Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 65 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
65
Dung lượng
6,03 MB
Nội dung
KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ MỤC LỤC BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHĨ SỬ DỤNG LINH HOẠT CƠNG THỨC CƠ BẢN 110 TỈ SỐ HAI TAN GÓC LỆCH PHA 121 GIẢN ĐỒ VÉC TƠ 125 CƠNG THỨC TÍNH CƠNG SUẤT MẠCH TIÊU THỤ 136 GIÁ TRỊ TỨC THỜI Ở HAI THỜI ĐIỂM 138 GIÁ TRỊ TỨC THỜI VÀ VUÔNG PHA 140 GIÁ TRỊ TỨC THỜI KHI ULmax,UCmax KHI L THAY ĐỔI (C THAY ĐỔI) .142 HỆ SỐ CÔNG SUẤT TRONG HAI TRƯỜNG HỢP VUÔNG PHA 145 QUAN HỆ HIỆU TẦN SỐ VÀ TỈ SỐ DÒNG HIỆU DỤNG 146 ĐỊNH LÝ VIET KHI L, C THAY ĐỔI ĐỂ UL,C = kU .147 ĐỊNH LÝ VIET KHI ω THAY ĐỔI ĐỂ UL,C = Ku 152 PHÁT HIỆN MỚI CỦA PHỪNG LÃO−QUAN HỆ TẦN SỐ KHI U L = UC = kU 155 ĐỘ LỆCH PHA CỰC ĐẠI CỰC TIỂU .160 MỘT ĐIỆN ÁP HAI MẠCH CÙNG R HAI DÒNG ĐIỆN CÙNG BIÊN ĐỘ 162 KINH NGHIỆM DÙNG TN1 165 KINH NGHIỆM DÙNG BHD1 GIẢI BÀI TOÁN Ở MỨC VẬN DỤNG CAO 167 KINH NGHIỆM DÙNG BHD4 GIẢI BÀI TOÁN Ở MỨC ĐỘ VẬN DỤNG CAO 168 KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 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 SỬ DỤNG LINH HOẠT CÔNG THỨC CƠ BẢN Câu l Đăt điện áp u = U0cosωt (V) (U, ω không đổi) 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 Lúc đầu, điện áp hiệu dụng L, R C 120 V, 60 V 40 V Thay đổi C để điện áp hiệu dụng tụ 50 V điện áp hiệu dụng R A 60 V * Lúc đầu: B 50 2V C 100V D 50V Hướng dẫn � �U U 2R U L U C 400 � � �ZL 2R � U 'C 50 U'R2 U'L UC' 1002 � ������� � U 'R 50 � �' ' U L 2U R � * Lúc sau: Chọn B Câu Đặt điện áp u = U 0cosωt (V) (U, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm cuộn cam có độ tự cảm L, biến trơ R tụ điện có điện dung C Lúc đầu, điện áp hiệu dụng L, R C U1 , U1 2U1 Thay đổi R để điện áp hiệu dụng R U1 điện áp hiệu dụng C A U1 V B U1 V C U1 D 2U1 Hướng dẫn 2 � �U U R U L U C 2U1 � �U 2U L � ZC 2ZL � U 'C 2U 'L * Lúc đầu: � C �1 � U1`2 � U 'C U 'C � 4U12 � U C 2U1 � �2 � * Lúc sau: Chọn D Câu Đăt điện áp xoay chiều u 220 cos100t V (V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm biến trở R cuộn cảm L Khi R = R1 R = R2 thấy tổng điện áp hiệu dụng R L 110 V Dòng điện tức thời hai trường hợp R = R, R = R2 lệch pha góc A π/6 B π/2 C π/3 D π/4 (Trích đề Sở GD Nam Định − 2017) Hướng dẫn � 1 � �U R U cos U R UL 110 U 26 � � 12 ������� � cos � � �� � 5 � 4� � �U L U sin 2 � � 12 Cách 1: � 2 1 � Chọn C Cách 2: ZL � �R � 1 12 UR UL U � 110 220 �� ZL 5 � R Z 2L R Z2L � 2 � �R 12 � 2 1 R ZL R ZL Câu Đăt điện áp xoay chiều u 200 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm biến trở R tụ điện C Khi R = R1 R = R2 thấy tổng điện áp hiệu dụng R C 280 V Dòng điện tức thời hai truờng họp R = R R = R2 lệch pha góc A π/6 B π/3 C 0,09π D 0,08π Hướng dẫn KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ � 1 0, 6435 rad �U R U cos � � 280 U U 280 ����� � cos � � �� � U U sin 2 0,9273 rad � � 200 � * Từ � C R L � 2 1 0, 09 � Chọn C Câu Đặt điện áp u a cos t (V) (a, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở R = (Ω), cuộn cảm có cảm kháng Z L thay đổi tụ điện C Hình vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc cảm kháng Z L điện áp hiệu dụng cuộn cảm, điện áp hiệu dụng tụ công suất mạch AB tiêu thụ Giá trị a gần với giá trị sau đây? A 37 B 31 C 48 D 55 Hướng dẫn * Đường UL P U2 R � Pmax U2 a 40 R R ZL Z C * Nếu đường P thì: 17,5 Z Lm 2 2 ZC R ZC ZC 40 UZC ZLm ����� � ZC 49, � U C max 49, 40 ZC ZC R 2 � Vô lý UZC UC � U C max UZC ZC 40 R R Z L ZC * Nếu đường UC thì: 17,5 Z R ZC2 a 40 ZC Lm a 402 ZLm ������80 17,5 � a 30 � ZC 40 40 2 Chọn A Câu Đăt điện áp u 200 cos t (V) (ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R = 100Ω tụ điện có điện dung C Biểu thức điện áp tụ uC = 100 cos(cot − π/2) (V) Công suất tiêu thụ mạch AB A 200 W B 400 W C 300 W D 100 W Hướng dẫn * Vì u L u C nên mạch cộng hưởng: P U 200 400 W � Chọn B R 100 u 100 cos 100t / Câu Đăt điện áp (V) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C = 1/(3π) mF Điện áp hiệu dụng cuộn cảm tụ 25 /2 V 75 /2 V Viết biểu thức dòng điện mạch i cos 100t / A i 5cos 100t / A A B i 2,5 cos 100t / A i 2, 5cos 100t / A C D Hướng dẫn U 100 U U 2R U L U C ������� � U R 50 U 25 2;U 75 2 * Từ * Tính L C U L UC � 1 � �tan U � � � R � i cos � 100t � A � � U 2� � C � I 2,5 � � ZC Chọn B u U cos t Câu Đăt điện áp (V) (U0 ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L có điện trở R tụ điện có điện dung C thay đổi Thay đổi C để công suất tỏa nhiệt cuộn dây cực đại, điện áp hiệu dụng tụ 2U0 điện áp hiệu dụng cuộn dây là? A 1, 5U B U C U D 0,5U Hướng dẫn KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ �U L U C 2U � 2 U � U RL U R U L 1,5U � � U U �R * Pmax cộng hưởng � Chọn A Câu Đăt điện áp u U cos 200t (V) (U không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi điện trở R Lần lượt cho L = 1/π H L = 0,25/π H độ lệch pha u dòng mạch φ φ’ cho φ + φ’ = 90° Tính R A 80 Ω B 65 Ω C 100 Ω D 50 Ω Hướng dẫn * Từ ' 900 � cos cos ' � R2 R2 1 R 200 R 502 � R 100 � Chọn C Câu 10 Đặt điện áp u = U0cosωt (V) (U0, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm đoạn mạch AM chứa điện trở R, đoạn mạch MN chứa tụ điện có điện dung C đoạn NB chứa cuộn cảm có độ tực ảm L điển trở r Nếu dùng ampe kế xoay chiều lý tưởng mắc nối tiếp xen mạch số ampekes 2,65A Nếu mắc song song vào hai điểm A, M số 3,64A Nếu mắc song song vào hai điểm M, N số ampe kế 1,68A Hỏi mắc song song ampe kế vào hai điểm A, N số ampe kế gần giá trị sau đây: =A 