Chuyên đề 3: Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ (Hướng dẫn giải)

CHUYÊN ĐỀ 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU và DAO ĐỘNG ĐIỆN TƯ Ø HƯỚNG DẪN GIẢI CÂU 1: Khi Δt rất nhỏ, các giá trị tức thời của điện xoay chiều có thể xem như dòng điện không đổi... Chọn C CÂ

CHUYÊN ĐỀ 3:

DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU và DAO ĐỘNG ĐIỆN TƯ Ø

HƯỚNG DẪN GIẢI

CÂU 1: Khi Δt rất nhỏ, các giá trị tức thời của điện xoay chiều có thể xem như dòng điện

không đổi

Chọn C CÂU 2:

R

) Z Z ( R

U )

Z Z ( R

U R

Z

U R RI

C L

2 AB 2

C L 2

2 AB AB

2 AB 2

UAB không đổi, PABmax khi mẫu số min Hệ quả BĐT Cauchy cho ta

2

R *

R

− =(ZL-ZC)2= hằng số Nên mẫu số min khi:

R

) Z Z (

R = L − C 2

Chọn D

C L 2

2 AB

U R

P

− +

=

Với L, C; UAB và PAB xác định ta biến đổi được

aR2 + bR + c=0 (hoặc vẽ đồ thị) sẽ tìm được hai giá trị của R thoả PAB<Pmax

Chọn B

C L 2

AB L L

L

) Z Z ( R

U Z I

Z U

− +

=

=

Dùng một trong 3 cách

dZ

dU L

L =

• Đưa ZL xuống mẫu số và biến đổi mẫu số về dạng parobol

• Vẽ giản đồ Fresnel và áp dụng định lý hàm sin

Ta được: ULmax khi

C

2 C 2

Z R

Z = +

Chọn C CÂU 5 : PAB=R.I2

Do R xác định nên PABmax khi Imax

Chọn A CÂU 6 : Như CÂU 5 Pmax khi

R U

Imax =

Lúc đó: UL=ZL.Imax=

R

U

ZL và U

C=ZC.Imax=

R

U

ZL

Chọn D CÂU 7 : Mạch cộng hưởng, lý luận như CÂU 6: loại B và D

Mặt khác: ZAB=R nên UAB=UR ⇒ loại C

Do ZL=ZC ⇒ Lω=

ω C

1 hay L=

2 C

1

ω

Chọn A CÂU 8 :

f thay đổi, PAB=R.I2 cực đại khi Imax

Chọn D CÂU 9

Hàm điều hoà có dạng sin hoặc cosin theo t

Chọn C CÂU 10 :

Tác dụng nhiệt không phụ thuộc chiều dòng điện

Chọn A CÂU 11

ϕAB= (uAB; i) có

R

Z

ZL − C phụ thuộc đặc tính mạch điện

• ϕAB>0: mạch có tính cảm kháng, uAB nhanh hơn i

• ϕAB<0: mạch có tính dung kháng, i nhanh hơn uAB

Chọn D CÂU 12

t0=0 lúc α=(Nr,Br)=0 thì ϕ=0

Chọn C CÂU 13

Máy phát điện không thể thay đổi diện tích khung dây

Chọn D CÂU 14

p=

n

f

60 nhưng số cặp cực là hằng số không phụ thuộc vào f và n

Chọn B CÂU 15

Xem Sách Giáo khoa 12, trang 48

Chọn C CÂU 16

cosϕAB=

AB Z

R là hàm số chẵn nên không thể biết ϕ

AB dương hay âm

Chọn C CÂU 17

Cuộn cảm luôn luôn có điện trở thuần khác 0

Chọn C CÂU 18

cosϕAB=1

Mạch cộng hưởng Z=R hay U=UR

Chọn D CÂU 19: tgϕLC= − = ±∞

0

Z

LC=

2

π

±

Chọn C CÂU 20: i nhanh pha hơn uC ⇒ loại A và C

Chọn B CÂU 21

sinϕAB=tgϕAB×cosϕAB=

AB

C L AB

C L

Z

Z

Z Z

R R

Z

CÂU 22: i chậm pha hơn uL một góc

2

và B

Mặt khác cosωt=sin(ωt+

2

π)

