Bài tập đồ thị điện xoay chiều có giải ôn thi tốt nghiệp

Bài tập đồ thị điện xoay chiều có giải ôn thi tốt nghiệp tham khảo

t0

Khi C thay đổi:

UL

0

B BÀI TẬP VẬN DỤNG

I Đồ thị hàm điều hòa

Câu 1: Một khung dây dẫn phẳng có diện tích S = 50 cm2, có N = 100 vòng dây,quay đều với tốc độ 50 vòng/giây quanh một trục vuông góc với các đường sức củamột từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,1 T Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vectơpháp tuyến n của diện tích S của khung dây cùng chiều với vectơ cảm ứng từ B và

chiều dương là chiều quay của khung dây Vẽ đồ thị biểu diễn sự biến đổi của e

theo thời gian

Đồ thị biểu diễn sự biến đổi của suất điện động e theo thời gian t là đường hình sin

có chu kì tuần hoàn T = 0,02 s

Bảng giá trị của suất điện động e tại một số thời điểm đặc biệt như: 0 s, T

4  s, T 0,02  s,

5T 0,025

4  s và

3T 0,03

2  s:

t (hoặc f) thay đổi: s) 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03

e (hoặc f) thay đổi: V) 0 15,7 0 -15,7 0 15,7 0

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của e theo t như hình trên hình vẽ

Câu 2: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có cường độ biến đổi điều

hoà theo thời gian được mô tả bằng đồ thị ở hình dưới đây Xác định biên độ, chu kì

và tần số của dòng điện

t (hoặc f) thay đổi: s)

e (hoặc f) thay đổi: V)

t (hoặc f) thay đổi: 10-2 s)

i (hoặc f) thay đổi: A)

0

+ 4

HHướng dẫn giải:

Biên độ chính là giá trị cực đại I0 của cường độ dòng điện Dựa vào đồ thị ta có biên

độ của dòng điện này là : I0 = 4 A Tại thời điểm 2,5.10-2 s, dòng điện có cường độtức thời bằng 4A Thời điểm kế tiếp mà dòng điện có cường độ tức thời bằng 4 A là2,25.10-2 s Do đó chu kì của dòng điện này là

T = 2,25.10-2 – 0,25.10-2 = 2.10-2 s,tần số của dòng điện này là : 1 1 2

f) thay đổi: 50

T 2.10

Câu 3: Cho mạch điện xoay chiều hai đầu AB, gồm hai đoạn AM và MB mắc nối

tiếp nhau Điện áp tức thời giữa hai đầu AB, AM, MB tương ứng là uAB, uAM, uMB,được biểu diễn bằng đồ thị hình bên theo thời gian t Biết cường độ dòng điện trongmạch có biểu thức i = cos(hoặc f) thay đổi: ωt) t)

Công suất tiêu thụ trên các đoạn mạch AM và MB lần lượt là

A 90,18 W và 53,33 W B 98,62 W và 56,94 W.

C 82,06 W và 40,25 W D 139,47 W và 80,52 W.

Hướng dẫn giải:

Cách giải 1: Từ đồ thị và đề bài ta thấy u và i cùng pha.

Để giải bài tập về đồ thị ta lưu ý: Xét nửa trên đồ thị giá trị hàm giảm từ biên về thìdùng cos α, với α = ωt) t Giá trị hàm tăng từ 0 (hoặc f) thay đổi: VTCB) thì dùng sin α, với α = ωt) t

Để dễ hiểu ta đặt các thời điểm:

(hoặc f) thay đổi: t1 = 10

Nhận thấy uAB sớm pha hơn uMB về thời gian là:

ta có góc quét của uAB là

3 1

2 2

Dựa vào đồ thị ta có uAB  220 cos100 t (V) 

Ta nhận thấy u và i cùng pha nên công suất toàn mạch AB là:

P  P  P  U I cos   110 2.1.cos0 155,56W  .

Giả sử phương trình uAM  U0AMcos 100 t    AM (V)

Quan sát đồ thị uAM ta có khi t 10 .10 s3

Giả sử phương trình uMB U0MBcos 100 t    MB (V)

Quan sát đồ thị uMB ta có khi t 7,5.10 s 3

Công suất trên đoạn MB: PMB U I cosMB MB 113,88 .1. 2 56,94W.

