18 bài toán hộp đen

Câu 13: Đoạn mạch X chỉ gồm tụ điện, để dòng điện trong mạch chậm pha hơn u một góc π/3 cần ghép nối tiếp X với Y?. R ,C Câu 14: Mạch X chỉ có điện trở, dòng điện trong mạch nhanh pha

18 - Bài toán hộp đen

Câu 1: Đoạn mạch AB chỉ gồm một phần tử chưa xác định(có thể là R,L,hoặc C) Trong đó ta xác định được

biểu thức i = 4cos100πt A và biểu thức u = 40 cos( 100πt + π/2) V Hãy xác định phần tử trên? Và tính giá trị của nó khi đó?

A R = 10 Ω

B C = 10-3/πF

C L = 0,1/πH

D C = 10-4/πF

Câu 2: Đoạn mạch AB chỉ gồm một phần tử chưa xác định(có thể là R,L,hoặc C) Trong đó ta xác định được

biểu thức i = 4cos100πt A và biểu thức u = 40 cos( 100πt - π/2) V Hãy xác định phần tử trên? Và tính giá trị của nó khi đó?

A R = 10 Ω

B C = 10-3/πF

C L = 0,1/πH

D C = 10-4/πF

Câu 3: Đoạn mạch AB chỉ gồm một phần tử chưa xác định (có thể là R,L,hoặc C) Trong đó ta xác định được

biểu thức i = 4cos100πt A và biểu thức u = 40 cos( 100πt )V Hãy xác định phần tử trên? Và tính giá trị của nó khi đó? Tính công suất của mạch điện?

A R = 10 Ω

B C = 10-3/πF

C L = 0,1/πH

D C = 10-4/πF

Câu 4: Đoạn mạch AB chứa hai phần tử trong ba phần tử( R,L,C) nhưng chưa được xác định Biết rẳng biểu

thức dòng điện trong mạch là i = 4cos( 100πt + π/3) A $Và biểu thức cường độ dòng điện trong mạch

là u = 200cos( 100πt + π/6) Hãy xác định hai phần tử trên? Tính công suất trong mạch?

A R và L; P = 400 3 W

B R và C; P = 400W

C C và L; P = 400 3 W

D R và C ; P = 200 3 W

Câu 5: Đoạn mạch AB chứa hai phần tử trong ba phần tử( R,L,C) nhưng chưa được xác định Biết rẳng biểu

thức dòng điện trong mạch là i = 4cos( 100πt - π/3) $Và biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là u = 200cos( 100πt + π/6) Hãy xác định hai phần tử trên? Và tính công suất trong mạch?

A R và C; P = 0W

B R và L; P = 400 3 W

C L và C; P = 0W

D L và C; P = 400 3 W

Câu 6: Đoạn mạch AB chứa hai phần tử trong ba phần tử( R,L,C) nhưng chưa được xác định Biết rẳng biểu

thức dòng điện trong mạch là i = 4cos( 100πt - π/6) A $Và biểu thức cường độ dòng điện trong mạch

là u = 200cos( 100π t + π/6) Hãy xác định hai phần tử trên và tính giá trị của chúng?

A R = 25 3 Ω; ZL = 25 Ω

B R = 25 Ω; ZL = 25 3 Ω

C R = 50 Ω; ZL = 50 3 Ω

D R = 50 3 Ω; ZL = 50 Ω

Câu 7: Đoạn mạch AB gồm hai phần tử X,Y trong đó UX = 50 V, UY = 20 V và giá trị hiệu điện thế UAB = 30

V vậy phần tử X,Y là gì?

A R và C

B R và L

C L và C

D Không có đáp án

Câu 8: Đoạn mạch AB gồm hai phần tử X,Y trong đó UX = 40 V, UY = 30 V và giá trị hiệu điện thế UAB = 50 V

và u nhanh pha hơn i Vậy phần tử X,Y là gì?

A R và L

B R và C

C C và L

D A hoặc B

Câu 9: Cho mạch điện gồm hai phần tử x,y mắc nối tiếp, trong đó: x,y có thể là R,L hoặc C Cho biết hiệu điện

thế giữa hai đầu đoạn mạch uAB= 200 2 cos100πt V và i = 2 2 cos(100πt - π/6) x ,y là phần tử gì?

A R và C

B R và L

C L và C

D A và B

Câu 10: Mạch điện X chứa hai trong ba phần tử (R,L,C) Biểu thức u trong mach là u = 30cos( 100πt + π/3) V;

và biểu thức i = 2cos( 100πt + π /6) Hãy xác định đó là phần tử gì?

A R và C

B R và L

C L và C

D A và B

Câu 11: Mạch điện X chứa hai trong ba phần tử (R,L,C) Biểu thức u trong mach là u = 30cos( 100πt + π/3) V;

và biểu thức i = 2cos( 100πt - π/6) Hãy xác định đó là phần tử gì? Xác định tổng trở của mạch?

A L và C; Z = 15 Ω

B L và R; Z = 15 Ω

C R và C; Z = 30 Ω

D L và C và 40 Ω

Câu 12: Mạch điện X chưa xác định, qua thực nghiệm thấy được dòng điện trong mạch i = 5cos( 100πt) A, và

hiệu điện thế trong mach u = 100cos( 100π t) V Mach X có thể gồm phần tử gì?

A Điện trở thuần

B Mạch RLC cộng hưởng

C Cả A và B

D Không có đáp án đúng

Câu 13: Đoạn mạch X chỉ gồm tụ điện, để dòng điện trong mạch chậm pha hơn u một góc π/3 cần ghép nối tiếp

X với Y Xác định phần tử Y

A L

B R ,L

C R

D R ,C

Câu 14: Mạch X chỉ có điện trở, dòng điện trong mạch nhanh pha hơn u thì có thể ghép vào X những phần tử

nào sau đây

A C

B L,C trong đó( ZL> ZC)

C L,C trong đó(ZL< ZC)

D Đáp án A,C đúng

Câu 15: Mạch X có hai phần tử, u nhanh pha hơn i, Ghép X với Y thì thấy trong mạch có biểu thức i = u/Z

Hãy xác định phần tử có thể có của Y?

A L

B R ,L

C R ,C

D A,B đúng

Câu 16: RLC đang có u chậm pha hơn i, để trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì cần ghép thêm vào

mạch trên đoạn mạch X, Xác định các trường hợp có thể có của X?

A L

B R,L

C R ,C

D A, B đúng

Câu 17: Mạch điện X có hai phần tử ( trong ba phần tử R,L,C) mắc mạch điện trên vào mạng điện có u =

50cos( 100πt) V thì thấy dòng điện trong mạch có biểu thức i = 2cos( 100 πt + π/6)A Xác định giá trị các phần

tử trong mạch?

A R = 12,5 3 Ω; ZL = 12,5 Ω

B R = 12,5 Ω; ZL = 12,5 3 Ω

C R = 12,5 3 Ω; ZC= 12,5Ω

D R = 12,5 Ω; ZC = 12,5 3 Ω

Câu 18: Mạch điện gồm hai phần tử L,C trong đó L = 1/πH và C = 10-3/6πF Mắc nối tiếp đoạn mạch trên với phần tử X( X chứa 2 phần tử phần tử) và mắc vào mạng điện u = 50cos( 100πt + π/3)V, thì thấy công suất trong mạch là 25W và đang có hiện tượng cộng hưởng xảy ra Xác định các phần tử X trên và tìm giá trị của nó?

A L = 0,4/πH

B 10-4/(4π)F

C 10-3/4πF và R = 50 Ω

D A hoặc C

Câu 19: Mạch điện X có hai phần tử ( trong ba phần tử R,L,C) mắc mạch điện trên vào mạng điện có u =

50cos( 100πt ) thì thấy dòng điện trong mạch có biểu thức i = 2cos( 100πt - π /3)A Xác định giá trị các phần

tử trong mạch?

A R = 12,5 Ω; ZC= 12,5 3 Ω

B R = 12,5 3 Ω; ZC = 12,5 Ω

C R = 12,5 3 Ω; ZC = 12,5 Ω

D R = 12,5 Ω ; ZL = 12,5 3 Ω

Câu 20: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện biến trở mắc nối tiếp với hộp đen Điện áp hai đầu mạch

uAB=200 2 cos (100πt) (v), X chứa một phần tử (L hoặc C) Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ trên mạch cực đại thì cường độ hiệu dụng trong mạch là 2 A Biết dòng điện trong mạch sớm pha hơn điện áp hai đầu mạch Cấu tạo hộp X và giá trị của phần tử trong X là:

A X chứa C: C=52,4μF

B X chứa L: L= 0,36 H

C X chứa C: C=31,8 μF

D X chứa L: L = 0,54 H

Câu 21: Một đoạn mạch xoay chiều có hai trong ba phần tử R,C hoặc cuộn dây thuần cảm Điện áp hai đầu

mạch và cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức: u = 100 2 cos 100πt (V) ;i = 2cos (100πt- 0,25π) (A) Điện trở hoặc trở kháng tương ứng là :

A L,C ; ZC = 100Ω; ZL= 50Ω

B R,L ; R = 40Ω; ZL= 30Ω

C R,L ; R = 50Ω; ZL= 50Ω

D R,C ; R = 50Ω; ZC= 50Ω

Câu 22: Cho đoạn mạch như hình vẽ, biết u = 100 2 cos100πt (V), C =10-4/π F Hộp kín X chỉ chứa một phần tử (R hoặc cuộn dây thuần cảm), dòng điện trong mạch sớm pha π/3 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB Hộp X chứa gì ? điện trở hoặc cảm kháng có giá trị bao nhiêu?

A Chứa R; R = 100/ 3 Ω

B Chứa L; ZL = 100/ 3 Ω

C Chứa R; R = 100 3 Ω

D Chứa L; ZL = 100 3 Ω

Câu 23: Cho đoạn mạch AB gồm biến trở nối tiếp với hộp kín X Hộp X chỉ chứa cuộn thuần cảm L hoặc tụ C

.UAB = 200 (V) không đổi ; f = 50 Hz Khi biến trở có giá trị sao cho PAB cực đại thì I = 2(A) và sớm pha hơn

uAB Khẳng định nào là đúng ?

A X chứa C=

4

10

2



F

B X chứa L= 1/ π H

C X chứa C = 2 10-4/π F

D X chứa L = 1/ 2π H

Câu 24: Ở (hình vẽ) hộp X chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện Khi đặt vào hai đầu

AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, người ta đo được UAM = 120V và UMB = 260V Hộp X chứa:

A cuộn dây thuần cảm

B cuộn dây không thuần cảm

C điện trở thuần

D tụ điện

Câu 25: Đặt vào hài đầu đoạn mạch AB một điện áp u = 100 2 cos(100πt)(V), tụ điện có C = 10-4/π (F) Hộp

X chỉ chứa một phần tử (điện trở hoặc cuộn dây thuần cảm) i sớm pha hơn uAB một góc π/3 Hộp X chứa điện trở hay cuộn dây? Giá trị điện trở hoặc độ tự cảm tương ứng là bao nhiêu?

A Hộp X chứa điện trở: R = 100 3

B Hộp X chứa điện trở: R = 100/ 3

C Hộp X chứa cuộn dây: L = 3 /π (H)

D Hộp X chứa cuộn dây: L = 3 /2π (H)

Câu 26: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử R, L, C mắc nối tiếp Cường độ dòng điện

trong đoạn mạch nhanh pha π / 6 so với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, tần số f = 50Hz Biết U0 = 40 V

và I0 = 8A Xác định các phần tử trong mạch và tính giá trị của các phần tử đó?

A R = 2,5 3 Ω và C = 1,27mF

B R = 2,5 3 Ω và L = 318mH

C R = 2,5 3 Ω và C = 1,27μF

D R = 2,5 3 Ω và L = 3,18mH

Câu 27: Cho đoạn mạch gồm hai phần tử X, Y mắc nối tiếp Trong đó X, Y có thể là R, L hoặc C Cho biết

hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là u = 200 2 cos100πt(V) và i = 2√2cos(100πt -π/6)(A) Cho biết X, Y là những phần tử nào và tính giá trị của các phần tử đó?

A R = 50 và L = 1/πH

B R = 50 và C = 100/π μF

C R = 50 3 và L = 1/2πH

D R = 50 3 và L = 1/ π H

Câu 28: Cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L = 636mH mắc nối tiếp với đoạn mạch X Đặt vào hai đầu đoạn

mạch hiệu điện thế u = 120 2 cos100πt(V) thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là i = 0,6 2 cos(100πt -π/6)(A) Tìm hiệu điện thế hiệu dụng UX- giữa hai đầu đoạn mạch X?

A 120V

B 240V

C 120 2 V

D 60 2 V

Câu 29: Cho một hộp đen X trong đó có chứa 2 trong 3 phần tử R, L, hoặc C mắc nối tếp Mắc hộp đen nối

tiếp với một cuộn dây thuần cảm có L0 = 318mH Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều

có biểu thức u = 200 2 cos(100π t- π/3)(V) thì dòng điện chạy trong mạch có biểu thức i = 4 2 cos(10πt - π/3)(A) Xác định phần tử trong hộp X và tính giá trị của các phần tử?

A R = 50Ω; C= 31,8μF

B R = 100Ω; L= 31,8mH

C R = 50Ω; L= 3,18μH

D R = 50Ω; C= 318μF

Câu 30: Đặt điện áp xoay chiều hiệu dụng U vào hai đầu một hộp đen X thì dòng điện trong mạch có cường độ

hiệu dụng là 0,25A và sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu hộp đen X Cũng đặt điện áp đó vào hai đầu hộp đen

Y thì dòng điện trong mạch vẫn có cường độ hiệu dụng là 0,25A nhưng cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch.Nếu đặt điện áp trên vào hai đầu đoạn mạch gồm X và Y mắc nối tiếp thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong đoạn mạch là:

A 2 /4 A

B 2 / 8 A

C 2 / 2 A

D 2 A

ĐÁP ÁN & LỜI GIẢI CHI TIẾT

Câu 1: C

Do hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mach sớm pha hơn cường độ dòng điện π/ 2 và trong mạch chỉ có 1 phần tử

=> Trong mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm

=> ZL = U/I = 10 => L = 1/ 10πH

Câu 2: B

Do hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mach trễ pha hơn cường độ dòng điện π/2 và trong mạch chỉ có 1 phần tử

=> Trong mạch chỉ có tụ điện

=> Zc = U/I = 10 => C = 10-3 /π F

Câu 3: A

Do hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mach cùng pha với cường độ dòng điện và trong

mạch chỉ có 1 phần tử

=> Trong mạch chỉ có điện trở thuần

=> R = U/I = 10 => R =10 Ω

Câu 4: D

Do u trễ pha hơn i 1 hóc 0 < π/6 < π/2 => Trong mạch gồm tụ điện và điện trở thuần

=> Z = U/I = = 50 (1)

Lại có : tan π/6 = ZC / R => R = ZC√3 (2)

Từ (1) và (2) => R = 25√3 , Zc = 25

=> P = I2R = 8.25√3 = 200√3 W

Câu 5: C

Do hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mach sớm pha hơn cường độ dòng điện π/2 và trong mạch chỉ có 2 phần tử

=> Trong mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm và tụ điện

=> P = 0

Câu 6: B

Do u sớm pha hơn i 1 hóc 0 < π/3 < π/2 => Trong mạch L và R

=> Z = U/I = = 50 (1)

Lại có : tan π/3 = ZL/R => R√3 = ZL (2)

Từ (1) và (2) => R = 25 , ZL = 25√3

Câu 7: C

UAB = Ux + (-Uy)

=> x,y phải ngược pha

=> X,Y là phần tử L,C

Câu 8: A

UAB2 = Ux2 + Uy2

=> Hiệu điện thế 2 đầu phần tử X và Y vuông pha với nhau

=> X,Y có thể là 2 phần tử R,L hoặc R,C

Do u nhanh pha hơn i nên X,Y là 2 phần tử R,L

Câu 9: B

Do u sớm pha hơn i 1 hóc 0 < π/6 < π/2

=> Trong mạch L và R

Câu 10: B

Do u sớm pha hơn i 1 hóc 0 < π/6 < π/2

=> Trong mạch L và R

Câu 11: A

Do u và i vuông pha vơi nhau nên trên đoạn mạch gồm tụ điện và cuộn dây thuần cảm

Ta có: Z = U/I = 30/2 =15 Ω

Câu 12: C

Do u và i cùng pha nên trong mạch chỉ có điện trở R hoặc mạch RLC cộng hưởng

Câu 13: B

Do ban đầu cường độ dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch nên để hiệu điện thế sớm pha hơn cường độ dòng điện thì phải mắ thêm 1 cuộn cảm sao cho ZL >Zc

Để u sớm pha hơn i 1 góc π/3 thì phải mắc thêm 1 điện trở sao cho:

tan π/3 =

Câu 14: D

Độ lệch pha của dòng điện và hiệu điện thế là φ với:

tan φ = (ZL - Zc) /R Để dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế thì ZL - Zc < 0

=> ZL < Zc hoặc trong mạch chỉ có 2 phần tử R và C

Câu 15: C

Do u nhanh pha hơn i nên trong mạch X có R,L Mặt khác:

Khi nối tiếp với đoạn mạch Y thì i = u/Z

=> i cùng pha vơi u

=> Trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng

=> trong mạch Y có thể chưa phần tử R, C sao cho ZL = Zc

Câu 16: D

Mạch RLC đang có u chậm pha hơn i => Zc > ZL

=> Để trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì cần mắc thêm 1 cuộn cảm có điện trở hoặc cuộn cảm thuần

Câu 17: C

Do i sớm pha hơn u 1 góc π/6 và trong mạch gồm 2 phần tử nên trong mạch có 2 phần tử R,C

Ta có: tan π/6 = Zc/R => R = ZC√3 (1)

Mặt khác: Z = U/I = 25(2)

Từ (1) và (2) => ZC =12,5 ; R =12,5√3

Câu 18: C

ZL = ωL = 100 ; ZC =1/ ωC = 60 Ω

Để xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì trên đoạn mạch X phải có điện trở thuần R tu điện C' Sao cho ZCo = ZL

=100 Ω => Co = 10-4/ π F

=> C' = 10-3/ 4π F

Điện trở thuẩn

Câu 19: D

Do i trễ pha hơn u 1 góc π/3 và trong mạch gồm 2 phần tử nên trong mạch có 2 phần tử R,L

Ta có: tan π/3 = ZL /R => R√3 = ZL (1)

Mặt khác: Z = U/I = 25(2)

Từ (1) và (2) => ZL =12,5√3 ; R =12,5

Câu 20: C

Câu 21: C

Do cường độ dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch 1 góc π/4 => Trong mạch gồm 2 phần tử R,L

tan π/4 = ZL /R => ZL =R

=> Z = R √2 = ZL√2 => R = ZL = 50Ω

Câu 22: A

Gọi độ lệch pha của dòng điện so với hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch là φ Theo bài ra ta có 0 < φ < π/2 và dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế nên hộp kín X chưa phần tử R

lai có: tan π/3 = Zc/R => R√3 = Zc

=> R = 100/√3Ω

Câu 23: C

Câu 24: B

Nhận thấy UAB2

# UAM2 + UMB2 => X không thể là điện trở thuần Mặt khác: UAB # UMB - UMA => X không thể chưa cuộn dây thuần cảm

UAB # UMB + UMA => X không thể chưa tụ điện

=> X chưa cuộn dây không thuần cảm

Câu 25: B

Zc= 1/ωC = 100Ω

Gọi độ lệch pha của dòng điện so với hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch là φ Theo bài ra ta có 0 < φ < π/2 và dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế nên hộp kín X chưa phần tử R

lai có: tan π/3 = Zc/R => R√3 = Zc

=> R = 100/√3 Ω

Câu 26: A

Gọi độ lệch pha của dòng điện so với hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch là φ Theo bài ra ta có 0 < φ < π/2 và dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế trong mạch gồm 2 phần tử R và C

Z =Uo/Io = 5Ω

lai có: tan π/3 = ZC/R => R = Zc√3

=> ZC= 2,5 => C = 1,27mF , R = 2,5√3Ω

Câu 27: C

Gọi độ lệch pha của dòng điện so với hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch là φ Theo bài ra ta có 0 < φ < π/2 và dòng điện sớm trễ hơn hiệu điện thế nên trong mạch gồm 2 phần tử R và L

Z =Uo/Io = 100 Ω

lai có: tan π/3 = ZL/R => R = ZL √3

=> ZL = 50 => L = 1/2π H , R = 50√3 Ω

Câu 28: A

Câu 29: A

ZL0 = w.L0= 100Ω

Do i cùng pha với u => trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng => Trong mạch X gồm phần tử R,C hoặc L,C

Th1: X gồm phần tử R,C

Ta có Zc = ZL = 100Ω => C = 31,8μF, R = U/I = 50Ω

=> Đáp án A

Th2: X gồm L,C

ZL' + ZL = Zc <=> 100 + ZL' = Zc => thiếu dữ kiện

Câu 30: B

Theo bài ra ta có: U = 0,25Zx = 0,25Zy => Zx = Zy = 4U

Khi mắc điện áp trên vào đoạn mạch chứa X,Y mắc nối tiếp ta được: Ux và Uy vuông pha với nhau

Ux = Uy = U/ √2

=> Cường độ dòng điện qua mạch lúc này là:

A