Bài tập về máy phát điện xoay chiều trong đề thi Đại học (có lời giải)

Bài viết máy phát điện xoay chiều trong đề thi Đại học với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập máy phát điện xoay chiều trong đề thi Đại học.

Bài tập về máy phát điện xoay chiều trong đề thi Đại học (có lời giải)

Bài 1: [THPT QG năm 2016 – Câu 3 – M536] Suất điện động cảm ứng do một máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra có biểu thức
e = 220 cos(100πt + 0,25π) (V). Giá trị cực đại của suất điện động này là

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

Lời giải:

So sánh phương trình với phương trình suất điện động e = E_ocos(ωt + φ) ta thấy giá trị cực đại của suất điện động
E_o = 220 V

Đáp án: A

Bài 2: [THPT QG năm 2019 – Câu 4 – M223] Suất điện động do một máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra có biểu thức
e = 120 cos(100πt) (V). Giá trị hiệu dụng của suất điện động này bằng

A. 120 (V)    B. 120 V    C. 100 V    D. 100π V

Lời giải:

E = = 120 V

Đáp án: B

Bài 3: [THPT QG năm 2017 – Câu 8 – MH3] Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động bình thường, ba suất điện động xuất hiện trong ba cuộn dây của máy có cùng tần số, cùng biên độ và từng đôi một lệch pha nhau một góc

A. 2π/3    B. 3π/4    C.    D. π/3

Lời giải:

Đáp án: A

Bài 4: [THPT QG năm 2017 – Câu 7 – MH1] Suất điện động cảm ứng do máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra có biểu thức
e = 220 cos(100πt + 0,5π) (V). Giá trị hiệu dụng của suất điện động này là

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

Lời giải:

Giá trị hiệu dụng của suất điện động là
E = 220 V.

Đáp án: D

Bài 5: [THPT QG năm 2019 – Câu 6 – M213] Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động bình thường. Các suất điện động cảm ứng trong 3 cuộn dây của phần ứng từng đôi một lệch pha nhau

A.    B.    C.    D.

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 6: [THPT QG năm 2019 – Câu 7 – M206] Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động bình thường. Các suất điện động cảm ứng trong ba cuộn dây của phần ứng từng đôi một lệch pha nhau

A.    B.    C.    D.

Lời giải:

Đáp án: A

Bài 7: [THPT QG năm 2019 – Câu 4 – M218] Rôto của một máy phát điện xoay chiều một pha gồm các nam châm có p cặp cực ( p cực nam và p cực bắc). Khi rôto quay đều với tốc độ n vòng/giây thì suất điện động do máy tạo ra có tần số là

A. 1/pn    B. n/p    C. p/n    D. pn

Lời giải:

f = np

Đáp án: D

Bài 8: [THPT QG năm 2017 – Câu 9 – MH2] Trong một máy phát điện xoay chiều một pha, rôto là nam châm có p cặp cực (p cực bắc và p cực nam) quay với tốc độ n (n tính bằng vòng/s). Tần số của suất điện động do máy phát này tạo ra bằng

A.    B. 2pn    C.    D. pn

Lời giải:

Khi nam châm có p cặp cực và rôto quay với tốc độ n vòng/s thì của suất điện động do máy này tạo ra là f = pn

Đáp án: D

Bài 9: [THPT QG năm 2017 – Câu 20 – M204] Khi từ thông qua một khung dây dẫn có biểu thức
Φ = Φ₀cos(ωt + ) thì trong khung dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng có biểu thức e = E₀cos(ωt + φ). Biết Φ₀, E₀ và ω là các hằng số dương. Giá trị của φ là

A. –  rad    B. 0 rad    C.  rad    D. π rad

Lời giải:

e trễ pha hơn Φ góc ⇒ φ = 0

Đáp án: B

Bài 10: [THPT QG năm 2018 – Câu 3 – M201] Suất điện động e = 100cos(100πt + π) (V) có giá trị cực đại là

A. 50 V    B. 100 V    C. 100 V    D. 50 V

Lời giải:

Đáp án: C

Bài 11: [THPT QG năm 2018 – Câu 4 – M206] Suất điện động cảm ứng do một máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra có biểu thức
e = 100 cos(100πt) (t tính bằng s). Tần số góc của suất điện động này là

A. 100 rad/s    B. 50 rad/s

C. 50π rad/s    D. 100π rad/s

Lời giải:

ω = 100π rad/s

Đáp án: D

Bài 12: [THPT QG năm 2016 – Câu 49 – M536] Hai máy phát điện xoay chiều một pha đang hoạt động bình thường và tạo ra hai suất điện động có cùng tần số f. Rôto của máy thứ nhất có p₁ cặp cực và quay với tốc độ n₁ = 1800 vòng/phút. Rôto của máy thứ hai có p₂ = 4 cặp cực và quay với tốc độ n₂. Biết n₂ có giá trị trong khoảng từ 12 vòng/giây đến 18 vòng/giây. Giá trị của f là

A. 54 Hz    B. 60 Hz    C. 48 Hz    D. 50 Hz

Lời giải:

n₁ = 1800 vòng/phút = 30 vòng/s.

f = n₁p₁ = n₂p₂
⇒ n₂ = n₁ = .30 = 7,5.p₁

Thế vào điều kiện 12 vòng/giây < n₂ < 18 vòng/giây :