⇒ loại D

Chọn C CÂU 23: tgϕAB=

R

Z

ZL − C chỉ dùng để tính trực tiếp độ lệch pha u

AB đối với i mà không tính trực tiếp góc lệch pha giữa 2 hiệu điện thế

Chọn A CÂU 24: 1

2

π

ϕ = − ϕ1 nên tg = tgϕ1 2

2

1

π

⎛ −ϕ ⎞=

1 L

R =Z

Do đó ZL2 = R1R2 Vậy R R1 2

L

2 f

=

Chọn B CÂU 25: Khi R nối tiếp C thì mạch có tính dung kháng, i luôn luôn sớm pha hơn u

Chọn D CÂU 26: Cộng hưởng khi

ω

= ω C

1

L

1 C ω

=

Chọn B

CÂU 27: i=I0

sin(ωt-6

π)= I

0cos(ωt+

3

π)

ϕAB=pha uAB-pha iAB

=-3

π

Chọn C CÂU 28: Khi cộng hưởng UL=UC≠0

Chọn C CÂU 29:

ω

= C

1

ZC ⇒ khi C tăng thì ZC giảm

Chọn D CÂU 30: cosϕAB=0 ⇒ ϕAB=

2

π

±

Mạch chỉ có L và C nhưng I khá lớn (xem Sách Giáo khoa 12, trang 61)

Chọn B Câu 31 : Gọi P là công suất tải điện tại Bà Rịa, ΔP là công suất hao phí ta có:

Tỉ lệ hao phí là n P

P

Δ

= mà P R P22

U

Δ = (xem SGK lớp 12 trang 77) Nên: n RP2

U

= Với R là điện trở tổng cộng các dây tải (là đại lượng không đổi)

Do đó: RP = n1U12 = n2U22 1

2 1

2

Δ =U 200KV

Chọn B CÂU 32 : Phần ứng tạo ra dòng điện

Chọn C CÂU 33 : uR đồng pha với i nên độ lệch pha giữa uR và uABvẫntính bằng công thức

R

Z

ZL − C

Chọn C CÂU 34 : q=Q0sin(ωt+ϕ)

dt

dq

4

1 chu kỳ thì q

1=0 nên Δq=q0-q1=Q0=

ω 0 I

2

1 chu kỳ thì điện lượng qua tiết diện là 2Δq=2

ω0

I

Chọn C CÂU 38 :Hiệu điện thế giữa 2 dây pha hoặc 1 dây pha và 1 dây trung hòa có giá trị hiệu dụng là Ud hoặc UP nên không thể biến thiên

Loại A và C

Do cách mắc tam giác không có dây trung hòa nên cần có các tải đối xứng tốt hơn hình sao Loại B

Khi có chênh lệch giữa các tải tiêu thụ thì dòng điện qua dây trung hòa yếu hơn hẳn dòng điện trong các dây pha: chỉ cần dây có tiết diện nhỏ

Chọn D

CÂU 61

Khi máy phát điện mắc hình sao thì Ud = 3UP=220 3 380V=

Muốn động cơ hoạt động bình thường thì cần cung cấp hiệu điện thế hai đầu mỗi pha của nó là 380(V) = Ud nên cần mắc động cơ hình tam giác

Chọn A

CÂU 64 : H P P 1 P

U

Δ = Suy ra: H = 1 RP2

U

− Hay RP = (1 – H).U2 Với R và P cố định, giảm hiệu điện thế 2 lần ta được U’ = U

2

Nên RP = (1 – H)U2 = (1 – H’)U’2 Hay H’ = 1 – 4(1 – H)

Chọn C Câu 73 : Thông tin trong vũ trụ dùng sóng cực ngắn vì nó không bị hấp thụ bởi tầng điện

ly

Chọn B Câu 115: I = UR

R = 0,5A ; ZAB = UAB

I = 160Ω

ZrL = UrL

I = 60 2 Ω ; r = ZrLcosϕ rL

r = 60 2 x 2

2 = 60Ω ; tgϕ = rL ZL

r = 1 Nên: ZL = r = 60 Ω → L = 60

100π = 3

5π(H) loại B Mặt khác: 2 = (R + r)2 + (ZL – ZC)2

AB Z

1602 = (100 + 60)2 + (ZL – ZC)2 → ZC = ZL = 60Ω

Vậy: C = 10 3

6

−

π (F) Chọn A

Câu 118: R = P2

I = 18

0, 09 = 200Ω Loại C

tgϕRL = ZL

3

R = → ZL = 200 3 Vậy L = 2 3

Câu 120: R = 100 ; ZΩ L = 200Ω

(uAB ; i) =

AB

ϕ

4

π

− (Vì i nhanh hơn uAB)