2 2

Chọn đáp án B

Câu 4 (ĐH – 2014): Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch AB mắc

nối tiếp (hoặc f) thay đổi: hình vẽ) Biết tụ điện có dung kháng ZC, cuộn cảm thuần có cảm kháng ZL

và 3ZL = 2ZC Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của điện áp giữa hai đầuđoạn mạch AN và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch MB như hình vẽ

Điện áp hiệu dụng giữa hai điểm M và N là

U 200cos100 t (hoặc f) thay đổi: V)

U 100cos 100 t (hoặc f) thay đổi: V)

(hoặc f) thay đổi: 1) và 3ZL  2ZC 2uC  3uL (hoặc f) thay đổi: 2)

Từ (hoặc f) thay đổi: 1) suy ra: AN C X

(hoặc f) thay đổi: 3)

Từ (hoặc f) thay đổi: 2) và (hoặc f) thay đổi: 3) ta có: AN MB

UAN

φMB

i

Dễ thấy NBK vuông tại B, nên ta có:

Câu 5: Cho đoạn mạch AB như hình vẽ Biết R = 80 , r = 20  Đặt vào hai đầu

mạch một điện áp xoay chiều u U 2 cos100 t (hoặc f) thay đổi: V)   Đồ thị biểu diễn sự phụthuộc của điện áp tức thời giữa hai điểm A, N (hoặc f) thay đổi: uAN) và giữa hai điểm M, B (hoặc f) thay đổi: uMB)theo thời gian được biểu diễn như hình vẽ

Hệ số công suất của đoạn mạch AB có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?

t (hoặc f) thay đổi: s)

u (hoặc f) thay đổi: V)

Câu 6 (THPT Lý Thái Tổ, Bắc Ninh lần 2 - 2016): Cho mạch điện như hình vẽ.

Điện áp xoay chiều ổn định giữa hai đầu

A và B là u = 100 6cos(hoặc f) thay đổi:   t ) (hoặc f) thay đổi: V)

Khi K mở hoặc đóng, thì đồ thị cường

độ dòng điện qua mạch theo thời gian

tương ứng là im và iđ được biểu diễn như

Cách giải 3: Dùng giản đồ véctơ tổng trở

Ta có: Iñ  3 Im  Zm  3.Zd (hoặc f) thay đổi: vì cùng U)

Iđt(hoặc f) thay đổi: s)

3

0i(hoặc f) thay đổi: A)

Câu 7 (Chuyên Vinh - 2015): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB

như hình vẽ Biết R = r Đồ thị biểu diễn điện áp uAN và uMB như hình vẽ bên cạnh.Giá trị của hệ số công suất cosφd của đoạn mạch MN và điện áp hiệu dụng hai đầuđoạn mạch AB bằng:

II Đồ thị hàm không điều hòa

Câu 1 (THPT Quốc gia – 2015): Lần lượt đặt điện áp u U 2 cos t   (hoặc f) thay đổi: V) (hoặc f) thay đổi: Ukhông đổi, ωt) thay đổi được) vào hai đầu của đoạn mạch X và vào hai đầu của đoạnmạch Y; với X và Y là các đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Trên hình vẽ, PX và

PY lần lượt biểu diễn quan hệ công suất tiêu thụ của X với ωt) và của Y với ωt) Sau đó,đặt điện áp u lên hai đầu đoạn mạch AB gồm X và Y mắc nối tiếp Biết cảm khángcủa hai cuộn cảm thuần mắc nối tiếp (hoặc f) thay đổi: có cảm kháng ZL1 và ZL2) là ZL = ZL1 + ZL2 vàdung kháng của hai tụ điện mắc nối tiếp (hoặc f) thay đổi: có dung kháng ZC1 và ZC2) là ZC = ZC1 +ZC2

Khi ωt) = ωt) 2, công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB có giá trị gần giá trị nào nhấtsau đây?

Rx (hoặc f) thay đổi: 3)

và U2 = 40Rx = 60Ry (hoặc f) thay đổi: 4)

Khi  = 2: Px = Py = 20W 

2 x 2 2

U R

2 x 2 2

2 2

2 2

1 2

0

45 U

      (hoặc f) thay đổi: 2)

