235 Bài tập Dòng điện xoay chiều trong đề thi thử Đại học có lời giải (trường chuyên - P4)
40 câu hỏi
Đặt vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 0,5 H một hiệu điện thế xoay chiều thì biểu thức từ thông riêng trong cuộn cảm là Φ = 2cos100t Wb, t tính bằng s. Giá trị hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn cảm là
100
B.
100 V
200 V
Một máy phát điện xoay chiều một pha có 8 cặp cực tạo ra dòng điện xoay chiều với tần số 50 Hz. Tốc độ quay của rôto máy phát là
375 vòng/phút
400 vòng/phút
6,25 vòng/phút
40 vòng/phút
Đáp án A.
+ Tần số của dòng điện do máy phát tạo ra vòng/phút
Đoạn mạch gồm hai hộp kín X và Y mắc nối tiếp, mỗi hộp chứa hai trong ba phần tử mắc nối tiếp: điện trở thuần, cuộn cảm thuần, tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều u = U0cos2πft, U0 không đổi, f thay đổi được. Cho f thay đổi thu được đồ thị sự phụ thuộc của công suất tỏa nhiệt trên hộp X (PX) và hộp Y (PY) theo f như hình vẽ. Khi f = f1 thì góc lệch pha giữa hiệu điện thế hai đầu hộp X (uX) và Y (uY) gần với giá trị nào nhất sau đây? Biết uX chậm pha hơn uY
1000
1200.
1300
1100
Đáp án D.
Với Ux trễ pha hơn Uy ta dễ thấy rằng X chứa Rx và Zc, Y chứa Ry và
+ Từ đồ thị, ta thấy rằng, khi f=fo mạch xảy ra cộng hưởng,
Từ một trạm điện, người ta dùng máy tăng áp để truyền một công suất điện không đổi đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết điện áp và cường độ dòng điện luôn cùng pha, điện áp hiệu dụng ở hai cực của máy phát không đổi. Ban đầu hiệu suất truyền tải là 92%. Giữ nguyên số vòng cuộn sơ cấp, nếu bớt số vòng thứ cấp n (vòng) thì hiệu suất quá trình truyền tải là 82%. Sau đó quấn thêm vào cuộn thứ cấp 2n (vòng) thì hiệu suất quá trình truyền tải là
95,5%.
97,12%
94,25%.
98,5%
Đáp án A.
+ Hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng đi xa:
Gọi và lần lượt là điện áp trước khi truyền tải (điện áp ở thứ cấp máy điện áp) cho hiệu suất 0,82 và 0,92
Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp, trong đó tụ điện có điện dung C thay đổi. Điều chỉnh C đến giá trị để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại, khi đó điện áp cực đại hai đầu điện trở là 78 V và tại một thời điểm điện áp hai đầu tụ điện, cuộn cảm và điện trở có độ lớn là 202,8 V ; 30 V ; uR. Giá trị uR bằng
30 V
50 V
60 V
40 V
Một đoạn mạch AB gồm các phần tử R, L, C mắc nối tiếp với R = 50 Ω; C thay đổi được. Gọi M là điểm nằm giữa L và C. Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos100πt vào hai đầu đoạn mạch AB, U0 không đổi. Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị thì điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha 900 so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM. Giá trị của L có thể bằng
1/2π H
2/π H
1/4 H
4/π H
thì u vuông pha với điện áp hiệu dụng trên tụ đạt giá trị cực đại
Trong mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện thì hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
trễ pha π/4 so với cường độ dòng điện
trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện
sớm pha π/2 so với cường độ dòng điện
sớm pha π/4 so với cường độ dòng điện
Đáp án B
Trong mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ đện thì hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch trễ pha π/2 so với cường độ so với cường độ
Công thức tính tổng trở của đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn dây có cảm kháng ZL và tụ điện có dung kháng ZC mắc nối tiếp là
Đáp án C
Một máy biến thế có cuộn sơ cấp gồm 2000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 100 vòng. Bỏ qua mọi hao phí. Nếu điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 220V thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là
