TRUNG TÂM BỒI DƯỠNG VĂN HÓA & LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG
247 ĐINH TIÊN HOÀNG – TP BMT
TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Tài liệu lưu hành nội bộ
Họ và tên: _________________________________________________
NĂM HỌC: 2013-2014
RU
LU
U
CU RCU
I
Thay đổi L để UL cực đại:
2 2
2 2CL L C L
C
R ZZ Z Z Z Z
Z
RCU U
MỤC LỤC
BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU .................................................................. 2
BÀI 2: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỨA MỘT PHẦN TỬ ........................................................ 8
BÀI 3: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU R, L, C NỐI TIẾP ............................................................... 19
1. LIÊN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP .......................................... 21
2. VIẾT BIỂU THỨC ĐIỆN ÁP VÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN ...................................... 24
3. HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG. BÀI TOÁN Z1=Z2 .................................................... 29
4. ĐỘ LỆCH PHA ......................................................................................................... 31
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG ................................................................................................ 33
1. LIÊN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP .......................................... 33
2. VIẾT BIỂU THỨC HIỆU ĐIỆN THẾ VÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN ......................... 34
3. HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG. BÀI TOÁN Z1=Z2 .................................................... 37
4. ĐỘ LỆCH PHA ......................................................................................................... 39
BÀI TẬP TỔNG HỢP ............................................................................................................ 39
BÀI 4: CÔNG SUẤT – CỰC TRỊ CÔNG SUẤT ........................................................................ 54
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT ................................................................................................ 54
II. CÁC VÍ DỤ ................................................................................................................... 54
III. BÀI TẬP THỰC HÀNH ............................................................................................. 56
BÀI 5: CỰC TRỊ HIỆU ĐIỆN THẾ ............................................................................................. 64
DẠNG 1: THAY ĐỔI L ĐỂ L maxU ................................................................................... 65
DẠNG 2: THAY ĐỔI C ĐỂ C maxU ................................................................................... 71
DẠNG 3: THAY ĐỔI ω ĐỂ L maxU ................................................................................... 84
DẠNG 4: THAY ĐỔI ω ĐỂ C maxU ................................................................................... 85
BÀI TẬP TỔNG HỢP ........................................................................................................ 90
BÀI 6: ÔN TẬP VỀ CÁCH VẼ GIẢN ĐỒ VECTƠ ..................................................................... 98
BÀI 7: MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN ĐI XA ............................................................. 111
BÀI 8: MÁY PHÁT ĐIỆN - ĐỘNG CƠ ĐIỆN ........................................................................... 117
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 2 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Nhắc lại về hàm số biến thiên điều hòa
cos( )
-A x A
x A t
2. Định nghĩa
Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian:
0cos( )
ii I t
i: cường độ dòng điện tức thời (A)
I0: cường độ dòng điện cực đại (A)
ω: tần số góc của i (rad/s)
22 f
T
Tương tự, hiệu điện thế xoay chiều: 0cos( )
uu U t
3. Các giá trị hiệu dụng
Công suất tỏa nhiệt: cho dòng điện xoay chiều 0cos( )
ii I t qua điện trở R.
Công suất tức thời: 2 2 2 2
0 0
cos(2 2 ) 1cos ( )
2
tP Ri RI t RI
Công suất trung bình:
Nhiệt lượng tỏa ra trên R trong thời gian dt: dQ=P.dt
Xét nhiệt lượng tỏa ra trên R trong một chu kỳ (kể từ t=0) 2 2 2
0 0 0
0 0 0
1 2cos(2 2 ) 1 sin(2 2 ) t .
2 2 2 2
TT TRI RI RI
Q idt t dt t TT
công suất trung bình trong một chu kỳ:
220 0, I=
2 2
RI IQ QP RI víi
t T
Thực tế ta chỉ xét tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều với các khoảng thời gian lớn hơn rất
nhiều chu kỳ dao động. Một cách gần đúng, người ta xem khoảng thời gian đó là bội số nguyên
lần của chu kỳ, và P cũng là công suất trung bình trong khoảng thời gian bất kỳ, gọi là công
suất.
Cường độ hiệu dụng I của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của
một dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R
bởi hai dòng điện đó là như nhau.
0 0 vµ U=2 2
I UI
4. Điện lượng chuyển qua mạch
Theo định nghĩa cường độ dòng điện: 0
lim dq=idtt
q dqi
t dt
Trong khoảng thời gian từ t1 đến t2, điện lượng chuyển qua tiết điện ngang của dây dẫn là: 2
1
t
t
q idt
II. CÁC VÍ DỤ
1. HÀM ĐIỀU HÒA – VÒNG LƯỢNG GIÁC
Ví dụ 1. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức: 0cos(100 ) A
6i I t
. Những thời
điểm cường độ dòng điện có giá trị bằng 0 là:
x A -A
x0
M0
φ
O
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 3
A.1
s, k=0,1,2,..300 100
kt víi B.
1 s, k=1,2,3,..
300 100
kt víi
C.1
s, k=0,1,2,..400 100
kt víi D.
1 s, k=0,1,2,..
600 100
kt víi
Hướng dẫn:
Cách 1: Giải phương trình lượng giác
0
1cos(100 ) =0 100
6 6 2 300 100
ki I t t k t
1 1§Ó t 0 0 0,1,2,...
300 100 3
kk k Đáp án A.
Cách 2: Ứng dụng mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòA.
(Vẽ vòng tròn lượng giác như ở chương 1. HS tự giải).
Ví dụ 2. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức: 2cos100 Ai t . Trong một giây dòng
điện đổi chiều
A.100 lần B. 50 lần C.110 lần D. 90 lần
Hướng dẫn:
Đối với dòng điện xoay chiều, chiều dòng điện luôn thay đổi. Người
ta chọn một trong hai chiều đó là chiều dương, thì i>0 khi dòng
điện đi theo chiều dương đã chọn, i<0 khi dòng điện đi ngược chiều
dương. Như vậy, dòng điện đổi chiều khi i đổi dấu 0i .
Trong một chu kỳ: i=0 hai lần.
Số dao động trong 1s: f=50 Hz
i đổi chiều 100 lần trong 1s.
Đáp án A
Ví dụ 3. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=110 2 V và tần số 50 Hz vào hai đầu một
bóng đèn, biết rằng đèn chỉ sáng khi hiệu điện thế tức thời có độ lớn không nhỏ hơn 110 2 V. Thời
gian đèn sáng trong một chu kỳ của hiệu điện thế là:
A.1
75s B.
1
50s C.
1
150s D.
1
100s
Hướng dẫn:
Đèn sáng 0110 2 V
110 2 V=U= 2 110 2 V
uUu
u
12 34
®i 1 ®Õn 2ªn vßng trßn:
2®i 3 ®Õn 4
tõtr
tõ
12 34
2 1
4 2 2 100
T Tt t t s
Đáp án D.
Ví dụ 4. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức: 2 2 cos(100 ) A6
i t
. Vào thời
điểm 1
600t s thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch có giá trị
A.0,1 A và đang giảm B. 0,1 A và đang tăng
C. 2 A và đang tăng D. 2 A và đang giảm
Hướng dẫn:
Cách 1: Hàm số i=f(t) đang tăng nếu có đạo hàm cấp 1 dương, giảm nếu có đạo hàm cấp 1 âm.
Ta có: 2 2( 100 )sin(100 ) A6
i t
1 1 32 2( 100 )sin(100 ) A=-2 2.100 . 0
600 600 6 2t s i
i đang giảm
O i
I0 -I0
1
23
4
u 220 -220
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 4 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Cách 2: Tính pha dao động: =1006
pha t
1 1= 100
600 600 6 3t s pha
0 2 vµ i ®ang gi¶m2
Ii A
Đáp án D.
ĐIỆN LƯỢNG CHUYỂN QUA TIẾT ĐIỆN THẲNG CỦA DÂY DẪN
Ví dụ 5. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức: 5cos(100 ) A2
i t
. Tính điện lượng
chuyển qua mạch trong 1
6 chu kỳ đầu tiên.
A.1
50C
B.
1
100C
C.
1
10C
D.
1
40C
Hướng dẫn:
2
1
6 6
00
5 5 1 15cos(100 t ) sin(100 ) .
2 100 2 100 2 40
T Tt
t
q idt dt t C
Đáp án D
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Dòng điện xoay chiều là dòng điện
A.có tần số biến thiên điều hòa theo thời gian. B.có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian.
C.có chiều biến thiên tuần hoàn theo thời gian. D.được cung cấp bởi bình ắc quy.
Câu 2. Khái niện cường độ hiệu dụng của dòng điện được xây dựng trên cơ sở
A.giá trị trung bình của dòng điện B.một nửa giá trị cực đại
C.khả năng tỏa nhiệt so với dòng điện một chiều D.Hiệu của tần số và giá trị cực đại
Câu 3. Đối với dòng điện xoay chiều, phát biểu nào sau đây đúng?
A.Trong công nghiệp, có thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện.
B.Điện lượng chuyển qua một tiết điện thẳng dây dẫn trong một chu kỳ bằng 0.
C.Điện lượng chuyển qua một tiết điện thẳng dây dẫn trong khoảng thời gian bất kỳ đều bằng 0.
D.Công suất tỏa nhiệt tức thời có giá trị cực đại bằng 2 lần công suất tỏa nhiệt trung bình.
Câu 4. Trong các đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lượng nào có dùng giá trị
hiệu dụng:
A.hiệu điện thế B.chu kỳ C.tần số D.công suất
Câu 5. Trong các đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lượng nào không dùng giá
trị hiệu dụng:
A.hiệu điện thế B.cường độ dòng điện C.tần số D.suất điện động.
Câu 6. Phát biểu nào sau đây đúng?
A.Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng được xây dựng dựa vào tác dụng hóa học của dòng điện.
B.Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng được xây dựng dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện.
C.Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng được xây dựng dựa vào tác dụng từ của dòng điện.
D.Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng được xây dựng dựa vào tác dụng phát quang của dòng điện.
Câu 7. Chọn câu trả lời sai: dòng điện xoay chiều
A.gây ra tác dụng nhiệt trên điện trở. B.gây ra từ trường biến thiên.
C.được dùng để mạ điện, đúc điện. D.có cường độ biến đổi theo thời gian.
Câu 8. Tác dụng của dòng điện xoay chiều không phụ thuộc vào chiều của dòng điện là:
A. nhiệt. B.hóA. C.từ. D.nhiệt và hóA.
Câu 9. Dòng điện xoay chiều và dòng điện không đổi đều được sử dụng để
A.mạ điện, đúc điện. B.nạp ắc quy. C.điện phân. D.đun nóng, thắp sáng.
i O
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 5
Câu 10. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức: 220 2 cos100 t Vu . Hiệu điện thế
hiệu dụng của đoạn mạch là:
A.110 V B.110 2 V C.220 V D. 220 2 V
Câu 11. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về hiệu điện thế hiệu dụng:
A.được ghi trên các thiết bị sử dụng điện. B.được đo bằng vôn kế xoay chiều.
C.có giá trị bằng giá trị cực đại chia 2 D.được đo bằng vôn kế khung quay.
Câu 12. Nguồn xoay chiều có hiệu điện thế 100 2 cos100 t Vu . Để thiết bị hoạt động tốt nhất thì
giá trị định mức của thiết bị là:
A.100 V B.100 2 V C.200 V D. 200 2 V
Câu 13. Một dòng điện xoay chiều có cường độ: 2 2 cos(100 ) A2
i t
. Chọn phát biểu sai:
A.cường độ hiệu dụng I=2 A. B.tần số f=50 Hz.
C.tại thời điểm t=0,15s thì i đạt cực đại. D.pha ban đầu 2
.
Câu 14. Cường độ dòng điện trong mạch không phân nhánh có dạng: 2 2 cos100 Ai t . Nếu dùng
ampe kế nhiệt để đo cường độ dòng điện của mạch trên thì ampe kế chỉ giá trị bao nhiêu?
A.I=4A B.I=2,83A C.I=2A D. I=1,41A
Câu 15. Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức: 100 2 cos100 t Vu . Đèn chỉ sáng khi
100 Vu . Tính tỉ lệ thời gian đèn sáng – tối trong một chu kỳ.
A.1:1 B.2:3 C.1:3 D. 3:2
Câu 16. Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức: 100 2 cos100 t Vu . Đèn chỉ sáng khi
100 Vu . Tính thời gian đèn sáng trong một chu kỳ.
A.1
100s B.
1
50s C.
1
150s D.
1
75s
Câu 17. Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức: 100 2 cos100 t Vu . Đèn chỉ sáng khi
100 Vu . Tính thời gian đèn sáng trong một phút.
A.20s B.30s C. 40s D. 45s
Câu 18. Một bóng đèn điện chỉ sáng khi có 100 2 Vu được gắn vào mạng điện có giá trị hiệu dụng
là 200 V. Tìm tỉ lệ thời gian đèn tối và sáng trong một chu kỳ.
A.1:1 B.2:1 C.1:2 D. 3:1
Câu 19. Một đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz. Biết rằng đèn chỉ sáng khi
hiệu điện thế tức thời giữa hai cực của đèn có độ lớn không nhỏ hơn 155,56 V. (155,56 110 2 ).
Trong một chu kỳ, thời gian đèn sáng là:
A.1
100s B.
1
50s C.
1
75s D.
1
20s
Câu 20. Một đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số 50 Hz. Biết rằng đèn chỉ sáng khi
hiệu điện thế tức thời giữa hai cực của đèn có độ lớn không nhỏ hơn 155,56 V. (155,56 110 2 ). Thời
gian đèn sáng trong 2s là 4
3s . Điện áp hiệu dụng ở hai đầu bóng đèn là:
A.220 V B. 220 3 V C. 220 2 V D. 200 V
Câu 21. Biểu thức dòng điện trong mạch có dạng: 4cos(8 ) A6
i t
. Vào thời điểm t cường độ
dòng điện tức thời là 0,7 A. Hỏi sau đó 3s giá trị tức thời của cường độ dòng điện là bao nhiêu?
A.-0,7 A B. 0,7 A C. 0,5 A D. 0,75 A
Câu 22. Dòng điện xoay chiều có biểu thức: 2cos(100 ) A3
i t
. Những thời điểm nào tại đó
cường độ tức thời có giá trị cực tiểu?
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 6 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A.1
, k=1,2,3,..120 100
kt s B.
1, k=0,1,2,..
120 100
kt s
C. 1
, k=1,2,3..120 100
kt s D.
1, k=0,1,2,..
120 100
kt s
Câu 23. Biểu thức dòng điện trong mạch có dạng: 2 2 cos(100 ) A6
i t
. Vào thời điểm t cường
độ dòng điện tức thời là 0,5 A. Hỏi sau đó 0,03s giá trị tức thời của cường độ dòng điện là bao nhiêu?
A.0,5 A B. 0,4 A C. -0,5 A D. 1 A
Câu 24. Biểu thức dòng điện trong mạch có dạng: 2cos100 Ai t . Số lần cường độ tức thời có độ
lớn i=1A trong 1s là:
A.200 lần. B.400 lần. C. 100 lần. D. 50 lần.
Câu 25. Biểu thức dòng điện trong mạch có dạng: 4cos20 Ai t . Vào thời điểm t1 cường độ dòng
điện tức thời là i1= 2 A và đang giảm. Đến thời điểm t2=t1+0,025s thì cường độ dòng điện là
A. 2 2 A B. 2 3 A C. 2 A D. -2 A
Câu 26. Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức: 2 2 cos100 Ai t . Vào một
thời điểm nào đó, dòng điện đang có cường độ tức thời 2 2 A thì sau đó ít nhất bao lâu dòng điện có
cường độ tức thời 6 A ?
A.1
120s B.
1
600s C.
1
300s D.
1
150s
Câu 27. Hai dòng điện xoay chiều i1, i2 có tần số lần lượt là f1=50 Hz và f2=100 Hz. Trong cùng một
khoảng thời gian, số lần đổi chiều của
A.dòng i1 gấp 2 lần dòng i2. B. dòng i1 gấp 4 lần dòng i2.
C. dòng i2 gấp 2 lần dòng i1. D. dòng i2 gấp 4 lần dòng i1.
Câu 28. Thời điểm đầu tiên kể từ thời điểm ban đầu, dòng điện 5cos(100 ) A2
i t
có giá trị 2,5 A
là:
A.1
200s B.
1
300s C.
1
400s D.
1
600s
Câu 29. Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở 10 R , nhiệt lượng tỏa ra trong 30 phút là
900kJ. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là:
A.I0=0,22 A B. I0=0,32 A C. I0=7,07 A D. I0=10 A
Câu 30. Điện trở của một bình nấu nước là 400 R . Đặt vào hai đầu bình một hiệu điện thế xoay
chiều thì dòng điện qua bình là: 2 2 cos100 Ai t . Sau 4 phút nước sôi. Bỏ qua mọi mất mát năng
lượng. Nhiệt lượng cung cấp làm sôi nước là:
A.6400J B. 576kJ C. 384kJ D. 768kJ
Câu 31. Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức là: 0cos( )i I t . Tính từ lúc t=0,
điện lượng chuyển qua mạch trong 1
4 chu kỳ đầu tiên là:
A. 0I
B. 0
2I
C. 0
2
I
D. 0
Câu 32. Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức là: 0cos( )
2i I t
. Tính từ lúc t=0,
điện lượng chuyển qua mạch trong 1
2 chu kỳ đầu tiên là:
A. 02I
B. 0
2I
C. 0
2
I
D. 0
2
I
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 7
Câu 33. Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức: 2 cos(120 ) A3
i t
. Tính từ lúc
t=0, điện lượng chuyển qua mạch trong 1
6 chu kỳ đầu tiên là:
A. 33,25.10 C B. 34,03.10 C C. 32,53.10 C D. 33,05.10 C
Câu 34. (ĐH 2007). Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức: 0sin100 ti I . Trong khoảng
thời gian từ 0 đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời có giá trị bằng 0,5I0 vào những thời điểm
A.1 2
vµ 300 300
s s . B. 1 2
vµ 400 400
s s C. 1 3
vµ 500 500
s s D. 1 5
vµ 600 600
s s
Câu 35. (ĐH 2010). Tại thời điểm t, điện áp 200 2 cos 100 t2
u
, trong đó u tính bằng V, t tính
bằng s, có giá trị 100 2 V và đang giảm. Sau thời điểm đó 1
300s , điện áp này có giá trị là
A.-100 V B. 100 3 V C. 100 2 V D. 200 V
Câu 36. (CĐ 2011). Cho dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz, chạy qua một 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
Câu 37. Vào cùng một thời điểm nào đó hai dòng điện xoay chiều 1 0 1
cos( )i I t và
2 0 2cos( )i I t có cùng giá trị tức thời
00,5 3I nhưng một dòng điện đang tăng, một dòng điện đang
giảm. Hai dòng điện này lệch pha nhau
A.3
B.
2
3
C. D.
2
Câu 38. Vào cùng một thời điểm nào đó hai dòng điện xoay chiều 1 0 1
cos( )i I t và
2 0 2cos( )i I t có cùng giá trị tức thời
00,5I nhưng một dòng điện đang tăng, một dòng điện đang
giảm. Hai dòng điện này lệch pha nhau
A.3
B.
2
3
C. D.
2
Câu 39. Vào cùng một thời điểm nào đó hai dòng điện xoay chiều 1 0 1
cos( )i I t và
2 0 2cos( )i I t có cùng giá trị tức thời
00,5 2I nhưng một dòng điện đang tăng, một dòng điện đang
giảm. Kết luận nào sau đây là đúng?
A.Hai dòng điện dao động cùng phA. B.Hai dòng điện dao động ngược phA.
C.Hai dòng điện dao động lệch pha nhau 1200. D.Hai dòng điện dao động vuông phA.
Câu 40. Vào cùng một thời điểm nào đó điện áp xoay chiều trên hai phần tử nối tiếp có biểu thức lần
lượt là: 1 0 1
cos( )u U t và 2 0 2
cos( )u U t có cùng giá trị tức thời 0
0,5 2U nhưng một điện
áp đang tăng, một điện áp đang giảm. Hai điện áp này lệch pha nhau
A.3
B.
2
3
C. D.
2
Câu 41. (ĐH-2012)Đặt điện áp u = 400cos100t (u tính bằng V, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch
AB gồm điện trở thuần 50 mắc nối tiếp với đoạn mạch X. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn
mạch là 2 A. Biết ở thời điểm t, điện áp tức thời giữa hai đầu AB có giá trị 400V; ở thời điểm 1
400t
(s), cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch bằng không và đang giảm. Công suất tiêu thụ điện của
đoạn mạch X là
A. 400 W. B. 200 W. C. 160 W. D. 100 W.
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 8 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 42. (CĐ 2013) Điện áp ở hai đầu một đoạn mạch là 160cos100 ( )u t V (t tính bằng s). Tại thời
điểm t1, điện áp ở hai đầu đoạn mạch có giá trị 80V và đang giảm. Đến thời điểm t2=t1+0,015s, điện áp ở
hai đầu đoạn mạch có giá trị bằng :
A. 80V B. 80 3 V C. 40 3 V D. 40V.
Câu 43. (CĐ 2013) Cường độ dòng điện 2 2 cos100 ( )i t A có giá trị hiệu dụng bằng :
A. 2A B. 2 A C.2 2 A D. 1A
ĐÁP ÁN
1B 2C 3B 4A 5C 6B 7C 8A 9D 10C
11D 12A 13C 14C 15A 16A 17B 18C 19C 20A
21B 22B 23C 24A 25B 26A 27C 28D 29D 30C
31A 32B 33A 34D 35C 36C 37A 38B 39D 40D
41B 42B 43A
BÀI 2: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỨA MỘT PHẦN TỬ
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Mạch chỉ có điện trở thuần
a) Biểu thức: nếu 0cos( )
ii I t
0cos( )
iu U t
b) Định luật Ohm
00
UU uI I iR R R
Điện trở R cho cả dòng điện xoay chiều và dòng điện không đổi đi qua, và đều cản trở dòng
điện. Công suất tỏa nhiệt (trung bình): 2P RI
c) Giản đồ: u và i cùng phA.
2. Mạch chỉ có cuộn thuần cảm
a) Biểu thức: nếu 0cos( )
ii I t
0cos( )
2i
u U t
b) Định luật Ohm
00
nhng L L L
UU uI I iZ Z Z
Cảm kháng: ( )LZ L . Cuộn dây thuần cảm cho cả dòng điện xoay chiều và dòng điện
không đổi đi qua, chỉ cản trở dòng xoay chiều, không tiêu thụ công suất.
c) Giản đồ: u nhanh pha 2
so với i.
3. Mạch chỉ có tụ điện
a) Biểu thức: nếu 0cos( )
ii I t
0cos( )
2i
u U t
b) Định luật Ohm
00
nhng C C C
UU uI I iZ Z Z
R
u
i
L
u
i
C
u
i
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 9
Dung kháng: 1
( )CZ
C . Tụ điện ngăn cản dòng điện không đổi, chỉ cho dòng điện xoay
chiều đi qua và cản trở dòng điện xoay chiều, không tiêu thụ công suất.
c) Giản đồ: u chậm pha 2
so với i.
4. Hệ thức độc lập (hệ thức liên hệ giữa các giá trị tức thời, độc lập với thời gian)
Đối với mạch chỉ có L, hoặc chỉ có C, hoặc có L và C nối tiếp tổng quát: đối với hai dao
động điều hòa vuông pha: 2
2
200 0
220 0
20 0
cos ( )cos( )cos( )
cos( ) sin( )sin( ) sin ( )2
iii
i ii i
iitti I t
I I
uu U t U t ut t
U U
2 2
2 2
0 0
1i u
I U
II. CÁC VÍ DỤ
1. CÔNG THỨC ĐỊNH LUẬT OHM
Ví dụ 1. Đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần L một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không
đổi và tần số f thay đổi. Khi f=60 Hz thì cường độ hiệu dụng qua L là 2,4 A. Để cường độ hiệu dụng
qua L bằng 3,6 A thì tần số của dòng điện phải bằng
A.75 Hz B. 40 Hz C.25 Hz D. 50 Hz
Hướng dẫn:
1
1 1 1 2 12 1
2 1 22
2 2
240 Hz
2
L
L
U UI
Z f L I f If f
I f IU UI
Z f L
Đáp án B.
Ví dụ 2. Một tụ điện khi mắc vào nguồn 2 cos(100 ) Vu U t thì cường độ hiệu dụng qua
mạch là 2 A. Nếu mắc tụ vào nguồn cos(120 0,5 ) Vu U t thì cường độ hiệu dụng qua mạch là
A.1,2 2 A B. 1,2 A C. 2 A D. 3,5 A
Hướng dẫn:
1 1 1 1 1 12
2 2 22 2 2
.1001,2 2 A
.1202
C
I U C I UU UI UC I
UZ I UI U C
Đáp án A.
Ví dụ 3. Đoạn mạch điện xoay chiều tần số f1=60 Hz chỉ có một tụ điện. Nếu tần số là f2 thì dung
kháng của tụ điện tăng thêm 20%. Tần số f2 là:
A.72 Hz B. 50 Hz C.250 Hz D. 10 Hz
Hướng dẫn:
2 1 12 1 1 1 2
1 2
0,2 1,2 , 1,2 50 Hz1,2
CC C C C
C
Z f fZ Z Z Z f
Z f Đáp án B.
2. QUAN HỆ GIỮA CÁC GIÁ TRỊ TỨC THỜI
Ví dụ 4. (ĐH 2011). Đặt điện áp 2 cosu U t vào hai đầu một tụ điện thì cường độ dòng điện qua
nó có giá trị hiệu dụng là I. Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu tụ điện là u và cường độ dòng điện qua nó
là i. Hệ thức liên hệ giữa các đại lượng là
A. 2 2
2 2
1
4
u i
U I B.
2 2
2 21
u i
U I C.
2 2
2 22
u i
U I D.
2 2
2 2
1
2
u i
U I
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 10 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Hướng dẫn: 2 2 2 2 2 2
2 2 2 22 20 0
1 1 2( 2) ( 2)
i u i u i u
I U I UI U Đáp án C.
Ví dụ 5. Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần một điện áp xoay chiều 0cos100u U t
V. Biết giá trị điện áp và cường độ dòng điện tại thời điểm t1 là 1
50 2 Vu , 1
2 Ai và tại thời
điểm t2 là 2
50 Vu và 2
3 Ai . Giá trị U0 là:
A. 50 V B. 100 V C. 50 3 V D. 100 2 V
Hướng dẫn: 2 2
1 1
2 2 2 2 2
0 0 0 0 0 0
2 202 2
2 2 22 20 0 00 0
1 1 1 11 2 2.2500 1
4 2 A
1 1 1 1 100 V3 2500 11
10000
i u
I U I U I I
Ui u
I U UI U
Đáp án B.
Ví dụ 6. Đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,3
H
một điện áp xoay chiều. Biết điện
áp có giá trị tức thời 60 6 V thì dòng điện có giá trị tức thời 2 A và khi điện áp có giá trị tức thời
60 2 V thì dòng điện có giá trị tức thời 6 A . Tần số của dòng điện là
A. 120 Hz B. 50 Hz C. 100 Hz D. 60 Hz
Hướng dẫn: 2 2
1 1
2 2 2 2 2
0 0 0 0 0 0
2 2
2 2 02 2 22 20 0 00 0
1 1 1 11 2 3600.6 1
8 2 2 A
1 1 1 1 120 2 V6 3600.2 1128800
i u
I U I U I I
i u U
I U UI U
0
0
2 60 100 HzL
UZ fL f
I Đáp án C.
Ví dụ 7. Một hộp X chỉ chứa một trong ba phần tử là điện trở thuần, cuộn cảm thuần hoặc tụ điện. Đặt
vào hai đầu hộp X một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi nhưng tần số thay đổi đượC.
Khi f=50 Hz thì điện áp trên X và dòng điện trong mạch ở thời điểm t1 có giá trị lần lượt là:
1100 3 Vu và
11 Ai , ở thời điểm t2 thì:
2100 Vu ,
23 Ai . Khi f=100 Hz thì cường độ
dòng điện hiệu dụng trong mạch là 0,5 2 A . Hộp X chứa
A. điện trở thuần 100 R B. Cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1
HL
C. tụ điện có điện dung 410
FC
D. tụ điện có điện dung 100 3
FC
Tóm tắt:
1 1
1
2 2
1 ; 100 3 50 Hz
3 ; 100
i A u Vf
i A u V
2 2
100 0,5 2 f Hz I A
/ / ?X R L C
Giải
1) Khi f1=50 Hz.
a) Nếu mạch chỉ chứa R thì: 1 2
1 2
100 3 100, v« lý
1 3
u uuR
i i i mạch L hoặc C.
b) Mạch L hoặc C thì:
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 11
2 2
1 1
2 2 2 2 2
0 0 0 0 0 0
2 2
02 22 2 22 20 0 00 0
1 1 1 11 1 30000 1
4 2 A
1 1 1 1 200 V3 10000 11
40000
i u
I U I U I I
Ui u
I U UI U
Theo đề bài, hiệu điện thế hiệu dụng không đổi, f thay đổi dẫn đến Z thay đổiI thay đổi. Như vậy, đến
đây ta thu được:
Hiệu điện thế hiệu dụng luôn luôn là: 100 2 VU .
Cường độ hiệu dụng trong trường hợp f1: I1=1 A.
2) Khi f2=100 Hz
2 1 2 1
2 1
0,5 2 0,707 A <I 1 AU U
I A Z ZZ Z
, mà f2>f1Z=ZL.
2 2
2 2 2
1 100 2 1 12 H
2 2 .1000,5 2L
U UZ L f L
I I f
Đáp án B.
3. BIỂU THỨC ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN
Ví dụ 8. (ĐH 2010). Đặt điện áp 0cosu U t vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường
độ dòng điện qua cuộn cảm là
A. 0 cos2
Ui t
L
B. 0 cos
22
Ui t
L
C. 0 cos2
Ui t
L
D. 0 cos
22
Ui t
L
Hướng dẫn:
Mạch chỉ có L u nhanh pha 2
so với I I chậm pha
2
so với u:
0 0cos cos2 2
L
U Ui t tZ L
Đáp án C.
Ví dụ 9. Đặt điện áp 0cos 120 V
4u U t
vào hai đầu một tụ điện thì vôn kế nhiệt mắc song
song với tụ điện chỉ 120 2 V , ampe kế nhiệt mắc nối tiếp với tụ điện chỉ 2 2 A . Chọn kết luận
đúng:
A. Điện dung của tụ điện là 1
mF7,2
, pha ban đầu của dòng điện qua tụ điện là 4
.
B. Dung kháng của tụ điện là 60 Ω, pha ban đầu của dòng điện qua tụ điện là 2
.
C. Dòng điện tức thời qua tụ điện là 4cos 100 A4
i t
.
D. Điện áp cực đại hai đầu tụ điện là 120 2 V , dòng điện cực đại qua tụ là 2 2 A .
Hướng dẫn:
3120 2 1 1060 V C= F
7,22 2C
C
UZ
I Z
Mạch C i sớm pha 2
so với u: 2 cos 120 =4cos 120 A
4 2 4i I t t
Đáp án A.
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 12 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Ví dụ 10. Đồ thị biểu diễn cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần có cảm
kháng ZL=50 Ω như hình vẽ. Viết biểu thức điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm.
A. 50 5
60cos V3 6
u t
. B. 50
60sin V3 3
u t
C. 50
60cos V3 6
u t
. D. 50
30cos V3 3
u t
Hướng dẫn:
1) Lập biểu thức cường độ dòng điện:
I0=1,2 A
0
0 23
®ang gi¶mi
Ii
t
i
Đi từ vị trí 0,010
6
50 trÝ c©n b»ng = rad/s
2 3
t sIi vÞ
t
50
1,2cos A3 3
i t
2) Suy ra biểu thức hiệu điện thế:
Mạch chỉ có L u sớm pha 2
so với i: 0
50 50 5Z cos =60cos V
3 3 2 3 6L
u I t t
Đáp án A.
Ví dụ 11. (ĐH 2009). Đặt điện áp 0cos 100 V
3u U t
vào hai đầu một tụ điện có điện dung
0,2
mF. Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4 A.
Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là
A. 4 2 cos 100 A6
i t
B. 5cos 100 A6
i t
C. 5cos 100 A6
i t
D. 4 2 cos 100 A6
i t
Hướng dẫn: 1
31 0,2.10100 . 50
CZ
C
22 2 2 22
02 2 2 2 2 2
0 0 0 0 0
1 1501 1 4 1 5 A
50.Zc
i u i uI
I U I I I
Mạch chỉ có C i sớm pha 2
so với u: 5cos 100 A
6i t
Đáp án B.
t (s)
i (A)
0,6
-1,2
0,01
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 13
Ví dụ 12. Đặt điện áp 0cos 100 Vu U t vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần có độ tự
cảm 0,4
H
. Nếu tại thời điểm t1 điện áp là 60 V thì cường độ dòng điện tại thời điểm t1+0,035s có độ
lớn là
A. 1,5 A. B. 1,25 A. C. 1,5 3 A . D. 2 2 A .
Hướng dẫn:
40 LZ L
Ở thời điểm t1: 1 0 1cos 100 =60V (1)u U t
0 0cos 100 = cos 1002 40 2
L
U Ui t tZ
Ở thời điểm t2=t1+0,035s:
0 0 02 1 1 1
cos 100 0,035 cos 100 3 cos 100 (2)40 2 40 40
U U Ui t t t
Từ (1) và (2): 2
601,5 A 1,5 A
40i i Đáp án A.
Ví dụ 13. Đặt điện áp 0cos 100 Vu U t vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện có điện dung
0,1 mF
. Nếu tại thời điểm t1 điện áp là 50 V thì cường độ dòng điện tại thời điểm t1+0,005s là
A. -0,5 A. B. 0,5 A. C. 1,5 A. D. -1,5 A.
Hướng dẫn:
ZC=100 Ω
Ở thời điểm t1: 1 0 1cos 100 =50V (1)u U t
0 0cos 100 = cos 1002 100 2
C
U Ui t tZ
Ở thời điểm t2= t1+0,005s :
0 0 02 1 1 1
cos 100 0,005 cos 100 cos100 (2)100 2 100 100
U U Ui t t t
Từ (1) và (2): 2
500,5 A
100i Đáp án A.
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Tìm phát biểu sai:
A.Điện trở thuần tỏa nhiệt khi có dòng điện đi quA.
B.Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi quA.
C.Cuộn dây không có tác dụng ngăn cản dòng điện xoay chiều.
D.Tụ điện cho dòng điện xoay chiều đi qua nhưng cản trở nó.
Câu 2. Tìm phát biểu sai:
A.Khi tăng tần số, điện trở R không đổi. B.Khi tăng tần số, cảm kháng tăng.
C.Khi tăng tần số, điện dung giảm. D.Khi giảm tần số, dung kháng tăng.
Câu 3. Đặt điện áp xoay chiều u vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa tụ điện có điện dung C. So với dòng
điện i qua tụ, thì hiệu điện thế u
A.Nhanh pha hơn i. B.Nhanh pha hoặc chậm pha so với i tùy giá trị của C.
C.nhanh pha 2
so với i. D.Chậm pha
2
so với i.
Câu 4. Đối với dòng điện xoay chiều, khả năng cản trở dòng điện của tụ điện C
A.càng lớn khi tần số f càng lớn. B.càng nhỏ khi chu kỳ T càng lớn.
C.càng nhỏ khi cường độ dòng điện càng lớn. D.càng nhỏ khi điện dung của tụ C càng lớn.
Câu 5. Khi mắc một tụ điện vào mạng điện xoay chiều, nếu tần số của dòng điện xoay chiều
A.càng nhỏ thì dòng điện càng dễ đi qua tụ. B.càng lớn thì dòng điện càng khó đi qua tụ.
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 14 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
C.càng lớn thì dòng điện càng dễ đi qua tụ. D.bằng 0 thì dòng điện qua tụ có cường độ lớn nhất.
Câu 6. Tìm phát biểu đúng về khả năng cản trở của cuộn cảm đối với dòng điện xoay chiều
A.Dòng điện có tần số càng nhỏ càng bị cản trở nhiều
B.Dòng điện có tần số càng lớn càng ít bị cản trở.
C.Cuộn cảm ngăn cản hoàn toàn dòng điện xoay chiều.
D.Dòng điện có tần số càng lớn càng bị cản trở nhiều.
Câu 7. Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm tăng lên 4 lần thì cảm
kháng của cuộn cảm
A.tăng lên 2 lần B.tăng lên 4 lần C.giảm đi 2 lần D.giảm đi 4 lần
Câu 8. Chọn phát biểu sai:
A.Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, dòng điện biến thiên sớm pha 2
so với hiệu điện thế.
B.Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, dòng điện biến thiên nhanh pha 2
so với hiệu điện thế.
C.Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên chậm pha 2
so với hiệu điện thế.
D.Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên sớm pha 2
so với hiệu điện thế.
Câu 9. Cho dòng điện xoay chiều qua điện trở thuần thì hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu điện trở
A.chậm pha so với dòng điện B.nhanh pha so với dòng điện
C.cùng pha với dòng điện. D.lệch pha 2
so với dòng điện.
Câu 10. Đặt điện áp 0cos 100 (V)
3u U t
vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm
1
2H
. Ở thời điểm điện áp giữu hai đầu cuộn cảm là 150V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4A. Giá trị
cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là
A.4 A B. 4 3 A C. 2,5 2 A D.5 A
Câu 11. Với UR, UL, UC, uR, uL, uC là các điện áp hiệu dụng và tức thời hai đầu điện trở thuần R. cuộn
thuần cảm L và tụ điện C, I và I là cường độ dòng điện hiệu dụng và tức thời qua các phần tử đó. Biểu
thức không đúng là:
A. RU
IR
B. Ru
iR
C. L
L
UI
Z D. L
L
ui
Z
Câu 12. Chọn biểu thức đúng:
A. Ru
Ri
B. LL
uZ
i C. C
C
uZ
i D.tất cả đều sai.
Câu 13. (CĐ 2010). Đặt điện áp xoay chiều 0cosu U t vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần.
Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch, i, I0 và I lần lượt là giá trí tức thời, giá trị cực đại và giá trị
hiệu dụng của cường độ dòng điện trong mạch. Hệ thức nào sau đây sai?
A.0 0
0U I
U I B.
0 0
2U I
U I C. 0
u i
U I D.
2 2
2 2
0 0
1u i
U I
Câu 14. Đặt điện áp xoay chiều 0cosu U t vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm. Gọi
U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch, i, I0 và I lần lượt là giá trí tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu
dụng của cường độ dòng điện trong mạch. Hệ thức nào sau đây sai?
A.0 0
0U I
U I B.
0 0
2U I
U I C.
2 2
2 22
u i
U I D.
2 2
2 2
0 0
1u i
U I
Câu 15. Đặt điện áp xoay chiều 0cosu U t vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện. Gọi U là điện áp
hiệu dụng giữa hai đầu mạch, i, I0 và I lần lượt là giá trí tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của
cường độ dòng điện trong mạch. Hệ thức nào sau đây sai?
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 15
A.0 0
0U I
U I B.
0 0
2U I
U I C.
2 2
2 22
u i
U I D.
2 2
2 2
0 0
1u i
U I
Câu 16. Mắc tụ điện có điện dung 310
2F
vào nguồn xoay chiều có điện áp 120 2 cos100 (V)u t .
Số chỉ ampe kế mắc nối tiếp với tụ điện là
A.4 A B.5 A C.6 A D.7 A
Câu 17. Đặt hiệu điện thế 200cos100 (V)u t vào hai đầu điện trở thuần R=20 Ω. Công suất tỏa
nhiệt trên R là
A.1000 W B.500 W C.1500 W D.1200 W
Câu 18. Hiệu điện thế u và cường độ dòng điện i trong mạch điện chỉ có điện trở thuần R
A.cùng phA. B.lệch pha 2
. C.lệch pha
2
. D.lệch pha .
Câu 19. Mắc tụ điện có điện dung 10 µF vào mạng điện xoay chiều có tần số 50 Hz. Dung kháng của tụ
điện là
A.31,8 Ω. B.3,18 Ω. C.0,318 Ω. D.318,3 Ω.
Câu 20. Dòng điện xoay chiều qua cuộn dây có độ tự cảm 1H
, trong một phút dòng điện đổi chiều
6000 lần. Cảm kháng của cuộn dây là
A.100 Ω. B.200 Ω. C.150 Ω. D.50 Ω.
Câu 21. Mắc tụ điện có điện dung 310
2F
vào nguồn xoay chiều có điện áp
100 2 cos 100 (V)4
u t
. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch có giá trị là
A.4 A B.5 A C.6 A D.7 A
Câu 22. Mạch điện xoay chiều chỉ gồm một phần tử là điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện.
Biết biểu thức điện áp và cường độ dòng điện lần lượt là 40 2 cos100 (V)u t và
2 2 cos 100 (A)2
i t
. Đó là phần tử nào?
A. C. B.L. C.R. D. C hoặc L.
Câu 23. Mạch điện xoay chiều chỉ gồm một phần tử là điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện.
Biết biểu thức điện áp và cường độ dòng điện lần lượt là 220 2 cos100 (V)u t và
2 2 cos100 (A)i t . Đó là phần tử nào? Có giá trị bằng bao nhiêu?
A. R=100 Ω B. R=110 Ω. C. 1
L H
D. 310
2C F
.
Câu 24. Mắc tụ điện có điện dung 310
2F
vào nguồn xoay chiều có điện áp
20cos 100 (V)6
u t
. Công suất của mạch là
A.100 W. B.40 W. C.50 W. D.0.
Câu 25. Mắc điện trở thuần R=100 Ω vào mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz. Tính nhiệt lượng tỏa ra
trên R trong 1 giờ
A.17 424 J. B.17 424 000 J. C.1 742 400 J. D.174 240 J.
Câu 26. Mạch điện xoay chiều chỉ gồm một phần tử là điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện.
Biết biểu thức điện áp và cường độ dòng điện lần lượt là 2
200cos 100 (V)3
u t
và
2cos 100 (A)6
i t
. Đó là phần tử nào? Có giá trị bằng bao nhiêu?
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 16 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A. R=100 Ω B. R=110 Ω. C. 1
L H
D. 410
C F
.
Câu 27. Mạch điện xoay chiều chỉ gồm một phần tử là điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện.
Biết biểu thức điện áp và cường độ dòng điện lần lượt là 2
200cos 100 (V)3
u t
và
2cos 100 (A)6
i t
. Đó là phần tử nào? Có giá trị bằng bao nhiêu?
A. R=100 Ω B. R=110 Ω. C. 1
L H
D. 410
C F
.
Câu 28. Mạch điện có hiệu điện thế hiệu dụng U=200 V. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch khi
mắc nối tiếp R1=20 Ω và R2=30 Ω là
A.4,4 A. B.4,44 A. C.4 A. D.0,4 A.
Câu 29. Mạch điện có hiệu điện thế hiệu dụng U=200 V. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch khi
mắc song song R1=20 Ω và R2=30 Ω là
A.1,667 A. B.16,67 A. C.166,7 A. D.0,1667 A.
Câu 30. Mắc cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 2H
vào nguồn xoay chiều có điện áp
100 2 cos 100 (V)2
u t
. Pha ban đầu của cường độ dòng điện là
A.2
i
B. 0
i C.
2i
D.
i
Câu 31. Đặt vào hai đầu cuộn thuần cảm L một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=220 V
không đổi và tần số f có thể thay đổi đượC. Khi f=60 Hz thì dòng điện đi qua cuộn cảm có cường độ hiệu
dụng 2,4 A. Để dòng điện qua cuộn cảm có cường độ hiệu dụng 7,2 A thì tần số dòng điện là
A.180 Hz. B.120 Hz. C.60 Hz. D.20 Hz.
Câu 32. Mắc cuộn dây thuần cảm L vào mạng điện xoay chiều 127 V – 50 Hz. Dòng điện cực đại qua
cuộn dây là 10 A. Độ tự cảm L là
A. L=0,04 H. B.L=0,057 H. C.L=0,08 H. D.L=0,114 H.
Câu 33. Dòng điện 2cos100 (A)i t qua điện trở R=20 Ω. Biểu thức điện áp hai đầu R là
A. 40cos 100 (V)2
u t
B. 40 2 cos 100 (V)2
u t
C. 40cos100 (V)u t D. 40 2 cos 100 (V)u t
Câu 34. Mạch điện chỉ có cuộn cảm thuần 1
L H
, biểu thức dòng điện trong mạch có dạng
2cos100 (A)i t . Tính cảm kháng ZL và viết biểu thức hiệu điện thế hai đầu mạch điện.
A.ZL=100 Ω, 200cos 100 (V)2
u t
B.ZL=100 Ω, 200cos 100 (V)2
u t
C. A.ZL=100 Ω, 200cos 100 (V)u t D. A.ZL=200 Ω, 200cos 100 (V)2
u t
Câu 35. Đặt hiệu điện thế xoay chiều 0cos 100
uu U t vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự
cảm 1
4L H
thì dòng điện trong mạch có biểu thức 2cos 100 (A)
6i t
. Nếu thay cuộn cảm
trên bằng tụ điện có điện dung 310
2F
thì biểu thức cường độ dòng điện là
A. 2,5cos 100 (A)2
i t
B. 2,5cos 100 (A)6
i t
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 17
C. 5
2,5cos 100 (A)6
i t
D. 5
0,25cos 100 (A)6
i t
Câu 36. Đặt hiệu điện thế xoay chiều 100cos 100 (V)2
u t
vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ
tự cảm 0,4
L H
. Viết phương trình dòng điện qua mạch khi đó. Nếu thay cuộn cảm trên bằng điện trở
R=20 Ω thì công suất tỏa nhiệt trong mạch là bao nhiêu?