Khi 2 mạch nối tiếp thì

2 2

R R cos

R0

Câu 3 (Chuyên ĐH Vinh lần 2 – 2016) : Cho

đoạn mạch xoay chiều AB gồm: biến trở R, cuộn

điện áp xoay chiều u U 2 cos100 t  (hoặc f) thay đổi: U không

thay đổi) vào 2 đầu A, B Thay đổi giá trị biến trở

R ta thu được đồ thị phụ thuộc của công suất tiêu thụ trên mạch vào giá trị Rtheo đường (hoặc f) thay đổi: 1) Nối tắt cuộn dây và tiếp tục thu được đồ thị (hoặc f) thay đổi: 2) biểu diễn sự phụthuộc của công suất trên mạch vào giá trị R Điện trở thuần của cuộn dây có giátrị

C

U R P

Câu 4 (Chuyên KHTN lần 1 – 2016): Cho một

đoạn mạch xoay chiều AB gồm biến trở R, cuộn

cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện

dung C mắc nối tiếp Đặt điện áp u = U 2

cos100πt (hoặc f) thay đổi: V) vào hai đầu đoạn mạch AB Hình

vẽ là đồ thị biểu diễn công suất tiêu thụ trên AB

theo điện trở R trong hai trường hợp; mạch điện

AB lúc đầu và mạch điện AB sau khi mắc thêm

điện trở r nối tiếp với R Hỏi giá trị  x y   gần

với giá trị nào nhất sau đây?

Câu 5 (Chuyên Hà Tĩnh lần 5 – 2016): Đặt điện

áp xoay chiều AB gồm: đoạn mạch AM chứa

điện trở thuần R = 90 Ω và tụ điện C = 35,4 μF,

đoạn mạch MB gồm hộp X chứa 2 trong 3 phần

tử mắc nối tiếp (hoặc f) thay đổi: điện trở thuần R0; cuộn cảm

thuần có độ tự cảm L0, tụ điện có điện dung C0)

Khi đặt vào hai đầu AB một điện thế xoay chiều

P(hoặc f) thay đổi: W)

0 0,25r R(hoặc f) thay đổi: )

P1

P2

xy120

của uAM và uMB thời gian như hình vẽ (hoặc f) thay đổi: chú ý 90 3≈156) Giá trị của các phần tửchứa trong hộp X là

A R0 = 60 Ω, L0 = 165 mH B R0 = 30 Ω, L0 = 95,5 mH

C R0 = 30 Ω, C0 = 106 μF D R0 = 60 Ω, C0 = 61,3 μF

Hướng dẫn giải:

Từ đồ thị ta thấy U0AM = 180 V; U0MB = 60 V

Tại t = 0 thì uAM  90 3V và đang tăng 1 1

1

6 0

Câu 6: Lần lượt đặt vào 2 đầu đoạn mạch

xoay chiều RLC mắc nối tiếp (hoặc f) thay đổi: R là biến trở,

L thuần cảm) 2 điện áp xoay chiều có biểu

thức lần lượt: u1U 2 cos( t  1 ) (hoặc f) thay đổi: V)

chiều toàn mạch theo biến trở R như hình

dưới Biết A là đỉnh của đồ thị P(hoặc f) thay đổi: 1) B là

đỉnh của đồ thị P(hoặc f) thay đổi: 2) Giá trị của R và P1max

100

P1ma

x

P(hoặc f) thay đổi: 1)

P(hoặc f) thay đổi: 2)BP(hoặc f) thay đổi: W)

Lúc đó: RZL ZC 200 

Chọn đáp án D

C CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Câu 1 (THPT Ngô Sỹ Liên lần 2 – 2016):

Một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa

một trong ba phần tử điện: điện trở thuần,

cuộn dây thuần cảm, tụ điện Hình dưới là

đồ thị biểu diễn sự biến đổi theo thời gian

của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và

cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch

điện đó Đoạn mạch điện này chứa

A cuộn dây thuần cảm B tụ điện

C điện trở thuần D có thể cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện Câu 2: Mạch điện AB gồm đoạn AM và đoạn MB: Đoạn AM có một điện trở thuần

50 và đoạn MB có một cuộn dây Đặt vào mạch AB một điện áp xoay chiều thìđiện áp tức thời của hai đoạn AM và MB biến thiên như trên đồ thị:

u(hoặc f) thay đổi: V)

t(hoặc f) thay đổi: s)

100

100 2

O 100

Câu 3: Cho đoạn mạch AB như hình vẽ Biết R = 80 , r = 20  Đặt vào hai đầu

mạch một điện áp xoay chiều u U 2 cos100 t (hoặc f) thay đổi: V)   Đồ thị biểu diễn sự phụthuộc của điện áp tức thời giữa hai điểm A, N (hoặc f) thay đổi: uAN) và giữa hai điểm M, B (hoặc f) thay đổi: uMB)theo thời gian được biểu diễn như hình vẽ

t (hoặc f) thay đổi: s)

u (hoặc f) thay đổi: V)

300

O

uMBC

Điện áp hiệu dụng U đặt vào hai đầu mạch có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?