44V
440V
110V
11V
Đặt điện áp vào hai đầu cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm . Cảm kháng của cuộn dây bằng
50 Ω
70 Ω
25 Ω
100 Ω
Đặt một điện áp xoay chiều có tần số 50Hz vào mạch điện gồm điện trở R = 100Ω và tụ điện mắc nối tiếp. Độ lệch pha giữa hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch là π/4. Điện dung của tụ có giá trị bằng
1/5π (mF)
π (mF)
2π (mF)
1/10π (mF)
Để đo công suất tiêu thụ trên điện trở được mắc trên một mạch RLC nối tiếp (chưa lắp sẵn), người ta dùng 1 điện trở; 1 tụ điện; 1 cuộn dây; 1 bảng mạch; 1 nguồn điện xoay chiều; 1 ampe kế xoay chiều; 1 vôn kế xoay chiều; dây nối rồi thực hiện các bước sau
(a) nối nguồn điện với bảng mạch
(b) lắp điện trở, cuộn dây, tụ điện mắc nối tiếp trên bảng mạch
(c) bật công tắc nguồn
(d) mắc ampe kế xoay chiều nối tiếp với đoạn mạch
(e) mắc vôn kế xoay chiều song song với điện trở
(f) đọc giá trị trên vôn kế và ampe kế
(g) tính công suất tiêu thụ
Sắp xếp theo thứ tự đúng các bước trên
a, c, b, d, e, f, g
b, d, e, a, c, f, g
b, d, e, f, a, c, g
a, c, f, b, d, e, g
Đáp án B
Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể,được mắc với mạch ngoài là một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C. Khi tốc độ quay của lần lượt 360 vòng/ phút và 800 vòng /phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là như nhau . Khi tốc độ quay là n0 thì cường độ hiệu dụng trong mạch đạt cực đại . n0 có giá trị gần với giá trị nào sau đây ?
620 vòng/ phút
537 vòng / phút
464 vòng /phút
877 vòng /phút
Đáp án C
Suất điện động của nguồn điện:
(do r = 0)
Với f = np (n tốc độ quay của roto, p số cặp cực từ)
Do I1 = I2 ta có:
Cho mạch điện gồm tụ điện C, điện trở R và hộp kín X mắc nối tiếp như hình vẽ. Hộp kín X là một trong ba phần tử: điện trở thuần, tụ điện, cuộn dây. Khi đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 130V thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu AM và MB lần lượt là 50V và 120V. Hộp kín X là
tụ điện
cuộn dây không thuần cảm
cuộn dây thuần cảm
điện trở thuần
=> Loại đáp án D
Trên đoạn mạch không phân nhánh có bốn điểm theo đúng thứ tự A, M, N, B. Giữa A và M chỉ có điện trở thuần. Giữa M và N chỉ có cuộn dây. Giữa N và B chỉ có tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áo xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng U. Khi đó công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AM bằng công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MN. Sự phụ thuộc của hiệu điện thế tức thời hai đầu AN và MB theo thời gian được cho như trên đồ thị. Giá trị của U xấp xỉ bằng:
24,1V
26,8V
21,6V
28,8V
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu điện trở thuần R = 100Ω. Công suất tỏa nhiệt trên R là
200W
400 W
100 W
800 W
Đáp án B
Áp dụng công thức tính công suất tỏa nhiệt trên R ta có
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu tụ điện. Biểu thức cường độ dòng điện qua tụ có dạng . Giá trị của α là
/2
-2/3
/3
-/2
Từ vòng tròn lượng giác ta thấy khi đi từ - Q0 đến vị trí đã quét được một góc /4
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu tụ điện. Biểu thức cường độ dòng điện qua tụ có dạng . Giá trị của α là
π/2
-2π/3
π/3
-π/2
Đáp án C
Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện thì i sớm pha hơn u một góc 0,5π. Vậy giá trị của α là π/3
Đặt vào hai đầu mạch R,L,C măc nối tiếp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng trên R, trên cuộn dây thuần cảm và trên tụ điện lần lượt là 100 V, 200V và 300V, giá trị của U là
600 V
100
100V
600
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 25Ω, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Khi đó điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần có biểu thức . Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng
1200W
400 W
100 W
800 W
Đáp án B
Khi đó điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần có biểu thức . Trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện do đó UL = UC; UR = U = 100Ω. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
Một đoạn mạch điện gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếaip với là các hằng số dương và không đổi . Điều chỉnh R để biến trở nhận hai giá trị R1 và R2 mà với hai giá trị đó thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch lệch pha so với cường độ dòng điện trong mạch với các góc tương ứng là α và β thỏa mãn . Hệ thức nào sau đây đúng
Trong giờ học thực hành, học sinh muốn tạo một máy biến thế với số vòng dây ở cuộn sơ cấp gấp 4 lần cuộn thứ cấp. Do xảy ra sự cố nên cuộn thứ cáp bị thiếu một số vòng dây. Để xác định số vòng dây bị thiếu, học sinh này dùng vôn kế lý tưởng và đo được tỉ só điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp là 43/200. Sau đó học sinh quấn thêm vào cuộn thứ cấp 48 vòng nữa thì tỷ số điện áp hiệu dụng nói trên là 9/40.Bỏ qua mọi hao phí của máy biến áp. Để được máy biến áp có số vòng dây đúng như dự định thì học sinh đó phải cuốn tiếp bao nhiêu vòng
168 vòng
120 vòng
60 vòng
50 vòng
Đáp án A
Từ điều kiện đầu bài ta có
Để thỏa mãn điều kiện đề bài N1 = 4N2 bạn học sinh cần cuốn thêm vào cuộn thứ cấp 168 vòng dây nữa
Cho đoạn mạch AB gồm cuộn dây thuần có điện trở thuần 100Ω và độ tự cảm mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung F . Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều . Khi điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AB là và đang giảm thì điện áp tức thới giữa hai đầu cuộn dây là
-100 V và đang giảm
– 100 V và đang tăng
100 V và đang giảm
100 V và đang tăng
Đáp án A
Tổng trở của mạch là
Độ lệch pha giữa u và i được xác định bởi biểu thức
Độ lệch pha giữa ud và i được xác định bởi biểu thức
Ta có biểu diễn trên đường tròn lượng giác ta thấy điện áp ở hai đầu cuộn dây đang giảm
Máy biến áp là thiết bị dùng để biến đổi:
điện áp xoay chiều
công suất điện xoay chiều
hệ số công suất của mạch điện xoay chiều
điện áp và tần số của dòng điện xoay chiều
Đáp án A
Đặt một điện áp xoay chiều (U không đổi) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm có điện trở r = Ω , hệ số tự cảm L biến thiên. Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của công suất tiêu thụ trên trên toàn mạch theo cảm kháng được cho như hình vẽ. Biết P3/P1 = 3, giá trị của điện trở R là:
40Ω
50Ω
100Ω
100Ω
Đáp án A
Phương pháp: Áp dụng định luật Ôm và điều kiện cộng hưởng
Cách giải:
Từ đồ thị ta thấy có hai giá trị của ZL là 60Ω và 140Ω cùng cho 1 giá trị P.
Vị trí P3 đạt cực đại ứng với trường hợp cộng hưởng điện ZL = ZC
Và có mối quan hệ giữa ZL3 với ZL1 và ZL2 là:
Khi ZL =0 thì mạch có công suất P1 thỏa mãn P3 /P1 = 3. Ta có:
Đặt một điện áp (V) vào hai đầu một điện trở, pha của cường độ dòng điện tức thời qua điện trở tại thời điểm t = 0 là:
π/6 rad
0.
100π rad
π rad
Đáp án A
Vì mạch thuần trở nên u và i cùng pha với nhau
Điện năng từ một nhà máy phát điện có 10 tổ máy có công suất như nhau được truyền đến khu công nghiệp bằng đường dây truyền tải một pha. Biết công suất tiêu thụ của khu công nghiệp không đổi và hệ số công suất trên tải tiêu thụ luôn bằng 1. Khi tất cả các tổ máy cùng hoạt động và điện áp ở đầu đường dây truyền tải là U. Nếu chỉ có 9 tổ máy hoạt động thì điện áp ở đầu đường dây truyền tải phải bằng U1 = 1,2U. Nếu chỉ 8 tổ máy hoạt động thì điện áp ở đầu đường dây truyền tải phải bằng U2. Tỉ số U2/U gần với giá trị nào sau đây nhất?