A. 2,4cos 100 (A)i t ; P=250 W. B. 2,5cos 100 (A)i t ; P=250 W.
C. 2cos 100 (A)i t ; P=250 W. D. 2,5cos 100 (A)i t ; P=62,5 W.
Câu 37. Đặt hiệu điện thế xoay chiều 0cos 100
uu U t vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự
cảm 1
L H
thì dòng điện trong mạch có biểu thức 5 2 cos 100 (A)3
i t
. Nếu thay cuộn cảm
trên bằng điện trở R=50 Ω thì biểu thức cường độ dòng điện là
A. 5
10cos 100 (A)6
i t
B. 10 2 cos 100 (A)6
i t
C. 5
10 2 cos 100 (A)6
i t
D. 5
10 2 cos 100 (A)6
i t
Câu 38. Đặt vào hai đầu cuộn thuần cảm 1
L H
một hiệu điện thế 200cos 100 (V)3
u t
thì
biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là
A. 2cos 100 (A)3
i t
B. 2cos 100 (A)6
i t
C. 2cos 100 (A)6
i t
D. 2cos 100 (A)3
i t
Câu 39. Dòng điện 4 2 sin 100 (A)i t qua một ống dây thuần cảm có độ tự cảm 1
20L H
.
Biểu thức hiệu điện thế hai đầu ống dây là
A. 20 2 cos 100 (V)u t B. 20 2 cos 100 (V)u t
C. 20 2 cos 100 (V)2
u t
D. 20 2 cos 100 (V)2
u t
Câu 40. Đặt hiệu điện thế xoay chiều 0cos
4u U t
vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa tụ điện có
điện dung 1
7200C F
. Tại thời điểm t1 thì điện áp và cường độ dòng điện có giá trị lần lượt là:
160 2 Vu và
1
2 A
2i , tại thời điểm t2 thì
160 3 Vu và
10,5 Ai . Tần sô dòng điện là
A. 50 Hz B. 60 Hz C. 25 Hz D. 30 Hz
Câu 41. Một hộp kín X chỉ chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần R hoặc cuộn dây thuần cảm L hoặc
tụ điện C. Đặt vào hai đầu X một điện áp xoay chiều có biểu thức 0cos 2u U ft với tần số f thay đổi
đượC. Khi f=50 Hz thì điện áp và dòng điện trong mạch ở thời điểm t1 có giá trị lần lượt là
1100 3 Vu và
11 Ai , ở thời điểm t2 thì
2100 Vu và
23 Ai . Khi f=100 Hz thì cường độ
dòng điện hiệu dụng trong mạch là 2
A2
. Hộp X chứa
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 18 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A.điện trở thuần R=100 Ω. B.cuộn cảm thuần có 1
L H
C.tụ điện có điện dung 410
C F
. D.cuộn cảm thuần có 100 3
L H
Câu 42. (ĐH 2009). Đặt điện áp 0cos 100 (V)
3u U t
vào hai đầu một tụ điện có điện dung
4210 ( )F
. Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4 A.
Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là
A. 4 2 cos 100 (A)6
i t
B. 5cos 100 (A)6
i t
C. 5cos 100 (A)6
i t
D. 4 2 cos 100 (A)6
i t
Câu 43. (ĐH 2009). Đặt điện áp 0cos 100 (V)
3u U t
vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự
cảm 1
(H)2
. Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là 100 2 V thì cường độ dòng điện qua cuộn
cảm là 2 A. Biểu thức của cường độ dòng điện qua cuộn cảm là
A. 2 3 cos 100 (A)6
i t
B. 2 3 cos 100 (A)6
i t
C. 2 2 cos 100 (A)6
i t
D. 2 2 cos 100 (A)6
i t
Câu 44. (ĐH 2010). Đặt điện áp 0cosu U t vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm
thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Gọi i là cường độ dòng điện tức thời trong
mạch, u1, u2, u3 lần lượt là điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm và giữa hai đầu tụ
điện. Hệ thức đúng là
A.2
2 1
ui
R LC
B.3
i u C C. 1u
iR
D. 2u
iL
Câu 45. (ĐH 2010). Đặt điện áp 0cosu U t vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường
độ dòng điện qua cuộn cảm là
A. 0 cos2
Ui t
L
B. 0 cos
22
Ui t
L
C. 0 cos2
Ui t
L
D. 0 cos
22
Ui t
L
Câu 46. (CĐ 2010). Đặt điện áp 0cosu U t vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Tại thời
điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm bằng
A. 0
2
U
L B. 0
2
U
L. C. 0
U
L. D.0.
Câu 47. (ĐH 2011). Đặt điện áp 2 cosu U t vào hai đầu một tụ điện thì cường độ dòng điện qua
nó có giá trị hiệu dụng là I. Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu tụ điện là u và cường độ dòng điện qua nó là
i. Hệ thức liên hệ giữa các đại lượng là
A.2 2
2 2
1
2
u i
U I B.
2 2
2 21
u i
U I . C.
2 2
2 2
1
4
u i
U I . D.
2 2
2 22
u i
U I .
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 19
Câu 48. (ĐH 2012). Khi đặt vào hai đầu một cuộn dây có độ tự cảm 0,4
H
một hiệu điện thế một chiều
12V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 0,4 A. Sau đó, thay hiệu điện thế này bằng một điện áp xoay
chiều có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 12 V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây bằng
A.0,30 A B.0,40 A C.0,24 A D.0,17 A
Câu 49. (ĐH 2013). Đặt điện áp xoay chiều 2 cos (V)u U t vào hai đầu một điện trở thuần R=110
Ω thì cường độ dòng điện qua điện trở có giá trị hiệu dụng bằng 2 A. Giá trị của U bằng
A.220 V B. 220 2 V C.110 V D.110 2 V
Câu 50. (ĐH 2013). Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f thay đổi được
vào hai đầu một cuộn cảm thuần. Khi f=50 Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm có giá trị hiệu dụng
bằng 3 A. Khi f=60 Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm có giá trị hiệu dụng bằng
A.3,6 A B.2,5 A C.4,5 A D.2,0 A
Đáp án: 1C 2C 3D 4D 5C 6D 7B 8D 9C 10C 11D 12A 13D 14B 15B 16C 17A 18A 19D 20A
21B 22A 23B 24D 25C 26C 27C 28C 29B 30D 31D 32B 33C 34B 35C 36B 37D 38C 39B 40D
41B 42B 43A 44C 45C 46D 47D 48C 49A 50B
BÀI 3: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU R, L, C NỐI TIẾP
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Mạch R, L, C
a) Các biểu thức
0
0 0
0
cos( )
Gi¶ sö: cos( ) th× cos( )2
cos( )2
R R i
i L L i
C C i
u U t
i I t u U t
u U t
0
0 0 0 0
cos( )
hoÆc (1)
CR L u
R L C R L C
uu uu U t
U U U U U U U U
i L R C
u
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 20 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
b) Giản đồ vectơ
(1) = (2)R L C R LC
LC
U U U U U U
U
(2) là cách nhóm tổng vectơ đơn giản nhất, tuy nhiên tùy theo từng bài
toán, có thể ta phải nhóm:
RL C
U U U (cuộn dây có điện trở hoạt động)
RC L
U U U (vôn kế mắc vào đoạn chứa R và C)
c) Liên hệ các điện áp, tổng trở
22 2 2 2
R LC R L CU U U U U U
§Æt
2 22 2 2 2 2 2 2 IL C L C
U I R IZ IZ I R Z Z Z
22
L CZ R Z Z
d) Định luật Ohm
0 0 0 00
C R L CR L
L C L C
U U U U UU UUI IZ R Z Z Z R Z Z
Lưu ý: cR L
L C
uu ui
R Z Z
e) Góc lệch pha giữa u và i: φ (rad)
tan = = víi , -2 2
L C L Cu i
R
U U Z Z
U R
Ngoài ra: cos RU R
U Z
2. Hiện tượng cộng hưởng điện
a) Điều kiện cộng hưởng
0 0 0
1 1 hëng Z , f=
2L C
céng ZLC LC
Với ZL0, ZC0 là giá trị của cảm kháng, dung kháng khi xảy ra hiện tượng
cộng hưởng.
u, i cùng pha: φ=0; tanφ=0; cosφ=1
min max
UZ R I
R
maxR
U U
b) Bài toán Z1=Z2
Xét bài toán: đặt điện áp 2 cosu
u U t vào hai đầu đoạn mạch R, L, C. Với U không đổi,
chỉ có duy nhất một đại lượng biến đổi là ω, L, hoặc C. Khi đó, tồn tại hai giá trị của biến số để: Z1=Z2
ω thay đổi - đặt biến số: x=ω
2 2 1 1 2 2
1 2 1 1 2 2
1 1 2 2 1 2 1 2
1 21 2 1 2 1 2
1 2 1 2
¹ ,HS chøng minh
1 1 1 1
L C L C
L C L C
L C L C L L C C
Z Z Z Z lo i tùZ Z Z Z Z Z
Z Z Z Z Z Z Z Z
L L LC C C LC
2
1 2 1 2 0
1 thay ®æi, : trung b×nh nh©n.khi Z Z
LC
Lưu ý: Từ 1 2 1 1 2 2 1
2
1 1, t¬ng tù: Z
L C L CL Z Z Z
LC C
φ
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 21
L thay đổi – đặt biến số: x=ZL
Với ZC không đổi, khi x=ZL=ZL0=ZC thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng.
2 2 1 2
1 2 1 2
1 2 1 2
¹ ,HS chøng minh
2
L C L C
L C L C
L C L C L L C
Z Z Z Z lo i tùZ Z Z Z Z Z
Z Z Z Z Z Z Z
1 21 2 0
Z L thay ®æi, Z : trung b×nh céng.
2L L
L C
Zkhi Z Z Z
C thay đổi – đặt biến số: x=ZC.
Với ZL không đổi, khi x=ZC=ZC0=ZL thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng.
2 2 1 2
1 2 1 2
1 2 1 2
¹ , chøng minh
2
L C L C
L C L C
L C L C C C L
Z Z Z Z lo i tùZ Z Z Z Z Z
Z Z Z Z Z Z Z
1 21 2 0
Z C thay ®æi, Z : trung b×nh céng.
2
C CC L
Zkhi Z Z Z
Tóm lại: Xem Z là hàm số theo biến x, ta có thể biểu diễn tất cả các kết quả trên bằng đồ thị Z=f(x).
x0 là điểm cực trị của
hàm Z ứng với hiện
tượng cộng hưởng. khi
đó: Zmin=R.
x1, x2 là 2 giá trị của
biến số mà Z1=Z2.
Nếu lấy x3 nằm ngoài
đoạn [x1,x2 ]thì
Z3>Z1=Z2.
Nếu lấy x3 nằm trong
khoảng (x1,x2 )thì
Z3<Z1=Z2.
3. Công suất mạch RLC:
2cos (W); trong ®ã: cos = :hÖ sè c«ng suÊt.R
P UI RIZ
II. CÁC VÍ DỤ
1. LIÊN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP
Ví dụ 1. Mạch điện nối tiếp gồm điển trở R=60 Ω, cuộn dây có điện trở thuần r=40 Ω, độ tự cảm
0,4L H
và tụ điện có điện dung
1
14C mF
. Mắc mạch vào nguồn điện xoay chiều có tần số góc
100π rad/s. Tổng trở của mạch điện là
A.150 Ω B.125Ω C.100 2 D.140Ω
Hướng dẫn: 1
30,4 1 10.100 40 ; Z .100 140
14L CZ L
C
2 2 22100 40 140 100 2
L CZ R r Z Z Đáp án D.
Ví dụ 2. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm tụ điện có dung
kháng 200 Ω, điện trở thuần 30 3 và cuộn cảm có điện trở 30 3 , cảm kháng 260 Ω. So với
cường độ dòng điện thì điện áp hai đầu đoạn mạch
A.sớm pha 4
. B. sớm pha
6
. C.trễ pha
4
. D.trễ pha
4
.
Hướng dẫn:
Z
Z1=Z2
Zmin=R
x2 x1 x0
x3
Z3>Z2
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 22 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
1tan 0
6 63
L Cu i u i i
Z Z
R r
u nhanh pha
6
so với iĐáp án B
Ví dụ 3. Đặt điện áp 100 2 cos100 (V)u t vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R=30Ω
và các tụ điện có điện dung 1
1
3C mF
,
2
1C mF
mắc nối tiếp. Cường độ dòng điện hiệu dụng là
A.1,00 A. B.0,25 A. C.2 A. D.0,50 A.
Hướng dẫn:
22
1 2 1 2
10030 ; 10 50 2
50C C C C
UZ Z Z R Z Z I A
Z Đáp án C.
Ví dụ 4. (ĐH 2011). 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 0,25 A; 0,5 A; 0,2 A. Nếu đặt điện áp xoay chiều này vào
hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử trên mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là
A.0,2 A. B.0,3 A. C.0,15 A. D.0,05 A.
Hướng dẫn:
f không đổiZL, ZC không đổi. U không đổi.
Xét các đoạn mạch chỉ chứa 1 phần tử: ; Z ; Z0,25 0,5 0,2
L C
U U UR .
Xét đoạn mạch RLC nối tiếp:
2 2 22
0,2
0,25 0,5 0,2L C
U UI A
R Z Z U U U
Đáp án A.
Ví dụ 5. Đoạn mạch gồm điện trở R=40Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,8
L H
và tụ điện có
điện dung 42.10
C F
mắc nối tiếp. Dòng điện qua mạch có biểu thức: 3cos100 (A)i t . Điện
áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là
A.60 V. B.240 V. C.150 V. D.75 2 V .
HS tự giải. đáp án D.
Ví dụ 6. Đoạn mạch R,L,C nối tiếp theo đúng thứ tự gồm cuộn cảm thuần có cảm kháng 14Ω, điện
trở thuần 8Ω, tụ điện có điện dung 6Ω. Biết điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là 200 V. Điện áp
hiệu dụng trên đoạn gồm điện trở và tụ điện là
A.250 V. B.100 V. C. 125 2 V . D.100 2 V .
Hướng dẫn:
2 2
22
. 125 2 VRC RC C
L C
UU Z I R Z
R Z Z
Đáp án C.
Ví dụ 7. Cho mạch điện xoay chiều tần số 50 Hz nôi tiếp theo đúng thứ tự gồm điện trở thuần
R=50Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 0,5
H
và tụ điện có điện dung 0,1mF
. Tính độ lệch pha
giữa uRL và uLC.
A.4
B.
2
C.
3
4
D.
3
Hướng dẫn:
50 ; Z 100L CZ
Tính độ lệch pha của uRL so với i: tan 14
LRL RL
Z
R
Tính độ lệch pha của uLC so với i: 0
tan lim2
L CLC LC
r
Z Z
r
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 23
uRL nhanh pha 3
4 2 4RL LC
Đáp án C.
