VẤN đề 3: CÔNG SUẤT

Khi thay đổi tần số của dòng điện để mạch có cộng hưởng thì điện áp hiệu VẤN ĐỀ 3 CÔNG SUẤT TIÊU THỤ - HỆ SỐ CÔNG SUẤT HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN... Câu 9: Khi xảy ra cộng hưởng điện tro

I TÓM TẮT CÔNG THỨC THƯỜNG DÙNG

1 Công suất tức thời: P = UIcos + Uicos(2t + u + i) (W).

2 Công suất trung bình: P = UIcos = I2R =

2 2 U cos

3 Hệ số công suất toàn mạch: cos =

R U R

Z  U (với 0  cos  1)

4 Khi xảy ra cộng hưởng:

2

0

cos 1 1











R

max max

U P

U

R

II CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Chọn câu sai trong các câu sau: Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp đang xảy ra cộng hưởng Nếu thay đổi

tần số của điện áp đặt vào hai đầu mạch thì:

A Cường độ hiệu dụng qua mạch giảm B Hệ số công suất của mạch giảm.

C Điện áp hiệu dụng trên R tăng D Công suất trung bình trên mạch giảm.

Câu 2: Khi có cộng hưởng điện trong đoạn mạch xoay chiều RLC không phân nhánh thì:

A Cường độ dòng điện tức thời trong mạch cùng pha với điện áp tức thời đặt vào hai đầu đoạn mạch.

B Điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở thuần cùng pha với điện áp tức thời giữa hai bản tụ điện.

C Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị nhỏ nhất.

D Điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở thuần cùng pha với điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm.

Câu 3: Dung kháng của một mạch RLC mắc nối tiếp đang có giá trị nhỏ hơn cảm kháng Muốn xảy ra hiện tượng

cộng hưởng điện trong mạch ta phải:

A Giảm tần số dòng điện xoay chiều B Tăng điện dung của tụ điện

C Tăng hệ số tự cảm của cuộn dây D Giảm điện trở của mạch.

Câu 4: Đặt vào hai đầu mạch RLC nối tiếp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng trên các phần tử R L C, ,

lần lượt là 40 V , 50 V

và 80 V

Khi thay đổi tần số của dòng điện để mạch có cộng hưởng thì điện áp hiệu

VẤN ĐỀ 3 CÔNG SUẤT TIÊU THỤ - HỆ SỐ CÔNG SUẤT

HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN

A 50 V

B 35 V

C 40 V

D 70 V

Câu 5: Cho mạch điện gồm R L C, , mắc nối tiếp Cho R30  , L0, 4 H ,C thay đổi được Đặt vào hai đầu

mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều 120cos 100  

2





Khi C C 0 thì công suất trong mạch đạt giá trị cực đại Khi đó biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở là:

A 60 2 cos 100  

2





R

B u R 120cos 100 t V  

C 120 cos 100  

2





R

D u R 60 2 cos 100 t V  

Câu 6: Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có 100 , 2 ,



tụ điện có điện dung C

thay đổi được Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều 200 2 cos 100  

4





AB

Giá trị của

C và công suất tiêu thụ của mạch khi điện áp giữa hai đầu R cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch nhận cặp

giá trị nào sau đây:

A

 

 

4 10

2

400















B

 

 

4 10

2

300















C

 

 

3 10

400















D

 

 

4 10

2

200















Câu 7: Cho hiệu điện thê hai đầu đoạn mạch là: 100 2 cos 100  

4





và cường độ dòng điện qua mạch

 

12





Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch?

A P180 W

B P120 W

C P100 W

D P150 W

Câu 8: Một mạch điện xoay chiều RLC có điện trở thuần R 110  được mắc vào điện áp

 

2





Khi hệ số công suất của mạch lớn nhất thì công suất tiêu thụ bằng:

A 115 W

B 220 W

C 880 W

D 440 W

Câu 9: Khi xảy ra cộng hưởng điện trong một đoạn mạch điện xoay chiều R L C, , mắc nối tiếp (cuộn dây thuần cảm) thì

A Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện lớn hơn điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch.

B Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây nhỏ hơn điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.

C Điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở thuần bằng điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch.

D Điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm thuần và bằng điện áp tức thời giữa hai bản tụ điện.

Câu 10: Đặt điện áp u U 2 sint V 

vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh (với cuộn cảm thuần) Gọi cường dòng điện hiệu dụng qua mạch là I, công suất tiêu thụ của mạch là P, điện áp hiệu dụng giữa hai đầu R, L, C lần lượt là U R, U L, U Khi có hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch RLC, đẳng thức nào sau đây C. đúng ?

Câu 11: Điện áp u200cos   t V

vào hai đầu mạch RLC không phân nhánh với cuộn cảm thuần có độ tự cảm

 





Khi đó, điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi phần tử R, L và C có độ lớn như nhau Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:

A 100 W

B 200 W

C 350 W

D 250 W

Câu 12: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện có dung kháng Z  C 200  và một cuộn dây mắc nối

tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều có biểu thức 120 2 cos 100  

3

thấy điện áp giữa hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 120 V 

và sớm pha 2



so với điện áp đặt vào mạch Công suất tiêu thụ của cuộn dây là:

A 72 W

B 240 W

C 120 W

D 144 W

Câu 13: Đặt điện áp u100 2 cos 100 t V  

vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh với C R, có độ

lớn không đổi và 2 





Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi phần tử R L C, , có độ lớn như nhau Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:

A 50 W

B 100 W

C 200 W

D 350 W

Câu 14: Hãy chọn câu sai Công suất tiêu thụ của đoạn mạch điện xoay chiều tỷ lệ thuận với:

A Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch.

B Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.

C Tổng trở của đoạn mạch.

D Hệ số công suất của đoạn mạch.

Câu 15: Đặt điện áp xoay chiều 120 2 cos 100  

3

  vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm

,

L một điện trở R và một tụ điện có  

3 10 2





mắc nối tiếp Biết điện áp hiệu dụng trên cuộn dây L và trên

tụ điện C bằng nhau và bằng một nửa trên R Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đó bằng:

A 720 W

B 360 W

C 240 W

D 300 W

Câu 16: Cường độ dòng điện tức thời qua mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp là i I 0cos t

khi đặt vào hai

 

cos

A P U I 0 0coscost.

0 0cos

2



U I P

C.

 

0 0 cos cos 2

2

P

D P U I 0 0cos 

Câu 17: Đặt cùng điện áp u = U0cost (V) vào lần lượt hai đoạn mạch R1LC và R2LC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần

cảm thì hệ số công suất trong hai đoạn mạch lần lượt là cos1, cos2 và công suất tiêu thụ trong hai đoạn mạch lần lượt là P và 4P Hệ thức nào sau đây là đúng ?

A

R 2cos





R 2cos





R 2cos





R 2cos







Câu 18: Đặt điện áp u U 0cost V   vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm một tụ điện, một cuộn cảm thuần và một điện trở thuần mắc nối tiếp Gọi M là điểm nối giữa tụ điện và cuộn cảm Biết điện áp hiệu dụng giữa

hai đầu AM bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu MB và cường độ dòng điện trong đoạn mạch lệch pha 12



so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch Hệ số công suất của đoạn mạch MB là:

A

3

2 2

Câu 19: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm Khi nối tắt tụ C thì

điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R tăng 3 lần và dòng điện trong hai truờng hợp vuông pha với nhau Hệ số công suất đoạn mạch lúc sau bằng:

A

1

2

1

3 10

Câu 20: Đoạn mạch xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch mắc nối tiếp AM chứa cuộn dây có điện trở thuần

 

10 3

r   và độ tự cảm  

0,3





và đoạn mạch MB (chứa tụ điện C nối tiếp với điện trở R) Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U 120 V ,

hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu MB

bằng 60 V

Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch và hai đầu MB lệch pha nhau

3



Xác định hệ số công suất của đoạn mạch AB:

A

3

1.