1,86 A B 1,21 A C 1,54 A D 1,91 A Hướng dẫn � U2 2 R r ZL ZC 1 � 2, 652 � �2 U2 r ZL ZC 2 � 3, 642 � � U2 � R r Z2L 3 � 1, 682 � U � I 4 2 � r Z L � Lấy 1 3 : r Z2L �I U r Z 2 L U2 U2 U2 � r Z2L 0, 2874U 2, 652 3, 642 1, 682 U 0, 2874U 1,865 A � Chọn A Câu 11 Đăt điện áp u 50 100 cos100t 50 cos 200t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 1/π H, điện trở R = 50 Ω tụ điện có điện dung C = 50/π µF Công suất mạch tiêu thụ A 40 W B 50 W C 1W D 200 W Hướng dẫn P O2 P3 U 22 R U 32 R Z22 Z3 * Vì dịng chiều không qua tu nên: 1002.50 502.50 P 50 W � 2 50 100 200 502 200 100 Chọn B Câu 12 Đặt điện áp u 198 cos 2ft(V) (V) (f không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối thứ tự gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trỏ R tụ điện có điện dung C Khi nối tắt tụ điện áp hiệu dụng R tăng lần dòng điện hai trường hợp vuông pha Điện áp hiệu dụng R chua tắt tụ A 442,74 V B 88,55 V C l 14,32 V D 140,01 V Hướng dẫn KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ � R Z Z R Z2 L C L �ZL 0,5R Z R ZL ZC R � �������� �Z Z Z � C �ZC 2,5R �L L 1 R * Từ � R U UR 88,55 V � Chọn B Câu 13 Cho mạch điện xoay chiều RLC với R = 50 Ω Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi, tần số 50 Hz mạch có dịng điện xoay chiều Tại thời điểm t = t lượng điện trường tụ điện đạt cực đại W Tại thời điểm t = t2 = t1 + 5.10−3 s lượng từ trường cuộn cảm có giá trị 0,5W Biết rằng, thời điểm t dòng điện tức thòi mạch i điện áp tức thời tụ U C lượng từ trường cuộn cảm lượng điện trường tụ điện lăn 1 WL Li WC Cu C2 2 lượt Người ta thấy, dù tăng hay giảm giá trị R (từ giá trị R = 50 Ω.) cơng suất tiêu thụ mạch giảm Giá trị điện dung C tụ điện mạch A 100/π (µF) B 10/π (µF) C 200/π µF) D 50/π (µF) (Chun Quảng Bình − 2016) Hướng dẫn 1 WL max 0,5WC max � LI02 0,5 CI 02 ZC2 � Z L ZC 2 * Vì * Khi R 50 Pmax nên: ZL Z C R ZC ZL ���� � ZC 100 � C 1 104 F � ZC Chọn A Câu 14 Đăt điện áp u 200 cos 2ft (V) (f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối thứ tự gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C Cố định f = 50 Hz, thời điểm t = t lượng điện trường tụ điện đạt cực đại W0 Tại thời điểm t = t = t1 + 5.10−3 s lượng từ trường cuộn cảm có giá trị 0,5W Biết rằng, thời điểm t dòng điện tức thời mạch i điện áp tức thời tụ Uc lượng từ trường cuộn cảm lượng điện 1 WL Li WC Cu C2 2 trường tụ điện lân lượt Nếu thay R điện trở khác cơng suất tiêu thụ mạch giảm Khi f thay đổi điện áp hiệu dụng L đạt giá trị cực đại gần giá trị sau đây? A 300 V B 280 V C 240V D 350 V Hướng dẫn 1 WL max 0,5WC max � LI02 0,5 CI 02 ZC2 � Z L ZC 2 * Vì ZL ZC �Z R R ZC ZL ���� �� L �ZC 2R * Từ giá trị R Pmax nên R 2C R2 U �1 0, 25 � n � U L max 302, � n 2L 2ZL ZC n 2 Chọn A u 200 cos 100t / Câu 15 Đặt điện áp (v) vào hai đầu đoạn mạch AB 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 = 1/π H L = 3/π H thấy cường độ hiệu dụng mạch A Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng đoạn RL cực tiểu giá trị cực tiểu là: A 60 V B 40 V C 30 V D 70 V Hướng dẫn I1 * Từ 200 R 100 ZC U RL I.R RL * 200 R 300 ZC R ZL2 R Z L ZC U � �ZC 200 �� R 100 � R2 R ZC 40 V � Chọn B u U cos 2ft V Câu 16 Đặt điện áp (U không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối thứ tự gồm đoạn AM chựa cuộn cảm có độ tự cảm L đoạn MB chứa điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C Khi f = f1 mạch tiêu thụ công suất cực đại Khi f = f f = f3 dịng điện hiệu dụng mạch có giá trị cho 2/f + 1/f3 = 0,05 Khi f = f4 � 80Hz điện áp hiệu dụng đoạn MB không đổi R thay đổi Giá trị f1 gần giá trị sau đây? KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ A 80 Hz B 70 Hz f f f12 � * Vì I3 I nên f1 40 56,57 Hz 1 U RC U * Vì �f 4� 2f1 R Z L ZC 80 D 50 Hz 2 1 �2 � � � � f1 f f �f f � 40 R ZC2 C 90Hz Hướng dẫn �R � Z L 2ZC � 2f L 2f C 40 Hz f1` Từ (1) (2) � Chọn D Câu 17 Đặt điện áp u U cos 2ft(V) (f U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối thứ tự gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L có điện trở r cho L = CR = Cr2 Biết điện áp hiệu dụng đoạn RC gấp lần điện áp hiệu dụng cuộn cảm Tính hệ số cơng suất mạch AB A 0,71 B 0,5 C 0,866 D 0,6 Hướng dẫn R r 1 � � L 1 � R ZC2 r Z2L ZL ZC r R � � ZC ������� �x C x � Z x � L � * Từ � cos Rr R r ZL ZC 0,866 � Chọn C u U cos t Câu 18 Đăt điện áp (V) (ω U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối thứ tự gồm đoạn AM chứa điện trở R nối tiếp tụ điện có điện dung C đoạn MB chứa cuộn cảm có độ tự cảm L có điện trở r Dịng điện mạch sớm pha π/12 so với u Điện áp AM pha π/2 so với điện áp MB có giá trị hiệu dụng gấp lần Nếu thời gian phút nhiệt lượng tỏa R 1500 J nhiệt lượng tỏa cuộn cảm thời gian gần giá trị sau ? A 866 J B 750 J C 630 J D 1500 J Hướng dẫn 450 * Từ giản đồ suy ra: �r R � Qr Qr Câu 19 Đặt điện áp 866 J � Chọn A i U cos 100t vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi tụ điện có điện dung C 10 / F Lần lượt cho L = 2/π H L = 4/π H biểu thức dòng điện mạch i I cos 100t / 12 i I 2 cos 100t / 1 (A) (A) Giá trị R gần giá trị sau đây? A 145 B 170 C 240 D 250 Hướng dẫn tan 2 tan 1 400 200 2 1` / � tan tan 2 tan 1 R 300.100 R * Ta nhận thấy: 4 � R 100 � Chọn B u 100 cos t V Câu 20 Đăt điện áp xoay chiều (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm hai hộp kín X Y Trong hộp kín chứa linh kiện điện trở cuộn dây tụ điện Khi ω = ω điện áp hiệu dụng trôn X Y 200 V 100 V Sau đó, tăng C0 cơng suất mạch tăng Tính hệ số cơng suất mạch AB ω = ω0 A / 12 B 0,5 C / D / Hướng dẫn ur ur 2 * Vì U