Bài tập trắc nghiệm môn vật lý lớp 12 (11)

Tìm biểu thức của suất điện động cảm ứng trong khung biết rằng tai thời điểm ban đầu mặt phẳng của khung dây vuông góc với véc tơ cảm ứng từ B.. Đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Dạng 0: Suất điện động xoay chiều.

Bài 1: Một khung dây có 2000 vòng, diện tích mỗi vòng là 200cm2 được đặt trong từ trường đều B = 0,1T cho khung quay đều với tốc độ góc ω = 300v / p

a Tính Φmax? và E0

b Viết biểu thức của suất điện động xoay chiều biết rằng lúc t = 0 thì mặt phẳng khung dây vuông góc với véc tơ cảm ứng từ B

Đáp số: Φ max= 4Wb E0= 126V

( t)( )V

e= 126 sin 10 π = 126cos( )

2

10π −t π

(V)

Bài 2: Một khung dây quay đều trong từ trường đều B với tần số góc ω = 150v / p Lúc t = 0 thì véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với mặt phẳng khung dây Lúc t = ¼ s thì suất điện động trong khung bằng 168V Hãy tính Φmax? và viết biểu thức của suất điện động cảm ứng trong khung

Đáp số: Φmax = 15 , 1Wb e t ( )V









=

2 5 cos 2

Bài 3: Một khung dây quay đều với tốc độ góc là 300V/p trong một từ trường đều Hãy

viết biểu thức suất điện động trong khung Cho biết từ thông cực đại qua khung là π1 Wb Lúc t = 0 thì góc hợp bởi n và B là 600

Đáp số: e = 100sin (100πt + π/3) (V) = 100cos( 100πt - π/6) (V)

Bài 4: Một cuộn dây bẹt hình chữ nhật diện tích mỗi vòng 54cm2 có 500 vòng dây quay với tốc độ góc 50v/s xung quanh một trục đi qua tâm và song song với một cạnh của khung Đặt cuộn dây trong từ trường đều có cảm ứng từ B 0,1 T vuông góc với trục quay của khung Tính từ thông cực đại của cuộn dây Tìm biểu thức của suất điện động cảm ứng trong khung biết rằng tai thời điểm ban đầu mặt phẳng của khung dây vuông góc với véc tơ cảm ứng từ B

Đáp số: Φmax = 0 , 27Wb e ( t)( )V t ( )V









=

=

2 100 cos 8 , 84 100

sin 8 ,

Dạng 1: Xác định các đại lượng trong mạch Viết biểu thức của u và i.

Bài 1: Cho mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh Cho biết

uAB = 60 2 cos(100 πt)( )V . R= 15Ω, L = H

π 4

1

và C= 110 − 3F

π

a Tính tổng trở của mạch và độ lệch pha giữa hiêu điện thế và dòng điện trong mạch

b Viết thức của cường độ dòng điện trong mạch

c Viết biểu thức của hiệu điện thế ở hai đầu điện trở , ở hai đầu cuộn cảm , ở hai đầu

tụ điện

Bài 2: Một cuộn cảm có độ tự cảm L H

π 2

1

Mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 32

F

µ Biết hiệu điện thế ở hai dầu cuộn dây là ( ).

6 100

cos









Hãy viết biểu thức của hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện

Bài 3: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp Biết R = 10 2 Ω cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = H

π

3

,

0

tụ điện có điện dung C F

π 2

10 − 3 Đặt vào hai đầu điện áp hiệu điện thế u =

(100 πt) ( )V

cos

2

100

a Tính tổng trở của đoạn mạch

b Tìm biểu thức cường độ dòng điện trong mạch

c Tìm biểu thức của điện áp hai đầu điện trở , hai đầu cuộn cảm và hai đầu tụ điện

Bài 4: Cho đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở thuần R = 10Ω và hệ số tự cảm L =

H

π

1

,

0

, mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 5 10 − 4F

π Cường độ dòng điện qua mạch

có biểu thức i= 5 2 cos 100 πt( )A

a Tính tổng trở của cuộn dây và đoạn mạch

b Lập biểu thức điện áp ở hai đầu cuộn dây và hai đầu đoạn mạch

Bài 5: Một đoạn mạch gồm điện trở R = 50Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C =

F

4

10

.