2

3 4

Câu 21: Một mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C.

Đặt vào hai đàu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần số và điện áp hiệu dụng không đổi Dùng vôn kế có điện trở rất lớn, lần lượt đo điện áp hai đầu đoạn mạch, hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn dây thì số chỉ vôn kế tương ứng là , C

U U và U Biết L U U C 2U Hệ số công suất của mạch điện là: L

1

2



C

2

2



D

3

2



Câu 22: Mắc nối tiếp điện trở thuần R với cuộn dây có độ tự cảm L rồi mắc vào nguồn điện xoay chiều Dùng vôn

kế có điện trở rất lớn đo hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây, hai đầu điện trở và hai đầu đoạn mạch được các giá trị tương ứng lần lượt là 100 V ,100 V

và 173, 2 V 

Hệ số công suất của cuộn cảm là:

Câu 23: Cho mạch điện RLC Điện áp đặt vào hai đầu mạch có dạng  2 cos   , 2 L

C Cho biết điện

áp hiệu dụng U RL  3U RC. Hệ số công suất của đoạn mạch có giá trị:

A

2

3

3

2 5

Câu 24: Cho đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp; đoạn AM gồm R nối tiếp với C và MB

có cuộn cảm có độ tự cảm L và điện trở r Đặt vào AB điện áp xoay chiều có biểu thức u U 2 cost V  

Biết ,

R r

C điện áp hiệu dụng giữa hai đầu MB gấp 3 lần điện áp hai đầu AM Hệ số công suất của đoạn mạch

có giá trị là

A

3

1

Câu 25: Cho một đoạn mạch điện mắc nối tiếp theo thứ tự gồm điện trở R, tụ điện có dung kháng là 50  và 

cuộn dây có điện trở r 50 3  Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là

 

5

12 rad



và mạch có cộng hưởng Công suất tiêu thụ của mạch là:

A 45,62 W B 73,20 W C 54,52 W D 37,36 W

Câu 26: Có ba dụng cụ gồm điện trở thuần R 30  cuộn cảm thuần L và tụ điện C Đặt điện áp xoay chiều,

   

0cos

lần lượt vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm RL và RC khi đó cường độ dòng điện trong

mạch 1 6 cos  

7



10

21



  Đặt điện áp trên vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp thì công suất mạch điện lúc đó gần giá trị nào nhất sau đây ?

Câu 27: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần2

có độ tự cảm L Đặt điện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB Khi đó đoạn mạch AB tiêu thụ công suất bằng 120 W 

và có hệ số công suất bằng 1 Nếu nối tắt hai đầu tụ điện thì điện

áp hai đầu đoạn mạch AM và MB có cùng giá trị hiệu dụng nhưng lệch pha nhau ,

3



công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB trong trường hợp này bằng:

A 75 W

B 160 W

C 90 W

D 180 W

Câu 28: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần

 

1 40

R   mắc nối tiếp với tụ điện có diện dụng  

3 10 4







, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R mắc nối2 tiếp với cuộn cảm thuần Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi thì điện áp tức

thời ở hai đầu đoạn mạch AM và MB lần lượt là: 50 2 cos 100 7  

12

AM

u   t   V

  và u MB 150 cos 100 t V  

Hệ số công suất của đoạn mạch AB là:

Câu 29: Cho mạch điện AB gồm một điện trở thuần R mắc nối tiếp với một tụ điện C và một cuộn dây theo đúng

thứ tự Gọi M là điểm nối giữa điện trở thuần và tụ điện, N điểm nối giữa tụ điện và cuộn dây Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 3 V 

không đổi, tần số f 50Hz

thì đo đươc điện áp

hiệu dụng giữa hai điểm M và B là 120 V ,

điện áp u AN lệch pha 2



so với điện áp u MB đồng thời u lệch pha AB

3



so với u AN. Biết công suất tiêu thụ của mạch khi đó là 360 W

Nếu nối tắt hai đầu cuộn dây thì giá trị của công suất tiêu thụ của mạch gần giá trị nào nhất sau đây?

