255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)



255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 1: Mạch điện xoay chiều gồm có R = 30 Ω nối tiếp với cuộn cảm thuần: L = 0,3/π (H). Cho điện áp tức thời giữa hai đầu mạch u = 120√2cos100πt (V). Viết công thức của i.

A. i = 4cos(100πt - π/4) (A).

B. i = 4cos(100πt + π/4) (A).

C. i = 4cos(100πt) (A).

D. i = cos(100πt - π/4) (A).

Đáp án: Cảm kháng: ZL = Lω = 30 Ω

Tổng trở: Z = √(R2 + ZL2) = 30√2 Ω

Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = U/Z = 120/(30√2) = 4√2 A.

Độ lệch pha: tanφ = ZL/R = 1 ⇒ φ = π/4. Tức là i trễ pha hơn u một góc π/4

Vậy biểu thức tức thời của cường độ dòng điện là: i = 4cos(100πt - π/4) (A).

Đáp án A

Bài 2: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 40 Ω ghép nối tiếp với cuộn cảm thuần L. Cho biết điện áp tức thời hai đầu mạch u = 80cos100πt (V) và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm UL = 40 V. Xác định ZL .

A. 20 Ω                B. 30 Ω                C. 40 Ω                D. 50 Ω

Ta có: U2 = U2R + U2L ⇒ UR = √(U2 - UL2) = 40 V.

Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = U/R = 40/40 = 1 A.

Cảm kháng: ZL = UL : I = 40 : 1 = 40 Ω

Chọn C.

Bài 3: Mạch điện xoay chiều gồm có: R = 30 Ω, C = 1/5000π F, L = 0,2/π H. Biết điện áp tức thời hai đầu mạch u = 120√2cos100πt (V). Viết biểu thức của i.

A. i = 2cos(100πt + π/4) (A)

B. i = 2√2cos(100πt + π/4) (A)

C. i = 4cos(100πt + π/4) (A)

D. i = 4cos(100πt + π/2) (A)

Đáp án: Áp dụng các công thức: ZC = 1/Cω = 50 Ω; ZL = ωL = 20 Ω

⇒ Z = √(R2 + (ZL - ZC)2) = 30√2 Ω

Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = U : Z = 120 : 30√2 = 4/√2 A

Độ lệch pha: tanφ = (ZL - ZC)/R = -1 ⇒ φ = π/4. Tức là i sớm pha hơn u một góc π/4.

Vậy biểu thức tức thời của cường độ dòng điện là: i = 4cos(100πt + π/4) (A)

Chọn C

Bài 4: Mạch điện xoay chiều gồm có R = 40 Ω, C = 1/4000π F, L = 0.1/π H . Biết điện áp tức thời hai đầu mạch u = 120√2.cos100πt (V). Viết biểu thức của i.

A. i = 2,4cos(100πt + 0,645 ) (A)

B. i = 2,4√2cos(100πt) (A)

C. i = √2cos(100πt + 0,645) (A)

D. i = 2,4√2cos(100πt + 0,645) (A)

Đáp án: Áp dụng các công thức: ZC = 1/C.ω = 40 Ω; ZL = ωL = 10 Ω

⇒ Z = √(R2 + (ZL - ZC)2) = 50 Ω

Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = U : Z = 120 : 50 = 2,4 A.

Độ lệch pha: tanφ = (ZL - ZC)/R = (-3)/4 ⇒ φ ≈ -37° ≈ -0,645 rad. Tức là i sớm pha hơn u một góc 0,645 rad.

Vậy biểu thức tức thời của cường độ dòng điện là: i = 2,4√2cos(100πt + 0,645 ) (A)

Chọn D

Bài 5: Cho mạch điện xoay chiều gồm R = 20 Ω, L = 0.2/π H và C = 1/2000π F. Biết điện áp tức thời hai đầu mạch u = 80cosωt (V), tính ω để trong mạch có cộng hưởng. Khi đó viết biểu thức của i.

A. 100, i = 4cos(100πt) (A).

B. 100π, i = cos(100πt) (A).

C. π, i = 4cos(100πt) (A).

D. 100π, i = 4cos(100πt) (A).

Đáp án: Hiện tượng cộng hưởng khi:

ZL = ZC ⇔ ωL = 1/C.ω ⇒ ω = 1/√(LC) = 100π (rad/s)

Khi đó cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị cực đại và dòng điện cùng pha với điện áp:

Imax = U : R = 40√2 : 20 = 2√2 A và φ = 0.

Biểu thức của dòng điện: i = 4cos(100πt) (A).