Ví dụ 8. (ĐH 2008). Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện. Độ
lệch pha của điện áp giữa hai đầu cuộn dây so với cường độ dòng điện trong mạch là 3
. Điện áp hiệu
dụng giữa hai đầu tụ điện bằng 3 lần điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây. Độ lệch pha của điện
áp giữa hai đầu cuộn dây so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch trên là
A. 2
3
B.0 C.
2
D.
3
Hướng dẫn:
tan tan 3 33
LRL L
ZZ R
R
2 2 2 23 . 3.I 3. 3 2 3C RL C L CU U I Z R Z Z R R R
3 2 3 2tan 3
3 3 3 3
L CRL
Z Z R R
R R
Đáp án A.
Ví dụ 9. 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 điện áp hiệu dụng trên R, L, C lần lượt là 60
V, 120 V và 40 V. Thay C bởi tụ điện C thì điện áp hiệu dụng trên tụ là 100 V, khi đó điện áp hiệu
dụng trên R là
A.150 V. B.80 V. C. 40 V. D. 20 2 V .
Hướng dẫn:
Chỉ có C thay đổi, R và ZL không đổi. U không đổi.
Mạch R, L, C:
22 100 V
R L CU U U U
IR 60 1
120 2R
L L L
U R
U IZ Z
Mạch R, L, C : U vẫn =100 V.
I R 12
2R
L R
L L L
U RU U
U I Z Z
2 22 2 2 2100 2 100 80 V
R L C R R RU U U U U U U
Đáp án B.
Ví dụ 10. Đặt điện áp 200 V – 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần 25Ω mắc nối
tiếp với đoạn mạch X. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch là 2A. Biết ở thời điểm t0, điện
áp tức thời giữa hai đầu AB có giá trị 200 V và đang tăng; ở thời điểm 0
1
600t s , cường độ dòng điện
tức thời qua đoạn mạch bằng 2A và đang giảm. Tính độ lệch pha của điện áp hai đầu đoạn mạch AB so
với dòng điện qua mạch. Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch AB và đoạn mạch X.
A. ; 200 W;100 W3
B. ; 150 W;100 W
3
C. ; 150 W;100 W6
D. ; 200 W;100 W
6
Hướng dẫn:
Gọi biểu thức điện áp hai đầu AB và cường độ dòng điện lần lượt là:
200 2 cos 100 vµ i=2 2 cos 100u i
u t t
Vẽ vòng tròn lượng giác (học sinh tự vẽ), chúng ta tìm được:
Ở t0: u=200 V và u đang tăng (điểm ở nửa dưới vòng lượng giác)
0 0 cña u 2 100 100 2
4 4u u
pha k t t k
Ở 0
1
600t s : i=2A và I đang giảm (điểm ở nửa trên vòng lượng giác)
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 24 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
0 0
1cña i 2 100 100 2
4 600 12i i
pha l t t l
Độ lệch pha của u so với i: 0 0
100 2 100 2 24 12 3
u it k t l n
v× - =- 2 2 3
(1) : điện áp chậm pha
3
so với cường độ dòng điện.
Công suất toàn mạch: cos 200.2.cos 200 W3
P UI
(2).
Công suất tỏa nhiệt trên R: 2 225.2 100 WRP RI
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch X: 100 WX RP P P (3).
Từ (1), (2), (3) Đáp án A.
2. VIẾT BIỂU THỨC ĐIỆN ÁP VÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN
PHƯƠNG PHÁP
Cách 1: Sử dụng các công thức liên hệ u và i
a) Hiệu điện thế toàn mạch u và cường độ dòng điện i:
00
; tan = ; =L Cu i
U Z ZI
Z R
b) Hiệu điện thế hai đầu đoạn MN bất kỳ MNu và cường độ dòng điện i:
00
; tan = ; =MN L MN C MNMN MN u i
MN MN
U Z ZI
Z R
Cách 2: Sử dụng giản đồ vectơ
MN R MN L MN C MNU U U U
Cách 3: Ứng dụng số phức
1) Số phức
Trong mặt phẳng Oxy, vectơ OM có tọa độ
(a,b)OM
Tương ứng với số phức z=a+bi, với i: là đơn vị ảo.
Dạng a+bi (SHIFT24) của số phức: z=a+bi, i=ENG
Dạng r (SHIFT23) của số phức:z= r
Với 2 2 ; =SHIFT tanb
r OM a ba
. Ta không thực hiện các tính toán này, Casio Fx sẽ
làm việc đó. Mục tiêu phần này là ứng dụng toán học vào bài toán vật lý, nên chỉ xét các góc
phần tư thứ nhất và thứ tư của mặt phẳng tọa độ, do vậy: 0; -2 2
a
2) Tổng trở phức
Phần thực a của số phức z tương tự thành phần R trong công thức tính tổng trở.
Phần ảo b của số phức z tương tự ZLC, với ZLC=Zl-ZC.
Modun của số phức z (r=OM) tương tự tổng trở Z.
Người ta dùng khái niệm tổng trở phức để vừa diễn đạt độ lớn của Z, vừa chứa đựng thông tin
các thành phần R và ZLC trong Z.
( )L C
Z R Z Z i Z
3) Định luật Ohm-phức
Liên hệ giữa các biểu thức u và I trong biểu diễn phức:
MN
MN
uuiZ Z
CÁC VÍ DỤ
x
y
O
a
b
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 25
Ví dụ 1. Một mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R=15Ω, cuộn thuần cảm có
cảm kháng ZL= 25Ω và tụ điện có dung kháng ZC=10Ω. Nếu dòng điện qua mạch có biểu thức
2 2 cos 100 (A)4
i t
thì biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch là
A. 60cos 100 (V)2
u t
B. 30 2 cos 100 (V)4
u t
C. 60cos 100 (V)4
u t
D. 30 2 cos 100 (V)2
u t
Hướng dẫn:
Cách 1:Sử dụng công thức để tính biên độ và pha ban đầu của u
22
0 015 2 U 2 2.15 2 60 V
60cos 100 (V)2tan 1
4 4 2
L C
L Cu i u u
Z R Z Z I Z
u tZ Z
R
Đáp án A.
Cách 2: Sử dụng giản đồ vectơ
Vẽ RU , LU , CU có độ dài tỉ lệ với R, ZL, ZC (hệ số tỉ lệ là I)ULC=UR
hình vuônggóc 450u nhanh pha
4
so với I, U0 gấp 2 lần U0R=RI0
02.15.2 2 60 VU
60cos 100 =60cos 100 (V)4 4 2
u t t
Cách 3:Biễu diễn phức
SHIFT MODE 4: đơn vị radian.
MODE2: chế độ CMPLX.
Tính tổng trở phức: 15+(25-10)ENG=
Áp dụng định luật Ohm-phức: u iZ , ta bấm: 2 24
Ans
Đổi u vừa tìm được (60i) sang dạng r : SHIFT23= ta được: 1
602 Đáp án A.
Ví dụ 2. Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R=30Ω, cuộn dây có điện trở hoạt
động r=30Ω và cảm kháng ZL= 40Ω, tụ điện có dung kháng ZC=10Ω. Dòng điện qua mạch có biểu
thức 2cos 100 (A)6
i t
. Viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch chứa cuộn dây và tụ điện.
A. 60cos 100 (V)3
rLCu t
B. 60cos 100 (V)
4rLCu t
C. 60 2 cos 100 (V)12
rLCu t
D.
560 2 cos 100 (V)
12rLCu t
Hướng dẫn: Đáp án D.
Cách 1:
22
0 030 2 U . 60 2 V
560 2 cos 100 (V)
12tan 1 sím pha so víi i4 4
rLC L C rLC rLC
rLCL C
rLC rLC rLC
Z r Z Z I Z
u tZ Z
ur
Cách 2: vẽ , U , U (kh«ng vÏ U )r L C R LC rLCUU U
Cách 3: 5
( ) 30 (40 10)i (i lµ ®¬n vÞ ¶o) 60 212
rLC rLCL C rLCZ r Z Z u iZ
φ
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 26 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Ví dụ 3. Đặt điện áp xoay chiều 100 2 cos 100 (V)6
u t
vào hai đầu một đoạn mạch gồm
cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1H
và tụ điện có điện dung
42.10F
ghép nối tiếp. Biểu thức
dòng điện qua mạch là
A. 2cos 100 (A)2
i t
B. 2cos 100 (A)2
i t
C. 2 2 cos 100 (A)3
i t
D. 2 2 cos 100 (A)3
i t
Hướng dẫn: Đáp án C.
Cách 1:
00
0
100 ; Z 50 ; R=0 Z=50 I 2 2 A
2 2 cos 100 6 2Z
tan lim pha i2 2
L C
L C
R
UZ
Zi t
Zu sím so víi
R
Cách 2: Vẽ giản đồ vec tơ: LCU U . Học sinh tự vẽ.
Cách 3: 1
0 (100 50) 50 2 23
uZ ENG i i
Z Đáp án C.
Ví dụ 4. Đặt điện áp xoay chiều 160cos 100 (V)12
u t
vào hai đầu một đoạn mạch gồm
cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm 0,6
H
và điện trở hoạt động R, tụ điện có điện dung
1
14mF
ghép nối tiếp thì mạch tiêu thụ công suất 80W. Biểu thức dòng điện qua mạch là
A. 2cos 100 (A)6
i t
B. 2 cos 100 (A)6
i t
C. 2 cos 100 (A)4
i t
D. 2 cos 100 (A)4
i t
Hướng dẫn: Đáp án B.
60 ; Z 140L CZ
2 22
2 22
22 2 20 80 12800 6400 0 80
L C
L C
U UP RI R R
Z R Z Z
PR U R P Z Z R R R
1( ) 80 (60 140)i 80 80i 2 2 cos 100 (A)
6 6L C
uZ R Z Z i i i t
Z
Ví dụ 5. Đặt điện áp xoay chiều 10cos 100 (V)4
u t
vào hai đầu một đoạn mạch gồm
cuộn dây không thuần cảm có cảm kháng ZL=10Ω và điện trở hoạt động r=10Ω, tụ điện có dung kháng
ZC=30Ω và điện trở thuần R=10Ω ghép nối tiếp. Viết biểu thức điện áp hai đầu cuộn dây.
A.3
5cos 100 (V)4
rLu t
B. 200 2 cos 100 (V)
6rLu t
C. 200cos 100 (V)6
rLu t
D. 5cos 100 (V)
4rLu t
Hướng dẫn:
Cách 1: Dùng các công thức liên hệ u và i
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 27
2 2 0
0
2 2
0 0
10 120 2
20 2 2 2
10 2 5 V
L C
rL L rL rL
UZ R r Z Z I A
Z
Z r Z U I Z
tan 134
2 4 4tan 1
4
rL rL rL
rL
L Cu i
rL u u u u
LrL rL u i
Z Z
R r
Z
r
3
5cos 100 (V)4
rLu t
Đáp án A.
Cách 2: Vẽ giản đồ vectơ
Nhận xét rằng hình vẽ cần thể hiện được yếu tố đề cho là 0U toàn mạch và
yếu tố đề hỏi là là 0rU .
Vẽ 0rU : Vẽ các vectơ Or 0; U LU có độ dài tỉ lệ với r và ZL. 0rU .
Vẽ 0U :
0 0 0 0 t¾c h×nh b×nh hµnh0 0 0(chÝnh lµ h×nh vu«ng)
0 0 0 0
U U UU
U U U U
R rR r R quirR LC
c LC L c
vÏ UU U
vÏ
Từ giản đồ vectơ, dễ thấy urL có biên độ bằng phân nửa biên độ của u toàn
mạch, và urL nhanh pha hơn u toàn mạch một góc vuông.
Cách 3:biểu diễn phứC.
Tổng trở phức toàn mạch: ( ) ( )i 20 20iL C
Z R r Z Z
Biểu thức của i:
104
20 20
ui Ans
iZ
. Lưu ý: cần phân biệt cường độ i và đơn vị ảo i.
Tổng trở phức cuộn dây: i 10 10irL LZ r Z
Hiệu điện thế cuộn dây:
3 3.(10 10 ) 5 5cos 100 (V)
4 4rLrL rL
u i Z Ans i u t
Ngoài ra, bằng cách tính tổng trở phức có thể giải được bài toán “hộp kín”.
; Z MNMN
uuZ
i i , với i là cường độ dòng điện tức thời dạng phức:
0 ii I
Nếu tính được Z a bi , với i là đơn vị ảo, thì L C
R a
Z Z b
Ví dụ 6. Đặt điện áp xoay chiều 240 2 cos 100 (V)u t vào hai đầu một đoạn mạch gồm cuộn
cảm thuần có độ tự cảm 0,6
H
, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Biết biểu
thức cường độ dòng điện qua mạch là: 4 2 cos 100 (A)6
i t
. Giá trị của R và C lần lượt là
A.30 Ω và 1
mF3
B. 75 Ω và 1
mF
C. 150 Ω và 1
mF3
D. 30 3 Ω và 1
mF3
Hướng dẫn:
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 28 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
30 3 240 260 ; Z 30 3 30
30 30 30 4 26
L
L C C L
RuZ i
i Z Z Z Z
31 10 F
3C
C
Đáp án D.
Ví dụ 7. Đặt vào hai đầu hộp kín X một điện áp xoay chiều 100cos 100 (V)6
u t
thì cường
độ dòng điện qua mạch: 2
2cos 100 (A)3
i t
. Nếu thay điện áp trên bằng điện áp khác có biểu
thức 400 2 cos 200 (V)3
u t
thì cường độ dòng điện 5 2 cos 200 (A)6
i t
. X có
thể chứa
A.42,5 10
25 ; L ; C=R H F
B. 30,7 10
; C=12
L H F
C. 41,5 1,5.10
; C=L H F
D. 5
25 ; L12
R H
Hướng dẫn: đáp án B.
Khi dùng điện áp 100cos 100 (V)6
u t
thì:
100 06 502 50 (1)
23
L C
RuZ i
Z Zi
Khi dùng điện áp 400 2 cos 200 (V)3
u t
Tần số góc tăng gấp đôi ZL tăng gấp đôi, ZC giảm một nửa
2 0400 23; Z 80
80 2 80 (2)5 2 22 6
L L
CCL C LC
Z Z Ru
i ZZi Z Z ZZ
Từ (1) và (2): ZL=70Ω, ZC=120ΩL,Cđáp án B.
Ví dụ 8. Mạch điện áp xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm
điện trở thuần R=50 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có dung kháng 50 Ω, đoạn MB là cuộn dây có điện trở
thuần r và có độ tự cảm L. Biết biểu thức điện áp trên đoạn AM và trên đoạn MB lần lượt là
80cos100 (V)AMu t và
7200 2 cos 100 (V)
12MBu t
. Giá trị của r và cảm kháng ZL là
A.125 Ω và 0,69 H B. 75 Ω và 0,69 H
C. 125 Ω và 1,38 H D. 176,8 Ω và 0,976 H
Hướng dẫn: Đáp án A.