2,6
3,75
2,26
2,87
Đáp án C
Phương pháp: Sử dụng công thức tính công suất tải, và công suất hao phí
Cách giải:
Ta có:
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp nhau. Hệ số công suất của đoạn mạch khi đó là k. Khi nối hai đầu cuộn cảm bằng một dây dẫn có điện trở không đáng kể thì điện áp hiệu dụng trên điện trở R tăng 2 lần và cường độ dòng điện qua đoạn mạch trong hai trường hợp lệch pha nhau một góc . Giá trị của k bằng.
1/3
1/2
Đáp án C
Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto
Cách giải:
Ban đầu mạch gồm RLC mắc nối tiếp, ta gọi các giá trị điện áp trên các phần tử là UR; UL; UC.
Lúc sau, mạch được nối tắt qua L, nên chỉ còn R C nối tiếp, ta gọi các điện áp trên các phần tử là U’L và U’C.
Biết rằng lúc sau dòng điện tức thời lệch pha π/2 so với cường độ dòng điện lúc đầu, ta có:
Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở R, hệ số tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Ban đầu C = C1, khi đó điện áp hai đầu đoạn mạch cùng pha với cường độ dòng điện trong mạch, điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 60 V và nhanh pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch một góc π/3. Giảm dần điện dung của tụ đến giá trị C = C2 thì hiệu điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây bằng 10 V. Khi đó điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
45 V
50 V
30 V
60 V
Đáp án B
Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm, chú ý điều kiện cộng hưởng.
Cách giải
Khi C = C1, u cùng pha với I, trong mạch có cộng hưởng.
UAB = UR; ULR = 60V
Chọn đáp án gần giá trị a = 49,86V = 50V
): Đặt điện áp xoay chiều vào mạch điện AB gồm ba đoạn mạch nối tiếp: AM có cuộn dây thuần cảm với hệ số tự cảm L1; MN có cuộn dây có hệ số tự cảm L2; NB có tụ điện với điện dung C. Biết điện áp tức thời trên MN trễ pha π/6 so với điện áp trên AB, UMN = 2UC, ZL1 = 5ZC. Hệ số công suất của đoạn mạch MN gần với giá trị nào sau đây nhất?
1/2
1/
1/
/2
Đáp án B
Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto, hệ thức lượng trong tam giác
Cách giải:
Vì điện áp tức thời trên MN trễ pha so với UAB, tức là cuộn dây có điện trở r. Nhiệm vụ của bài là đi tìm hệ số công suất của đoạn mạch MN, hay là tìm cosφMN.
Từ đề bài ta vẽ được giản đồ vecto như sau :
Xét tam giác OAB; sử dụng hệ thức lượng trong tam giác ta có:
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch, i, I0 và I là các giá trị tức thời, giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Hệ thức nào sau đây sai
Đáp án D
Trong một mạch dao động cường độ dòng điện là i = 0,01cos100πt (A). Điện dung của tụ điện là C = 5.10-5F. Lấy π2 = 10. Hệ số tự cảm của cuộn dây có giá trị là
0,002H
2H
0,2H
2µH
Đáp án C
Cách giải
Áp dụng công thức tần số góc trong mạch dao động LC ta có
Cho mạch điện gồm điện trở R = 100Ω, tụ điện và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định có tần số 50Hz. Khi L = L0 thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt cực đại và tại thời điểm t, điện áp hai đầu tụ điện là uC = -40V, điện áp hai đầu cuộn dây là uL = 200V. Giá trị L0 bằng:
Lo= 1/2 H
Lo= 1/ H
Lo=2,5/ H
Lo=2/ H
Đáp án C
Phương pháp: Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có L thay đổi
Cách giải:
+ Do uL và uC ngược pha nhau => tại mọi thời điểm ta có:
+ Khi L = L0 thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt cực đại nên:
Cho đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM nối tiếp MB. Đoạn mạch AM gồm điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB có cuộn cảm có độ tự cảm L và điện trở r. Đặt vào AB một điện áp xoay chiều . Biết R=r=; điện áp hiệu dụng giữa hai đầu MB lớn gấp điện áp hai đầu AM. Hệ số công suất của đoạn mạch có giá trị là:
0,886
0,755
0,866
0,975
Bằng đường dây truyền tải 1 pha điện năng từ 1 nhà máy phát điện được truyền đến nơi tiêu thụ là 1 khu chung cư. Người ta thấy nếu tăng điện áp hiệu dụng nơi phát từ U lên 2U thì số hộ dân có đủ điện để tiêu thụ tăng từ 80 hộ lên 95 hộ. Biết rằng chỉ có hao phí trên đường truyền tải là đáng kể và các hộ dân tiêu thụ điện năng là như nhau và công suất nơi phát không đổi. Nếu thay thế sợi dây trên bằng sợi dây siêu dẫn để tải điện thì số hộ dân có đủ điện tiêu thụ là bao nhiêu?