tgϕAB = ZL ZC

R

− = 1 Z→ C = ZL + R = 300Ω

Vậy C = 10 4

3

−

π (F) Chọn C

Câu 121: ZL1 = 80 ; ZΩ L2 = 20Ω

I1 = I2 → Z12 = Z22

R2 + (ZL1 – ZC)2 = R2 + (ZL2 – ZC)2

hay ZL1 – ZC = (Z± L2 – ZC)

Dấu + dẫn đến ZL1 = ZL2 trái đề bài

Lấy dấu – thì 2ZC = ZL1 + ZL2

ZC = 50 Ω

Khi UR = UAB thì R = ZAB mạch cộng hưởng

Vậy ZL = ZC = 50Ω → L = 1

Câu 122: ZC1 = 100 ; ZΩ C2 = 200Ω

I1 = I2 Z→ 12 = Z22

R2 + (ZL – ZC1)2 = R2 + (ZL – ZC2)2

ZL – ZC1 = (Z± L – ZC2)

Chỉ lấy dấu trừ nên:

2ZL = ZC1 + ZC2 = 600Ω

Câu 123: Lúc đầu: I =

RL

U

Z = 4 (A) Lúc sau, tụ C có 2LC = 1 hay Zω2 C = 2ZL thì tổng trở mới là:

R +(Z −Z ) = R +Z 2 = ZRL

Cường độ I’ = UAB

Câu 125: tg L

RL

R 4

ϕ = = → ZL = 3

4R

16

+

RC

3R

RC

9

= +

= 3A Chọn A

Câu 127: R = U

4 ; ZL = U

6 ; ZC = U

2

Khi mắc nối tiếp:

U

16 6 2

=

+⎜ − ⎟

2

= 1 3 x

5

1 1

16 9

= +

4 = 2,4A Chọn B

Câu 128: UAB = 100V; UR = 60V

Mà: 2 = UR2 + (UL – UC)2

AB U

Vậy: UL – UC = 80V Chọn B

Câu 129: Do UAM = UAB nên OAB cân Δ

có OH là đường cao → HA = 30

Vậy: UR = 40 (V) (đl Pythagore)

Có thể lập các phương trình theo định luật Ohm

A

AB

U uuuur

R U

uuur

( )Δ H

AM

U uuuur

O

C U uuur

MB

U

B và giải chọn nghiệm

Câu 131: H = cơ học

toàn phần

toàn phần =

7,5Kw 0,8 = 9,375Kw Vậy: A = P t = 9,375 (Kw.h) Chọn B

Câu 132: H = P r I2

P

−

U cosϕ = 6,25A ; r = 2Ω Thay vào H = 0,87 Chọn C

Câu 133: Định lý hàm cos

AB

ϕ

B

A

L

Uuuur AB

U uuuur

R

Uuuur UuuuurR0 i O

AB2 = OB2 + OA2 – 2OB.OAcosϕ AB

2 x OBx OA

cosϕAB = 2 x 40 10 502 2

2 x 40 2 x10

cosϕAB = 2

2

Chọn C Câu 134: Mắc Ampe kế: mạch gồm R nt L: ϕ > 0 RL

R = 3 nên ZL =

3

UAB = ZRL I1 hay 2 = (R2 + ZL)2 x 10-2 (2)

AB U

Thay bằng Vôn Kế: mạch trở thành R nt L nt C

6

π

2

π

ϕ = −

3

π

ϕ = − tg→ L C

AB

R

−

AB

U Z x I2AB 22 2

AB U

Chọn A

Câu 135: AB C

2

π Δϕ= ϕ − ϕ = ± Với C

2

π

ϕ = −

Dấu – thì ϕ = − πAB Loại

Chọn dấu +

π

ϕ + = +π hay ϕ = 0 AB

Mạch có cộng hưởng: 1

LC

2 LCπ = 2000Hz Chọn D

Câu 136: ZL = 100Ω ; R = 100 Ω

R = 2 (A) Z→ RLC =

AB

U 100 2

I =

(ZL – ZC)2 = 2 - R2 = 1002

RLC

Z

ZL – ZC = 100 ±

Dấu +: ZC = 0 mà ω=100π(rad/s) nên C khá lớn

Dấu -: ZC = 200Ω nên C = 10 4

2

−

π (F)