3

π Biết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức

( )A t









=

3 100

cos

2

- Lập biểu thức điện áp hai đầu tụ điện và hai đầu đoạn mạch

Bài 6: Một mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 40Ω một cuộn thuần cảm có độ

tự cảm L = H

π

8 , 0

và một tụ diện có điện dung C = 2 10−4F

π mắc nối tiếp

a Tính cảm kháng của cuộn cảm, dung kháng của tụ và tổng trở của đoạn mạch.

b Biết rằng dòng điện qua mạch có dạng i= 3 cos 100 πt( )A Viết biểu thức

hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu điện trở , giữa hai đầu tụ điện , giữa hai đầu cuộn cảm

c Tính độ lệch pha giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện

d Viết biểu thức hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu đoạn mạch

Bài 7: Một đoạn mạch điện gồm có điện trở thuần R = 40Ω mắc nối tiếp với cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = H

π

4 , 0

dòng điện xoay chiều chạy trong mạch có biểu thức

( )A t

i = 2 2 cos 100 π

a Tìm tổng trở của đoạn mạch

b Tính độ lệch pha giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện

c Viết biểu thức của hiệu điện thế tức thời ở hai đầu đoạn mạch

Bài 8: Một dòng điện xoay chiều qua một Ampe kế xoay chiều có số chỉ 4,6A Biết tần

số dòng điện f = 60Hz và gốc thời gian t = 0 chọn sao cho dòng điện có giá trị lớn nhất Viết biểu thức dòng điện

Bài 9: Một mạch điện không phân nhánh gồm 3 phần tử: R = 80Ω, C = 10-4/2π(F) và cuộn dây L = 1/π(H), điện trở r = 20Ω Dòng điện xoay chiều trong mạch là : i = 2cos(100πt -π/6)(A) Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch

Bài 10: Biểu thức điện xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch là u = 200cos(ωt - π / 2) (V) Tại thời điểm t1 nào đó, điện áp u = 100(V) và đang giảm Hỏi đến thời điểm t2, sau t1 đúng 1/4 chu kì, điện áp u bằng bao nhiêu?

Bài 11: Cho một mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 100 , một cuộn dây thuần cảm L và một tụ điện có điện dung C = mắc nối tiếp Đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch u = 100 sin 100Пt (V) thì cường độ dòng điện trễ pha hơn so với hiệu điện thế Hệ số công suất của mạch bằng

a Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch

b Tính độ tự cảm của cuộn dây

c Viết biểu thức hiệu điện thế hai đầu của mạch chứa R,L

Một số đề thi ĐH- CD

CD 2009.

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60 V vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i1 =I0cos(100πt + π4) A Nếu ngắt bỏ tụ điện C thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i2 =I0cos(100πt - 12π ) A Điện áp hai đầu đoạn mạch là

ĐS u =60 2cos(100πt + 12π ) V

ĐH 2009: Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L , C mắc nối tiếp.

Biết R= 10Ω, cuộn cảm thuần có L = 101π H, tụ điện có điện dung C=

π 2

10 − 3

F và điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là u L t ( )V









=

2 100 cos 2

Viết biểu thức hai đầu đoạn mạch

ĐH 2009: Khi đặt hiệu điện thế không đổi 30V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở

thuần mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm H

π 4

1

thì dòng điện trong mạch là dòng một chiều có cường độ 1 A Nếu ta đặt vào hai đầu đoạn mạch này một hiệu điện thế xoay chiều u = 150 2 cos 120 πt( )V Hãy viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch

ĐH 2009: Đặt điện áp u U t ( )V









=

3 100 cos

0

π

π vào hai đầu một tụ điện có điện dung

F

C

π

4

10

.

2 −

= Ở thời điểm điện áp ở hai đầu tụ điện là 150V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4A Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch

Dạng 2: Xác định các đại lượng trong mạch dựa vào số chỉ các vôn kế mắc vào mạch hoặc dựa vào các giá trị đã cho của các hiệu điện thế hiệu dụng.

