Bài tập Mạch RLC mắc nối tiếp trong đề thi Đại học (có lời giải)

Bài viết Mạch RLC mắc nối tiếp trong đề thi Đại học với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Mạch RLC mắc nối tiếp trong đề thi Đại học.

Bài tập Mạch RLC mắc nối tiếp trong đề thi Đại học (có lời giải)

Bài 1: [THPT QG năm 2017 – Câu 9 – M202] Đặt điện áp xoay chiều u = U√2cos(ωt + φ) (ω > 0) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Gọi Z và I lần luợt là tổng trở của đoạn mạch và cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch. Hệ thức nào sau đây đúng?

A. Z = I²U .    B. Z = IU .    C. U = IZ .    D. U = I²Z .

Lời giải:

Đáp án: C

Theo định luật Ôm: U = IZ

Bài 2: [THPT QG năm 2019 – Câu 18 – M223] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết R = 10Ω, cuộn cảm có cảm kháng Z_L = 20 Ω và tụ điện có dung kháng Z_C = 20Ω. Tổng trở của đoạn mạch là

A. 50Ω    B. 20Ω    C. 10Ω    D. 30Ω

Lời giải:

Đáp án: C

Z_L = Z_C ⇒ Z = R = 10Ω

Bài 3: [THPT QG năm 2017 – Câu 28 – MH2] Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V và tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở có giá trị là 40 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện có điện dung F . Cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng

A. 2,2 A.    B. 4,4 A.    C. 3,1 A.    D. 6,2 A.

Lời giải:

Đáp án: B

Z_L = 2πfL = 2π.50. = 80 (Ω);
Z_C = = 50 (Ω);

Z = = 50 (Ω);
I = = 4,4 (A).

Bài 4: [THPT QG năm 2017 – Câu 36 – MH3] Đặt điện áp u = 100√2 cos100πt (V)(t tính bằng giây) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 80Ω, tụ điện có điện dung F , cuộn dây có độ tự cảm . Khi đó, cường độ dòng điện trong đoạn mạch sớm pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch. Điện trở của cuộn dây có giá trị là

A. 80 Ω .    B. 100 Ω.    C. 20 Ω.    D. 40 Ω.

Lời giải:

Đáp án: C

= tan (- ) ⇒ r = 20 Ω.

Bài 5: [THPT QG năm 2017 – Câu 20 – MH3] Một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Nếu gọi u là hiệu điện thế giữa bản A và bản B của tụ điện thì điện tích của bản B biến thiên

A. trễ pha π/2 so với u.

B. sớm pha π/2 so với u.

C. ngược pha với u.

D. cùng pha với u.

Lời giải:

Đáp án: C

Hiệu điện thế giữa bản A và bản B cùng pha với điện tích của bản A, nược pha với điện tích bản B

Bài 6: [THPT QG năm 2017 – Câu 33 – MH1] Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với điện trở. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở là 100 V. Độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng

A. π/6.    B. π/4.    C. π/2.    D. π/3.

Lời giải:

Đáp án: D

cosφ = = 0,5 ⇒ φ =

Bài 7: [THPT QG năm 2017 – Câu 10 – M203] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cuộn cảm có cảm kháng Z_L và tụ điện có dung kháng Z_c. Tổng trờ của đoạn mạch là:

A.

B.

C.

D.

Lời giải:

Đáp án: A

Tổng trở của mạch Z = .

Bài 8: [THPT QG năm 2017 – Câu 6 – M204] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cảm kháng của cuộn cảm là Z_L, dung kháng của tụ điện là Z_C. Nếu Z_L = Z_C thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch

A. lệch pha 90^o so với cường độ dòng điện trong đoạn mạch.

B. trễ pha 30^o so với cường độ dòng điện trong đoạn mạch.

C. sớm pha 60^o so với cường độ dòng điện trong đoạn mạch.

D. cùng pha với cường độ dòng điện trong đoạn mạch.

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 9: [THPT QG năm 2019 – Câu 19 – M206] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở
R = 20√3Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Biết cuộn cảm có cảm kháng
Z_L = 20Ω . Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong đoạn mạch là

A.    B.    C.    D.

Lời giải:

Đáp án: C

tanφ = ⇒ φ =

Bài 10: [THPT QG năm 2017 – Câu 24 – M201] Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp xoay chiều u ở hai đầu một đoạn mạch vào thời gian t. Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch bằng

A. 110√2 V.     B. 220√2 V.    C. 220 V.    D. 110 V.

Lời giải:

Đáp án: A

Từ đồ thị, ta có: U_max = U₀ = 220V
⇒ U = = 110√2 V .