Chọn D Câu 137: Hệ thức lượng:

OA2 = OB2 + AB2 – 2 x AB x OBcos α

α ϕUuuuurMBMB

2ABx OB

cos α = 100 10 x 502 2 2 x150

2 x100 x 50 10

10

AB

1 cos

10

ϕ =

MB MB

U cosϕ =

R0 = MP

2

P 25( )

ZL = 75Ω nên L = 3 H

4π

Chọn A Câu 152: PAB = (R + R0)I02 = 0 2AB

(R R )U

+

2

L C 0

0

U (Z Z ) (R R )

(R R )

; UAB khôngđổi

PAB MAX khi mẫu số min

Hệ quả bất đẳng thức Cauchy cho ta R + R0 = |ZL – ZC| = 40Ω

Suy ra: R = 10 thay R vào (1) ta được PΩ AB = 125W Chọn B

A

B

L

Uuuur AB

Uuuuur

AM

Uuuuur UR0 i

Câu 153: PR = RI2 = 2AB 2AB

(R R )+ +(Z −Z ) =R +2RR +R +(Z −Z )2

0 L C

0

U

R

UAB không đổi PR max khi mẫu số min hay R R20 (ZL Z )C 2

R

thức Cauchy cho

R2= R02 + (ZL – ZC)2

R = 50 Ω

Chọn B Câu 164: Mạch AB chỉ có 2 phần tử nối tiếp và i trễ pha hơn uAB nên mạch AB có tính cảm kháng : hộp X chứa cuộn thuần cảm L (Loại A hoặc B)

Mặt khác: ZRL = UAB

I = 100Ω

2

=

ω π(H)

Chọn C

Câu 186:

Ta có : λ = π2 CAS LC

Suy ra: 2 22

AS

C

4 C L

λ

=

18π ≤ ≤C 240π(2)

Thế (1) vào (2) suy ra: 4,5.10 (F)− 10 ≤ C 8.10 (F)≤ − 8

Chọn C Câu 187:

q = Q0sin( tω + ϕ) với Q0 = C.E = 7,5.10-10 (C) Loại B và C

Lúc t0 = 0 ta có Q0sinϕ = Q0 hay

2

π

ϕ =

Chọn A Câu 188: I0 = E

R r+ = 24 (A)

U0 = 48(V)

Định luật bảo toàn năng lượng điện từ cho ta Wtmax = Wđmax

0

1LI 1CU

2 =2

2

0 Nên

2 0 0

U

=⎜ ⎟ =

Mặt khác: 2 1 (2.10 )

LC

Giải (2) và (2) ta được : L= μ1 H

π và C 1 F

4

π

Chọn B Câu 189: Ta có: λ = π2 CAS LC

Khi Cmin = 10pF = 10.10-12 (F) thì λmin = 8,4m

Cmax = 490pF = 490.10-12 (F) thì λmax = 52m

Chọn B Câu 192:

Điện dung tụ điện phẳng trong không khí là C = 0s

d

ε = 10-10 (F) Mà λ = π2 CAS LC Thay số vào ta được λ = 60(m)

Chọn A

Câu 193 : Muốn phát sóng điện từ vào không gian mạnh nhất thì mạch dao động phải là Ăng ten

Chọn C Câu 194: Nguyên tắc phát sóng điện từ là duy trì dao động điện từ bằng máy phát dao động điều hòa dùng Tranzito phối hợp với Ăng ten

Chọn C Câu 195 : λ = π2 C LC Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng cho dao động điện từ

