Nếu đặt điện áp xoay chiều nà vào hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử trên mắc nối tiếp thì cường độ dòng đinệ hiệu dụng qua mạch làA. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là.[r]
Trang 1ÔN TẬP VẬT LÍ 12 CHƯƠNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Chủ đề 1: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
1 Biểu thức điện áp tức thời và dòng điện tức thời:
u = U0cos(t + u) và i = I0cos(t + i)
Với = u – i là độ lệch pha của u so với i, có
2 Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch R,L,C
* R: u R cùng pha với i, ( = u – i = 0) và u R
i R
và 0 U0
I
R
;
* L: u L nhanh pha hơn i là /2, ( = u – i = /2);
L
U I
Z
L
U I
Z
với ZL = L là cảm kháng
Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn
(không cản trở)
* C: u C chậm pha hơn i là /2,( = u – i = -/2):
C
U I
Z
C
U I
Z
C
Z
C
là dung kháng
Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở
hoàn toàn)
3 Đặc điểm đoạn mạch thuần RLC nối tiếp:
a Tổng trở: Z R2 (Z L Z C)2
b Độ lệch pha (u so với i): tan L C L C
R
ZL>ZC: u sớm pha hơn i
ZL=ZC: u cùng pha với i
ZL<ZC: u trễ pha hơn i
c Định luật Ohm: I0 U0; I U
d Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch:
Trang 2* Công suất trung bình: P = UIcos = I2
R=
2 2 2 2 cos
U R
Hệ số công suất cos R U R
Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC ko tiêu thụ công suất (P 0)
e Giản đồ véc tơ: Ta có:
5 Liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng trong đoạn mạch thuần RLC nối tiếp:
Từ Z R2 (Z L Z C)2 suy ra U U R2 (U L U C)2
Tương tự Z RL R2 Z L2 suy ra U RL U R2 U L2
Tương tự Z RC R2 Z C2 suy ra U RC U R2 U C2
Z LC Z L Z C suy ra U LC U L U C
6 Cộng hưởng điện
Điều kiện cộng hưởng
2
Z
Hệ quả
2 P=
tan 0
max
R
R u R
I
u
Trang 3BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2 3
cos200 t(A) là
Câu 2: Giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức u = 220
5cos100 t(V) là
A 220 5V B 220V C 110 10V D 110 5V
Câu 3: Một dòng điện xoay chiều đi qua điện trở R = 25 trong thời gian
2 phút thì nhiệt lượng toả ra là Q = 6000J Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là
Câu 4: Dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch chỉ có tụ điện hoặc chỉ có
cuộn cảm thuần giống nhau ở chỗ
A cường độ dòng điện đều biến thiên trễ pha π/2 so với điện áp ở hai
đầu đoạn mạch
B cường độ hiệu dụng tỉ lệ với hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn
mạch
C Cường độ hiệu dụng tăng khi tần số dòng điện tăng
D cường độ hiệu dụng giảm khi tần số dòng điện tăng
Câu 5: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần
cảm (cảm thuần) L và tụ điện C mắc nối tiếp Kí hiệu uR , uL , uC tương ứng là hiệu điện thế tức thời ở hai đầu các phần tử R, L và C Quan hệ về pha của các hiệu điện thế này là
A uR trễ pha π/2 so với uC B uC trễ pha π so với uL
C uL sớm pha π/2 so với uC D UR sớm pha π/2 so với uL
Câu 6: Một tụ điện khi mắc vào nguồn u U 2c os(100 t ) V thì cường
độ hiệu dụng qua mạch là 2A Nếu mắc tụ vào nguồn u=Ucos(120πt+0,5π)
V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch bằng bao nhiêu
Câu 7: Đoạn mạch điện xoay chiều tần số f1=60Hz chỉ có một tụ điện Nếu tần số là f2 thì dung kháng của tụ điện tăng thêm 20% Tần số
A f2=72Hz B f2=50Hz C f2=10Hz D f2=250Hz
Câu 8: Một cuộn dây có lõi thép, độ tự cảm L = 318mH và điện trở thuần
100 Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện không đổi có hiệu điện thế 20V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là
Trang 4Câu 9: Một cuộn dây có lõi thép, độ tự cảm L = 318mH và điện trở thuần
100 Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện xoay chiều 20V, 50Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là
Câu 10: Đặt điện áp 0 cos 100
3
(V) vào hai đầu một tụ điện
có điện dung
4 2.10
(F) Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4A Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là
A 4 2 cos 100
6
(A) B i 5 cos 100 t 6
(A)
C 5 cos 100
6
(A) D i 4 2 cos 100 t 6
(A)
Câu 11: Một đoạn mạch nối tiếp gồm: tụ điện có dung kháng ZC và cuộn cảm có cảm kháng ZL=0,5ZC Điện áp giữa hai đầu tụ: uC=100cos(100πt+π/6) V Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là