X U Y � U Y U � Có hai trường hợp hình vẽ KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHĨ * Nếu hình a vơ lý tăng ω cơng suất giảm � Chỉ hình B AM 100 � MB 200 Chọn D Câu 21 Đăt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây không cảm nối tiếp với tụ điện, vôn kế lý tưởng mắc vào hai đầu cuộn dây Nếu nối tắt tụ điện số vơn kế tăng lần cường độ dòng điện tức thời hai trường hợp vuông pha với Hệ số công suất mạch lúc là: A / 10 B 1/ 10 C 1/ D 1/ Hướng dẫn U UZ RL � U Y 3U Y1 U I.Z RL cos ���� � cos 2 3cos 1 � �V Z R � r r �I1 I � 2 * Từ � cos � � � cos � 1 � cos 1 � cos 1 � 10 � � Chọn B Câu 22 Đăt điện áp u U cos 2ft (V) (U không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Khi f = 50 Hz cường độ hiệu dụng qua mạch 0,25 A Khi f = f = 100 Hz mạch cộng hưởng cường độ hiệu dụng 0,25 A Khi f = 150 Hz cường độ hiệu dụng qua mạch A 0,331 A B 0,288 A C 0,309 A D 0,322 A Hướng dẫn U I2 2 R Z L ZC Bảng chuẩn hóa: (Từ ) f(Hz) 100 ZL ZC 50 0,5 150 �I �2 �I1 � �I3 �I �2 1,5 R 1,52 � R 1,5 R R 34 � I3 0,309 Rh2 25 / 36 I I2 I1 2/3 U 0, 25 R U R 0,5 I3 2 0, 25 U R 1,5 / � Chọn C Câu 23 Đăt điện áp u 60 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm đoạn AM chứa điện trở R nối tiếp tụ điện có điện dung C = 0,5/π mF, đoạn MB chứa cuộn cảm có độ tự cảm L có điện trở R Điện áp hiệu dụng AM 24 /5 V Nếu nối tắt tụ dây dẫn có điện trở nhỏ điện áp hiệu dụng AM MB 24 V 20 V Tìm hệ số cơng suất mạch AB chưa nối tắt tụ A 0,86 B 0,81 C 0,95 D 0,92 Hướng dẫn KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ * Sau 60 202.5 20 2.2 2.20 2.5 cos MB � cos MB 10 � sin MB 10 R2 R � � �U R 20 cos MB 10 � �� R1 2R � �U L 20 sin MB 30 �Z 3R �L 9R 3R 20 U AB Z AB 60 � � R 10 U Z AM 24 4R 202 * Trước AM R 3R cos AB 0,3 10 0,95 � ZAB 9R 3R 20 Chọn C Câu 24 Mơt nhà máy thủy điện, mực nước có độ cao h = 40 m Nhà máy cung cấp điện cho thành phố có 400000 dân Coi hiệu suất 100% Biết rằng, tháng (30 ngày) người dân dùng A = 50 kWh điện năng, khối lượng riêng nước D = 1000 kg/m3, lấy g = 10 m/s2 Hỏi lưu lượng nước (thể tích nước chảy qua đơn vị thời gian) tối thiểu chạy qua tua bin bao nhiêu? A 138 m3/s B 69,44 m3/s C 6,944 m3/s D 13,8 m3/s Hướng dẫn * Gọi V số m3 nước chảy qua tua bin giây khối lượng nước chảy qua giây m = VD công suất nhà máy: Pnm = mgh = VDgh A Pd t *Công suất tiêu thụ điện: Pnm Pd ���� VDgh � Chọn B A 400000.50.103.h � V.1000.10.40 � V 69, 44 m / s t 30.24h Câu 25 Đăt điện áp u 150 sin100t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm biến trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L = 2/n H tụ điện có điện dung A 90 Ω 160 Ω C 80 n 250 Ω C 10 4 / 0,8 F Biết mạch tiêu thụ cơng suất 90 W Tính R B 90 Ω 250 Ω D 80 Ω 160 Ω Hướng dẫn R 160 � U R 150R P I2 R � 90 �� � 2 R 90 R Z L ZC R 200 80 � Chọn A u U cos100 t Câu 26 Đăt điện áp xoay chiều (V) vào mạch điện gồm cuộn dây, tụ điện C điện trở R Biết điện áp hiệu dụng tụ điện c, điện trở R U C U R = 60 V, dòng điện sớm pha điện áp mạch π/6 trễ pha điện áp cuộn dây π/3 Điện áp hiệu dụng đoạn mạch có giá trị: A 82V B 60 V C 82 V D 60 V Hướng dẫn � 1800 600 750 � 81,96 � U 60 sin � * Tính KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Câu 27 Đăt điện áp u U cos t (V) (U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm thay đổi tụ điện có điện dung C Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hên R cực đại U Rmax lúc điện áp hiệu dụng tren L 0,5 U Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng L cực đại U Tính tỉ số U L max / U R max Rmax A Lmax B / C 5/2 D 0, Hướng dẫn U L 0,5UR max �U R max U � ZL1 ZC ����� � ZL1 ZC 0,5R � � � � U �Z � �U L max U � C � 0,5U � L max 0,5 U R max �R � � * Khi L thay đổi: Chọn C Câu 28 Đăt điện áp u = U cosωt (V) (U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm biến trở R tụ điện có điện dung C Khi R = R R = R điện áp hiệu dụng thỏa mãn: 4U R1 7U R 6U C1 5U C1 Hệ số công suất mạch AB R = R1 gần giá trị sau đây? A 0,707 B 0,629 C 0,366 D 0,500 (Sở GD Quãng Ngãi) Hướng dẫn 7R � 4R1 � �4U R1 7U R 2 � R 22 ZC2 � � � R1 ZC � 6U C1 5U C2 � � R1 ZC2 R 22 ZC2 � * Từ Chọn B u U cos100 t Câu 29 Đăt điện áp (V) (U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm tụ điện có điện dung C thay đổi được, điện trở R = 30 Ω cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 0,4/π H Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng C cực đại 150 V Tính hệ số cơng suất lúc A B 0,8 C 0,75 D 0,6 Hướng dẫn � R Z2L �40 � �U C max U � 150 U � � � U 90 R � �30 � � � � 2 R �Z R ZL 62,5 � cos 0,8 �C ZL R ZL ZC � Chọn B Câu 30 Đăt điện áp u U cos t (V) (U0, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm đoạn AM chứa điện ừở R nối tiếp với cuộn dây cảm có độ tự cảm L đoạn MB chứa tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C1 điện áp hiệu dụng AM l,5U1, góc lệch pha U AB dịng điện α > Khi C = C điện áp hiệu dụng tụ cực đại, điện áp hiệu dụng đoạn AM 2U1 góc lệch pha UAB dòng điện β > 0, với α + β = 90° Hệ số công suất đoạn AM C = C2 A 0,7 B 0,9 C 0,8 D 0,6 Hướng dẫn ur ur * Khi U C max � U U RL � RL 90 * Từ để suy ra: � Chọn D 90 Z2 0, 75Z1 � cos 0, 75cos ���� � sin 0, cos RL Câu 31 Đăt điện áp u 220 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm đoạn AM chứa biến trở R, đoạn MB chứa cuộn dây khơng cảm nối tiếp tụ điện có điện dung C Khi R = R1 điện áp MB có giá trị hiệu dụng U lệch pha π/6 so với dòng điện Khi R = R2 công suất biến trở R = R1 điện áp hiệu dụng đoạn MB U1 /3 lần Giá trị U1 gần giá trị sau đây? A 83 V B 90 V C 127 T D 78 V Hướng dẫn * Từ tan AB PR ZLC � r2 tan � Z2LC r U2R �U � 4r 4r � R � 2r � R � R 1R 3 �PR � R r Z2LC * Từ � r 0, 75R 1R � ZLC 0, 25R1 R 2 KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Trường hợp 3: Nếu < k < để (1) (2) có nghiệm dương L R 2C �1 � 1 �0 � 2 2 ' � � n n k � ' �� 12 LC �0 � �2� Trường hợp 4: Nếu k k max để (1) (2) có nghiệm dương dương lấy '2 12 ; '22 22 L R 2C lúc phương trình có hai nghiệm : � 1 k 2 � � 2 � � � 1' 2 1'2 � LC � * Đồ thị minh hoạt trường hợp: ' ' Câu 145 Đăt điện áp u 100 cos t (V) (ω thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối thứ tự gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L Khi 20 rad/s công suất mạch tiêu thụ cực đại Khi 2 3 2 2 điện áp hiệu dụng L 50 10 V, biết 2 33 2400(rad / s)2 Khi ω thay đổi điện áp hiệu dụng L đạt giá trị cực đại gần giá trị sau đây? A 250 V B 200 V C 120 V D 160 V Hướng dẫn U L IZ L U L � � R2 � L � C� � * Từ U � R C �1 1 2� 1 1 � L2 C 4 �LC 2 � E55555555555 F 1 10U n � �0 � 1 2 � � � n n 0, � �2 � � � � 1 � 2 � � n n 0, � �3� � 0 � �0 � 1 � ����� � � 2n �� � 0, � � � � U L max * Theo BHD4: Đồ thị minh họa: U 1 n 2 500 166, V � Chọn D 0 20 22 32 2400 n 1, 25 KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Câu 146 Đặt điện áp u 120 cos t (V) (ω thay đổi) vào hai đàu đoạn mạch AB nối thứ tự gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tựcảm L Khi ω = 30 rad/s công suất mạch tiêu thụ cực đại Khi 2 3 2 điện 3 3 1800 rad / s áp hiệu dụng C 60 V, biết Khi ω thay đổi điện áp hiệu dụng đoạn RC đạt giá trị cực đại gần giá trị sau đây? A 220 V B 200 V C 130 V D 160 V Hướng dẫn U U C U C IZC 1, 5U 2 � � R C � � L2 C2 4 � 1 LC2 R2 � L � � 2L � C � � � E5555555 F n 1 * Từ � �1 � 1 2 � � � n n � � � 0 30 �0 � 1 � � ����� � n 1,5 � � 2n �� � 22 32 1800 ' �1 � 1 �0 � �0 � � 2 � � n n � �0 � � 2 �R C � p 0, 264 loai p p 1 � � � n p 1, 264 �2L � � � U �U 196,1 V � RC max p 2 � * Theo BHD4: Chọn B * Đồ thị minh họa: Câu 147 Đăt điện áp u U cos t (V) (ω thay đổi) (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C, Khi ω = 473 rad/s U C = 110 V ω = 2103 rad/s U L = 110V Lấy L C khỏi mạch, dùng nguồn điện chiều tích cho tụ điện lượng µC nối với L để mạch có dao động điện từ tự với dòng điện cực đại mạch I0 Tính I0 A 0,898 mA B 0,997 mA C 1,895 mA D 1,275 mA Hướng dẫn Khi ω = ω1 = 473 rad/s UC = kU ω = ω2 = 2103 rad/s UL = kU, xảy hai khả năng: 1 473 k 2 � 1,11 � 2 2103 * Khả 1: Vô lý 1 12 � 0 473.2103 LC LC * Khả 2: � I0 0 Q0 473.2103.106 0,997.10 3 A � Chọn B Câu 148 Đăt điện áp u U cos t (V) (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C Khi 0 điện áp hiệu dụng R cực đại lúc mạch tiêu thụ công suất 500 W Khi 0, 470 UC = 121 V 1,140 UL = 121 V Tính R A 27,5 Ω B 20 Ω C 24,3 Ω D 30 Ω Hướng dẫn Khi ω = ω1 UC = kU ω = ω2 UL = kU, xảy hai khả năng: 12 � 0, 47 0 1,140 20 � LC * Khả 1: Vô lý KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 1 0, 470 k 2 � k 2 � k 1,0976 2 1,140 * Khả 2: 121 U2 U 110, 2383 �U 110, 238 V � P �R 24,3 � k R P 500 Chọn C Câu 149 Đăt điện áp u 120 cos t (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C cho L > R 2C Khi điện áp hiệu dụng R cực đại, lúc điện áp L U1 Lần lượt cho 31 41 điện áp hiệu dụng tụ U điện áp hiệu dụng cuộn cảm U Tìm U1 A 150 V B 120 V C 240 V D 250 V Hướng dẫn ' Giả sử phương trình UC = kU có hai nghiệm 1 1 ' 2 2 2 trình U L kU có hai nghiệm �1' 1 �31 0 k 2 k 2 �' � 41 �2 2 �0 �� � 1 � � ' ' 21 41 0 0 12 12 � � LC � LC � ' � k � U1 kU 240 V � ' 1 ; phương thì: Chọn C Câu 150 Đặt điện áp u U cos t (V) (ω thay đổi được)vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C cho L > R 2C Khi 0 điện áp hiệu dụng R cực đại, lúc điện áp L 200 V Lần lượt cho 31 41 điện áp hiệu dụng tụ U điện áp hiệu dụng cuộn cảm 200 V Tìm điện áp hiệu dụng cực đại cuộn cảm A 151,19 V B 210,89 V C 208,25 V D 206,56 V Hướng dẫn ' 1 1 ; phương trình UL kU có hai nghiệm '2 2 Giả sử phương trình UC = kU có hai nghiệm 1 1 200 � �1' 1 �31 0 k2�U 100 V k 2 k 2 � �' � k 41 �2 2 �0 � �� �� � 30 1 � � � ' ' 1 � 31 ' 1 0 2 � � 2 2 thì: � 2 LC � LC � � U U C U C IZC kU � R C2 � � � 2 L C 2� LC 1 R � L � � � C � � � * Từ ' � R 2C � � � L2 C2 4 � 1 1 �LC � 2L � � k � E555555 F 1 LC � 0 ���� � � n 2 30 1 � � � 1 � � � 2n ����� � n 1 � � � � � 2� k 2 k � � �0 � �0 � U � U L max 206,56 V � n 2 Chọn C Câu 151 Đặt điện áp u 120 cos 2ft (V) (f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C Khi f = f1 f = f1 + Δf1 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị 125V Khi f = f2 f = f2 + Δf2 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị 125V Tỉ số Δf 1/ Δf2 gần giá trị sau đây? A 1,6 B 1,5 C 0,65 D 0,58 Hướng dẫn Cách 1: k 2 * Sử dụng kết Phùng Lão: 1 1' 1' f k 1,25 ' ��� � f1 0, � ' 2 2 2 2 f f Chọn D KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Cách 2: U C IZC U C � � R � L � C� � U � R 2C � L C 2� 1 LC � 2L � � E555555 F 1 2 * Từ 1, 25U n � �1 � 1 2 � � � n n 0,36 � � �0� � 0,36 � � � � � 1' � 1 2 � � n n 0, 36 � �0� � 2 � � � � � � 2n 1 � �0 � �0 U L IZ L UL � � R � L � C� � * Từ U � R C �1 1 2� 1 1 � 2 LC � 2L �LC 1, 25U 2 � �2 � n 1 n 2 0,36 �1 � � � � � � 2 0,36 0,36 �0 � � � � �0 � 1 � � � 0,36 � � 2n � � � � 2 �0 � �0 � � � '2 � n 1 n 2 0,36 �1' � � � � � � 0,36 0,36 �0 � �0 � � � 2 '2 f 1 1' � 0, 0 0, 0 f � Chọn D Câu 152 Đặt điện áp u U cos t (V) (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc 100 nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện 80 trở R tụ điện có điện