100
110
160
175
Đáp án A
Cách giải:
Công suất nơi phát là: P
Công suất tiêu thụ của mỗi hộ dân là P0
+ Nếu tăng điện áp hiệu dụng nơi phát từ U lên 2U thì số hộ dân có đủ điện để tiêu thụ tăng từ 80 hộ lên 95 hộ
Sợi dây siêu dẫn có R = 0 => DP = 0 => P = 100P0 => số hộ dân đủ điện để tiêu thụ là 100 hộ
Đặt điện áp u = U0cos100πt vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm R, cuộn dây thuần cảm L và tụ C nối tiếp. Gọi M là điểm nối giữa R và L. Điện áp tức thời của đoạn mạch AM (chứa R) và MB (chứa L và C) tại thời điểm t1 là và tại thời điểm t2 là . Giá trị của U0 bằng:
100V
50
50
100
Đặt điện áp u = U0cos100πt vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm R
=> Điện áp cực đại:
Trong đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm, khi nói về giá trị tức thời của điện áp trên từng phần tử (uR; uL; uc) thì phát biểu nào sau đây đúng?
uc ngược pha với uL
uL trễ pha hơn uR góc π/2
uC trễ pha hơn uL góc π/2
uR trễ pha hơn uC góc π/2
Đáp án A
Trong đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp, nếu tần số của dòng điện tăng thì
Cảm kháng của mạch giảm, dung kháng của mạch giảm
Cảm kháng của mạch giảm, dung kháng của mạch tăng
Cảm kháng của mạch tăng, dung kháng của mạch giảm
Cảm kháng của mạch tăng, dung kháng của mạch tăng
Đáp án C
Phương pháp: Sử dụngcông thức tính cảm kháng và dung kháng
Cách giải:
Khi f tăng thì cảm kháng tăng và dung kháng giảm
Trong động cơ không đồng bộ 3 pha, gọi f1, f2, f3, lần lượt là tần số của dòng điện xoay chiều ba pha, tần số của từ trường quay tại tâm O và tần số quay của rô to. Kết luận nào sau đây là đúng?
f3= f1
f1= f2
f1< f3
f2= f3
Đáp án B
Cho mạch điện như hình vẽ, cuộn dây thuần cảm, r = 0. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị cực đại , tần số f = 50 Hz. Khi K mở hoặc đóng, thì đồ thị cường độ dòng điện qua mạch theo thời gian tương ứng là im và id được biểu diễn như hình bên. Điện trở các dây nối rất nhỏ. Giá trị của R bằng
100 Ω
100
50 Ω
Đáp án D
Phương pháp: sử dụng giản đồ vecto và các công thức lượng giác, hệ số công suất.
Cách giải: Từ đồ thị ta thấy
Khi đóng và mở khóa K thì cường độ dòng điện lệch pha nhau 1 góc là 900.
Ta vẽ trên một giản đồ vecto khi đóng và mở khóa K:







