Bài tập đại cương về dòng điện xoay chiều

Quay đều với tốc độ 50vòng/giây quanh trục đối xứng nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn √25π25πTA. Suất điệ[r]

Bài tập đại cương về dòng điện xoay chiều, các dạng bài tập đại cương dòng điện xoay chiều, phương pháp giải bài tập đại cương dòng điện xoay chiều chương trình vật lý lớp 12 ôn thi Quốc gia.

I/ Tóm tắt lý thuyết

1/ Từ thông qua khung dây:

Φ = NBScos(ωt + φ) = Φocos(ωt + φ)

Trong đó:

2/ Suất điện động xoay chiều

e = Φ' = Eocos(ωt + φ)

Trong đó:

Khi trong khung dây có suất điện động thì hai đầu khung dây có điện áp (hiệu điện thế) Nếu khung chưa nối với tải thì E = U

3/Cường độ dòng điện xoay chiều

i = I o cos(ωt + φ i )

Trong đó:

4/ Các giá trị hiệu dụng (đo được bằng vôn kế, ampe kế)

I=Io√2I=Io2; E=Eo√2E=Eo2; U=Uo√2U=Uo2

5/ Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R

Q = I2.Rt

Trong đó:

6/ Công suất tỏa nhiệt

P = Q/t = I2R

Trong đó:

II/ Bài tập đại cương về dòng điện xoay chiều

Bài tập 1 Một khung dây phẳng dẹt có diện tích 60cm2 quay đều quanh một trục đối xứng

trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,4T Tính

từ thông cực đại qua khung dây

A 2,4.10-3Wb

B 1,2.10-3Wb

C 4,8.10-3Wb

D 0,6.10-3Wb

Bài tập 2 Một vòng dây có diện tích 100cm2, quay đều quanh trục đối xứng trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay Biết từ thông qua khung là 0,004Wb Tính độ lớn của cảm ứng từ

A 0,2T

B 0,6T

C 0,8T

D 0,4T

Bài tập 3 Từ thông qua một vòng dây dẫn là: Φ = 2.10−2π2.10−2πcos(100πt + π/4) Wb

Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây là

A -2sin(100πt + π/4) (V)

B 2sin(100πt + π/4) (V)

C -2sin(100πt) (V)

D 2πsin100πt (V)

Bài tập 4 Một khung dây có 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng 220cm2 Quay đều với tốc

độ 50vòng/giây quanh trục đối xứng nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn √25π25πT Suất điện động cực đại trong khung dây?

A 110√2 (V)

B 220√2 (V)

C 110V

D 220V

Bài tập 5 Suất điện động cảm ứng trong khung dây e = Eocos(ωt + π/2)V Tại thời điểm t

= 0, véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc bằng

A 45o

B 180o

C 90o

D 150o

Bài tập 6 Khung dây quay đều quanh trục xx' với tốc độ 150 vòng/phút, trong từ trường

đều véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay xx' của khung Ở thời điểm nào đó từ thông gửi qua khung dây là 0,4Wb thì suất điện động cảm ứng trong khung 15πV Tính từ thông cực đại

A 0,4Wb

B 0,4πWb

C 0,5Wb

D 0,5πWb

Bài tập 7 Một khung dây quay quanh trục cố định trong từ trường đều có phương vuông

góc với trục quay Suất điện động cuộn dây có giá trị cực đại Eo Tại thời điểm suất điện động tức thời e = Eo/2 và đang tăng thì véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung hợp với véc

tơ cảm ứng từ một góc là bao nhiêu?

A 150o

B 120o

C 30o

D 60o

Bài tập 8 Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là u = 150cos100πt V Cứ mỗi giây có bao

nhiều lần điện áp này bằng không

A 100 lần

B 50 lần

C 200 lần

D 2 lần

Bài tập 9 Cường độ dòng điện i = 2√2cos(100πt)A có giá trị hiệu dụng bằng

A 2A

B √2A

C 2√2A

D 1A

Bài tập 10 Điện áp u = 141√2cos(100πt) có giá trị hiệu dụng bằng

A 141V

B 200V

C 100V

D 282V

Bài tập 11 Cường độ dòng điện i = 2√2cos100πt(A) chạy qua điện trở thuần 100Ω Trong

30 giây nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở là

A 12kJ

B 24kJ

C 4243kJ

D 8485kJ

Bài tập 12 Dòng điện có dạng i = sin100πt(A) chạy qua cuộn dây có điện trở thuần 10Ω

và hệ số tự cảm L Công suất tiêu thụ trên cuộn dây là?

A 10W

B 9W

C 7W

D 5W

Bài tập 13 Một vòng dây có diện tích 100cm2 và điện trở 0,5Ω quay đều với tốc độ 100π (rad/s) trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,1T Nhiệt lượng tỏa ra trong vòng dây khi nó

quay được 1000 vòng là?