dung C Hình vẽ đồ thị phụ thuộc Cừ điện áp hiệu dụng L điện áp hiệu dụng C Tỉ số 1 / 2 gần giá trị sau đây? A 0,519 C 0,517 B 0,513 D 0, 515 Hướng dẫn * Sử dụng kết Phùng Lão: k 2 1 1' 1' 1 k 140/120 1 13 ' ���� � 0,515 ' 2 2 2 2 2 2 � Chọn D Câu 153 Đặt điện áp u 150 cos t (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C Hình vẽ đồ thị phụ thuộc ω điện áp hiệu dụng L điện áp hiệu dụng C Giá trị U1 gần giá trị sau đây? A 270 V B 180 V C 200V D 250 V Hướng dẫn KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ �1' 1 k 2 �' �2 2 � � 1 ' 2 1'2 � LC � * Sử dụng kết Phùng Lão: 1 '2 R � R 15 � LC ������ ��1 � ' 1 3 1 ; 2 5 k 0,5 10 � U1 kU 75 10 � Chọn D ĐỘ LỆCH PHA CỰC ĐẠI CỰC TIỂU Câu 154 Đoan mạch AB mắc nối thứ tự gồm điện trở R1, điện trở R2 cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch AB hiệu điện khơng đổi 18 V cường độ dịng điện qua mạch 20 mA hiệu điện R1 12 V Nếu đặt điện áp u U cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB điều chỉnh L để độ lệch pha điện áp đoạn R2L u cực đại Khi L A 1/π H B 2/π H C 3/π H D 4/π H Hướng dẫn U � R R1 200 � �1 I � U �R R 100 I * Nguồn chiều: � * Nguồn xoay chiều: R1 R1 ZL ZL R1 R R R1 R R R R1 R tan tan R L � ZL ZL ZL 1 1 R R1 R ZL R1 R R R R2 R2 E555555555555F �2 R1 R R � tan max � ZL R R1 R 300 � L H � Chọn C Câu 155 Đặt điện áp u U cos t (V) (U, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm đoạn AM chứa biến trở R (từ đến lớn), đoạn MB chứa tụ điện có điện dung C thay đổi được, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi điện trở R mắc nối tiếp cho LC Cố định C = C0 L = L0 thay đổi R đến giá trị R R1 + 65 Ω cơng suất tiêu thụ đoạn AB cực đại (giá trị Pmax) đoạn AM cực đại (giá trị PR max �Pmax / ) Cố định R = R1 + 65 Ω thay đổi L C độ lớn độ lệch pha uMB uAB cực đại, L 31, 5L C C0 / 31, Giá trị R0 A 63 Ω B 16 Ω C 65/6 Ω D 37 Ω Hướng dẫn � U2 �Pmax 2ZL0C0 � PR max Pmax /3 ����� � � U �P �R max R 02 Z L0C0 R0 R Z � L0C0 * Nếu R 02 �� ZR2 0C0 R 3ZL0C0 R0 ZL0C0 Vô lý � R ZL0C0 nên Pmax R R 65 R 02 Z2L0C0 1 Khi PR max * Cố định R R1 65 65 thay đổi L C: tan MB AB Z L Z C Z L ZC R0 65 R 65 65 � Z ZC Z L ZC R 65 R 1 L ZL ZC R 65 R R0 65 R Z Z L C KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ R 65 R ZL ZC R 65 R � ZL0C0 2 31,5 Dấu R 65 R � R 63 � 31,5 * Thay (2) vào (1): Chọn A Câu 156 Đặt điện áp U = U0cosωt (V) (U0, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối thứ tự gồm điện trở R 1, điện trở R2 = 0,5R1, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi tụ điện có điện dung C Khi L = L1 điện áp R2L lệch pha cực đại so với u, hệ số cơng suất mạch AB / Khi L = L2 cường độ hiệu dụng mạch cực đại Tỷ số L1/L2 A B C 0,25 D 0,5 Hướng dẫn * Chuẩn hóa: R � R1 652 R 02 y tan R L * Từ y4 tan R L tan tan R 2L tan 2ZL ZC x 2ZL ZC ����� ZL ZL ZC 1 �4 � y max � x 12 3ZC2 2 12 3ZC 12 3ZC 4ZC x E55555 F �2 12 3Z2C 32 cos2 32 Z Z � �Z L L C � 3Z ZL ZC �������� �� �ZC 2 L L1 ZL1 0,5 � L ZL 2 * Khi mạch cộng hưởng thì: Chọn D Câu 157 Đăt điện áp U = U0cosωt (V) (U0, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối thứ tự gồm điện trở R 1, điện trở R2 = 0,5R1, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi tụ điện có điện dung C Khi L = L1 điện áp R2L lệch pha cực đại so với u, hệ số công suất mạch AB / Khi L = L2 điện áp hiệu dụng L cực đại Tỷ số L1/L2 A 7/2 B C 2/7 D 0,5 Hướng dẫn * Chuẩn hóa: R � R1 tan R L tan 2ZL ZC x 2ZL ZC y tan R L ����� tan R 2L tan Z L ZL Z C * Từ 1 y4 �4 � y max � x 12 3ZC2 12 3ZC2 12 3ZC 4ZC x E55555 F ZL2 ZC � �2 12 3Z2C 32 cos2 32 Z Z � �Z L C � 3Z2L ZL ZC �������� �� L �ZC U L max : ZL2 R1 R * Khi � Chọn C ZC ZC2 3,5 � L1 ZL1 L ZL2 3,5 3,5 Câu 158 Đăt điện áp xoay chiều u 220 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm đoạn nối tiếp nhau: đoạn AM có điện trở R1, đoạn MN chứa tụ điện có điện dung C thay đổi nối tiếp với điện trở R 2, đoạn mạch NB chứa cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điều chỉnh L C để cường độ dòng điện tức thời mạch i pha với điện áp tức thời hai đầu mạch; đồng thời điện áp U MN trễ pha so với điện áp u AN góc lớn 36,87° Khi đó, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MN có giá trị A 123 (V) B 173 (V) C 141 (V) D 156 (V) Hướng dẫn * Mạch công hưởng nên ZL ZC tan AN MN * Từ tan AN tan MN tan AN tan MN R1 R1 � R R R R R1 R ZC ZC KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ R1 � tan 36,870 � R 3R � R 22 ZC2 U Z � R R R � MN MN � U Z R1 R � �ZC R R1 R 2R � U MN 55 123 V � Chọn A MỘT ĐIỆN ÁP HAI MẠCH CÙNG R HAI DÒNG ĐIỆN CÙNG BIÊN ĐỘ Bài toán gốc: Lần lượt đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt + φ) (V) (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đoạn mạch nối tiếp RL1C1 RL2C2 (L1, L2 cảm) biểu thức dịng điện lượt i = Iocos(ωt + φi1) (A) i2 = I0cos(ωt + φi2) (A) Tìm qua hệ pha ban đầu độ lệch pha Hướng dẫn u i1 � U U I02 I01 I0 cs ��� � cos 2 cos 1 � 2 1 � i u i2 Z R � * Từ � U0 �I0 R cos � i1 i � �P I R u � � 1 � � � � � �� � IR 2 i � � �U 1 2 i1 cos � � � � IR i � �u cos � t i1 � � � � � cos * GS Câu 159 (CD−2009) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60 V vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp cường độ dịng điện qua đoạn mạch i1 I0 cos 100t / i I cos 100t / 12 (A) Nếu ngắt bỏ tụ điện C (nối tắt) cường độ dịng điện qua đoạn mạch (A) Điện áp hai đầu đoạn mạch u 60 cos 100t / 12 V u 60 cos 100t / V A B u 60 cos 100t / 12 V u 60 cos 100t / V C D Hướng dẫn i I01 I02 � u i1 � 12 * Vì R khơng đổi mà Chọn C Câu 