Vật lý 12 New Microsoft Word Document.docx

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi vào hai đầu A và B của đoạn mạch mắc nối tiếp theo thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện c[r]

Dạng 4: Hiện tượng cộng hưởng điện I/ Phương pháp.

1/Nếu U và R không đổi thì khi: ZL = ZC hay L=

1

ωC thì tổng

trở Z đạt giá trị cực tiểu Zmin = R, lúc đó I đạt giá trị cực đại

I = Imax = U/R Hiện tượng này gọi là cộng hưởng

2/ Đường cong cộng hưởng của đoạn mạch RLC.

R càng lớn thì cộng hưởng không rõ nét

3/Điều kiện để có cộng hưởng là :

1 LC

 

hay ω LC = 12 hay4 f2 LC =12 hay

1

L C

C





Khi cộng hưởng thì : UR= U ; UL=UC ; ULC=0 , Pmax=UI , cosφ = 1

0 uAB cùng pha i ; uAB chậm pha 2

so với uL ; uAB nhanh pha 2



so với uC

Z =R tg ϕ =0 ⇒ Imax=U

R

4/ Liên hệ giữa Z và tần số f :

f0 là tần sồ lúc cộng hưởng

Khi f<f0 : Mạch có tính dung kháng , Z và f nghịch biến

Khi f> f0 : Mạch có tính cảm kháng , Z và f đồng biến

II/ Bài tập

Câu 1 Hiện tượng cộng hưởng trong mạch LC xảy ra càng rõ nét khi

A tần số riêng của mạch càng lớn B cuộn dây có độ tự cảm càng lớn

C điện trở thuần của mạch càng lớn D điện trở thuần của mạch càng nhỏ

Câu 2 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 3 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

O

I

R1 R2 > R1

Câu 4 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 5 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 40V, 50V và 80V Khi thay đổi tần số của dòng điện để mạch có cộng hưởng thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R bằng

Câu 6 Đặt điện áp u = U 2 cos vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN và NBt mắc nối tiếp Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, đoạn

NB chỉ có tụ điện với điện dung C Đặt 1

1

2 LC

 

Để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc R thì tần số góc  bằng

A

1

2 2



B 1 2 C 21 .

D 21

Câu 7 Cho mạch điện xoay chiều AB gồm R,L,C mắc nối tiếp Biết R C 16L2  Đoạn mạch

đang cộng hưởng biết điện áp hiệu dụng của toàn đoạn mạch AB là 120 V.Tính điện áp hiệu dụng U , U , U ?R L C

Câu 8 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi vào hai đầu A và B

của đoạn mạch mắc nối tiếp theo thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi Gọi N là điểm nối giữa cuộn cảm thuần và tụ điện Các giá trị R,

L, C hữu hạn và khác không Với C = C1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở R có giá trị không đổi và khác không khi thay đổi giá trị R của biến trở Với C =

1

2

C

thì điện áp hiệu dụng giữa A và N bằng

Câu 9 Cho đoạn mạch gồm điện trở R, tụ điện C và

cuộn tự cảm L mắc nối tiếp (như hình vẽ) Thay đổi tần

số của dòng điện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện

trong đoạn mạch đó thì khẳng định nào sau đây không đúng ?

A Cường độ hiệu dụng trong mạch đạt cực đại

B Điện áp hiệu dụng giữa các điểm A, N và M, B bằng nhau U AN U MB

C Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch lớn hơn giữa hai đầu điện trở R

D Cường độ dòng điện tức thời qua mạch đồng pha điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch

L R

C

Câu 9 Cho mạch điện như hình vẽ uAB = 200 2cos100t (V) R =100;

1



L

 H; C là tụ điện biến đổi ; R V�� Tìm C để vôn kế V có số chỉ lớn nhất Tính Vmax?

A 100 2V, 1072,4F ; B 200 2;

4

10

F

 ;

C 100 2V;

4

10

 F ; D 200 2;

4

10

 F.

Câu 10 Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 40, cuộn dây có r = 20 và L = 0,0636H,

tụ điện có điện dung thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có f = 50Hz và

U = 120V Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại, giá trị đó bằng:

A 40V B 80V C 46,57V D 40 2V

Câu 11 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch

mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 30 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm

0,4

 (H) và tụ điện có điện

dung thay đổi được Điều chỉnh điện dung của tụ điện thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằng

Câu 12 Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R=100 Ω , L=

2

 H, tụ điện có điện dung C thay đổi được Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều

u AB=200√2 cos(100 πt+ π

4) 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.C=

4

10

2



F , P=400W B C=

10−4

π F , P=300W

C.C=

10−3

π F , P=400W C C=

10−4

2π F , P=200W

Câu 13 Mạch điện R,L,C nối tiếp, điện áp hai đầu mạch u = 220 √ 2 cos ω t(V) và ω có thể thay đổi được Tính điện áp hiệu dụng 2 đầu R khi biểu thức dòng điện có dạng

i=I0Cos ωt :

A 220 √ 2 (V) B 220(V) C 110(V) D 120 √ 2 (V)

Câu 14 Một mạch điện không phân nhánh gồm điện trở R=100 Ω ,cuộn thuần cảm có L thay