12 < 7,5p₁ < 18 ⇒ 1,6 < p₁ < 2,4 ⇒ p₁ = 2 (cặp cực).
⇒ f = n₁p₁ = 30.2 = 60 Hz

Đáp án: B

Bài 13: [THPT QG năm 2017 – Câu 31 – M202] Một khung dây dẫn phăng, dẹt có 200 vòng, mỗi vòng có diện tích 600 cm². Khung dây quay đều quanh trục nằm trong mặt phẳng khung, trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 4,5.10^-2 T. Suất điện động e trong khung có tần số 50 Hz. Chọn gốc thời gian lúc pháp tuyến của mặt phẳng khung cùng hướng với vectơ cảm ứng từ. Biểu thức của e là

A. e = 119,9cos100πT V

B. e = 169,6cos(100πt - )V

C. e = 169,6cos100πt V

D. e = 119,9cos(100πt - )V

Lời giải:

Suất điện động cảm ứng cực đại trong khung dây:

E₀ = ωNBS
= 2π.50.200.4,5.10^-2.60.10^-4
= 169,6V

Gốc thời gian được chọn là lúc pháp tuyến mặt phẳng khung dây trùng với véc tơ cảm ứng từ nên

φ_Φ = 0 ⇒ φ_e = -
⇒ e = 169,6cos(100πt - )V

Đáp án: B

Bài 14: [THPT QG năm 2017 – Câu 32 – M203] Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động ổn định. Suất điện động trong ba cuộn dây của phần ứng có giá trị e₁ , e₂ và e₃ . Ở thời điểm mà e₁ = 30 V thì
|e₂ - e₃ | = 30 V. Giá trị cực đại của e₁ là

A. 40,2 V    B. 51,9V    C. 34,6 V    D. 45,1 V.

Lời giải:

Suất điện động xuất hiện trong các cuộn dây có dạng:

⇒ e₂ - e₃
= E₀[cos - cos ]
= -2E₀sin(ωt)sin

Theo giả thiết bài toán : |e₂ - e₃ | = 30
⇒ -2E₀ sin(ωt)sin = ±30

Kết hợp với e₁ = E₀cos(ωt) = 30
⇒ E₀ = 20√3 V

Đáp án:

Bài 15: [THPT QG năm 2017 – Câu 36 – M201] Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động bình thường. Trong ba cuộn dây của phần ứng có 3 suất điện động có giá trị e₁ , e₂ và e₃ . Ở thời điểm mà e₁ = 30V thì tích
e₂.e₃ = -300 V² . Giá trị cực đại của e₁ là

A. 50 V    B. 40 v    C. 45 v    D. 35 V

Lời giải:

giả sử : e₁ = E₀cos(ωt) V

⇒
(a + b = 2ωt ; a - b = ;
cosa.cosb = cos(a + b)cos(a - b) )

e₁.e₃ = (cos(2ωt) + cos )(V)
= (cos(2ωt) - )
= (2cos²(ωt) - 1 - )

⇒ - 300 = ( 2. - )
= ( 2. - )

⇒ E₀ = 40 V

Đáp án: B

Bài 16: [THPT QG năm 2017 – Câu 38 – M204] Hai máy phát điện xoay chiều một pha A và B (có phần cảm là rôto) đang hoạt động ổn định, phát ra hai suất điện động có cùng tần số 60 Hz. Biết phần cảm của máy A nhiều hơn phần cảm của máy B 2 cặp cực (2 cực bắc, 2 cực nam) và trong 1 giờ số vòng quay của rôto hai máy chênh lệch nhau 18000 vòng. Số cặp cực của máy A và máy B lần lượt là

A. 4 và 2    B. 5 và 3.    C. 6 và 4    D. 8 và 6

Lời giải:

Ta có: 60 = n_AP_A = (n_A + 5)(P_A - 2)
⇒

⇒ 60 = (2,5P_A - 5)p_A ⇒ p²_A - 2P_A - 24 = 0
⇒ p_A = 6 ⇒ p_B = 4

Đáp án: C

Bài 17: [THPT QG năm 2015 – Câu 46 - M138] Đặt một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 20 V vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng có tổng số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là 2200 vòng. Nối hai đầu cuộn thứ cấp với đoạn mạch AB (hình vẽ); trong đó, điện trở R có giá trị không đổi, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,2 H và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung C đến giá trị C = F thì vôn kế (lí tưởng) chỉ giá trị cực đại bằng 103,9 V (lấy là 60√3 V). Số vòng dây của cuộn sơ cấp là

A. 400 vòng    B. 1650 vòng

C. 550 vòng.    D. 1800 vòng.

Lời giải:

Ta có : Z_L = 20π Ω; Z_C = 30π Ω;
U_RC =
=

U_RC = U_RCmax khi
y = = 1 + có giá trị cực tiểu theo Z_C thay đổi. Đạo hàm y theo Z_C ta có y’ = 0 khi
R² – Z_C² + 2Z_LZ_C = 0

R² = Z_C² - 2Z_LZ_C = 300π² ⇒ R = 10π√3 Ω

U_RCmax = = 60√3

⇒ U₂ = 60 V
⇒ N₁ = =
⇒ N₁ = 550

Đáp án: C

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 Mạch RLC mắc nối tiếp 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)

---