Bài 11: [THPT QG năm 2017 – Câu 37 – M204] Đặt điện áp u = U√2cos(ωt + φ) (U và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB. Hình bên là sơ đồ mạch điện và một phần đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp u_MB giữa hai điểm M, B theo thời gian t khi K mở và khi K đóng. Biết điện trở R = 2r. Giá trị của U là

A. 193,2 V.    B. 187,1 V.

C. 136,6 V.    D. 122,5 V.

Lời giải:

Đáp án: D

Từ đồ thị cho thấy:

+) U_MB có cùng giá trị cực đại 100V , nên có:

+) U_MB khi K đóng sớm pha hơn U_MB khi k mở góc 60^o, nên ta có giản đồ véc tơ

Vì U_MB không đổi nên I không đổi, nên ∆AM_mB = ∆AM_dB

⇒ β = α + 30^o

⇒ tan30⁰ = tan(β - α)

Bài 12: [THPT QG năm 2019 – Câu 38 – M223] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện C và cuộn dây có trở thuần mắc nối tiếp. Hình bên là đồ thị đường cong biểu diễn mối liên hệ của điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây (u_cd) và điện áp tức thời giữa hai đầu tụ điện C (u_C). Độ lệch pha giữa u_cd và u_C có giá trị là

A. 2,68 rad.    B. 2,09 rad.

C. 2,42 rad.    D. 1,83 rad.

Lời giải:

Đáp án: C

Dễ thấy : U_0d = U_0C = U₀

ta có hệ thức độc lập:

Tại 2 thời điểm: u_C = 2; u_d = -1 và u_C = 2; u_d = - 2

⇒ φ = 2,4188 rad

Bài 13: [THPT QG năm 2019 – Câu 38 – M206] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và cuộn dây có điện trở mắc nối tiếp. Hình bên là đường cong biểu diễn mối liên hệ của điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây (u_cd) và điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở R (u_R). Độ lệch pha giữa ucd và uR có giá trị là

A. 0,87 rad.    B. 0,34 rad

C. 0,59 rad.    D. 1,12 rad.

Lời giải:

Đáp án: C

→

U_oR = U_od = 3 ; xét u_R = 3 ; u_d = 2 và u_R = 3; u_d = 3 ta có:

2² + 3² - 2.2.3.cosφ = 3² + 3² - 2.3.3.cosφ → φ = 0,5856855rad

Bài 14: [THPT QG năm 2019 – Câu 38 – M213] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở và cuộn dây có điện trở mắc nối tiếp. Hình bên là đường cong biểu diễn mối liên hệ của điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây (u_cd ) và điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở (u_R ). Độ lệch pha giữa u_cd và u_R có giá trị là

A. 1,19 rad .    B. 0,72 rad .

C. 0,93 rad .    D. 0,58 rad

Lời giải:

Đáp án: B

Gọi φ là độ lệch pha cần tìm ta có

Coi U_0Z = U_0R = U₀ ta có

Vào các thời điểm U_R = 1, U_cd = 2 và thời điểm U_R = 2, u_cd = 2 ta có

Bài 15: THPT QG năm 2017 – Câu 35 – MH] Cho dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch AB có sơ đồ như hình bên, trong đó L là cuộn cảm thuần và X là đoạn mạch xoay chiều. Khi đó, điện áp giữa hai đầu các đoạn mạch AN và MB có biểu thức lần lượt u_AN = 30√2cosωt (V); u_MB = 40√2cos(ωt - ) Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AB có giá trị nhỏ nhất là

A. 16V    B. 50V    C. 32V    D. 24V

Lời giải:

Đáp án: D

u_AN = u_L + u_X

u_MB = u_C + u_X

u_AB = u_AN + u_C

u_AB ≥ OH ⇒ (u_AB)_min = OH

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có: .

⇒ U_AB = 24V

Bài 16: [THPT QG năm 2017 – Câu 37 – MH] Đặt điện áp xoay chiều u = U₀cos(ωt + φ) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R = 24Ω tụ điện và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp (hình H₁). Ban đầu khóa K đóng, sau đó khóa K mở. Hình H₂ là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện i trong đoạn mạch vào thời gian t. Giá trị của U₀ gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 170V    B. 212V    C. 127V    D. 255V

Lời giải:

Đáp án: C

Từ đồ thị ta thấy rằng dòng điện trong 2 trường hợp là vuông pha nhau

Từ hình vẽ, ta thấy
U₀ = = 120 V

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

• Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học (có lời giải)
• Bài tập Mạch điện xoay chiều chỉ có 1 phần tử trong đề thi Đại học (có lời giải)
• Bài tập về công suất của mạch điện xoay chiều trong đề thi Đại học (có lời giải)
• Bài tập về Hiện tượng cộng hưởng điện trong đề thi Đại học (có lời giải)
• Bài tập Mạch điện xoay chiều có R thay đổi trong đề thi Đại học (có lời giải)
• Bài tập Mạch điện xoay chiều có L, C thay đổi trong đề thi Đại học (có lời giải)
• Bài tập Mạch điện xoay chiều có tần số thay đổi trong đề thi Đại học (có lời giải)
• Bài tập Máy biến áp và truyền tải điện năng trong đề thi Đại học (có lời giải)
• Bài tập về máy phát điện xoay chiều trong đề thi Đại học (có lời giải)

---