Bài 1: Một mạch điện gồm một điện trở thuần R = 25 3 Ω, một tụ điện C và một cuộn dây mắc nối tiếp Cuôn dây có điện trở thuần r và hệ số tự cảm L Đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều u AB= 75 2 cos(100 πt)( )V .Khi đó V1 chỉ 50V và V2 chỉ 25V và biết rằng hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây lệch pha π6 so với dòng điện trong mạch

a) Tìm số chỉ vôn kế V3 Tính C,r,L

b) Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch L r

V 1

Bài 2: Một mạch điện AB gồm cuộn dây có điện trở thuần

và hệ số tự cảm L được mắc nối tiếp với tụ điện C (H vẽ) Người

ta đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều có tần số

f= 50Hz Dùng ampe kế nhiệt để đo cường độ dòng điện

trong mạch ta thấy I = 0,1A.Dùng vôn kế nhiệt để đo hiệu điện

thế ta thấy UAB= 60V UAD = 80V UDB=28V

a) Tính tổng trở của mạch Tính r, L, C

b) Tính độ lệch pha giữa u và i

Bài 3: Một cuộn dây có hệ số tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C rồi mắc

vào hai đầu AB của mạch điện xoay chiều có tần số 50Hz Đo hiệu điện thế ở hai đầu AB , giữa hai đầu cuộn dây , giữa hai bản tụ điện bằng một vôn kế nhiệt ta được UAB= 75V Ud= 100V UC = 35V Đo dòng điện trong mạch ta thấy I = 0,2A Tính tổng trở của cuộn dây, tính R L, C

Bài 4: Một đoạn mạch AB gồm cuộn dây có điệ trở thuần R và hệ số tự cảm L mắc nối

tiếp với tụ điện có điện dung C Đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều

(100 )( ).

cos

2

u= π Dùng một vôn kế để đo hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây và hai đầu tụ điện số chỉ vôn kế lần lượt là 20 5V và 50V

a) Tính độ lệch pha giữa hiệu điện thế hai đầu cuộn dây và cường độ dòng điện trong mạch

b) Mắc thêm một điện trở thuần vào đoạn mạch AB với r = 50Ωnối tiếp với cuộn dây

và tụ điện , khi đó hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện là V

3

5

50 Tính R , L , C và số chỉ của vôn kế măc vào hai đầu cuộn dây

Bài 5: Có mạch điện như hình vẽ: Dòng điện qua mạch có dạng i = sin 100Пt (A) Các

hiệu điện thế đo bằng vôn kế cho kết quả: Giữa MO là 40V, giữa OP là 60V và giữa PN

là 20V

D

A B

a) Mắc vôn kế vào hai điểm MN sẽ có số chỉ là bao nhiêu?

b) Hiệu điện thế tức thời u giữa hai đầu M và N

c) Tổng trở của mạch MN

Dạng 3: Xác định các đại lượng trong mạch bằng phương pháp giản đồ véc tơ.

Đối với dạng toán này chúng ta có hai cách để sử dụng giản đồ véc tơ, tùy vào từng bài toán cụ thể để ta sử dung cho hợp lý

Bài 1: Cho mạch điện gồm ba đoạn mạch AM, MN và NB mắc nối tiếp với nhau AM chỉ

có cuộn dây thuần cảm L = 2 2

5 π H MN chỉ có một điện trở thuần R Đoạn NB chỉ có tụ

3

10 4

2 −

π Đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều

( t)( )V

u AB= 120 2 cos 100 π Biết uAN lệch pha 2

π

so với uMB

a) Tính R

b) Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch

Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ

Hiệu điện thế ở hai đầu AB là u = 120 cos 100Пt (V), chỉnh cho biến trở R có giá trị R1 thì dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng I = 2 A và lệch pha П/6 rad so với u, đồng thời hiệu điện thế uMB sớm pha П/6 rad so với u Tính giá trị điện trở R1, r?

