TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ 12 Bài 15 Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều Hệ số công suất Bài 1 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 130 V vào hai đầu đoạn mạch gồm ột biến trở nối tiếp[.]
Trang 1TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ 12 Bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều -
Hệ số công suấtBài 1: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 130 V vào hai đầu đoạn mạch gồm ột
Bài 2: Cho đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn dây tuần cảm có hệ số tự cảm L = 0,8/π (H); tụ
trong mạch thay đổi, giá trị lớn nhất của công suất tiêu thụ trong mạch AB là:
A 444 W B 667 W
C 640 W D 222 W
- Ta có:
Trang 2Chọn đáp án B
Bài 3: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi, tần số f thay đổi được vào hai
Trang 3- Đồng thời:
- Vì f = f0 + 75 (Hz) nên ω = ω0 + 150π
- Thay (2) vào (1) ta có:
Chọn đáp án C
Trang 4Bài 4: Đặt điện áp u = U√2cosωt vào hai đầu một đoạn mạch gồm biến trở R và tụ điện có điện
nhau Hệ số công suất của đoạn mạch ứng với các giá trị R1 và R2 lần lượt là:
- Do vậy:
Chọn đáp án A
Bài 5: Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn dây Biết điện áphiệu dụng ở hai đầu cuộn dây là 45 V, giữa hai đầu điện trở thuần là 30 V, giữa hai đầu đoạnmạch là 60 V Hệ số công suất của cuộn dây là:
A 0,125 B 0,15
C 0,375 D 0,25
- Ta có:
Trang 5Chọn đáp án D
Bài 6: Cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp, trong đó R là một biến trở Đặt vào
mạch tiêu thụ cùng công suất là P Khi điều chỉnh biến trở, công suất cực đại của đoạn mạch là:
- Từ điều kiện công suất bằng nhau, suy ra:
- Nên:
Chọn đáp án B
Bài 7: Cho mạch điện có R, L, C mắc nối tiếp Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là u =
Trang 6A 200 W B 457 W
C 168 W D 630 W
- Công suất tiêu thụ trên R:
Trang 7-Giá trị PR đạt cực đại khi:
Chọn đáp án B
Bài 9: Một đoạn mạch xoay chiều AB có điện trở R và cuộn cảm thuần ZL mắc nối tiếp Biết
A 75 Ω B 48 Ω
Trang 9D Hệ số công suất của đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp phụ thuộc tần số dòng điện trong mạch.
⇒ cosφ phụ thuộc vào tần số của dòng điện trong mạch
Chọn đáp án D
Bài 12: Đặt vào 2 đầu đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp một điện áp xoay chiều u = U0cosωt
thụ của đoạn mạch là:
- Ta có:
- Công suất điện tiêu thụ của đoạn mạch là:
Trang 10Chọn đáp án C
Bài 13: Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu một mạch điện gồm một điện trở R = 12 Ω vàmột cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là 26 V, hai đầucuộn cảm thuần là 10 V Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:
Trang 12- Ta có sơ dồ:
Trang 13+ Tổng trở của mạch RC:
- Vì uRC vuông pha với uX:
- Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch X:
Chọn đáp án A
Bài 17: Đặt điện áp u = 150√2 cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trởthuần 60 Ω, cuộn dây (có điện trở thuần) và tụ điện Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạchbằng 250 W Nối hai bản tụ điện bằng một dây dẫn có điện trở không đáng kể Khi đó điện áphiệu dụng giữa hai đầu điện trở bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây và bằng 50√3 V.Dung kháng của tụ điện có giá trị bằng:
- Khi nối tắt tụ điện áp hiệu dụng trên điện trở bằng điện áp hiệu dụng trên cuộndây
- Ta có hình vẽ:
Trang 14A 3/π H B 2/π H.
C 1/3π H D 1/2π H
- Ta có: P1 = P2
Trang 15Chọn đáp án A
Bài 19: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện ápxoay chiều tần số 50 Hz, khi đó thấy các điện áp hiệu dụng trên mỗi phần tử R, L, C lần lượtbằng 30 V, 60 V, 20 V Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch và hệ số công suất của mạchlần lượt là:
Trang 16trị 80 V hoặc 150 V thì công suất tiêu thụ của mạch có giá trị bằng nhau và bằng 60 W Tìmcông suất cực đại của mạch.