Chọn D

Bài 6: Chọn câu đúng:

Đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp có R = 40 Ω; 1/Lω = 30 Ω; ωL = 30 Ω. Đặt vào hai đầu mạch điện áp u = 120√2cos100πt (V). Biểu thức của dòng điện tức thời trong mạch là:

A. i = 3cos(100πt - π/2) (A)

B. i = 3√2 (A)

C. i = 3cos100πt (A)

D. i = 3√2cos100πt (A)

Đáp án: Tổng trở của đoạn mạch là Z = √(R2 + (ZL - ZC)2) = 40 Ω

Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = U : Z = 120 : 40 = 3 A.

Độ lệch pha: tanφ = (ZL - ZC)/R = 0 ⇒ φ = 0. Tức là i và u một góc cùng pha

Vậy biểu thức tức thời của cường độ dòng điện là: i = 3√2cos(100πt) (A)

Chọn D.

Bài 7: Đặt điện áp u = Uocos.(100πt + π/3) (V) vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm 1/2π (H). Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 100√2 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 2 A. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là

A. i = 2√3cos.(100πt - π/6 (A)

B. i = 2√3cos.(100πt + π/6 (A)

C. i = 2√2cos.(100πt + π/6 (A)

D. i = 2√2cos.(100πt - π/6 (A)

Đáp án: ZL = 50 Ω

Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần thì

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 8: Mạch RLC gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 2/π (H), Điện trở thuần R = 100 Ω và tụ điên có điện dung C = 10-4/π . Khi trong mạch điện có dòng điên xoay chiều i = √2cosωt (A) chạy qua thì hệ số công suất mạch là √2/2. Xác định tần sô của dòng điện

A. 50 Hz.           B. 50 Hz hoặc f = 25 Hz           C. 25 Hz           D. 50 Hz hoặc f = 75 Hz.

Đáp án

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 9: Cho mạch điện không phân nhánh R = 100√3 Ω, cuộn dây cảm thuần L và tụ điện có điện dung C = 10-4/2π (F). Đặt vào hai đầu một hiệu điện thế u = 100√2cos100πt . Biết điện áp ULC = 50 V. Dòng điện nhanh pha hơn điện áp. Hãy tính L

A. L = 0,138(H)            B. L = 0,159 (H)            C. L = 0,636 (H)            D. L = 0,123 (H)

Đáp án: ta có ω = 100π (rad/s), U = 100 V, ZC = 200 Ω

Điện áp hai đầu điện trở thuần là UR = √(U2 - ULC2) = 50√3 V

Cường độ dòng điện I = UR/R = 0,5A và ZLC = ULC/I = 100 Ω

Dòng điện nhanh pha hơn điện áp nên ZL < ZC ⇒ ZC - ZL = 100 Ω

ZL = ZC - 100 = 200 - 100 = 100 Ω ⇒ L = ZL/ω = 0,318 H

Chọn A

Bài 10: Mạch RLC gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 2/π H, Điện trở thuần R = 100 Ω và tụ điên có điện dung C = 10-4/π. Khi trong mạch điện có dòng điên xoay chiều i = √2cosωt (A) chạy qua thì hệ số công suất mạch là √2/2. Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu mạch

A. u = 200cos(100πt + π/4)

B. u = 200cos(25πt - π/4)(A)

C. u = 200cos(100πt + π/4) (A) hoặc u = 200cos(25πt - π/4)(A)

D. u = 20cos(100πt + π/4) (A) hoặc u = 200cos(25πt - π/4)(A)

Đáp án:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 11: Cho mạch điện không phân nhánh R = 100√3 Ω, cuộn dây cảm thuần L và tụ điện có điện dung C = 10-4/2π (F). Đặt vào hai đầu một hiệu điện thế u = 100√2cos100πt. Biết điện áp ULC = 50 V. Dòng điện nhanh pha hơn điện áp. Viết biểu thức cường độ dòng điện i trong mạch.

A. i = 0,5.cos(100πt + π/6) (A)

B. i = √2.cos(100πt - π/6) (A)

C. i = 0,5√2.cos(100πt + π/6) (A)

D. i = 0,5√2.cos(100πt) (A)

Đáp án: ta có ω = 100π rad/s, U = 100 V, ZC = 200 Ω

Điện áp hai đầu điện trở thuần là UR = √(U2 - ULC2) = 50√3 V

Cường độ dòng điện I = UR/R = 0,5 A và ZLC = ULC/I = 100 Ω

Dòng điện nhanh pha hơn điện áp nên ZL < ZC ⇒ ZC - ZL = 100 Ω

ZL = ZC - 100 = 200 - 100 = 100 Ω ⇒ L = ZL/ω = 0,318 H

Độ lệch pha giữa u và i: tgφ = (ZL - ZC)/R = (-1)/√3 ⇒ φ = (-π)/6

⇒ i = 0,5√2.cos(100πt + π/6) (A)