Ta có: Wt max = Wđ max

2

0

Q

2 0 2 0

Q LC I

=

0

Q

2 C I

λ = π = 6000m = 6km

Chọn A Câu 196: Do f = 1

2 LCπ nên tăng f phải giảm C và giảm n2 lần

Chọn D Câu197: Định luật bảo toàn năng lượng trong dao động điện từ cho ta

0

1LI 1Cu 1Li

2

Suy ra: L(I02 – i2) = Cu2

Chọn A

0

1LI 1Cu 1Li

2

C(I0

2 – i2) = u2 Thay số vào ta được : u = 3V

Chọn A CÂU 199: Một đài phát sóng ngắn với công suất lớn có thể truyền sóng này đi mọi nơi trên mặt đất

Chọn C Câu 200: Tầng điện ly hấp thụ mạnh sóng trung vào ban ngày

Chọn B

ĐÁP ÁN Câu 1 C Câu 2 D Câu 3 B Câu 4 C Câu 5 A Câu 6 D Câu 7 A Câu 8 D Câu 9 C Câu 10 A Câu 11 D Câu 12 C Câu 13 D Câu 14 B Câu 15 C Câu 16 B Câu 17 C Câu 18 D Câu 19 C Câu 20 B Câu 21 D Câu 22 C Câu 23 A Câu 24 B Câu 25 D Câu 26 B Câu 27 C Câu 28 C Câu 29 D Câu 30 B Câu 31 B Câu 32 C Câu 33 C Câu 34 C Câu 35 D Câu 36 B Câu 37 B Câu 38 D Câu 39 B Câu 40 C Câu 41 D Câu 42 A Câu 43 D Câu 44 B Câu 45 B Câu 46 D Câu 47 D Câu 48 D Câu 49 A Câu 50 C Câu 51 D Câu 52 D Câu 53 A Câu 54 A Câu 55 D Câu 56 C Câu 57 A Câu 58 C Câu 59 C Câu 60 B Câu 61 A Câu 62 D Câu 63 C Câu 64 C Câu 65 B Câu 66 C Câu 67 D Câu 68 C Câu 69 B Câu 70 D Câu 71 C Câu 72 C Câu 73 B Câu 74 D Câu 75 B Câu 76 B Câu 77 C Câu 78 B Câu 79 A Câu 80 B Câu 81 A Câu 82 A Câu 83 C Câu 84 B Câu 85 B Câu 86 A Câu 87 B Câu 88 B Câu 89 D Câu 90 C Câu 91 C Câu 92 B Câu 93 C Câu 94 D Câu 95 D Câu 96 B Câu 97 A Câu 98 C Câu 99 D Câu 100 B Câu 101 C Câu 102 C Câu 103 C Câu 104 B Câu 105 A Câu 106 A Câu 107 D Câu 108 B Câu 109 C Câu 110 D Câu 111 C Câu 112 C Câu 113 A Câu 114 A Câu 115 A

Câu 116 D Câu 117 D Câu 118 B Câu 119 A Câu 120 C Câu 121 A Câu 122 C Câu 123 A Câu 124 B Câu 125 A Câu 126 B Câu 127 B Câu 128 B Câu 129 B Câu 130 A Câu 131 B Câu 132 C Câu 133 C Câu 134 A Câu 135 D Câu 136 D Câu 137 A Câu 138 A Câu 139 B Câu 140 C Câu 141 A Câu 142 A Câu 143 D Câu 144 D Câu 145 B Câu 146 A Câu 147 A Câu 148 B Câu 149 A Câu 150 C Câu 151 A Câu 152 B Câu 153 B Câu 154 C Câu 155 B Câu 156 B Câu 157 A Câu 158 A Câu 159 B Câu 160 C Câu 161 D Câu 162 C Câu 163 A Câu 164 C Câu 165 A Câu 166 D Câu 167 A Câu 168 C Câu 169 A Câu 170 D Câu 171 C Câu 172 B Câu 173 C Câu 174 B Câu 175 A Câu 176 A Câu 177 B Câu 178 C Câu 179 B Câu 180 B Câu 181 B Câu 182 B Câu 183 A Câu 184 A Câu 185 A Câu 186 C Câu 187 A Câu 188 B Câu 189 B Câu 190 B Câu 191 C Câu 192 A Câu 193 C Câu 194 C Câu 195 A Câu 196 D Câu 197 A Câu 198 A Câu 199 C Câu 200 B

GV: NGUYỄN HỮU LỘC (Trung Tâm Luyện Thi Vĩnh Viễn)