A 180,50 W B 72,25 W
C 90,25 W D 144,50 W
- Ta có:
- Nếu ta chọn : R1 = 1
Trang 17Chọn đáp án B
Bài 21: Cho mạch điện như hình vẽ Đặt vào hai đầu A, B một điện áp xoay chiều có giá trị
thì tổng đó bằng 2U và khi đó công suất tiêu thụ của đoạn mạch AM là 36 W Tiếp tục điềuchỉnh C để công suất tiêu thụ của đoạn mạch lớn nhất thì công suất lớn nhất đó bằng:
A 32 W B 36 W
C 25 W D 48 W
- Biểu diễn vecto các điện áp:
Trang 18- Áp dụng định lý sin trong tam giác, ta có:
⇒ Biến đổi lượng giác:
- Khi đó:
→ Các vecto hợp với nhau thành tam giác đều → khi xảy ra cực đại u chậm pha hơn i một góc30°
Trang 19Chọn đáp án D
Bài 22: Mạch RLC nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm (L,r) và tụ điện C Khi hiệu điện thế haiđầu đoạn mạch là u = 65√2 cos(ωt) V thì các điện áp hiệu dụng trên điện trở và cuộn dây đềubằng 13 V còn điện áp trên tụ là 65 V, công suất tiêu thụ trên toàn mạch là 25 W Hệ số côngsuất của mạch là:
A 3/13 B 5/13
C 10/13 D 12/13
- Để đơn giản, ta chuẩn hóa:
- Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch:
⇒ Hệ số công suất của mạch:
Trang 20Chọn đáp án B
Bài 23: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạnmạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện
suất tiêu thụ trên đoạn mạch đều có giá trị bằng nhau Giá trị của L bằng:
- Dung kháng của mạch trong hai trường hợp:
- Hai giá trị của ZC cho cùng công suất tiêu thụ trên mạch:
Chọn đáp án B
Bài 24: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi với hai đầu đoạn mạch gồm biếntrở R mắc nối tiếp với tụ điện Dung kháng của tụ điện là 100 Ω Khi điều chỉnh R thì tại hai giá
điện khi R = R1 bằng hai lần điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện khi R = R2 Các giá trị R1 và
R2 là:
A R1 = 50 Ω, R2 = 100 Ω
Trang 22- Từ đồ thị ta thấy có hai giá trị của ZL là 60Ω và 140Ω cùng cho 1 giá trị P.
- Và có mối quan hệ giữa ZL3 với ZL1 và ZL2 là:
- Khi ZL = 0 thì mạch có công suất P1 thỏa mãn P3 /P1 = 3 Ta có:
Chọn đáp án A
Trang 23Bài 26: Cho mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm đoạn mạch AM chứa điện trở thuần R mắc vớiđoạn mạch MN chứa cuộn dây không thuần cảm, có điện trở r = R; độ tự cảm L và đoạn mạch
0,6 Hệ số công suất của cả mạch bằng:
Trang 24Chọn đáp án A
Bài 27: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạnmạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi đượ cvà tụđiện điện có điện dung C Điều chỉnh độ tự cảm L đến giá trị 1/π (H) hoặc 3/π (H) thì công suấttiêu thụ trên đoạn mạch có cùng giá trị Giá trị củ điện dung C bằng:
Trang 25- Áp dụng bài toán hai giá trị của R cho cùng một công suất tiêu thụ trên mạch:
Chọn đáp án D
Bài 29: Đặt điện áp u = 120cos(100πt)(V) V vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn cảm
và tụ điện mắc nối tiếp Khi R = 40Ω thì công suất tiêu thụ của mạch đạt giá trị cực đại Pm; khi
R = 20√10 Ω thì công suất tiêu thụ của biến trở đạt cực đại Giá trị của Pm là:
A 180 W B 60 W
C 120 W D 240 W
+ Giá trị của R để công suất tiêu thụ trên mạch cực đại là:
+ Giá trị của R để công suất trên biến trở là cực đại:
- Từ hai phương trình trên ta thu được :
Chọn đáp án B