Chọn C

Bài 12: Đặt điện áp u = Uocosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với một biến trở R. Ứng với hai giá trị R1 = 20 Ω, R2 = 80 Ω của biến trở thì công suất tiêu thụ trong đoạn mạch đều bằng 400 W. Giá trị U là

A. 400 V                B. 200 V                C. 100 V                D. 100√2 V

Đáp án:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 13: Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần ứng gồm 4 cuộn dây giống nhau mắc nốt tiếp. Suất điện động xoay chiều do máy phát sinh ra có tần số 50 Hz và có giá trị hiệu dụng 100√2 V. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây của phần ứng là (5/π) m Wb. Tính số vòng dây trong mỗi cuộn dây của phần ứng

A. 400 vòng              B. 750 vòng              C. 25 vòng              D. 100 vòng

Đáp án: Eo = E√2 = 2πfNΦo ⇒ N = (E√2)/(2πfΦo) = 400 vòng. Mỗi cuộn N1c = N/4 = 100 vòng

Chọn D

Bài 14: Môt động cơ điện xoay chiều có điện trở dây cuốn là 32 Ω mắc vào điện áp 220 V thì sản ra công suất 43 W. Biết hệ số công suất là 0,9. Tính cường độ dòng điện chạy trong động cơ

A. I1 = 1 A hoặc I2 = 0,25 A

B. I = 0,25 A

C. I1 = 4/8 A hoặc I2 = 0,2 A

D. I = 43/8 A

Đáp án: I2r + Pđc = UI.cosφ ⇒ 32I2 – 180I + 43 = 0

Hai nghiệm I1 = 43/8 A hoặc I2 = 0,25 A

Loại nghiệm I1 vì khi đó công suất hao phí = 924,5 W > Pcơ học = 43 W

Chọn B

Bài 15: Mạch điện AB gồm điện trở thuần R = 50 Ω, cuộn dây có độ tự cảm L = 0,4/π H và điện trở r = 60 Ω, tụ điện có điện dung C thay đổi được mắc nối tiếp theo đúng thứ tự trên vào vào điện áp uAB = 200√2.cos(200ωt) (t tính bằng giây). Người ta thấy rằng khi C = Cm thì điện áp hiệu dụng ở mạch chứa cuộn dây và tụ điện đạt cực tiểu Umin. Giá trị của Cm và Umin lần lượt là:

A. 10-3/4π F; 100 V

B. 10-3/3π F; 100 V

C. 10-3/4π F; 120 V

D. 10-3/3π F; 100 V

Điện áp hiệu dụng ở mạch chứa cuộn dây và tụ điện

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 16: Một tụ điện C có điện dung thay đổi, nối tiếp với điện trở R = 10√3 Ω và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 0,2/π H trong mạch điện xoay chiều có tần số của dòng điện 50 Hz. Để cho điện áp hiệu dụng của đoạn mạch R nối tiếp C là URC đạt cực đại thì điện dung C phải có giá trị sao cho dung kháng bằng

A. 20 Ω                B. 30 Ω               C. 40 Ω              D. 35 Ω

Đáp án

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 17: Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 100 Ω và tụ điện có điện dung C = 100 μF. Đặt vào hai đầu mạch điện áp u = Uo.cos(100t) (V), t tính bằng giây. Đồ thị biểu diễn quan hệ toán học giữa điện áp hai đầu tụ uC và điện áp hai đầu điện trở uR trong hệ tọa độ vuông góc OuRuC có dạng:

A. đường tròn

B. đường elip, tâm sai e = √(1 - 1/π2)

C. hình sin

D. một đoạn thằng, hệ số góc k = -1

Đáp án

ZC = 100 Ω = R; tanφ = -1. Do đó u trễ pha hơn i góc 45°

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Ta có: U0C = U0R    (2)

Từ (1) và (2) suy ra: đồ thì uC, uR là đường tròn

Chọn A

Bài 18: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM có điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, đoạn mạch MB chỉ có tụ điện với điện dung thay đổi được. Đặt điện áp u = Uocos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch AB. Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C sao cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha π/2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM. Biểu thức liên hệ của tần số góc ω với R, L, C là:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)
255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 19: Đặt điện áp u = Uocos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp. Trong đó Uo, ω, R và C không đổi còn L thay đổi được. Thay đổi L thì thấy hai giá trị L = L1 và L = L2, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm thuần L có giá trị như nhau. Giữa ZL1 và ZL2 có hệ thức:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Đáp án A:

* Khi mạch có hai giá trị của L1 và L2 để cho cùng giá trị của UL, mối liên hệ giữa chúng:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Khi có L1 và L2 cùng cho một giá trị UL thì phương trình có 2 nghiệm phân biệt, Áp dụng định lý Viet ta được:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 20: Cho mạch điện xoay chiều gồm 3 phần tử mắc nối tiếp: Điện trở R, cuộn cảm L = 1/4π H và tụ điện C. Cho biết điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch là u = 90cos(ωt + π/6) (V). Khi ω = ω1 thì cường độ dòng điện trong mạch là i = √2cos(ω1t - π/12) (A), t tính bằng giây. Cho tần số góc ω thay đổi đến giá trị mà trong mạch có cộng hưởng dòng điện, biểu thức điện áp giữa hai bản tụ điện đến lúc đó là:

A. uc = 45√2cos(100πt - π/3) (V)

B. uc = 45√2cos(120πt - π/3) (V)

C. uc = 60cos(100πt - π/3) (V)

D. uc = 60√2cos(120πt - π/3) (V)

Đáp án

ZL = 25 Ω

Khi ω = ω1 thì:

Z = U/I = 45√2 = √(R2 + (ZL - ZC)2)

tan(π/4) = (ZL - ZC)/R = 1

⇒ R = 45 Ω; ZC = 15 Ω

Do đó: C = 1/3600π (F)

Khi có cộng hưởng, cường độ dòng điện:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 21: Đặt một điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm và tụ điện. Tại thời điểm t1 các giá trị tức thời của điện áp hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện và hai đầu điện trở R lần lượt là uL = -20√3 V, uC = 60√3 V, uR = 30 V. Tại thời điểm t2 các giá trị tức thời là u’L = 40 V; u’C = -120 V; u’R = 30 V. Điện áp cực đại giữa hai đầu đoạn mạch là:

A. 100 V                 B. 120 V                 C. 80√3 V                D. 60 V

Đáp án

uL và uC ngược pha nhau nên ta có uL1/uC1 = uL2/uC2 = -U0L/U0C = -1/3

→ U0L/U0C = 1/3

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

uLC luôn vuông pha với uR

Tại thời điểm t2 ta có vecto UR vuông góc với trục hoành nên các vecto ULUC nằm dọc theo trục hoành. Vậy U0L = 40 V và U0C = 120 V

Tại thời điểm t1 vecto UL hợp với chiều âm của trục hoành một góc π/6 nên vecto UR hợp với chiều dương của trục hoành một góc π/3. Nghĩa là U0R = 60 V

Vậy Uo = [ U0R2 + (U0L + U0C)2]1/2 = 100 V

Chọn A

Bài 22: Cho mạch điện xoay chiều AB chứa R, L, C nối tiếp, đoạn mạch AM có điện trở thuần và cuộn dây thuần cảm 2R = ZL, đoạn MB có tụ C điện dung có thể thay đổi được. Đặt hai đầu mạch vào hiệu điện thế xoay chiều u = Uocosωt (V), có Uo và ω không đổi. Thay đổi C = Co công suất mạch đạt giá trị cực đại, khi đó mắc thêm tụ C1 vào mạch MB, công suất toàn mạch giảm một nửa, tiếp tục mắc thêm tụ C2 vào mạch MB để công suất của mạch tăng gấp đôi. Giá trị C2 là:

A. Co/3 hoặc 3Co                     B. Co/2 hoặc 2Co

C. Co/3 hoặc 2Co                     D. Co/2 hoặc 3Co

Đáp án

* Ta có thể mắc nối tiếp hoặc song song C1 và C0

* Khi C = C0 mạch xảy ra cộng hưởng điện:

ZL = ZC0 = 2R; P = U2/2R

Công suất tiêu thụ:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Khi P1 = 2P thì R2 + (2R - ZC)2 = 2R2 ⇒ ZC01 = R hoặc ZC01 = 3R

* Nếu ZC01 = R < ZCO = 2R ⇒ Cần mắc C1 // với C0 và có giá trị thỏa mãn:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Mắc C2 vào mạch thì công suất lại tăng gấp đôi tức lại quay về P2 = P. Hay ta mắc tụ C2 sao cho tổng trở bằng tổng trở khi chưa mắc C1 và C2. Khi đó cần mắc C2 nối tiếp với C01 (đã gồm C0 // C1) có giá trị bằng R

⇒ ZC2 = R = ZC0/2 ⇒ C2 = 2C0   (1)

* Nếu ZC = 3R

Lập luận tương tự như trên. Ban đầu mắc C1 nối tiếp với C0. Sau đó mắc C2 // cụm C01: ZC01 = R