A 810 W

B 350 W

C 600 W

D 180 W

Câu 30: Đặt điện áp u150 2 cos 100 t  V

vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần

 

60 ,

R   cuộn dây có điện trở thuần r và tụ điện có điện dung C Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng

 

250 W Nối hai bản tụ điện bằng một dây dẫn có điện trở không đáng kể Khi đó, điện áp hiệu 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:

A 60 3 

B 30 3 

C 15 3 

D 35 3 

Câu 31: Đặt một điện áp u80cost V  

vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện C và cuộn dây không thuần cảm thì thấy công suất tiêu thụ của mạch là 40 W ,

điện áp hiệu dụng U R U L r, 25 V ,

 

60



C

Điện trở thuần r của cuộn dây bằng bao nhiêu?

A 15 

B 25 

C 20 

D 40 

Câu 32: sTrên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh có bốn điểm theo đúng thứ tự A, M, N và B Giữa hai

điểm A và M chỉ có điện trở thuần, giữa hai điểm M và N chỉ có cuộn dây, giữa 2 điểm N và B chỉ có tụ điện Đặt

vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều 175 V  50Hz thì điện áp hiệu dụng trên đoạn AM là

 

25 V ,

trên đoạn MN là 25 V và trên đoạn NB là   175 V Hệ số công suất của đoạn mạch AB là:

A

1

1

17

7 25

Câu 33: Một đoạn mạch xoay chiều gồm 3 phần tử mắc nối tiếp: điện trở thuần R, cuộn dây có độ tự cảm L và

điện trở r, tụ điện có điện dung C Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều, khi đó điện áp tức thời ở hai

đầu cuộn dây và hai đầu tụ điện có biểu thức 80 6 cos  , 40 2 cos 2  ,

điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở là U R 60 3 V

Hệ số công suất của mạch điện trên là

Câu 34: Mạch RLC nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm (L,r) và tụ điện C Khi hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là

   

65 2 cos

thì các điện áp hiệu dụng trên điện trở và cuộn dây đều bằng 13 V ,

còn điện áp trên tụ là

 

65 V ,

công suất tiêu thụ trên toàn mạch là 25 W

Hệ số công suất của toàn mạch là

A

3

5

10

12 13

Câu 35: Đoạn mạch AB gồm AM, MN, NB nối tiếp nhau Biết AM chỉ chứa điện trở thuần, MN chưa cuộn dây,

NB chứa tụ điện Đặt vào hai đầu AB điện áp 400cos 120  

3

u  t V

  thì điện áp hai đầu đoạn AM, MN và

NB lần lượt là u1200cos 120 t1  V , u2 200cos 120 t2  V , u3 400cos 120 t3  V

Hệ số công suất của đoạn mạch AB là:

Câu 36: Đoạn mạch AB gồm đoạn AM (chứa tụ điện C nối tiếp điện trở R) và đoạn MB (chứa cuộn dây) Đặt vào

hai đầu mạch một điện áp xoay chiều ổn định Đồ thị theo thời gian của

uAM và uMB như hình vẽ Lúc t = 0, dòng điện đang có giá trị i = + I0/ 2

và đang giảm Biết C = 1/(5) mF, công suất tiêu thụ của mạch là:

Câu 37: Đoạn Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối

tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R mắc nối tiếp với tụ C có điện1

dung  

3

10

,

2



F

đoạn mạch MB là cuộn dây có điện trở R và độ tự cảm L Đặt giữa hai đầu đoạn mạch AB điện2

áp xoay chiều u60 2 cos 100 t V   thì điện áp hiệu dụng giữa hai điểm A và M là 24 5 V Nếu nối tắt hai đầu tụ C bằng dây dẫn có điện trở không đáng kể thì điện áp hiệu dụng của hai đoạn AM và MB lần lượt là

 

20 2 V

và 20 5 V

Hệ số công suất trên mạch AB khi chưa nối tắt gần giá trị nào nhất sau đây ?