Xét đoạn AM:
Tổng trở phức đoạn AM: (0 ) 50 50AM CZ R Z i i
cường độ dòng điện: 80 4 2 1
50 50 5 4AM
AM
ui
iZ
Xét đoạn mạch MB:
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 29
Tổng trở phức MB:
7200 2 125 12 125 216,506
216,506 0,689 HMB
MB
L
RuZ i
Z Li Ans
Ví dụ 9. Mạch điện áp xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm
điện trở thuần R1=50 Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm có cảm kháng 50 Ω, đoạn MB gồm tụ điện có điện
dung C và điện trở R2 mắc nối tiếp. Biết biểu thức điện áp trên đoạn AM và trên đoạn MB lần lượt là
200cos 100 (V)6
AMu t
và
5100cos 100 (V)
12MBu t
. Hệ số công suất của đoạn
mạch AB là
A.0,95 B. 0,96 C. 0,97 D. 0.98
Hướng dẫn:
2001650 50 2 2
50 50 12 70,398... 0,2789...1
2 2512200 100
6 12
AMAM
AM
AM MB
uZ i i u Ans
i ZZi
u u u Ans
Thay vì phải ghi kết quả trung gian ra giấy nháp, ta nên bấm: SHIFT 2 1 Ans =. Ta được:
0,27891…cosAns=0,96135đáp án A.
3. HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG. BÀI TOÁN Z1=Z2
Ví dụ 1. Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp một hiệu điện thế xoay chiều có tần số thay đổi. Khi
tần số góc của dòng điện là ω0 thì cảm kháng và dung kháng có giá trị 20 Ω và 80 Ω. Để trong mạch
xảy ra cộng hưởng, phải thay đổi tần số góc của dòng điện đến giá trị ω bằng
A.2ω0 B.0,25ω0 C.0,5ω0 D.4ω0
Hướng dẫn:
0
hëng2
0 0
0 2
0
2020 1 1 1
2180 80 4 1
4
L
Céng
C
Z L
LCZ LC
C
Đáp án A.
Ví dụ 2. Một cuộn dây có điện trở thuần 100Ω và độ tự cảm 1
H
, nối tiếp với tụ điện có điện dung
500
F
. Để dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp ta phải ghép nối tiếp với tụ C một tụ C1 có
điện dung là bao nhiêu?
A. 500
F
B. 250
F
C. 125
F
D. 50
F
Hướng dẫn:
hëng
1 1
1
1 1 1250 , mµ céng
Cb L Cb C CZ Z Z Z Z L C F
C C
Đáp án C.
Ví dụ 3. Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây thuần cảm L, tụ điện C và biến trở R mắc nối
tiếp. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều ổn định có tần số f sao cho: 2 24 1f LC . Khi thay
đổi R thì
A. điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở thay đổi. B. Tổng trở của mạch vẫn không đổi.
C. công suất tiêu thụ trên mạch thay đổi. D. Hệ số công suất trên mạch thay đổi.
Hướng dẫn:
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 30 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
hëng2 22
, kh«ng ®æi R
, thay ®æi theo R
4 1P= ,thay ®æi theo R
cos =1, kh«ng ®æi R
R
céng
L C
U U
Z R
f LC Z Z U
R
Đáp án C.
Ví dụ 4. Đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp, điện trở thuần của mạch R=50Ω. Khi xảy ra cộng
hưởng ở tần số f1 thì cường độ dòng điện bằng 1 A. Khi tăng tần số của dòng điện lên gấp đôi thì
cường độ hiệu dụng trong mạch là 0,8A. Cảm kháng của cuộn dây khi tần số là f1 bằng
A.25 Ω B.50 Ω C.37,5 Ω D.75 Ω
Hướng dẫn:
Khi f=f1: ZC1=ZL1, U=UR=I1R=50 V.
Khi f=2f1:
222 21 1 1
2 1 2 2 2 2 1
2
22
2 1 1
2
2 , Z Z 22 2 2
vÉn lµ 50 V, I 0,8 A
5050 1,5 25 §¸p ¸n A.
0,8
C L LL L C L C L
L L
Z Z ZZ Z Z R Z R Z
U
UZ Z Z
I
Ví dụ 5. Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện
trở thuần R1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2 mắc nối
tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đặt điện áp xoay chiều u=U0cosωt (U0 và ω không đổi) vào
hai đầu đoạn mạch AB thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là 85 W, khi đó LCω2=1 và độ lệch
pha giữa uAM và uMB là 900. Nếu đặt điện áp trên vào hai đầu đoạn mạch MB thì đoạn mạch này tiêu thụ
công suất bằng
A.85 W B.135 W C.110 W D.170 W
Hướng dẫn:
Đặt điện áp vào AB: 2
2
1 2
2
1 2
1 2
1 (1)
« tan .tan 1 . 1
L C
C LAM MB AM MB L
ULC Z Z P
R R
Z Zu vu ng pha u Z R R
R R
Đặt điện áp vào MB: 2 2 2 2 so s¸nh víi (1)
2
2 2 2 2 2 22 2 2 2
1 22 2 1 2
85 MB L
U U U UP R I R R R P W
R RZ R Z R RR
Đáp án A.
Ví dụ 6. Mạch xoay chiều gồm R1, L1, C1 mắc nối tiếp có tần số góc cộng hưởng là ω1=ω0. Mạch R2,
L2, C2 mắc nối tiếp có tần số góc cộng hưởng là ω2=2ω0. Biết L2=3L1. Mắc nối tiếp hai mạch này với
nhau thì tần số góc cộng hưởng là
A.0
3 B. 0
1,5 C. 0
13 D. 0
0,5 13
Hướng dẫn:
Mạch R1, L1, C1 cộng hưởng: 2
1 1 1 1
1 1 1
1 1 (1)L L
C C
Mạch R2, L2, C2 cộng hưởng: 2
2 2 2 2
2 2 2
1 1 (2)L L
C C
Mạch R1, L1, C1 nối tiếp R2, L2, C2 cộng hưởng:
1 2 1 2
1 2 1 2
1 1 1 1 1 (3)L L L L
C C C C
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 31
Thay (1) và (2) vào (3):
1 0 2 0
2 1
22
, 2 0 1 0 12 2
1 2 1 1 2 2 03
1 1
2 31 13
3 2L L
L LL L L L
L L
Đáp án D.
Ví dụ 7. Đặt hiệu điện thế 200cos100 (V)u t vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp có C
thay đổi đượC. Khi thay đổi điện dung C, người ta thấy ứng với hai giá trị C1=31,8 µF và C2=10,6 µF
thì dòng điện trong mạch đều là 1 A. Tính hệ số tự cảm và điện trở của mạch.
A.1
H; R=100 L
B. 2
H; R=100 3 L
C. 2
H; R=100 L
D. 1
H; R=100 3 L
Hướng dẫn: Đáp án C.
ZC1=100 Ω; ZC2=300 Ω
1 21 2 1 2 1 2
1 2
2200 H
2
C CL C L C L
Z ZU UI I Z Z Z Z Z Z Z L
Z Z
Khi C1=31,8 µF: 2 22 2
1 1
1
100 2 200 100 100 L C
UZ R Z Z R R
I
4. ĐỘ LỆCH PHA
PHƯƠNG PHÁP
Xét đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Gọi φAM và φMB là góc lệch pha của
uAM và uMB so với cường độ dòng điện i. Một cách tổng quát, φAM và φMB không phải là pha ban đầu
của uAM và uMB. Chỉ trong trường hợp φi=0 thì φAM và φMB mới bằng với pha ban đầu của uAM và uMB.
1) Độ lệch pha của hiệu điện thế so với cường độ dòng điện
tan ; AM
L CAM AM u i
AM
Z Z
R
(chỉ thay giá trị các ZL, ZC, R của đoạn AM)
tan ; MB
L CMB MB u i
MB
Z Z
R
(chỉ thay giá trị các ZL, ZC, R của đoạn MB)
2) Điều kiện vuông pha
a) Cơ sở toán học: hệ số góc của đường thẳng
Trong mặt phẳng Oxy, xét đường thẳng d có phương trình:
y=kx
(chỉ xét đường thẳng qua gốc tọa độ, và chỉ xét các góc phần tư thứ
nhất và thứ tư của mặt phẳng Oxy)
Hệ số góc: ®èi
tan ; - ;2 2
yk
x kÒ
Hai đường thẳng d1: y=k1x và d2: y=k2x vuông góc nhau khi:
1 2 1 2tan .tan 1k k
Và khi đó: 1 2
2
b) Điều kiện vuông pha của hai hiệu điện thế thành phần
vu«ng pha u tan .tan 12
AM MB AM MB AM MBu
CÁC VÍ DỤ
Ví dụ 1. (ĐH 2010). Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch
AM có điện trở thuần 50 Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1
H
, đoạn mạch MB chỉ
có tụ điện với điện dung thay đổi đượC. Đặt điện áp u=U0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB.
O x
y
φ
φAM
φMB
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 32 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C1 sao cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha 2
so
với điện áp hai đầu đoạn mạch AM. Giá trị của C1 bằng
A.40
( F)
B. 80
( F)
C. 20
( F)
D. 10
( F)
Hướng dẫn: Đáp án B.
ZL=ΩL=100Ω
50
100
1 vu«ng pha u tan .tan 1 . 1 125
L
RL C LAM AM CZ
C
Z Z Zu Z C
R R Z
Ví dụ 2. Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM có điện
trở thuần 100 3 Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có cảm kháng ZL, đoạn mạch MB chỉ có tụ điện
dung kháng 200 Ω. Đặt điện áp u=U0cosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB. Biết điện áp giữa hai đầu
đoạn mạch AM lệch pha 6
so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB. Giá trị ZL bằng
A. 50 3 B. 100 Ω C. 100 3 D. 300 Ω
Hướng dẫn:
Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện
tan ; 100 3 AM
L LAM AM u i
Z Z
R
200tan ;
100 3
L C Lu i
Z Z Z
R
uAM lệch pha 6
so với u toàn mạch
6AMu u
(uAM nhanh pha hơn u toàn mạch)
tan tan1
tan tan6 6 6 1 tan .tan3
AMAM i i AM AM
AM
2
22
200.100 3 1200 30000 0 300
3100 3 200L L L
L L
Z Z Z
Z Z
Đáp án D.
Ví dụ 3. Đặt điện áp xoay chiều ổn định 0cos
uu U t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp
gồm cuộn dây có điện trở thuần R, có cảm kháng 150 Ω và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi
dung kháng ZC=100Ω và ZC=200Ω thì dòng điện trong mạch có pha ban đầu hơn kém nhau 3
. Điện
trở R bằng
A. 50 3 B. 100 Ω C. 100 3 D. 50 Ω
Hướng dẫn:
Với 0cos
uu U t không đổi, ZC càng lớn thì u càng chậm pha so với i i càng nhanh pha so với
ui2 (ứng trường hợp ZC=200Ω) nhanh pha hơn i1 (ứng trường hợp ZC=100Ω)
Độ lệch pha của i2 so với i1: 2 1 3i i
Độ lệch pha giữa u và i1, i2:
1
2
11 1
22 2
150 100 50tan ;
150 200 50tan ;
L Cu i
L Cu i
Z Z
R R R
Z Z
R R R
Mà 1 2 2 11 2
3u i u i i i
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 33
1 21 2
1 2
50 50tan tan
tan tan 3 50 3 50 503 1 tan .tan
1 .
R R R
R R
Đáp án A.
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
1. LIÊN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP
Câu 1. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm cuộn dây thuần cảm L có cảm
kháng 100 3 , điện trở R=100 Ω và tụ điện C có dung kháng 200 3 mắc nối tiếp, M là điểm giữa
L và R, N là điểm giữa R và C. Chọn phát biểu đúng.
A.Điện áp hai đầu đoạn mạch AN sớm pha 3
so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB.
B.Cường độ dòng điện trễ pha 3
so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB.
C. Điện áp hai đầu đoạn mạch AN trễ pha 3
so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB.
D.Điện áp hai đầu đoạn mạch AB sớm pha hơn điện áp hai đầu tụ điện là 6
.
Câu 2. Gọi UR, UL, Uc lần lượt là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm và
tụ điện trong đoạn mạch xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp. Biết UR= UL=0,5Uc thì dòng điện qua mạch
A.trễ pha 0,25π so với điện áp hai đầu đoạn mạch.
B. trễ pha 0,5π so với điện áp hai đầu đoạn mạch.
C. sớm pha 0,25π so với điện áp hai đầu đoạn mạch.
D. sớm pha 0,5π so với điện áp hai đầu đoạn mạch.
Câu 3. Đặt điện áp 50 V – 50 Hz vào đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở 40 Ω và cuộn dây thuần cảm thì
điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm là UL=30 V. Độ tự cảm của cuộn dây là
A.0,4
2H
B.
0,3H
C.
0,4
3H
D.
0,2H
Câu 4. Cho mạch điện xoay chiều không phân nhánh RLC (cuộn dây thuần cảm). Biết 8
23
L C
RZ Z .
Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là 200 V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R là
A.180 V B.120 V C.145 V D.100 V
Câu 5. Đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở thuần r và hệ số tự cảm L nối tiếp với một
tụ điện C được mắc vào một hiệu điện thế xoay chiều. Cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch là
I=0,2 A. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch, hai đầu cuộn dây, hai bản tụ điện có giá trị lần
lượt là 120 V, 160 V, 56 V. Điện trở thuần r của cuôn dây là
A.128 Ω B.480 Ω C.96 Ω D.300 Ω
Câu 6. Đoạn mạch xoay chiều gồm biến trở R, tụ điện C và cuộn thuần cảm 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
50 V, 90 V, 40 V. Điều chỉnh để giá trị biến trở lớn gấp đôi so với lúc đầu thì điện áp hiệu dụng trên biến
trở là
A. 50 2 V B.100 V C.25 V D. 20 10 V
Câu 7. Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và
tụ điện C có điện dung thay đổi. Khi C=C1 thì điện áp hiệu dụng trên các phần tử lần lượt là UR=40 V,
UL=40 V, UC=70 V. Khi C=C2, điện áp hiệu dụng hai đầu tụ là 50 2 V . Điện áp hai đầu điện trở khi đó
là
A. 25 2 V B.25 V C. 25 3 V D.50 V
Câu 8. 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 điện áp hiệu dụng trên R, L, và C lần lượt là 30 V,
100 V và 60 V. Thay L bởi cuộn cảm L thì điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm là 50 V. Điện áp hiệu dụng
trên R khi đó là
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 34 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A.150 V B.80 V C. 40 V D. 20 2 V
Câu 9. 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 điện áp hiệu dụng trên R, L, và C lần lượt là 40 V,
50 V và 120 V. Thay R bởi điện trở 2,5R R thì cường độ hiệu dụng trong mạch là 3,4 A. Dung kháng
của tụ bằng
A.23,3 Ω B.25 Ω C. 19,4 Ω D. 20 Ω
Câu 10. Đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện C và cuộn cảm thuần L. Đặt vào hai đầu
đoạn mạch một điện áp xoay chiều ổn định thì điện áp hiệu dụng trên R, L, và C lần lượt là 10 3 V, 40
V và 30 V. Điều chỉnh biến trở để điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở là 10 V thì điện áp hiệu dụng hai
đầu cuộn thuần cảm và hai đầu tụ điện lần lượt là
A.69,2 V và 51,9 V B.58,7 V và 34,6 V C.78,3 V và 32,4 V D.45,8 V và 67,1 V
Câu 11. Đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở thuần R và tụ điện C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch
một điện áp xoay chiều ổn định thì điện áp hiệu dụng trên R và C lần lượt là 60 V và 80 V. Sau khi tụ
điện bị đánh thủng thì điện áp hiệu dụng trên R là
A.20 V B.60 V C. 100 V D. 140 V
Câu 12. (ĐH 2012). Đặt điện áp 400cos100u t (u tính bằng V, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch
AB gồm điện trở thuần 50Ω mắc nối tiếp với đoạn mạch X. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là
2A. Biết ở thời điểm t, điện áp tức thời giữa hai đầu AB có giá trị 400V; ở thời điểm 1
400t s , cường độ
dòng điện tức thời qua đoạn mạch bằng không và đang giảm. Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch X là
A.400 W B.200W C.160 W D.100 W
Câu 13. Đặt điện áp 400cos100u t (u tính bằng V, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm
điện trở thuần 50Ω mắc nối tiếp với đoạn mạch X. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 2A. Biết ở
thời điểm t, điện áp tức thời giữa hai đầu AB có giá trị 400V; ở thời điểm 1
400t s , cường độ dòng điện
tức thời qua đoạn mạch bằng 2A và đang giảm. Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch AB là
A.400 W B.200W C. 400 2 W D.100 W
Câu 14. Đặt điện áp 400cos100u t (u tính bằng V, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm
điện trở thuần 50Ω mắc nối tiếp với đoạn mạch X. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 2A. Biết ở
thời điểm t, điện áp tức thời giữa hai đầu AB có giá trị 400V; ở thời điểm 1
400t s , cường độ dòng điện
tức thời qua đoạn mạch bằng không và đang giảm. Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch AB là
A.400 W B.200W C.160 W D.100 W
Câu 15. Đặt điện áp 400cos100u t (u tính bằng V, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch AB
gồm điện trở thuần 50Ω mắc nối tiếp với đoạn mạch X. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 2A.
Biết ở thời điểm t, điện áp tức thời giữa hai đầu AB có giá trị 200 2 V ; ở thời điểm 1
400t s , cường
độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch bằng 2A và đang giảm. Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch X là
A.400 W B.300W C.200 W D.100 W
2. VIẾT BIỂU THỨC HIỆU ĐIỆN THẾ VÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN
Câu 16. Một đoạn mạch xoay chiều nối tiếp AB gồm điện trở 100Ω, cuộn cảm thuần có cảm kháng
100Ω và tụ điện có dung kháng 200Ω. Biết điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm có biểu thức
100cos 100 (V)6
Lu t
. Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch AB là
A.11
100 2 cos 100 (V)12
u t
B. 11
100 2 cos 100 (V)12
u t
C. 50cos 100 (V)12
u t
D. 50 2 cos 100 (V)12
u t
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 35
Câu 17. Một đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây không thuần cảm có điện trở 25 3 R và cảm
kháng 75Ω mắc nối tiếp với tụ điện C có dung kháng 100Ω. Biết điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm
có biểu thức 90cos 100 (V)6
RLu t
. Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch là
A. 30 3 cos 100 (V)3
u t
B. 30 2 cos 100 (V)3
u t
C. 30 3 cos 100 (V)6
u t
D. 30 2 cos 100 (V)6
u t
Câu 18. (ĐH 2009). Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết
R=10Ω, cuộn cảm thuần có 0,1
L H
, tụ điện có 0,5
C mF
và điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần
là 20 2 cos 100 (V)2
Lu t
. Biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là
A. 40cos 100 (V)4
u t
B. 40cos 100 (V)4
u t
C. 40 2 cos 100 (V)4
u t
D. 40 2 cos 100 (V)4
u t
Câu 19. 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
L H
và tụ điện có điện dung 100
C F
. Điện áp trên
đoạn mạch chỉ gồm cuộn cảm và tụ điện có biểu thức: 160cos 100 (V)3
LCu t
. Biểu thức dòng
điện qua mạch là
A. 4 2 cos 100 (A)6
u t
B. 4cos 100 (A)3
u t
C. 4cos 100 (A)6
u t
D. 4cos 100 (A)6
u t
Câu 20. (ĐH 2010). Đặt điện áp 0cosu U t vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm
thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Gọi I là cường độ dòng điện tức thời trong
đoạn mạch, u1, u2 và u3 lần lượt là điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm và giữa
hai đầu tụ điện. Hệ thức đúng là
A.2
2 1
ui
R Lc
B. 3
i u C
C. 1u
iR
D. 2u
iL
Câu 21. Đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở thuần 100 3 , có độ tự cảm L nối tiếp với tụ điện có
điện dung 50
C F
. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều 0cos 100 (V)
4u U t
thì biểu thức cường độ dòng điện tức thời qua mạch: 2 cos 100 (A)12
i t
. Xác định L.
A. 0,4
L H
B. 0,6
L H
C. 1
L H
D. 0,5
L H
Câu 22. Đặt điện áp xoay chiều 2 cos 100 (V)u U t vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở
R=50Ω, cuộn cảm thuần L và tụ điện C thì dòng điện qua mạch có biểu thức
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 36 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
2 2 cos 100 (A)4
i t
. Gọi UL và UC lần lượt là điện áp hiệu dụng trên L và trên C. Hệ thức
đúng là
A. 100 VL CU U B. 100 V
C LU U
C. 50 2 VL CU U D. 100 2 V
C LU U
Câu 23. Đặt điện áp xoay chiều 0cos (V)
4u U t
vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở
R=50Ω, cuộn cảm thuần L và tụ điện C thì dòng điện qua mạch có biểu thức 2 2 cos 100 (A)i t .
Gọi UL và UC lần lượt là điện áp hiệu dụng trên L và trên C. Hệ thức đúng là
A. 100 VL CU U B. 100 V
C LU U
C. 50 2 VL CU U D. 100 2 V
C LU U
Câu 24. Đặt điện áp xoay chiều 0cos (V)
4u U t
vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở
R=50Ω và cuộn cảm thuần L thì dòng điện qua mạch có biểu thức 0
5sin 100 (A)
12i I t
. Tỉ số
điện trở thuần R và cảm kháng của cuộn cảm là
A.1
3 B. 1 C. 0,5 3 D. 3
Giải bài toán “hộp kín” bằng phương pháp “tổng trở phức”
Câu 25. Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với hộp kín X. Biết hộp kín X chỉ
chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần R1 hoặc cuộn dây thuần cảm L hoặc tụ điện C. Biểu thức điện
áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch lần lượt là: 100 2 cos100 (V)u t và
4cos 100 (A)4
i t
. Hộp kín X là
A.điện trở thuần 50 Ω B.cảm thuần với cảm kháng ZL=25Ω
C.tụ điện với dung kháng ZC=50Ω D. cảm thuần với cảm kháng ZL=50Ω
Câu 26. Một đoạn mạch chứa hai trong ba phần tử: tụ điện, điện trở thuần, cuộn cảm thuần mắc nối tiếp.
Biết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch lần lượt là:
60cos 100 (V)2
u t
và 2sin 100 (A)6
i t
. Đoạn mạch chứa
A. 15 3 ; Z 15 L
R B. 15 ; Z 15 3 C
R
C. 15 3 ; Z 15 C
R D. 15 ; Z 15 3 L
R
Câu 27. Điện áp ở hai đầu cuộn dây có dạng u=100cos100πt (V) và cường độ dòng điện qua mạch có
dạng 2cos 100 (A)3
i t
. Điện trở thuần của cuộn dây là
A. 25 2 B.25 Ω C.50 Ω D.125 Ω
Câu 28. Một đoạn mạch AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn dây. Biết điện áp giữa hai đầu điện
trở và hai đầu cuộn dây lần lượt là 120cos100 (V)Ru t và 120cos 100 (V)
3cdu t
. Kết
luận nào không đúng?
A.cuộn dây có điện trở r khác 0.
B.Điện áp hai đầu đoạn mạch AB trễ pha 6
so với điện áp hai đầu cuộn dây.
C.Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AB là 60 3 (V) .
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 37
D.Hệ số công suất của đoạn mạch AB bằng 0,5 3 .
Câu 29. Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần 50
Ω mắc nối tiếp với tụ điện có dung kháng 50 Ω. Biết biểu thức điện áp trên đoạn AM và trên đoạn MB
lần lượt là: 80cos 100 (V)4
AMu t
và 200 2 cos 100 (V)
4MBu t
. Tính tổng trở của
đoạn MB và độ lệch pha của điện áp trên MB so với dòng điện.
A. 250 ; 4
B. 250 ; -
4
C. 125 2 ; -
2
D. 125 2 ;
2
Câu 30. (ĐH 2011). Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm
điện trở thuần R1=40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung 0,25
C mF
, đoạn mạch MB gồm điện
trở thuần R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần
số không đổi thì điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch AM và MB lần lượt là:
750 2 cos 100 (V)
12AMu t
và 150cos 100 (V)
MBu t . Hệ số công suất của đoạn mạch AB
là
A.0,86 B. 0,84 C. 0,95 D. 0,71
Câu 31. Cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm 2
(H)L
mắc nối tiếp với đoạn mạch X. Đặt vào hai
đầu mạch một điện áp 120 2 cos 100 (V)MBu t thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là
0,6 2 cos 100 (A)6
i t
. Tìm hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu đoạn mạch X.
A.240 V B.120 3 V C. 60 2 V D. 120 V
3. HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG. BÀI TOÁN Z1=Z2
Câu 32. Một mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện C mắc nối tiếp với một cuộn dây. Đặt vào hai đầu
đoạn mạch một điện áp 2 cosu U t thì điện áp hai đầu tụ điện C là 2 cos3
Cu U t
. Tỉ số
giữa dung kháng và cảm kháng bằng
A.1
3 B.
1
2 C.1 D.2
Câu 33. Đặt điện áp xoay chiều 0cosu U t vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở thuần R,
cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung thay đổi đượC. Khi điện cung của tụ là C thì điện
áp hai đầu cuộn thuần cảm là 02 cos
3Lu U t
. Muốn mạch xảy ra cộng hưởng thì phải thay đổi
điện dung của tụ điện đến giá trị bằng
A. 2C B.0,65C C.0,5C D.2C
Câu 34. Một đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, tụ điện và điện trở R. Đặt vào hai đầu đoạn mạch
điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 V thì cảm kháng cuộn cảm là 25 Ω và dung kháng của tụ là
100 Ω. Nếu tăng tần số dòng điện lên hai lần thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R là
A.0 B.120 V C.240 V D.60 V
Câu 35. Một đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, tụ điện và điện trở R. Đặt vào hai đầu đoạn mạch
điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì dung kháng gấp bốn lần cảm kháng. Nếu tăng tần số của
dòng điện k lần thì điện áp hai đầu điện trở R là U. Giá trị k bằng
A.0,5 B.2 C.4 D.0,25
Câu 36. Một đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm
thuần có độ tự cảm L thay đổi đượC. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều 100 V – 50 Hz.
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 38 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Điều chỉnh L để 2 6,25L
RC
và điện áp ở hai đầu cuộn cảm lệch pha so với điện áp ở hai đầu đoạn
mạch AB góc 2
. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm là
A.20 V B.30 V C.40 V D.50 V
Câu 37. Mạch gồm cuộn cảm và tụ điện có điện dung thay đổi được mắc nối tiếp rồi mắc vào nguồn
xoay chiều 100 2 cosu t , ω không đổi. Điều chỉnh điện dung để mạch cộng hưởng, lúc này hiệu
điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn cảm bằng 200 V. Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai bản tụ là
A.100 3 V B.200 V C.100 V D.100 2 V
Câu 38. Đoạn mạch xoay chiều nối tiếp AB gồm điện trở thuần R, tụ điện C và cuộn cảm L,r. Gọi M là
điểm giữa điện trở R và tụ điện, N là điểm giữa tụ điện và cuộn dây. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện
áp xoay chiều 120 V – 50 Hz thì điện áp giữa hai đầu đoạn AN và điện áp giữa hai đầu đoạn MB đều
bằng 90 V và trong mạch đang có cộng hưởng điện. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện là
A. 30 2 V B. 60 2 V C. 30 3 V D. 30 V
Câu 39. Đặt điện áp xoay chiều 220cos100 (V)u t vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần
100Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1
(H)
và tụ điện có điện dung C thay đổi mắc nối tiếp. Nếu
thay đổi điện dung C từ 200
F
đến 50
F
thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch
A.giảm. B.tăng. C. cực đại tại 2
C C . D.tăng rồi giảm.
Câu 40. Mạch xoay chiều gồm R1, L1, C1 mắc nối tiếp có tần số cộng hưởng là f1. Mạch R2, L2, C2 mắc
nối tiếp có tần số cộng hưởng là f2. Biết C1=2C2 và f2=2f1. Mắc nối tiếp hai mạch này với nhau thì tần số
cộng hưởng là
A.1
2f B. 1f C.
12f D.
13f
Câu 41. Hai mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm R1, L1, C1 và R2, L2, C2 đều có tần số cộng hưởng là f.
Mắc nối tiếp hai mạch này với nhau thì tần số cộng hưởng là
A.f B. 1,5f C. 2f D. 3f
Câu 42. Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ. Đặt
vào hai đầu A,B hiệu điện thế xoay chiều có giá trị
hiệu dụng không đổi và tần số 50 Hz. Biết tụ điện
có điện dung 410
(F)
. Khi khóa K chuyển từ vị
trí (1) sang (2) thì số chỉ của ampe kế không đổi. Độ tự cảm của cuộn dây là
A. 210
(H)
B.110
(H)
C.1
(H)
D.10
(H)
Câu 43. Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ
điện có điện dung thay đổi được mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế
100 2 cos100 (V)u t . Khi thay đổi điện dung C, người ta thấy có hai giá trị của C là 410
(F)
và
410 (F)
3
thì cường độ dòng điện qua mạch đều có giá trị hiệu dụng 0,7071 A. Giá trị của R và L bằng
A.1
H; R=100 L
B. 2
H; R=100 3 L
C. 2
H; R=100 L
D. 1
H; R=100 3 L
Câu 44. Đặt hiệu điện thế 200cos100 (V)u t vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp có C thay
đổi đượC. Khi thay đổi điện dung C, người ta thấy ứng với hai giá trị C1=31,8 µF và C2=10,6 µF thì dòng
điện trong mạch đều là 1 A. Biểu thức dòng điện khi C=31,8 µF là
L
C
R A
A B
1
2
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 39
A. 2cos 100 (A)6
i t
B. 2cos 100 (A)6
i t
C. 2 cos 100 (A)4
i t
D. 2 cos 100 (A)6
i t
4. ĐỘ LỆCH PHA
Câu 45. Cho đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp theo đúng thứ tự gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm
4 (H)L
, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung
0,1 (mF)C
. Nếu điện áp hai đầu đoạn chứa RL
vuông pha với điện áp hai đầu đoạn chứa RC thì R bằng
A.30Ω B.200Ω C.300Ω D.120Ω
Câu 46. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở 100 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có
dung kháng 200 Ω. Nếu độ lệch pha của điện áp giữa hai đầu cuộn dây và điện áp hai đầu đoạn mạch là
5
12
thì cảm kháng của cuộn dây bằng
A. 100 2 3 hoÆc 100 3 B.100Ω
C. 100 3 D. 300 hoÆc 100 3
Câu 47. Sử dụng một điện áp xoay chiều ổn định và ba linh kiện gồm điện trở R, tụ điện C và cuộn cảm
thuần L. Khi mắc lần lượt hai đoạn mạch nối tiếp RC hoặc RL vào điện áp nói trên thì cường độ dòng
điện tức thời trong hai trường hợp lệch pha nhau 2
3
và có cùng giá trị hiệu dụng 2A. Khi mắc đoạn
mạch nối tiếp RLC vào điện áp nói trên thì giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là
A.1A B.2A C. 3A D.4A
Câu 48. Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc ω thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn thuần
cảm L và điện trở thuần R mắc nối tiếp. Khi ω = ω1 và ω =ω2 thì độ lệch pha của hiệu điện thế hai đầu
đoạn mạch so với cường độ dòng điện lần lượt là φ1 và φ2. Biết 1 2
4
. Chọn hệ thức đúng
A. 2 2
1 2 1 2RL R L B. 2 2
1 2 1 2RL R L
C. 2 2
1 2 1 22RL R L D. 2 2
1 2 1 22RL R L
Câu 49. Đặt một điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn dây
thuần cảm L và tụ điện C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch sớm pha 3
so với hiệu điện
thế hai đầu đoạn mạch và có giá trị hiệu dụng I. Sau đó, người ta tăng giá trị R và L lên hai lần và giảm C
đi hai lần. Chọn phát biểu đúng về cường độ dòng điện trong mach
A.I không đổi, độ lệch pha không đổi B.I giảm 2 lần, độ lệch pha không đổi
C.I giảm 2 lần, độ lệch pha không đổi D.I và độ lệch pha đều giảm
Câu 50. Đặt một điện áp xoay chiều 100 5 cos100 (V)u t vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm
điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được và tụ điện có dung kháng ZC=3R. Khi
L=L0 thì dòng điện có giá trị hiệu dụng I và sớm pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch. Khi L=2L0 thì dòng
điện có giá trị hiệu dụng 0,5I và trễ pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch một góc φ2>0. Xác định tanφ2.
