Các dạng bài tập Công suất của mạch điện xoay chiều có lời giải



Các dạng bài tập Công suất của mạch điện xoay chiều có lời giải

Phần Công suất của mạch điện xoay chiều Vật Lí lớp 12 với 2 dạng bài tập chọn lọc có trong Đề thi THPT Quốc gia và trên 100 bài tập trắc nghiệm có lời giải. Vào Xem chi tiết để theo dõi các dạng bài Công suất của mạch điện xoay chiều hay nhất tương ứng.

Cách tính Công suất của dòng điện xoay chiều

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Đặt điện áp u = 100√2cos(100πt) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh với L, R có độ lớn không đổi và C = 1/20π mF. Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử R, L và C có độ lớn như nhau. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là

A. 80 W.

B. 50 W.

C. 100 W.

D. 125 W.

Hướng dẫn:

Do điện áp hai đầu mỗi phần tử bằng nhau nên ta có:

UR = UL = UC

→ I. R = I. ZL = I. ZC

→ R = ZL = ZC

Khi đó hiện tượng cộng hưởng sẽ xảy ra.

Mà ZC = 1/ ωC nên R = 200Ω .

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Ví dụ 2: Đặt một điện áp u = 120√6cos(100πt) vào hai đầu một đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết R = 50 Ω, độ lệch pha giữa điện áp ở hai dầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch là π/6. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là

A. 216 W.

B. 648 W.

C. 864 W.

D. 468 W.

Hướng dẫn:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

chọn B.

Ví dụ 3: Đặt điện áp u = Uocos(ωt + π/3)(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i = √6(ωt + π/6)(A) và công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng 150 W. Giá trị Uo bằng

A. 100 V.

B. 100√3 V.

C. 120 V.

D. 100√2 V.

Hướng dẫn:

Góc lệch pha giữa u và i trong mạch:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Cách tính Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Khi ZL = ZC thì mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện nên cosΦ = 1

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Khi có một dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây có điện trở thuần 50 Ω thì hệ số công suất của cuộn dây bằng 0,8. Cảm kháng của cuộn dây đó bằng

A. 45,5 Ω.

B. 91,0 Ω.

C. 37,5 Ω.

D. 75,0 Ω.

Hướng dẫn:

Áp dụng công thức tính hệ số công suất ta có:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Chọn C

Ví dụ 2: Đặt điện áp xoay chiều u = U√2cos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp (cuộn dây thuần cảm). Khi nối tắt tụ C thì điện áp hiệu dụng trên điện trở R tăng 2 lần và dòng điện trong hai trường hợp này vuông pha nhau. Hệ số công suất của đoạn mạch lúc sau bằng

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Hướng dẫn:

Ta có công thức về hệ số công suất trong 2 trường hợp của mạch:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Chọn A

Bài tập về công suất của mạch điện xoay chiều trong đề thi Đại học

Bài 1: [THPT QG năm 2015 – Câu 25 - M138] Đặt điện áp u = 200√2cos100πt (V) vào hai đầu một điện trở thuần 100Ω . Công suất tiêu thụ của điện trở bằng

A. 800 W.    B. 200 W.    C. 300 W.    D. 400 W.

Đáp án: D

Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần (hoặc đoạn mạch xoay chiều có cộng hưởng điện)
P = Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết = 400 W

Bài 2: [THPT QG năm 2015 – Câu 28 - M138] Đặt một 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 thuần. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở là 100 V. Hệ số công suất của đoạn mạch bằng

A. 0,8.     B. 0,7.    C. 1.    D. 0,5.

Đáp án: D

Hệ số công suất của đoạn mạch xoay chiều: cosω = Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết= 0,5

Bài 3: [THPT QG năm 2017 – Câu 3 – M201] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và tụ điện mắc nối tiếp thì dung kháng của tụ điện là ZC. Hệ số công suất của đoạn mạch là

A. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết    B. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết

C. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết    D. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết

Đáp án: D

Hệ số công suất của đoạn mạch: Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết

Bài 4: [THPT QG năm 2017 – Câu 7 – M203] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch lần lượt là ZL và ZC. Hệ số công suất của đoạn mạch là

A. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết    B. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết

C. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết    D. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết

Đáp án: A

Hệ số công suất của mạch
cosφ = Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết

Bài 5: [THPT QG năm 2017 – Câu 1 – M204Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R và cuộn cảm thuần thì cảm kháng của cuộn cảm là ZL. Hệ số công suất của đoạn mạch là

A. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết    B. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết

C. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết    D. Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết

Đáp án: C

Hệ số công suất của đoạn mạch gồm R và cuộn dây thuần cảm là cosφ = Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết

Bài 6: [THPT QG năm 2018 – Câu 19 – M201] Đặt vào hai đầu điện trở một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f thay đổi được. Khi f = f0 và f = 2f0 thì công suất tiêu thụ của điện trở tương ứng là P1 và P2. Hệ thức nào sau đây đúng?

A. P2 = 0,5P1    B. P2 = 2P1

C. P2 = P1    D. P2 = 4P1

Đáp án: C

Đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở, công suất tiêu thụ không phụ thuộc vào tần số.

Bài 7: [THPT QG năm 2018 – Câu 16 – M210] Đặt điện áp u = 200√2cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch là i = 5√2cos100πt (A). Hệ số công suất của đoạn mạch là

A. 0     B. 1     C. 0,71    D. 0,87

Đáp án: B

u và i cùng pha ⇒ cosφ = 1

Bài 8:[THPT QG năm 2019 – Câu 18 – M218] Đặt điện áp u = 220√2cos(100πt + Bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết ) vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch là i=2√2cos100πt (A) Hệ số công suất của đoạn mạch là

A. 0,7.     B. 0,8.    C. 0,9.     D. 0,5.

Đáp án: D

cosφ = cosBài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học có giải chi tiết = 0,5

Bài 9: [THPT QG năm 2019 – Câu 22 – M223] Đặt điện áp u = i=200√2cos100πt (V) vào hai đầu của đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch là i=2√2cos100πt (A). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là

A. 110 W     B. 440 W     C. 880 W     D. 220 W

Đáp án: B

P = UIcosφ = 220.0.cos0 = 440W

Bài 10:[THPT QG năm 2019 – Câu 16 – M206] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 750 W. Trong khoảng thời gian 6 giờ, điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ là

A. 4,5 kWh     B. 4500 kWh

C. 16,2 kWh    D. 16200 kWh

Đáp án: A

Q = Pt = 750.6 = 4,5 kWh

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

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

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

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

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

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85




Các loạt bài lớp 12 khác