ĐS: r = 10Ω, R1 = 20Ω

Bài 3: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh một hiệu điện thế xoay

chiều có tần số 50 Hz Biết điện trở thuần R = 25 , cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) có

L,r R

hình 2

L = H Để hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch trễ pha so với cường độ dòng điện thì dung kháng của tụ điện là bao nhiêu? ĐS: C= 10-2/125π F

Bài 4:







6 100 cos 2

(V) Điều chỉnh giá trị điện dung C của tụ điện để vôn kế V chỉ giá trị cực đại và bằng 100V Viết biểu thức điện áp uAE









=

3

2 100 cos 2

Bài 5: Cho đoạn mạch như hình vẽ

trong đó L là cuộn dây thuần cảm L = π

8 , 0

H

R= 60Ω C là tụ điện có điện dung thay đổi được ; Rv rất lớn

Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u= 180 2 cos(100 πt)( )V , khi thay đổi giá trị của C ta thấy số chỉ của vôn kế chỉ giá trị cực đại Tính giá trị này của C và tính giá trị của vôn kế Lập biểu thức điện áp hai đầu tụ điện khi đó









=

10

3 100 cos 2

Bài 6: Đặt điện áp u= 220 2 cos(100 πt)( )V vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch

AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L , đoạn mạch MB chỉ có tụ điện Biết điện áp giữa hai đầu AM và MB có giá trị hiệu dụng bằng nhau nhưng lệch pha nhau một góc 1200 Điện áp hiêu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AM bằng bao nhiêu? ĐS: 220V

Bài 7: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 80V vào hai đầu đoạn mạch AB

gồm cuộn dây có điện trở thuần r và độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Biết điện áp ở hai đầu cuộn dây lệch pha 900 so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch và có giá trị hiệu dụng là 60V Tính hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện ĐS: 100V

Bài 8: Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một hiệu điện thế xoay chiều u= 80 2 cos(100 πt)( )V Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp với nhau Đoạn mạch AM

C B

L D

R A

V 1

gồm tụ điện có điện dung C = π F

4

10 −

và điện trở thuần R = 100 3Ω, đoạn mạch MB chỉ có cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm thay đổi được Điều chỉnh cuộn dây để hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch MB có giá trị cực đại Hãy xác định giá trị cực đại này và độ tự cảm của cuộn dây khi đó

ĐS: ULmax= V

3

160

L= H

π 4

Bài 9: Đặt điện áp xoay chiều u= 80 2 cos(100 πt) ( )V vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn dây có điện trở thuần r và độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C và điện trở thuần R.Biết điện áp giữa hai đầu cuộn dây lệch pha 450 so với cường độ dòng điện, lệch pha 300 so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch và có giá trị hiệu dụng 60V Cho r = 10

Ω Hãy viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch và xác định R, L, C









=

12 100

cos

, R = 6,4Ω , L= 0π,1 C = F

π 3 , 7

10 − 2

Bài 10: Cho đoạn mạch AM mắc nối tiếp với đoạn mạch MB Đoạn mạch AM gồm tụ

điện mắc nối tiếp với điện trở R, đoạn mạch MB gồm cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở thuần r Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều u= 100 2 cos(100 πt)( )V

thì cường độ dòng điện trong mạch i= 2 2 cos(100 πt) ( )A Biết rằng hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AM và MB bằng nhau và lệch pha nhau một góc 600 Hãy viết biểu thức hiệu điện thế ở hai đầu AM và MB và xác định R , r , Lvà C

π

10 3 3

4

=

t









=











=

6 100 cos 100 6

100 cos

Bài 11: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp với nhau Đoạn

mạch AM gồm điện trở thuần R1= 40Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung ,

4

10 3

F C

π

−

=

đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2mắc nối tiếp với cuôn cảm thuần Đặt vào hai đầu A,B một điện áp 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 u AM πt π ( )V và u MB 150 cos(100 πt) ( )V

12

7 100 cos 2









số công suất của mạch ?

ĐS: 0,84

Câu 12: Đặt điện áp xoay chiều u =U 2 cos(100 πt)(U không đổi ,t tính bằng giây) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R , cuộn thuần cảm có độ tự cảm L =

H

π

5

1

và tụ điện có điện dung C thay đổi được Điều chỉnh tụ điện để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại đó bằng U 3 Xác định giá trị R ĐS: R= 10 2 Ω

Dạng 4: Bài toán về công suất trong mạch.