đổi được và tụ có điện dung C Mắc mạch vào nguồn có u=100√2 Cos(100 πt+ π

6)V Thay đổi L để điện áp hai đầu điện trở có giá trị hiệu dụng UR=100V Biểu thức nào sau đây đúng cho cường độ dòng điện qua mạch:

A i=√2Cos 100 πt+ π

π

6) (A)

V

C

C i=√2Cos (100 πt+ π

4) (A) D. i= √ 2Cos(100 πt ) (A)

Câu 15.Cho đoạn mạch như hình vẽ :U AB 63 2 sco t V( )

0

A

R  , R V  � Cuộn dây thuần cảm có cảm kháng

200

L

Z   , thay đổi C cho đến khi Vôn kế V chỉ cực đại

105V Số chỉ của Ampe kế là :

A.0,25A B.0,3A

C.0,42A D.0,35A

Câu 16 Một mạch điện RLC không phân nhánh gồm điện trở R= 100, cuộn dây thuần cảm có

L= 1/ (H) và tụ có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u= 200 2

cos100t(V) Thay đổi điện dung C cho đến khi điện áp hai đầu cuộn dây đạt cực đại Giá trị cực

đại đó bằng:

A 200V B 100 2 V C 50 2 V D 50V

Câu 17 Cho mạch điện xoay chiều gồm R, cuộn dây thuần cảm L = 0,159H và C0 = 100/π(F)

Đặt vào hai đầu mạch một điện áp u = U0cos100πt(V) Cần mắc thêm tụ C thế nào và có giá trị

bao nhiêu để mạch có cộng hưởng điện?

A.Mắc nối tiếp thêm tụ C = 100/π(F) B.Mắc nối tiếp thêm tụ C = 2.10-4/π(F)

C.Mắc song song thêm tụ C = 100/π(F) D.Mắc nối tiếp thêm tụ C = 2.10-3/π(F)

Câu 18 Cho mạch RLC mắc nối tiếp có R=100(Ω) và L=

1

π(H ) , C=

5.10−4

π (F ) Đặt

vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u=120 √ 2cos100πt (V ) Để dòng điện trong mạch cùng

pha với điện áp hai đầu đoạn mạch ta phải ghép nối tiếp hay song song với tụ C một tụ C1 có

điện dung là bao nhiêu ?

A Ghép song song ; C1=5.10−4

π (F ) B Ghép nối tiếp ; C1=5.10−4

π (F )

C Ghép song song ; C1=5.10−4

4 π (F ) D Ghép nối tiếp ; C1=5.10−4

4π (F )

Câu 19 Cho một đoạn mạch xoay chiều RLC1 mắc nối tiếp ( cuộn dây thuần cảm ) Biết tần số

dòng điện là 50 Hz, R = 40 ( Ω ), L =

1 (H)

5 , C1 =

10−3

5 π (F ) Muốn dòng điện trong mạch

cực đại thì phải ghép thêm với tụ điện C1 một tụ điện có điện dung C2 bằng bao nhiêu và ghép thế

nào?

A Ghép song song và C2 =

4

3 10 (F)

  B Ghép nối tiếp và C2 =

4

3 10 (F)

C Ghép song song và C2 =

4

5 10 (F)





D Ghép nối tiếp và C2 =

4

5 10 (F)





Câu 20 Cho một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm R, L, C mắc nối tiếp có R = 200 Đặt

vào hai đầu đoạn mạch này một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V và tần số thay đổi

được Khi thay đổi tần số, công suất tiêu thụ có thể đạt giá trị cực đại bằng

V

C L M

A 200W B 220 √ 2 W C 242 W D 484W.

Câu 21 Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị các phần tử cố định Đặt vào hai đầu đoạn này

một điện áp xoay chiều có tần số thay đổi Khi tần số góc của dòng điện bằng 0 thì cảm kháng

và dung kháng có giá trị ZL = 100 và ZC = 25 Để trong mạch xảy ra cộng hưởng, ta phải thay

đổi tần số góc của dòng điện đến giá trị  bằng

Câu 22: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ bên Cuộn

dây có r = 10 Ω , L=

1

10π H Đặt vào hai đầu đoạn mạch

một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 50V và tần số

50Hz

Khi điện dung của tụ có giá trị là C 1 thì số chỉ của ampe kế cực đại và bằng 1A Giá trị của R và

C 1 là

A R = 40 Ω và C1=2.10−3

π F . B R = 50 Ω và C1=10−3

C R = 40 Ω và C1=10−3

π F . D R = 50 Ω và C1=2.10−3

Câu 23 Cho mạch điện như hình vẽ:.uAB = 200cos100pt (V);

R= 100W; C = 0,318.10-4F.Cuộn dây có độ tự cảm L thay

đổi được Xác định Độ tự cảm L để hệ số công suất của mạch

lớn nhất? Công suất tiêu thụ lúc đó là bao nhiêu? Hãy chọn đáp án đúng trong các đáp án sau:

A.L = π

1

H;P = 200W B.L =

1 2πH; P = 240W C.L = π

2

H; P =150W D.Một cặp giá trị khác

C

C

N