A 275 V B 200 V C 180 V D 125 V Câu 4: Cho mạch điện xoay chiều gồm một

điện trở thuần, muộn cuộn cảm thuần và

một tụ điện mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu

mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu

dụng không đổi và tần số góc ω thay đổi

được Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ

điện và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm

lần lượt là U C , U L phụ thuộc vào ω, chúng

được biểu diễn bằng các đồ thị như hình vẽ

bên, tương ứng với các đường U C , U L Khi

ω = ω 1 thì U C đạt cực đại U m Các giá trị U m và ω 1 lần lượt là

A 150 330 B 100 330

C 100 330 D 150 330

Câu 5 (Chuyên Hà Tĩnh lần 5 – 2016): Đặt hiệu điện thế u = U0cos100t (hoặc f) thay đổi: V), (hoặc f) thay đổi: t

tính bằng giây) vào hai đầu đoạn R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm Trong

đó U0, R, L không đổi, C có thể thay đổi được Cho sơ đồ phụ thuộc của UC vào Cnhư hình vẽ (hoặc f) thay đổi: chú ý, 48 10 = 152) Giá trị của R là

A 120 Ω B 60 Ω C 50 Ω D 100 Ω

Câu 6: Lần lượt đặt vào 2 đầu đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp (hoặc f) thay đổi: R là biến

trở, L thuần cảm) 2 điện áp xoay chiều có biểu thức lần lượt:

2 (hoặc f) thay đổi: V), người ta thu được

đồ thị công suất mạch điện xoay chiều toàn mạch theo biến trở R như hình dưới

Biết A là đỉnh của đồ thị P(hoặc f) thay đổi: 1) A là đỉnh của đồ thị P(hoặc f) thay đổi: 2) Giá trị của x gần nhất là:

A 60W B 50W C 76W D 55W

R(hoặc f) thay đổi: Ω)400

1000

50

x

P(hoặc f) thay đổi: 1)

P(hoặc f) thay đổi: 2)AP(hoặc f) thay đổi: W)

Câu 7 (THPT Nam Đàn I lần 3 – 2016):

Cho mạch điện gồm R, L và C theo thứ tự nối

tiếp, cuộn dây có điện trở r Đặt vào hai đầu

đoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá trị

hiệu dụng không đổi, tần số f) thay đổi: = 50 Hz Cho

điện dung C thay đổi người ta thu được đồ thị

liên hệ giữa điện áp hiệu dụng hai đầu mạch

chứa cuộn dây và tụ điện UrLC với điện dung

C của tụ điện như hình vẽ phía dưới Điện trở

u  120 2 cos100 t V  Khi C thay đổi từ 0 đến

rất lớn thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ

A tăng từ 120 V đến 200 V rồi giảm về 0

B tăng từ 0 đến 200 V rồi giảm về 0

C tăng từ 120 V đến 220 V rồi giảm về 0

D giảm từ 120 V đến 0 rồi tăng đến 120 V

Câu 9 (ĐH – 2014): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số

không thay đổi vào hai đầu đoạn mạch AB (hoặc f) thay đổi: hình vẽ)

Cuộn cảm thuần có độ tự cảm L xác định; R = 200 Ω; tụ điện có điện dung C thayđổi được Điều chỉnh điện dung C để UMB min = U1 và UMB max = U2 = 400 V Giá trịcủa U1 là

HƯỚNG DẪN GIẢI

Câu 1: Chọn B Hướng dẫn: Từ hình vẽ:

+ Pha ban đầu của hiệu điện thế : φu  0

+ Pha ban đầu của dòngđiện : i π

φ 2



Hiệu điện thế sớm hơn cường độ dòng điện trong mạch π

2 Mạch chỉ chứa cuộndây thuần cảm

Mời quý thầy cô đăng ký ở link dưới đây để nhận file tài liệu full và bộ tài liệu VIP lớp 10,

11 và 12, bộ đề 2019

https://docs.google.com/forms/d/

1zugTO7joqYnJowXkRDflWzZV3eKe BMF_9mJN_rvYxQ8/edit