A 15J

B 20J

C 2J

D 0,5J

Bài tập 14 Cho dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức i =

Iocos(2/piT2/piTt) Xác định điện lượng di chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn đoạn mạch trong thời gian t = π/4 kể từ thời điểm 0 giây

A q = IoT/(2π) (C)

B q = IoT/π (C)

C q = IoT/(3π) (C)

D q = IoT/4π (C)

Bài tập 15 Dòng điện xoaychiều i = 2sin100πt (A) qua một dây dẫn Điện lượng chạy qua

tiết diện dây trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là

A 0

B 4/100π (C)

C 3/100π (C)

D 6/100π (C)

Bài tập 16 Một vòng dây kín, phẳng có diện tích S đặt trong từ trường đều với cảm ứng từ

B vuông góc với mặt phẳng vòng dây Nếu cho vòng dây quay một góc 180o xung quanh trục nằm trong mặt phẳng của nó thì trong vòng dây có một điện lượng Q di chuyển Bỏ qua độ tự cảm của vòng dây Nếu cho vòng dây quay đều quanh trục này với tốc độ góc không đổi ω thì cường độ dòng điện cưucj đại trong vòng dây là

A √2 ωQ

B ωQ/√2

C ωQ

D ωQ/2

Bài tập 17 Khung dây có 500 vòng dây cuốn nối tiếp, diện tích mỗi vòng là 200cm2 Khung dây đặt trong từ trường đều 0,2T Lúc t =0 véc tơ pháp tuyến hợp với véc tơ cảm ứng từ góc π/6 Cho khung dây quay đều quanh trục với tần số góc 40vòng/s Viết biểu thức suất điện động ở hai đầu khung dây

A 0,27Wb

B 1,08Wb

C 0,81Wb

D 0,54Wb

Bài tập 18 một khung dây phẳng, hình chữ nhật, diện tích 0,025m2 gồm 200 vòng dây quay đều với tốc độ 20vòng/s quanh một trục cố định trong một từ trường đều Biết trục quay là trục đối xứng nằm trong mặt phẳng khung và vuông góc với phương của từ trường Suất điện động hiệu dụng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng 222V Cảm ứng từ có độ lớn bằng

A 0,45T

B 0,60T

C 0,50T

D 0,40T

Bài tập 19 Một khung dây dẫn có 500 vòng dây cuốn nối tiếp, diện tích mỗi vòng dây là S

= 200cm2 Khung dây được đặt trong từ trường đều B = 0,2T Lúc t = 0, thì véc tơ pháp tuyến n của khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ B một góc π/6 Cho khung quay đều quanh trục Δ vuông góc với véc tơ B với tần số góc 40vòng/s Viết biểu thức suất điện động ở hai đầu khung dây

A 160πcos(80πt + π/3) (V)

B 160π√2cos(80πt + π/3) (V)

C 160π√2cos(80πt - π/3) (V)

D 160πcos(80πt - π/3) (V)

Bài tập 20 Một khung dây dẫn kín hình chữ nhật có thể quay đều quanh trục đi qua trung

điểm hai cạnh đối diện, trong một từ trường đều có cảm ứng từ B vuông góc với trục quay Suất điện động xoay chiều xuất hiện trong khung có giá trị cực đại khi mặt khung

A song song với ⃗BB→

B vuông góc với ⃗BB→

C tạo với ⃗BB→ góc 45o

D tạo với ⃗BB→ góc 60o

Bài tập 21 Một khung dây dẫn quay đều quanh trục xx' với tốc độ 150vòng/phút trong

một từ trường đều cảm ứng từ ⃗BB→ vuông góc với trục quay xx' của khung Ở một thời điểm nào đó từ thông gửi qua khung là 3Wb thì suất điện động cảm ứng trong khung bằng 20π (V) Từ thông cực đại gửi qua khung dây bằng

A 5Wb

B 6πWb

C 6Wb

D 5πWb

Bài tập 22 một khung dây dẫn phẳng dẹt, quay đều quanh trục Δ nằm trong mặt phẳng

khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay Δ Từ thông cực đại qua diện tích khung dây bằng √2 Wb Tại thời điểm t, từ thông qua diện tích khung dây và suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây có độ lớn lần lượt là 1Wb

và 100π (V) Tần số của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây là

A 60Hz

B 100Hz

C 50Hz

D 120Hz

Bài tập 23 Cường độ dòng điện i = 4√6(100πt - π/2) (A) có giá trị hiệu dụng bằng

A 4A

B 4√6A

C 4√3A

D 6A

Bài tập 24 Điện áp u = 120√5cos(100πt + π/5) (V) có giá trị hiệu dụng

A 120√2 (V)

B 120 (V)

C 50√10 (V)

D 100√10 (V)

Bài tập 25 dòng điện cường độ i = 4cos(100πt - π/4) (A) chạy qua điện trở thuần 100Ω

công suất tiêu thụ trên điện trở

A 800W

B 100W

C 20kW

D 8kW

Bài tập 26 dòng điện có dạng i = 2√2cos(100πt + π/8) (A) chạy qua cuộn dây có điện trở

thuần 20Ω và hệ số tự cả L Nhiệt lượng tỏa ra trên cuộn dây trong 1 phút là

A 800J

B 4,8J

C 4,8kJ

D 1000J

Bài tập 27 Cho dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz, chạy qua đoạn mạch Khoảng thời

gian giữa hai lần liên tiếp cường độ dòng điện này bằng 0 là

A 1/25s

B 1/50s

C 1/100s

D 1/200s

Bài tập 28 Dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2cos100πt (A) chạy qua dây dẫn Điện

lượng chạy qua một tiết diện dây dẫn trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là

A 0

B 4/100π (C)

C 3/100π (C)

D 6/100π (C)

Bài tập 29 dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ

i = Iocos(ωt - π/2), Io > 0 Tính từ lúc t = 0 điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn của đoạn mạch đó trong thời gian bằng nửa chu kỳ của dòng điện là

A 0

B 2Io/ω

C π√2Io/ω

D πIo/ω√2