160 Môt đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở R, độ tự cảm L nối tiếp với tụ điện có điện dung C đặt hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng ổn định Cường độ dịng điện qua mạch cường độ dòng điện qua mạch A cos 1 1;cos 2 0,5 C cos 1 cos 2 0, 75 i 3cos 100t / 3 B i1 3cos 100t (A) Nếu tụ C bị nối tắt (A) Hệ số cơng suất trường hợp cos 1 cos 2 0,5 D cos 1 cos 2 0,5 Hướng dẫn i1 i I01 I02 1 2 * Vì R khơng đổi mà � cos 1 cos 2 � Chọn B Câu 161 Đăt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch C mắc nối tiếp gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn cảm có cảm kháng ZL tụ điện có dung kháng ZC cường độ dòng điện qua đoạn mạch i I cos 100t 3 / (A) Dung kháng tụ B 200 Ω C 150 Ω D 50 Ω Hướng dẫn 1 u i1 � U U I02 I01 I0 cos ��� � cos 2 cos 1 � 2 1 � 2 u i2 Z R � Từ A 100 Ω i1 I0 cos 100t / (A) Nếu ngắt KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ i1 i � ZC R 100 � * Vì Chọn A Câu 162 Cho ba linh kiện: điện trở R = 60 Ω, cuộn cảm L tụ điện C Lần lượt đật điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng u vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp RL RC biểu thức cường độ dịng điện mạch i1 cos 100t / 3 A i cos 100t 7 / 12 (A) Nếu đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp dịng điện mạch có biểu thức: i 2 cos 100t / A i cos 100t / A A B i 2 cos 100t / A i cos 100 t / A C D Hướng dẫn 1 i1 � U U I02 I01 I0 cos ��� � cos 2 cos 1 � 2 1 � Z R 2 u i � * Từ RC 2 i2 � u i1 � 1 � � �� �� i2 2 � � 1 2 i1 � � �ZL ZC R � � � I0 R � � i1 i � � u cos � t 120 cos � 100t � V � � 4� � � � � cos u � � i 2 cos � 100t � A � R 4� � * Mạch RLC cộng hưởng nên Chọn C Câu 163 Cho ba linh kiện: điện trở R 30 cuộn cảm L tụ điện C Lần lượt đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng u vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp RL RC biểu thức cường độ dòng điện mạch i1 cos 100t /12 i cos 100t 5 / 12 (A) (A) Nếu đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp biểu thức điện áp L u 120 cos 100t / V u 120 cos 100t 2 / V A L B L u 120 cos 100t / 3 V u 180 cos 100t 2 / 3 V C L D L Hướng dẫn 1 i1 � U U I02 I01 I0 cos ��� � cos 2 cos 1 � 2 1 � Z R 2 u i � * Từ i2 � u i1 � 1 � � �� �� 2 � i2 � 1 2 i1 � Z L ZC R � � I0 R � � � i2 � �u cos � t i1 180 cos � 100t � V � cos 6� � � � i u � � cos � 100t � A R 6� � * Mạch RLC cộng hưởng nên � 2 � � u L ZL cos � 100t � 100t � V 180 cos � V � � � � � � Chọn D Câu 164 Cho ba linh kiện: điện trở R = 30 Ω, cuộn cảm L tụ điện C Lần lượt đặt điện áp xoay chiều u = U 0cos(ωt + φu) (V) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp RL RC biểu thức cường độ dòng điện mạch i cos t 10 / 21 i1 cos t / (A) Nếu đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp cơng suất mạch điện tiêu thụ là: B 720 W C 480 W D 240 W Hướng dẫn 1 i1 � U U I02 I01 I0 cos ��� � cos 2 cos 1 � 2 1 � Z R 2 u i � * Từ A 960 W (A) KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 0 i2 � � �1 � 1 2 i1 2 � ÁP DỤNG: 1 2 i1 i 2 * �ZL ZC � �� I0 R �U cos 120 V � U2 720W � R * Mạch RLC cộng hưởng nên Chọn B Câu 165 Cho ba linh kiện: điện trở R = 10 Ω, cuộn cảm L tụ điện C Lần lượt đặt điện áp xoay chiều P u U cos t u (V) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp RL RC biểu thức cường độ dòng điện mạch i1 cos t / i cos t 10 / 21 (A) (A) Nếu đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp cơng suất mạch điện tiêu thụ là: A 640 W B 480 W C 213 W D 240W Hướng dẫn 1 i1 � U U I02 I01 I0 cos ��� � cos 2 cos 1 � 2 1 � Z R 2 u i � * Từ 0 i2 � � �1 � 1 2 i1 2 � ÁP DỤNG: 1 2 i1 i2 * Z L ZC � � �� IR 80 6 U0 V � cos � U2 213W � R * Mạch RLC cộng hưởng nên Chọn C Định lý thống 1: Khi R thay đổi P � U2 �PR max � R Zcon lai R X2 ZLX ZCX 2 R RX � � U2 � � R R X Zcon lai ZLX ZCX �R X ZLX ZCX : P R R X max 2 R RX � � U2 R X �R X �ZLX ZCX : P R R X �R0 max � R 2X ZLX ZCX � Câu 166 Đăt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (V) (U0 ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Khi R = 30 Ω cơng suất mạch tiêu thụ P Khi R = 40 Ω cơng suất mạch tiêu thụ mạch cực đại Pmax Tỉ số P/Pmax A 3/4 B 12/25 C 16/26 D 24/25 Hướng dẫn P U2 R R ZLC * Từ � Chọn D � U R1 �P 2 2R R P 24 � R1 ZLC �� � 22 Pmax R ZLC 25 �P � R Z � P U LC max �max 2R � u U cos t u Câu 167 Đăt điện áp (U, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm biến trở R cuộn cảm không cảm Khi R = R0 điện áp hiệu dụng R điện áp hiệu dụng cuộn dây Sau tăng R từ giá trị R0 A dịng hiệu dụng tăng giảm B công suất mạch AB tăng giảm, C công suất R tăng giảm D công suất R giảm Hướng dẫn KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ R : PR max U2 � R ZrL � U R U rL R0 r * Cơ sở tảng: Tại R = R0 PRmax nên sau cơng suất R giảm => Chọn D Câu 168 Đăt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đàu đoạn mạch không phân nhánh AB theo thứ tự: biến trở R, cuộn dây có độ tự cảm L có điện trở r, tụ điện có điện dung C M điểm nối R cuộn dây Khi điều chỉnh biến trở R thay đổi để công suất tiêu thụ trơn biến trở cực đại UAB = 1,6UAM Lúc này, tỷ số công suất cuộn dây công suất biến trở là? A 37,5% B 100% C 28% D 35% Hướng dẫn PR max � R ZLCr � cos � 0,5U 0,8 � cos MB cos 0, 28 U AM PLCr U MB I cos MB 0, 28 0, 28 � PR U AM I cos AM Chọn C KINH NGHIỆM DÙNG TN1 Định lý thống 2: 1) Khi L thay đổi: � R ZC2 U L max � 1 tan tan RC � Z L � ZC U � U L RL max � Z ZC ZC2 4R 1 C � U � tan tan � Z � RL L ZL � RL max 2) Khi C thay đổi: � R ZL2 �U C max � 1 tan tan RL � ZC ZL U � U C RC max � Z ZL Z2L 