn * Từ P  UI cos  � I  P P2R P R � P  I R  �  2 U cos  P U cos  U cos     H   H  Ptt �U1 � Ptt R P Ptt R �  � � hH   P �  H H    tt H1   H1  Ptt1 �U � P P U cos  U cos2  * Từ ... LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Câu 32 2 Đăt điện áp xoay chiều u  100 cos  t   (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung... VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ �1 � 1 R C � 2n 1 LC  �    2� � � 02 �1 2 ? ?3 � � � �1  1  1  L2 C  �2 2 2 2 2 2 04 �1 2 3 Câu 32 3 Môt máy phát điện xoay chiều pha có. .. LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ u  U cos t (V) Câu 292 Đăt điện áp vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi tụ điện có điện dung