Khi đó:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Từ (1) và (2) chọn C

Bài 23: Cho mạch xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp với C có thể thay đổi, L không đổi. Điện áp xoay chiều đặt vào 2 đầu mạch uAB = 100√2cos100πt và R = 100√3 Ω. Khi C tăng 2 lần thì công suất tiêu thụ không đổi nhưng cường độ dòng điện có pha thay đổi 1 góc π/3. Công suất tiêu thụ mạch là:

A. 100 W              B. 50√3 V              C. 100√3 V              D. 25√3 V

Đáp án

Khi C tăng 2 lần nhưng P không đổi tức:

cos|φ1| = cosφ2    (1)

φ2 – φ1 = π/3   (2) (φ sẽ tăng do ZC giảm, φi giảm)

Từ (1) và (2) suy ra φ2 = π/6

P = UIcosφ = (Ucosφ2)2/R = 25√3 V

Chọn D

Bài 24: Cho mạch điện xoay chiều có đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với đoạn mạch MN gồm cuộn dây thuần cảm có điện trở r = R và độ tự cảm L và nối tiếp với đoạn mạch NB chỉ chưa tụ C. Giá trị hiệu dụng của điện áp UAB = UNB. Hệ số công suất trên cuộn dây là k1 = 0,6. Hệ số công suất của cả mạch là bao nhiêu?

A. 0,923                 B. 0,683                 C. 0,752                 D. 0,854

Đáp án

R = r

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 25: Đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp tụ điện C, được nối vào hai cực của một máy phát điện xoay chiều 1 pha. Bỏ qua điện trở dây nối và cuộn dây máy phát. Khi Roto quay đều với tốc độ n vòng/phút, thì tụ điện có dung kháng ZC1 và cường độ dòng điện hiệu dụng là √3 A. Khi Roto quay 3n vòng/phút thì có cường độ dòng điện hiệu dụng là 9A và dung kháng ZC2. Nếu Rôto quay 2n vòng/phút thì tổng trở mạch là:

A. √21/2ZC2                B. √2ZC2                 C. √3ZC2                 D. 3/2ZC2

Đáp án

Eo = ωNBS ⇒ E = U ∼ n

ZC = 1/ωC ⇒ ZC ∼ 1/n

Khi roto quay với tốc độ n vòng/phút:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Khi roto quay với tốc độ 3n vòng/phút:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 26: Mạch dao động điện từ lý tưởng gồm cuộn thuần cảm và hai tụ điện có điện dung C1 = C2 mắc nối tiếp, hai bản tụ C1 được nối với nhau bằng một khóa K. Ban đầu khi khóa K mở thì điện áp cực đại hai đầu cuộn dây là 8√6 (V), sau đó đúng vào thời điểm dòng điện qua cuộn dây có giá trị bằng giá trị hiệu dụng thì khoa K đóng lại, điện áp cực đại hai đầu cuộn dây sau khi đóng khóa K là:

A. 16 V                B. 12 V                C. 12√3 V                D. 14√6 V

Đáp án

* K mở: W = (1/2).(C1/2).U02

* K đóng: i = I0/√2 ⇒ Wđ = Wt = W/2

Lúc đóng khoa K coi như một tụ điện bị mất đi. Năng lượng điện trường trên một tụ bị mất đi. Năng lượng còn lại của mạch dao động:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 27: Trong mạch dao động lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với chu kì T. Biết tụ điện có điện dung 2 nF và cuộn cảm có độ tự cảm L = 8 mH .Tại thời điểm t1 ,cường độ dòng điện trong mạch có độ lớn là 5 mA.Sau khoảng thời gian 2π.10-6 s tiếp theo,điện áp giữa hai bản tụ có độ lớn là:

A. 20V                B. 10mV                C. 10V                D. 2,5mV

Đáp án:

Chu kì dao động tự do: T = 2π√LC = 8π.10-6 s

Lúc t ta có: i = Iocos(ωt + φ)

Lúc t + T/4 pha của u là pha của i trước đó nên ta có:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 28: Trong máy phát điện xoay chiều 3 pha, có suất điện động cực đại là Eo, khi suất điện động tức thời ở cuộn 1 triệt tiêu thì suất điện động tức thời trong cuộn 2 và 3 tương ứng là:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

e1 = Eocosωt

e2 = Eocos(ωt - 2π/3)

e3 = Eocos(ωt + 2π/3)

Khi e1 = 0 ⇒ cosωt = 0

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 29: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi. Tại thời điểm t1 các giá trị tức thời uL(t1) = -30√3 V, uR(t1) = 40 V. Tại thời điểm t2 các giá trị tức thời uL(t2) = 60 V, uC(t2) = -120 V, uR(t2) = 0V. Điện áp cực đại giữa hai đầu đoạn mạch là:

A. 50 V                B. 100 V                C. 60 V                D. 50√3 V

Đáp án

Ta có: uR = U0Rcosωt ; uL = U0Lcos(ωt + π/2) = - U0Lsinωt

uC = U0C.cos(ωt - π/2) = U0Csinωt

Tại thời điểm t2 : uR(t2) = U0Rcosωt2 = 0 V; cosωt2 = 0 ⇒ sinωt2 = ± 1

uL(t2) = - U0Lsinωt2 = 60 V ⇒ U0L = 60 V   (*)

uC(t2) = U0Csinωt2 = -120 V ⇒ U0C = 120 V   (**)

Tại thời điểm t1: uR(t1) = U0Rcosωt1 = 40 V

uL(t1) = - 60sinωt1 = -30√3 V

⇒ sinωt1 = √3/2 ⇒ cosωt1 = ± 1/2 ⇒ Do đó: U0R = 80 V    (***)

⇒ U02 = U0R2 + (U0L - U0C)2 = 802 + 602 ⇒ U0 = 100 V

Chọn B

Bài 30: Mạch điện gồm điện trở R = 100 Ω mắc nối tiếp với cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 1/π H. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng u = 400cos2(50ωt) (V).Tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch:

A. √3 A                B. √4 A                 C. √5 A                 D. √6 A

Đáp án

Ta có: u = 400cos2(50ωt) = 200cos(100ωt) + 200 (V)

Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm hai thành phần: Điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 = 100√2 V, tần số góc 100π rad/s và điện áp một chiều U2 = 200 V

Công suất tỏa nhiệt trên điện trở R: P = P1 + P2   P = I2R;    P1 = I12.R;    P2 = I22R

Với I1 = U1/Z = 1 A, vì ZL = 100 Ω → Z = √(R2 + ZL2) = 100√2 Ω; I2 = U2/R = 2A

I = √(I12 + I22) = √5 (A)

Chọn C

Bài 31: Một đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L = 3/5π H mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 10-3/14π (F). Hai đầu được duy trì điện áp u = 160.cos(100ωt) (V). Công suất của đoạn mạch là 80 W. Tìm độ lệch pha của cường độ dòng điện so với điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch?

A. π/2                B. π/3                 C. π/4                 D. π/5

Đáp án

ZL = 60 Ω; ZC = 140 Ω ; U = 80√2 V

P = I2.R = (U2.R)/(R2 + (ZL - ZC)2) ⇒ R2 - 160R + 802 = 0 ⇒ R = 80 Ω

I = √(P/R) = 1A        P = UIcosφ ⇒ cosφ = P/UI = √2/2 ⇒ φ = π/4

Cường độ dòng điện chậm pha hơn điện áp đặt vào hai đầu mạch góc π/4

Chọn C

Bài 32: Đặt điện áp xoay chiều u = Uocos(120ωt + π/3) (V) vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1/6π H. Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là 40√2 (V) thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là 1 A. Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm là?

A. i = 3cos(100πt + π/6)

B. i = 2cos(120πt + π/6)

C. i = 2cos(100πt + π/6)

D. i = 3cos(120πt + π/6)

Đáp án

ZL = 20 Ω. Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm là:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 33: Cho đoạn mạch xoay chiều nối tiếp RLC, điện dung C = 2μF. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều thì điện áp giữa hai tụ điện có biểu thức u = 100cos(100πt + π/3). Trong khoảng thời gian 5.10-3 s kể từ thời điểm ban đầu, điện lượng chuyển qua điện trở R có độ lớn là:

A. (√3 - √2).10-4 (C)

B. (1 + √3)10-4 (C)

C. (√3 + √2).10-4 (C)

D. (1 - √3)10-4 (C)

Đáp án:

uC = 100.cos(100πt + π/3), ZC = 5000/π (Ω) → Io = U0C/ZC = π/50 (A)

→ i = π/50.cos⁡(100πt + 5π/6) (A)

Trong khoảng thời gian 5.10-3 s kể từ thời điểm ban đầu, điện lượng chuyển qua điện trở R có độ lớn là:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 34: Dòng điện xoay chiều có chu kì T, nếu tính giá trị hiệu dụng của dòng điện trong thời gian T/3 là 3A, trong T/4 tiếp theo giá trị hiệu dụng là 2(A) và trong 5T/12 tiếp theo nữa giá trị hiệu dụng là 2√3 (A). Tìm giá trị hiệu dụng của dòng điện:

A. 4 (A)                 B. 3√2 (A)                 C. 3(A)                 D. 5(A)

Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R của mạch trong thời gian:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 35: Cho mạch điện AB có hiệu điện thế không đổi gồm có biến trở R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C mắc nối tiếp. Gọi U1, U2, U3 lần lượt là hiệu điện thế hiệu dụng trên R, L và C. Biết khi U1 = 100 V, U2 = 200 V, U3 = 100 V. Điều chỉnh R để U1 = 80 V, lúc ấy U2 có giá trị:

A. 233,2 V                 B. 100√2 V                C. 50√2 V                 D. 50 V

Đáp án

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Chọn A

Bài 36: Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở hoạt động R nối tiếp với tụ C. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều ổn định u = U√2cosωt. Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây lớn nhất bằng 2U. Với giá trị nào của C thì UC đạt cực đại?

A. C = (3C0)/4                 B. C = C0/2                 C. C = C0/4                D. C = C0/3

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Chọn A

Bài 37: Cho đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Cho các giá trị R = 60 Ω, ZC = 600 Ω; ZL = 140 Ω. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có tần số f = 50 Hz. Biết điện áp giới hạn (điện áp đánh thủng) của tụ điện là 400 V. Điện áp hiệu dụng tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch để tụ điện không bị đánh thủng là:

A. 400√2 V                 B. 409,3 V                C. 309,3 V                D. 209,2 V

Đáp án

Tổng trở:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 38: Đặt một điện áp u = U√2.cos(110πt - π/3) (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R (không đổi), cuộn dây cảm thuần có L = 0,3 H và một tụ điện có điện dung C thay đổi được. Cần phải điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị nào để điện tích trên bản tụ điện dao động với biên độ lớn nhất?

A. 26,9 μF                  B. 27,9 μF                 C. 33,77 μF                D. 23,5 μF

Đáp án

Giả sử điện tích giữa hai bản cực tụ điện biến thiên theo phương trình q = Q0cos(ωt + φ)

Khi đó dòng điện qua mạch có biểu thức:

i = q’ = -ΩQosin(ωt + φ) = Iocos(ωt + φ + π/2)

Với Io = ωQo ⇒ Qo có giá trị lớn nhất khi Io có giá trị lớn nhất (ω không đổi)

⇒ I = I tức là khi trong mạch có sự cộng hưởng ⇒ ZC = ZL

Do đó C = 1/(ω2.L) = 1/((110π)2.0,3) = 27,9 μF

Chọn B

Bài 39: Một mạch tiêu thụ điện là cuộn dây có điện trở thuần r = 8 Ω, tiêu thụ công suất P = 32 W với hệ số công suất cosφ = 0,8. Điện năng được đưa từ máy phát điện xoay chiều 1 pha nhờ dây dẫn có điện trở R = 4 Ω. Điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây nơi máy phát là:

A. 10√5 (V)                 B. 28 (V)                C. 12√5 (V)                D. 24 (V)

Đáp án

cosφ = r/Zd = 0,8 ⇒ Zd = 10 Ω và ZL = 6 Ω

Cường độ dòng điện qua mạch: I = √(P/r) = 2A

Điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây nơi máy phát là:

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Chọn C

Bài 40: Trong một giờ thực hành một học sinh muốn một bếp điện loại 180 V – 120 W hoạt động bình thường dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến trở (coi bếp điện tương đương với một đoạn mạch R-L-C mắc nối tiếp). Ban đầu học sinh đó để biến trở có giá trị 70 Ω thì đo thấy cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 0,75 A và công suất của bếp điện đạt 92,8%. Muốn bếp điện hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế nào?

A. Giảm đi 20Ω

B. Tăng thêm 12Ω

C. Giảm đi 12 Ω

D. Tăng thêm 20 Ω

Đáp án

Gọi R0, ZL, ZC là điện trở thuần, cảm kháng và dung kháng của quạt điện.

Công suất định mức của quạt P = 120 W, dòng điện định mức của quạt I. Gọi R2 là giá trị của biến trở khi hoạt động bình thường khi điện áp U = 220 V.

Khi biến trở có giá trị R1 = 70Ω thì I1 = 0,75 A, P1 = 0,928 P = 111,36 W

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Khi bếp điện hoạt động bình thường, ta có: P = I2R0 = 120 W   (4)

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Phải giảm 12 Ω

Chọn C

Bài 41: Mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện. Các điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch 120 V, ở hai đầu cuộn dây 120 V và ở hai đầu tụ điện 120 V. Hệ số công suất của mạch là

A. 0,125                B. 0,87                C. 0,5                D. 0,75

Đáp án: Ud2 = Ur2 + UL2 = 1202   (1)

U2 = Ur2 + (UL – UC)2 = 1202   (2)

UC = 120   (3)

Từ (1), (2) và (3) ⇒ UL = 60; Ur = 60√3 ⇒ cosφ = Ur/U = 0,87 ⇒ Chọn B

Bài 42: Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều được xây dựng dựa trên

A. tác dụng hóa của dòng điện.

B. tác dụng từ của dòng điện.

C. tác dụng quang điện.

D. tác dụng nhiệt của dòng điện.

Chọn D.

Bài 43: Đặt điện áp xoay chiều u = Uocosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và tụ điện có dung kháng ZC mắc nối tiếp. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch; i và Io, I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong đoạn mạch; uC, uR tương ứng là điện áp tức thời giữa hai đầu tụ điện, giữa hai đầu điện trở, φ là góc lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch: φ = φui. Hệ thức nào sau đây sai?

255 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Đáp án: Vì ur vuông pha với uc nên u2 = uR2 + uc2 = uR2 + i2.ZC2

Chọn D

Bài 44: Công suất tỏa nhiệt của một mạch điện xoay chiều phụ thuộc vào

A. Điện trở thuần của mạch

B. Cảm kháng của mạch

C. Dung kháng của mạch

D. Tổng trở của mạch

Đáp án: Công suất tỏa nhiệt của một mạch điện xoay chiều phụ thuộc vào điện trở thuần của mạch

Chọn A

Bài 45: Dung kháng của một mạch RLC mắc nối tiếp dạng có giá trị nhỏ hơn cảm kháng. Muốn xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch ta phải

A. tăng điện dung của tụ điện.

B. tăng hệ số tự cảm của cuộn dây.

C. giảm điện trở của mạch.

D. giảm tần số dòng điện xoay chiều.

Đáp án

Chọn D.

Dung kháng của một mạch RLC mắc nối tiếp đang có giá trị nhỏ hơn cảm kháng tức là ZC < ZL. Ta giảm tần số dòng điện xoay chiều thì ZC tăng, ZL giảm đến khi ZC = ZL thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch

Bài 46: Khẳng định nào sau đây là đúng?

Khi điện áp giữa hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp sớm pha π/4 đối với dòng điện trong mạch thì

A. tần số của dòng điện trong mạch nhỏ hơn giá trị cần xảy ra hiện tượng cộng hưởng.

B. tổng trở của mạch bằng hai lần thành phần điện trở thuần R của mạch.

C. hiệu số giữa cảm kháng và dung kháng bằng điện trở thuần của mạch.

D. điện áp giữa hai đầu điện trở sớm pha π/4 so với điện áp giữa hai đầu tụ điện.

Đáp án: Áp dụng công thức tanφ = (ZL - ZC)/R = tan(π/4), khi đó hiệu số giữa cảm kháng và dung kháng bằng điện trở thuần của mạch.

Chọn C

Bài 47: Công suất của dòng điện xoay chiều trên một đoạn mạch RLC nối tiếp nhỏ hơn tích UI là do

A. một phần điện năng tiêu thụ trong tụ điện.

B. trong cuộn dây có dòng điện cảm ứng.

C. điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện lệch pha không đổi với nhau.

D. có hiện tượng cộng hưởng điện trên đoạn mạch.

Đáp án

Chọn C. Nếu có sự chênh lệch giữa u và i thì P = IUcosφ < UI.

Bài 48: Công suất của dòng điện xoay chiều trên đoạn mạch RLC nối tiếp không phụ thuộc vào đại lượng nào sau đây?

A. Cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch.

B. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.

C. Độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp giữa hai bản tụ.

D. Tỉ số giữa điện trở thuần và tổng trở của mạch.

Đáp án

Độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp giữa hai đầu tụ điện luôn là π/2. Công suất dòng điện không phụ thuộc vào đại lượng này.

Chọn C.

Bài 49: Trên một đoạn mạch xoay chiều, hệ số công suất bằng 0 (cosφ = 0), khi:

A. đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần.

B. đoạn mạch có điện trở bằng không.

C. đoạn mạch không có tụ điện.

D. đoạn mạch không có cuộn cảm.

Đáp án

Nếu R = 0 thì cosφ = 0

Chọn B.

Bài 50: Công thức tính công suất của một đoạn mạch xoay chiều là

A. P = U.I            B. P = Z.I2             C. P = Z.I2cosφ            D. P = R.I.cosφ.

Đáp án

U = I.Z thay vào ta thấy C đúng

Chọn C

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

KHÓA HỌC GIÚP TEEN 2002 ĐẠT 9-10 THI THPT QUỐC GIA

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com


dong-dien-xoay-chieu.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác
Khóa học 12