4R L �U � tan tan � Z � RC C ZC � RC max Câu 169 Đăt vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở r, có độ tự cảm L thay đổi tụ điện có điện dung C điện áp xoay chiều ổn định Nếu r ZC điện áp hiệu dụng cuộn dây cực đại cảm kháng A ZL = ZC B ZL = 2ZC C ZL = 0,5ZC D ZL = 1,5ZC Hướng dẫn * Theo định lý thống 2: Z ZC Z L r 0,5 3ZC U rL max � tan tan rL L ����� Z L 1,5ZC r r Câu 170 Đặt điện áp U = U0 cosωt (V) vào đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C thay đổi cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối thứ tự Gọi M điểm nối tụ điện cuộn cảm Khi điều chỉnh 60 (V) Hỏi U0 có giá trị bao nhiêu? A 120 (V) C 60 (V) Hướng dẫn B 120 (V) U RC max U Z 1 L ZC D 60 (V) U RC max s 60 ������ ZL � U 60 � U 60 2 C0 3L2 � ZC * Theo định lý thống 2: Câu 171 Đăt điện áp U = U0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB nối thứ tự gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C thay đổi Khi điều chỉnh C để ZC = 1,5ZL điện áp hiệu dụng đoạn RC cực đại 60 (V) Tìm U0 A 120 V B 120 V C 60 V Hướng dẫn D 60 V KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ U RC max U U RC max 60 ����� � U 60 � U 60 ZC 1,5Z L Z 1 L ZC � Chọn C Theo định lý thống 2: Câu 172 Đăt điện áp u = U0cos100πt (V) (U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối thứ tự gồm cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở R tụ điện có điện dung C Khi điều chỉnh L để càm kháng 1,25 lần dung kháng điện áp hiệu dụng đoạn RL cực đại 50 V Giá trị U0 A 60 V C 60 Hướng dẫn B 120 V U U RL max 1 � 50 ZC ZL U0 / 1 1, 25 D 50 � U 50 � Chọn D Theo định lý thống 2: Câu 173 Đăt điện áp u = U 0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB ghép nối thứ tự gôm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng tụ cực đại giá trị cực đại U 2,5 lúc dung kháng nhiều cảm kháng 50 Ω Tính L A 2,5/π H B 1,5/π H C 1/π H D 2/π H Hướng dẫn U U U C max �U 5 � ZL 200 ZL ZL 1 1 ZC Z L 50 Định lý TN2: Z � L L H � Chọn D Câu 174 Đăt điện áp u U cos t (V) (U, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm đoạn AM chứa điện trở R = 90 Ω, đoạn MB chứa cuộn cảm có điện trở r = 10 Ω có độ tự cảm L nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C1 điện áp hiệu dụng MB cực tiểu U1 Khi C = C2 = C1/2 điện áp tụ cực đại U2 Tính U2/U1 A B C 10 D Hướng dẫn r Z L ZC1 U MB U U r 0,1U U1 rR r R ZL ZC1 * Khi C C1 từ * Khi C C2 C1 / � ZC2 2ZC1 2ZL theo định lý thống 2: U U U C max U 10 2U1 � Z 1 L ZC2 Chọn C Câu 175 Đăt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm điện trở R = 90 (Ω), cuộn cảm có điện trở r = 10 (Ω) có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thay đổi Gọi M điểm nối R cuộn dây Khi C = C điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu U Khi C = C2 = 0,75C1 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại U2 Tỉ số U2/U1 A 5/2 B 10 C 10 D Hướng dẫn U rLC U * Từ R Z2LC R r Z LC U U U C max U 1 * Theo định lý TN2: � Chọn D r 0,1U U1 � ZC1 Z L Rr ZL ZC2 U 1 ZL 0, 75 ZC1 2U � U2 20 U1 Câu 176 Đăt điện áp u U cos t (V) (U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm đoạn AM chứa điện trở R = 90 Ω đoạn MB chứa cuộn cảm có độ tự cảm L có điện trở r = 10 Ω nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = Cl điện áp hiệu dụng đoạn MB cực tiểu U Khi C = C2 = 0,5C1 điện áp hiệu dụng tụ cực đại U Tìm tỉ số U2/U1 A 9/2 B 5/2 C 10 D KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ (Sở GD Quãng Ngãi) Hướng dẫn U MB IZMB U * Từ r ZL ZC r R 2 ZL ZC U U C max Theo định lý thống 2: U Ur U U1 � ZC1 ZL r R 10 U Z 1 L ZC2 � U2 10 � U1 Chọn C Câu 177 Đặt điện áp u U cos t (V) (U ω) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm đoạn AM chứa cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi đuợc nối tiếp điện trở R đoạn MB chứa tụ điện có điện dung C Khi L = L1 điện áp hiệu dụng MB 100 V, dòng mạch có giá trị hiệu dụng 0,5 A trễ pha so với u 60° Tìm L để điện áp hiệu dụng AM cực đại A 1 / H B 1 3 / H C 3 / H D 2, / H Hướng dẫn Khi L = L1 tam giác AMB cân B nên suy ra: � �Z 200 �U 100 50 � 750 � � L � �C R 100 �U R U L tan 50 � *Theo định lý thống 2: U RL max tan .tan RL Z L ZC Z L Z 1 � L 1 � L H R R R � Chọn A KINH NGHIỆM DÙNG BHD1 GIẢI BÀI TOÁN Ở MỨC VẬN DỤNG CAO Địnhlí BHD1:1) U C max � Z L Z (“Cmax � L tồ”) 2) U L max � ZC Z (“L max � C tồ”) u U cos t Câu 178 (340325BT) Đặt điện áp xoay chiều (V) (U không đổi ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C, cuộn dây cảm có độ tự cảm L cho 2L > R 2C Khi 1 mạch xảy cộng hưởng Khi 2 điện áp hiệu dụng tụ cực đại Khi 3 hệ số cơng suất mạch AB cosφ Nếu 32 332 12 22 cos gần giá trị sau đây? A 0,5 B 0,8 C 0,6 D 0,7 Hướng dẫn Với toán cho hệ thức liên hệ tần số u cầu tính hệ số cơng suất (cơng suất, dịng điện, ) thuộc loại toán “cửu vạn” dùng bắp biến đổi đại số từ hệ thức xong �2 1 � LC � � L R2 R2 R2 �U � "L to" � 2 L Z � 22 � 12 22 C max � C LC 2L 2L � Thay vào hệ thức cho: 2 1 �1 2� R 3 L R � cos � � 3 � 23 � 3 C 2L �LC � Chọn D Câu 179 (340326BT) Đặt điện áp xoay chiều u U cos t (V) (U không đổi ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C, cuộn dây cảm có độ tự cảm L cho 2L > R 2C Khi 1 mạch xảy cộng hưởng Khi 2 điện áp hiệu dụng tụ cực đại Khi 3 hệ số cơng suất mạch AB cosφ Nếu 32 1,12532 12 22 A 0,5 cos gần giá trị sau đây? B 0,8 C 0,6 Hướng dẫn D 0,7 KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHĨ Với tốn cho hệ thức liên hệ tần số yêu cầu tính hệ số cơng suất (cơng suất, dịng điện, ) thuộc loại toán “cửu vạn” dùng bắp biến đổi đại số từ hệ thức xong �2 1 � LC � � L R2 R2 R2 �U � "L to" � 2 L Z � 22 � 12 22 C max � C LC 2L 2L � Thay vào hệ thức cho: 2 �1 2� R � 3 L 0, 75R � cos 0,8 � � � 3 C 2L �LC � Chọn B KINH NGHIỆM DÙNG BHD4 GIẢI BÀI TOÁN Ở MỨC ĐỘ VẬN DỤNG CAO R 2C n 1 p 1 p L n Định lý BHD 4: Khi ω thay đổi, đặt � �ZL n n � L �U L max � � Z LC � �C � �ZL 1 �U U U L max U C max � C max � �Z n � C nLC � C � n 2 1) � �ZL p p � RL �U RL max � � LC � �ZC � U �ZL 1 �U U RL max U RC max � RC max � �Z p � pLC p 2 �C 2) � Với giá trị (R, L, C) định tìm giá trị n > p > Kinh nghiệm: • Khi ω thay đổi liên quan đến U Lmax,UCmax, URlmax UCmax giá trị cốt lõi nằm giá trị biểu thức R 2C/L Khi tìm giá trị tìm n p tìm hết đại lượng khác • Với tốn mức vận dụng cao thường chồng chập nhiều tốn khó Nhiệm vụ cắt lớp tốn để tìm giá trị cốt lõi * Với dạng toán liên quan đến hệ thức liên hệ tần số suy nghĩ biểu diễn tần số theo R, L, C thay vào hệ thức liên hệ để chuyển cụm biến R2C/L Chẳng hạn: 1 / 1C 1 � 1 � tan RC � 1 � R RC tan RC 2 � �2 � �2 � a� � � � b � � � � c � 2 L R tan RL R 2C �3 � �1 � 2 � tan RL � 2 ������� � ? � R L L � � 3 � Mach cong huong � 3 � LC � Câu 180 Đăt điện áp u 50 42 cos t / (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối thứ tự gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C Khi 1 điện áp đoạn mạch RC lệch pha 45° so với dòng điện mạch Khi 2 điện áp hên đoạn mạch RL lệch pha 60° so với dịng điện Khi 3 mạch cộng hường Biết 32 / 3 52 / 1 75, 2 Khi ω thay đổi điện áp hiệu dụng L đạt giá trị cực đại A 100 V B 300V C 250V D 50 6V Hướng dẫn 1 � �tan RC CR tan 45 � 1 CR � 32 / 3 2 / 1 75,6 ��������� � � 3 2 L R � LC �tan RL R tan 60 � 2 L * Theo đề bài: � 27 R C 1 �R C � R 2C R 2C 2L n 75 � 75, � 0, ���� � n 2,5 � L 2L �L � KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ U U L max n 2 * Theo BHD4: 250 V � Chọn C u 50 42 cos t / Câu 181 Đăt điện áp (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối thứ tự gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C Khi 1 điện áp đoạn mạch RC lệch pha 135° so với dòng điện mạch Khi 2 điện áp đoạn mạch RL lệch pha 135° so với dòng điện Khi 3 mạch cộng hường Biết 22 / 3 2 / 1 3,84 2 Khi ω thay đổi điện áp hiệu dụng L đạt giá trị cực đại B 129V C 150V D 50 6V Hướng dẫn A 100 V 2 L R * Từ đề suy ra: R 2C R C �R C � 2 / 3 2 / 1 3,84 �������� �4 � � 3,84 1C L �L � 1 R 2C 2L n � 0,8 ���� �n 2L U U L max 50 V � n 2 * Theo BHD4: Chọn D Câu 182 Đặt điện áp u U cos t (V) (U không đổi, 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 cho L = R 2C Khi 1 2 hệ số cơng suất mạch AB k Khi 3 điện áp hiệu dụng L cực đại Biết 1 2 33 Giá trị k gần giá trị sau đây? A 0,35 B 0,56 C 0,45 D 0,86 Hướng dẫn * Theo BHD4: 1 R 2C � n � 3 L n 2L 12 n 20 LC 02 LC � 1 2 60 ����� � 1 2,8060 1L tan 1 1C R 1 * Từ � cos 1 0,38 � Chọn A 1LC R 2C L 1 LC 02 1 R 2C 0 L 2,8060 02 2,8060 10 Câu 183 Đăt điện áp u U cos 2ft (V) 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 với L = CR Mạch có hệ số cơng suất cosφ với hai giá trị tần số f f2 Khi tần số f3 điện áp hiệu dụng L cực đại Nếu f1= f2 + f3 cosφ gần giá trị sau đây? A 0,56 B 0,35 C 0,86 D 0,45 Hướng dẫn Cách 1: (Mang tính tư tiểu xảo khơng có khả khái qt hóa tốn) 2 * Từ L CR � R ZL ZC * Khi ULmax theo BHD1 � ZC3 Z ZL3 ZC3 � 12 R2 � ZL3 2ZC3 R 2 � ZC2 ZL1 LC * Vì cosφ nên Z R R � cos 2 2 R ZL2 ZC2 R ZL2 ZL1 R R2 2ZL3 0, 45 Cách 2: (Có khả khái quát hóa tốn) �ZC 1; ZL n 2; R 2n R 2C 1 � 1 � n � � n 2L n 3 � LC LC � * Theo NHD4: KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHĨ * Vì cosφ nên Z � 12 2 LC � R � Z R � 1 2 3 ����� � o 1, 7073 � � ZC2 C 0,586 � cos 0, 45 1, 707 Z � �ZL2 1, 707ZL � Khái quát dạng tốn: Mạch RLC có ω thay đổi với L = aR 2C (a > 0,5) ω1 ω2 mạch có b (với b = Z, cosφ, I, P,UR) Khi ω3 ULmax UCmax URlmax URlmax URcmax Biết phụ thuộc f 1 , 2 , 3 Hãy tính b u U cos 2ft V Câu 184 Đặt điện áp 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 với L = CR Mạch tiêu thụ công suất P1 với hai giá trị tần số f f2 Mạch tiêu thụ công suất P4 tần số f4 lúc điện áp hiệu dụng cuộn cảm cực đại Nếu f + f2 = f3 12 biểu thức (P3/P1 + P4/P1) gần giá trị sau đây? A B C D Hướng dẫn 12 02 LC * Theo ra: Giả sử 1 2 � �ZL 1; Z C n 2; R 2n � R C 1 2 � 1 � n � � cos 3 cos2 4 2L n n 1 � � 0 0 3 � 1 2 0 � n � * Theo BHD 4: � � R � 6 � � 1 0 C � �ZL � cos 1 cos 2 � �ZC 1 � P3 P4 cos 3 cos 4 4� P1 P1 cos 1 cos 1 Chọn A u U cos 2ft V Câu 185 Đặt điện áp 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 với L = CR Mạch tiêu thụ công suất P0 với hai giá trị tần số f f2 Mạch tiêu thụ công suất P tần số f3 lúc điện áp hiệu dụng cuộn cảm cực đại Nếu (f1/f3 + f2/f3)2 biểu thức P0/P gần giá trị sau đây? A 0,22 B 0,45 C 0,57 D 0,66 Hướng dẫn 12 02 ; LC * Vì có P nên Giả sử 1 2 �ZL 1; Z C n 2; R 2n R 2C � 1 � n � � 2L n 3 � 0 23 � n � * Theo BHD4: �Z'L 0,5 2ZL 0,5 � 12 02 32 ������ � 1 0,5 2C � � ' ZC 1 2 2,5 23 2 �ZC 0,5 � 2 P0 �Z3 � � � P �Z0 � 0, 2 � 0, 46 � 13 Chọn B ... f1 f R tan 2 2f L f f 22 f12 f f22 2 2f C 4 LC R � ? ?1 cos 3 ? ?1 cos2 2 f 50 f1 50 16 f1 10 0 f1 f1 50 2 f1 25 f1 10 0 f1 50 f1 f1 10 0 � f12... �? ?1 2 � �2 2� �� �� �? ?1 2 � ? ?1 ? ?1 � � �2 � � 2�4 2 � � 4R 2L C2 � 1? ?? 1, 29? ? ?14 �? ?1 2 � k �R ? ?1 � � 1, 15 � � 1, 29 U 1 � C2 � U C max xU � x 1, 36 2 L 2, 829 1, ... ZL ZL � k � 1? ?? ? ?1 k � �Z L1 ZL2 R ZC � 1? ?? ? ?1 �ZL2 15 0 ZL1 3ZL ? ?15 0 �� � �Z Z 10 02.2 ������ � � L1 �ZL1 300 L2 �Z Z 2ZC L2 � ZC 10 0 � R 10 0 � L1 10 02.2 � ZL1Z L2 * Để U