A u=200cos(100πt -5π/6) V B u=200cos(100πt-π/3) V
C u=100cos(100πt-5π/6) V D u=50cos(100πt+π/6) V
Câu 12: Mạch điện nối tiếp gồm điện trở R=60Ω, cuộn dây có điện trở
thuần r=40Ω có độ tự cảm L=0,4/π H và tụ điện có điện dung C=1/(14π)
mF Mác mạch này vào nguồn xoay chiều có tần số góc 100π rad/s Tổng trở của mạch điện là
Câu 13: Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch nối tiếp
gồm tụ điện có dung kháng 200Ω, điện trở thuần 30 3 và cuộn cảm có điện trở 50 3 và cảm kháng 280Ω Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch
A sớm pha hơn cường độ dòng điện là π/4
B sớm pha hơn cường độ dòng điện là π/6
C trễ pha hơn cường độ dòng điện là π/4
D trễ pha hơn cường độ dòng điện là π/6
Câu 14: Một mạch điện mắc nối tiếp theo đúng thứ tự gồm điện trở thuần
R=30Ω, tụ điện có điện dung C1=1/(3π) mF và tụ điện C2=1/π mF Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là u 120 2cos100 t( )V Cường độ hiệu dụng trong mạch là
Trang 5A 1 A B 0,25 A C 2 A D 0,5 A
Câu 15: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không
đổi lần lượt vào hai đầu điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L,
tụ điện có điện dung C thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch tương ứng là 0,25A, 0,5A, 0,2A Nếu đặt điện áp xoay chiều nà vào hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử trên mắc nối tiếp thì cường độ dòng đinệ hiệu dụng qua mạch là
Câu 16: Cho một mạch điện mắc nối tiếp gồm điện trở R=40Ω, cuộn cảm
thuần có độ tự cảm L=0,8/π H và một tụ điện có điện dung C=2.10-4/π F Dòng điện qua mạch có biểu thức là i=3cos100πt A Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là
Câu 17: Cho đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp theo đúng thứ tự
gồm cuộn thuần cảm có cảm kháng 14Ω, điện trở thuần 8Ω, tụ điện có dung kháng 6Ω, biết điện áp giữa hai đầu mạch có giá trị hiệu dụng 200V Điện áp hiệu dụng trên đoạn RC là
Câu 18: Cho mạch điện xoay chiều tần số 50Hz gồm các phần tử mắc nối
tiếp theo đúng thứ tự: điện trở thuần 50Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 0,5/π H và tụ điện có điện dung 0,1/π mF Tính độ lệch pha giữa uRL
và uLC
Câu 19: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với
tụ điện Độ lệch pha của hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây so với cường
độ dòng điện trong mạch là
3
Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện bằng 3 lần hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây Độ lệch pha của hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây so với hiệu điện thế giữa hai
đầu đoạn mạch trên là
2
3
3
Câu 20: Đặt điện áp 50V-50Hz vào đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở 40Ω
và cuộn dây thuần cảm thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm là UL=30V Độ tự cảm của cuộn dây là
A 0, 4
2
0, 3
H
0, 4
3H
0, 2
H
Trang 6Câu 21: Cho mạch điện xoay chiều không phân nhánh RLC, cuộn dây
thuần cảm và ZL=8R/3=2ZC Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là 200V Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu R là
Câu 22: Cho mạch điện gồm hai phần tử gồm điện trở thuần và tụ điện
mắc nối tiếp Dùng một vôn kế có điện trở rất lớn mắc vào hai đầu điện trở thì vôn kế chỉ 80V, đặt vôn kế vào hai đầu tụ điện chỉ 60V Khi đặt vôn kế vào hai đầu đoạn mạch vôn kế chỉ
Câu 23: Cho mạch điện gồm hai phần tử gồm cuộn thuần cảm và tụ điện
mắc nối tiếp Dùng một vôn kế có điện trở rất lớn mắc vào hai đầu cuộn cảm thì vôn kế chỉ 80V, đặt vôn kế vào hai đầu tụ điện chỉ 60V Khi đặt vôn kế vào hai đầu đoạn mạch vôn kế chỉ
Câu 24: Một mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm điện trở thuần R=15Ω,
cuộn cảm có cảm kháng ZL=25Ω và tụ điện có dung kháng ZC=10Ω Nếu dòng điện qua mạch có biểu thức là 2 (100 )(
4
thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là
A u=60cos(100πt+π/2) V B u=30 2cos(100πt+π/4) V
C u=60cos(100πt-π/4) V D u=30 2cos(100πt -π/2) V
Câu 25: Một mạch điện không phân nhánh gồm 3 phần tử: R = 80, C =
10-4/2 (F) và cuộn dây không thuần cảm có L = 1/ (H), điện trở r = 20
Dòng điện xoay chiều trong mạch có biểu thức i = 2cos(100 t - /6)(A)
Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch là
A u = 200cos(100 t - /4)(V) B u = 200 2cos(100 t - /4)(V)
C u = 200 2cos(100 t -5 /12)(V) D u = 200cos(100 t -5 /12)(V)
Câu 26: Một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1/π H và tụ điện có điện
dung 2.10-4/π F ghép nối tiếp rồi nối hai đầu đoạn mạch vào điện áp u=
100 2cos(100πt+π/6) V Dòng điện qua mạch là
A i=2cos(100πt+π/2) A B i=2cos(100πt-π/2) A
C i=2 2cos(100πt-π/3) A D i=2 2cos(100πt+π/2) A
Câu 27: Cho đoạn mạch xoay chiều RLC không phân nhánh (cuộn dây
cảm thuần), gọi UR, UL, UC lần lượt là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần, hai đầu cuộn dây và hai đầu tụ điện Biết UR=UL=0,5UC thì dòng điện qua mạch sẽ
A trễ pha π/4 rad so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch
Trang 7B trễ pha π/2 rad so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch
C sớm pha π/4 rad so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch
D sớm pha π/2 rad so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch
Câu 28: Đặt điện áp u = U 2cosωt(V) vào hai đầu đoạn mạch điện gồm điện trở thuần R = 100 Ω và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết cường độ dòng điện trong đoạn mạch sớm pha π/4 so với u Dung kháng của tụ điện là
Câu 29: Đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện C
và cuộn cảm thuần L Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều
ổn định thì điệp áp hiệu dụng trên R, L, C lần lượt là 60V, 120V, 40V Thay C bởi tụ C’ thì điện áp hiệu dụng trên tụ là 100V, khi đó điện áp hiệu dụng trên R là
Câu 30: Đoạn mạch xoay chiều gồm biến trở R, tụ điện C và cuộn cảm
thuần L mắc nối tiếp Khi điều chỉnh biến trở ở giá trị nào đó thì điện áp hiệu dụng đo được trên biến trở, tụ điện và cuộn cảm lần lượt là 50V, 90V
và 40V Điều chỉnh để giá trị biến trở lớn gấp đôi so với lúc đầu thì điện áp hiệu dụng trên biến trở là
Câu 31: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc
nối tiếp Biết R = 10 Ω, cuộn cảm thuần có L=1/(10π) (H), tụ điện có C = 3
10
2
(F) và điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần là uL= 20 cos(100πt + π/2) (V) Biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là
A u = 40cos(100πt + π/4) (V) B u = 40 2cos(100πt – π/4) (V)
C u = 40 2cos(100πt + π/4) (V) D u = 40cos(100πt – π/4) (V)
Câu 33: Điện áp ở hai đầu cuộn dây có dạng u=100cos100πt V và cường
độ dòng điện qua mạch có dạng i=2cos(100πt-π/3) A Điện trở thuần của cuộn dây
Câu 34: Đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm các phần tử theo
đúng thứ tự: điện trở thuần 30Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 0,6/π H
và tụ điện có điện dung 100/π μF Điện áp trên đoạn mạch chỉ gồm cuộn cảm và tụ điện có biểu thức uLC=160cos(100πt-π/3) V (t đo bằng s) Biểu thức dòng điện qua mạch là
Trang 8A i=4 2cos(100πt+π/6) A B i=4cos(100πt+π/3) A
C i=4cos(100πt-π/6) A D i=4cos(100πt+π/6) A
Câu 35: Một mạch điện xoay chiều nối tiếp theo đúng thứ tự gồm cuộn
cảm thuần có cảm kháng 30Ω, điện trở R=30Ω và tụ C có dung kháng 60Ω Dòng qua mạch có biểu thức i= 2cos(100πt+π/6) A Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch chứ LR
12
12
3
3
Câu 36: Cho mạch điện AB gồm R,L,C nối tiếp theo thứ tự, biết R=50, cuộn cảm L=1
H, tụ điện C=63,6 F Cho u L 200.cos(100 t 2)( )V
Hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch AB
A 100 2.cos(100 )( )
4
3
C 200 2.cos(100 )( )
4
D
Câu 37: Một đoạn mạch xoay chiều nối tiếp AB gồm điện trở 100Ω, cuộn
cảm thuần có cảm kháng 100Ω và tụ có dung kháng 200Ω Biết
100.cos(100 )( )
6
L
Hiệu điện thế giữa hai đầu AB
A u=100 2 cos(100πt-11π/12) V B u=100 2 cos(100πt+11π/12) V
C u=50cos(100πt+π/12) V D u=50 2 cos(100πt+π/12) V
Câu 38: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu
đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0cos t Điều kiện để
có cộng hưởng điện trong mạch là
A LC = R2 B LC2 = R C LC2 = 1 D LC = 2
Câu 39: Một mạch điện có 3 phần tử R, L, C mắc nối tiếp Mạch có cộng
hưởng điện Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R bằng hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu phần tử nào?
C Cuộn thuần cảm L D Toàn mạch
Câu 40: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Biết R = 20; L =
1 / (H); mạch có tụ điện với điện dung C thay đổi, điện áp hai đầu đoạn
) )(
3 100 cos(
2
Trang 9mạch có tần số 50Hz Để trong mạch xảy ra cộng hưởng thì điện dung của
tụ có giá trị bằng
A 100 / ( B ( F) C 10 / ( F) D 400 / ( F)
Câu 41: Phát biểu nào sau đây là không đúng
A Nếu chỉ biết hệ số công suất thì không thể xác định điện áp sớm pha
hay trễ pha hơn cường độ dòng điện trong mạch
B Cuộn cảm có thể có hệ số công suất khác 0
C Hệ số công suất đoạn mạch RLC nối tiếp phụ thuộc vào tần số của
dòng điện chạy trong mạch
D Hệ số công suất càng lớn thì công suất tiêu thụ điện càng nhỏ
Câu 42: Đặt điện áp 100 cos( )
6
V vào hai đầu một đoạn mạch có điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp thì dòng điện qua mạch là i=2 cos( )
3
A Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A 100 W B 50 W C 100 3 W D 50 3 W
Câu 43: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh một
hiệu điện thế 220 2 cos( )
2
(V) thì cường độ dòng điện qua
mạch có biểu thức là 2 2 cos( )
4
(A) Công suất tiêu thụ của đoạn mạch này là
A 220 2W B 440W C 220W D 440 2W
Câu 44: Trong một mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần mắc nối
tiếp với một tụ điện Điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu đoạn mạch là 150V, dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng 2A Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ là 90V Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A 200W B 180W C 240W D 270W
Câu 45: Đặt một điện áp u=100 2cos100πt V vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ C nối tiếp với cuộn dây thì điện áp hiệu dụng trên tụ là 100 3 V
và trên cuộn dây là 200V Điện trở thuần của cuộn dây là 50Ω Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch là
A 150W B 100W C 120W D 200W
Câu 46: Một đoạn mạch gồm cuộn dây nói tiếp với tụ điện có điện dung
C=0,1/π mF Đặt vào đoạn mạch điện áp xoay chiều u=100 2cos50πt V thì thấy điện áp giữa hai đầu cuộn dây sớm pha hơn dòng điện trong mạch
) F
Trang 10là π/6, đồng thời điện áp hiệu dụng trên cuộn dây gấp đôi trên tụ điện Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A 200W B 28,9W C 240W D 57,7W
Câu 47: Một mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm tụ điện có điện dung C,
điện trở thuần R và cộn cảm thuần có cảm kháng 80Ω Độ lớn hệ số công suất của đoạn mạch RC bằng hệ số công suất của cả mạch bằng 0,6 Điện trở R có giá trị
A 50Ω B 30Ω C 67Ω D 100Ω
Câu 48: Mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện
Các điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch, hai đầu cuộn dây và hai đầu
tụ điện đều là 120V Hệ số công suất của mạch là
A 0,125 B 0,87 C 0,5 D 0,75
Câu 49: Một đoạn mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh, cuộn
dây có điện trở thuần Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch, trên điện trở R, trên cuộn dây và trên tụ điện lần lượt là 75V, 25V, 25V, 75V
Hệ số công suất của toàn mạch là
A 1/7 B 0,6 C 7/25 D 1/25
Câu 50: Đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp gồm tụ điện, điện trở và cuộn
cảm thuần Điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch và trên cuộn cảm lần lượt là 360V và 212V Hệ số công suất của toàn mạch cosφ=0,6 Điện áp hiệu dụng trên tụ là
A 500V B 200V C 320V D 400V