Bài 1: Mắc nối tiếp với cuộn cảm có rồi mắc vào nguồn xoay chiều Dùng vôn kế

có rất lớn đo ở hai đầu cuộn cảm, điện trở và cả đoạn mạch ta có các giá trị tương ứng là 100V, 100V, 173,2V Suy ra hệ số công suất của cuộn cảm

ĐS: cos ϕ = 0 , 4142

Bài 2: Đặt một hiệu điện thế xoay chiều có tần số góc vào hai đầu cuộn dây có R, L thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là P1 Nếu nối tiếp với cuộn dây một tụ điện C với 2

2LCω = 1và đặt vào hiệu điện thế trên thì công suất tiêu thụ là P2 Tính giá trị của P2 theo P1

ĐS: Suy ra I2=I1  P2=P1

Bài 3: : Cho một đoạn mạch điện gồm một biến trở R mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều với tần

số góc Thay đổi R ta thấy với hai giá trị của thì công suất của đoạn mạch đều bằng nhau Tích bằng: ĐS:

Bài 4: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch một

hiệu điện thế ổn định u = Uo cos(2πft) Vẽ đồ thị biểu diễn sự biến đổi của công suất tiêu thụ P của đoạn mạch điện khi cho điện trở R của đoạn mạch thay đổi từ 0

Bài 5: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, L là cuộn dây thuần cảm, C là tụ điện có điện

dung thay đổi được Cho biết L = 159mH, uAB= 100cos(100πt)(V) Khi C= 3,18.10-5F thì

i lệch pha so với uAB một góc π/4

a) Tính R và giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch

b) Tính công suất tiêu thụ trong mạch Công suât đó thay đổi thế nào khi C tăng dần

Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ

Cho biết u AB= 40 cos(100 πt) ( )V Vôn kế V1 chỉ A R L,r B

V

2

V 1

5V vôn kế V2 chỉ 25 V

a) Tính hệ số công suất của đoạn mạch và của cuộn dây

b) Viết biểu thức của dòng điện trong mạch biết R= 5Ω

c) Tính r và L

d) Tính công suất tiêu thụ ở cuộn dây, ở điện trở và ở toàn mạch

Bài 7: Cho mạch điện như hình vẽ.

Đặt vào mạch điện một hiệu điện thế

) ( 100 cos

2

chỉ 100V, vôn kế V2

chỉ 35V

a) Xác định L, C biết R= 60 Ω Tìm chỉ số ampe kế

b) Viết biểu thức của dòng điện trong mạch và tính công suất tiêu thụ trong mạch

Bài 8: 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 C Đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng

và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB Khi đó đoạn mạch AB tiêu thụ công suất 120W và có hệ số công suất bằng 1 Nếu nối tắt tụ điện thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM và MB có cùng giá trị hiệu dụng nhưng lệch pha nhau một góc 600 Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB trong trường hợp này bằng bao nhiêu?

Ngày 5/9/2011

Dạng 5: Xác định điều kiện của R, L,hoặc C để công suất cực đại.

Bài 1: Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có

4

r 50 ; L H

10

= Ω =

π , và tụ điện có điện dung

4

10

C = −

π F và điện trở thuần R thay đổi được Tất cả được mắc nối tiếp với nhau, rồi đặt vào hai đầu đoạn mạch có hiệu điện thế xoay chiều u 100 2 cos100 t(V)= π Công suất tiêu thụ trên điện trở R đạt giá trị cực đại khi R có giá trị bằng bao nhiêu ?

Bài 2: Cho mạch điện RLC nối tiếp, trong đó cuộn L thuần cảm, R là biến trở Hiệu điện thế hiệu dụng U=200V, f=50Hz, biết ZL = 2ZC,điều chỉnh R để công suất của mạch đạt giá trị lớn nhất thì dòng điện trong mạch có giá trị là I= Tính giá trị của C, L

L,r B

A C

V

1

V 2 A