A. tanφ2=0,5 B. tanφ2=1 C. tanφ2=1,5 D. tanφ2=2
ĐÁP ÁN 1D 2C 3B 4B 5B 6D 7A 8C 9A 10A 11C 12B 13C 14A 15C 16A 17A 18B 19D 20C
21C 22C 23A 24A 25B 26B 27B 28C 29A 30B 31D 32D 33B 34B 35B 36C 37A 38B 39D 40A
41A 42C 43C 44C 45B 46A 47D 48A 49C 50D
BÀI TẬP TỔNG HỢP
Câu 1. Trong mạch RLC mắc nối tiếp, độ lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch
phụ thuộc
A.cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch B.hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 40 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
C.cách chọn gốc thời gian D.tính chất của mạch điện.
Câu 2. Trong mạch xoay chiều nối tiếp thì dòng điện nhanh hay chậm pha so với hiệu điện thế ở hai đầu
của đoạn mạch là tùy thuộc:
A.R và C B.L và C C.L,C và ω D.R,L,C và ω
Câu 3. Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp thì
A.độ lệch pha của uL và u là 2
B.uL nhanh pha hơn uR góc
2
C.uC nhanh pha hơn i góc 2
D.uL chận pha hơn i góc
2
Câu 4. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp thì
A.độ lệch pha của i và u là 2
B.uL sớm pha hơn u góc
2
C.uC trễ pha hơn uR góc 2
D. uC trễ pha hơn u góc
2
Câu 5. Mạch RLC mắc nối tiếp, độ lệch pha giữa hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng
điện trong mạch là u i4
thì
A.mạch có tính dung kháng. B.mạch có tính cảm kháng.
C.mạch chỉ có điện trở thuần. D.mạch cộng hưởng điện.
Câu 6. Hệ số công suất cosφ của đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng 0 khi
A.1
LC
. B.P=Pmax. C.R=0. D.U=UR.
Câu 7. Chọn phát biểu không đúng. Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh, khi điện dung của
tụ điện thay đổi và thỏa mãn điều kiện 1
LC thì
A.cường độ dòng điện tức thời qua mạch cùng pha với hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.
B.cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại.
C.công suất tiêu thụ trung bình trong mạch đạt cực đại.
D.hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở đạt cực đại.
Câu 8. Chọn phát biểu không đúng. Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh, khi điện dung của
tụ điện thay đổi và thỏa mãn điều kiện 1
LC
thì
A.hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại.
B.hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm và tụ điện bằng nhau.
C.tổng trở của mạch đạt giá trị lớn nhất.
D.hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở đạt cực đại.
Câu 9. Trong đoạn mạch RLC nối tiếp đang xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Tăng dần tần số của dòng
điện và giữ nguyên các thông số của mạch. Kết luận nào sau đây là không đúng:
A.Hệ số công suất của đoạn mạch giảm. B.Cường độ hiệu dụng của đoạn mạch giảm.
C.Hiệu điện thế hiệu dụng trên tụ điện tăng. D.Hiệu điện thế hiệu dụng trên điện trở giảm.
Câu 10. Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh ta có thể
tạo ra hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu
A.cuộn cảm lớn hơn giữa hai đầu đoạn mạch. B.tụ điện lớn hơn giữa hai đầu đoạn mạch.
C.điện trở lớn hơn giữa hai đầu đoạn mạch. D.tụ điện và giữa hai đầu cuộn cảm bằng nhau.
Câu 11. Chọn phát biểu đúng
A.Dòng điện xoay chiều có thể dùng để mạ điện.
B.Mạch RLC có tổng trở cực tiểu khi 2 2
4 f LC 1
C.Sợi dây sắt căng ngang trên lõi sắt của ống dây có dòng điện xoay chiều chạy qua sẽ dao động cưỡng
bức với tần số dao động bằng tần số của dòng điện.
D.Nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở R khi có dòng điện xoay chiều cường độ cực đại I0 qua là 2
0Q RI t .
Câu 12. Dung kháng của một mạch RLC mắc nối tiếp đang có giá trị nhỏ hơn cảm kháng. Muốn xảy ra
hiện tượng công hưởng điện trong mạch ta phải
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 41
A.tăng điện dung của tụ điện. B.tăng hệ số tự cảm của cuộn dây.
C.giảm điện trở của mạch. D.giảm tần số dòng điện xoay chiều.
Câu 13. Khi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp sớm pha
4 đối với dòng điện
trong mạch thì
A.tần số của dòng điện trong mạch nhỏ hơn giá trị tần số khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng.
B.tổng trở của mạch gấp đôi điện trở thuần.
C.hiệu số giữa cảm kháng và dung kháng bằng điện trở thuần của mạch.
D.hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở sớm pha
4 so với hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện.
Câu 14. Đặt điện áp xoay chiều có tần số f=50 Hz vào hai đầu một mạch điện gồm điện trở thuần
R=60Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,4
L H
và tụ điện có điện dung 4
10C F
mắc nối tiếp.
Tổng trở của mạch và độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện trong mạch lần lượt là
A. 60 ; rad4
B. 60 2 ; rad
4
C. 60 2 ; - rad
4
D. 60 ; - rad
4
Câu 15. Đặt điện áp xoay chiều có tần số f=50 Hz vào hai đầu một mạch điện gồm điện trở thuần
R=30Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,6
L H
và tụ điện có điện dung 100
C F
mắc nối tiếp.
Tổng trở của mạch là
A. 50 B. 40 C. 60 D. 45
Câu 16. Đặt điện áp xoay chiều u 100 2 cos100 t V vào hai đầu một mạch điện gồm điện trở thuần
R=60Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,2
L H
và tụ điện có điện dung 3
10C F
8
mắc nối tiếp. Độ
lệch pha giữa dòng điện qua mạch và điện áp u là
A. rad4
B. rad
4
C. rad
6
D. - rad
6
Câu 17. Đặt điện áp xoay chiều có tần số f=50 Hz vào hai đầu một mạch điện gồm điện trở thuần
R=30Ω và một tụ điện mắc nối tiếp. Biết các điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở và hai đầu tụ điện
lần lượt là 90 V và 150 V. Điện dung của tụ điện là
A.50 F B. 50.10-3 F C. 3
10F
5
D.
310
F2
Câu 18. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một mạch điện gồm điện trở thuần R=30Ω, cuộn cảm thuần
có cảm kháng ZL=70Ω và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cường độ dòng điện qua mạch trễ pha 3
so với điện
áp hai đầu đoạn mạch. Tổng trở cảu mạch và dung kháng của tụ điện lần lượt là
A. 60 ; 18 B. 60 ; 12 C. 50 ; 15 D. 70 ; 28
Câu 19. Đặt điện áp xoay chiều u 200cos100 t V vào hai đầu một đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở
thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi thay đổi điện
dung C của tụ, thì ứng với hai giá trị C=C1=31,8 µF và C=C2=10,6 µF, cường độ dòng điện trong mạch
đều có giá trị hiệu dụng 1A. Tính độ tự cảm của cuộn dây và điện trở của mạch
A.1
R 100 ; L= H
B. 2
R 100 3 ; L= H
C. 2
R 100 ; L= H
D. 1
R 100 3 ; L= H
Câu 20. Đặt điện áp xoay chiều u 200cos100 t V vào hai đầu một đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở
thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L=0,318H và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi thay đổi
điện dung C của tụ, thì ứng với giá trị C=63,6 µF, dòng điện qua mạch lệch pha 4
so với hiệu điện thế
hai đầu đoạn mạch. Điện trở của mạch là
A. R 40 B. R 60 C. R 50 D. R 100
Câu 21. Một cuộn dây có điện trở thuần 40Ω, độ lệch pha giữa điện áp hai đầu cuộn dây và dòng điện
qua cuộn dây là 450. Cảm kháng và tổng trở của cuộn dây lần lượt là
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 42 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A. 50 ; 50 2 B. 30 ; 50 C. 40 ; 40 2 D. 30 ; 30 2
Câu 22. Đặt điện áp xoay chiều có tần số f thay đổi được vào hai đầu một mạch điện gồm điện trở thuần
R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1
L H
và tụ điện có điện dung 4
10C F
mắc nối tiếp. Thay đổi
tần số f để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch đạt giá trị cực đại, tần số f khi đó là
A.100 Hz B. 60 Hz C. 50 Hz D. 120 Hz
Câu 23. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 50 V và tần số f=50 Hz vào hai đầu một mạch điện
gồm điện trở thuần R=40Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung 4
10C F
mắc nối
tiếp. Biết cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 1 A. Cảm kháng của cuộn dây là
A.70Ω hoặc 130Ω B. 100Ω C. 60Ω hoặc 140Ω D. 60Ω hoặc 120Ω
Câu 24. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=50 V vào hai đầu một cuộn dây có điện trở thuần
R=30Ω và độ tự cảm 0,4
L H
. Biết cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 1 A. Tần số của điện
áp đặt vào mạch là
A.100 Hz B. 50 Hz C. 40 Hz D. 60 Hz
Câu 25. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=50 V vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở
thuần R, cuộn dây có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Biết cường độ dòng điện hiệu
dụng qua mạch là 2 A và độ lệch pha giữa điện áp hai đầu mạch và cường độ dòng điện qua mạch là 6
.
Điện trở R của mạch là
A.12,5 Ω B.12,5 2 Ω C.12,5 3 Ω D.125 3 Ω
Câu 26. Đặt điện áp xoay chiều 200V – 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. Biết trong
mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng và công suất của mạch là 100 W. Điện trở của mạch là
A.300 Ω B. 400 Ω C. 500 Ω D. 600 Ω
Câu 27. Đặt điện áp xoay chiều 50 V – 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở thuần
R=100Ω, cuộn dây thuần cảm có cảm kháng ZL=50Ω và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều
chỉnh C để công suất trong mạch đạt giá trị cực đại. Giá trị C khi đó là
A. 4
10F
2
B.
35.10
F
C.
310
F5
D.
42.10
F
Câu 28. Đoạn mạch xoay chiểu gồm điện trở R=30Ω và một cuộn dây mắc nối tiếp. Khi đặt hiệu điện
thế không đổi 24 V vào hai đầu đoạn mạch này thì dòng điện qua mạch là 0,6 A. Khi đặt một hiệu điện
thế xoay chiều có tần số f=50 Hz vào hai đầu mạch thì cường độ dòng điện qua mạch lệch pha 450 so với
hiệu điện thế này. Điện trở thuần và độ tự cảm của cuộn dây lần lượt là
A.11 Ω; 0,17 H. B. 13 Ω; 0,27 H. C. 10 Ω; 0,127 H. D. 10 Ω; 0,87 H.
Câu 29. Khi mắc một cuộn dây vào hiệu điện thế xoay chiều 12 V – 50 Hz thì dòng điện qua cuộn dây
có cường độ hiệu dụng 0,3 A và lệch pha 600 so với hiệu điện thế hai đầu cuộn dây. Điện trở thuần và độ
tự cảm của cuộn dây lần lượt là
A.R=30Ω; L=0,2H. B. R=20Ω; L=0,11H. C. R=30Ω; L=0,51H. D. R=27Ω; L=0,31H.
Câu 30. Đặt điện áp xoay chiều có tần số f=50 Hz vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R=100Ω
và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Biết tổng trở của mạch là Z=100 2 Ω. Điện dung C bằng
A. 4
10F
2
B.
410
F
C.
42.10
F
D.
410
F4
Câu 31. Mạch gồm cuộn thuần cảm có L = 1/2(H) và tụ điện có C =10-4/3(F). Biết f =
50Hz.Tổng trở của đoạn mạch là:
A. -250Ω B. 250Ω C. -350Ω D. 350Ω
Câu 32. Đặt điện áp xoay chiều u 50 2 sin100 t V vào hai đầu mạch điện xoay chiều gồm hai trong
số ba phần tử là điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối
tiếp. Biết cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức: i 2 2 cos 100 t A2
. Hai phần tử đó là
A.R và C B.R và L C.L và C D.R, L hoặc R, C
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 43
Câu 33. Giữa hai bản tụ điện có điện áp xoay chiều 220V - 50Hz. Dòng điện qua tụ điện có
cường độ 0,5A. Để dòng điện qua tụ điện có cường độ bằng 5 A thì tần số của dòng điện là
bao nhiêu?
A. 25 Hz B. 100Hz C. 300Hz D. 500Hz
Câu 34. Một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. Biết U0L = U0C/2. So với hiệu điện thế u ở hai đầu
đoạn mạch, cường độ dòng điện i qua mạch sẽ:
A. cùng pha B. sớm pha C. trễ pha D. vuông pha
Câu 35. Đặt hiệu điện thế xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch không phân nhánh thì hiệu
điện thế lệch pha 600 so với dòng điện trong mạch. Đoạn mạch không thể gồm
A.điện trở thuần và cuộn cảm thuần. B.điện trở thuần và tụ điện.
C.cuộn thuần cảm và tụ điện. D.điện trở, cuộn cảm và tụ điện.
Câu 36. Trong một đọan mạch R, L, C mắc nối tiếp, lần lượt gọi U0R ,U0L, U0C là hiệu điện thế cực đại
giữa hai đầu điện trở, cuộn dây, tụ điện. Biết 2U0R = U0L = 2U0C. Xác định độ lệch pha giữa cường độ
dòng điện và hiệu điện thế
A. u sớm pha hơn i góc /4 B. u trễ pha hơn i góc /4
C. u sớm pha hơn i góc /3 D. u sớm pha hơn i góc /3
Câu 37. Một cuộn dây có điện trở R, độ tự cảm L ghép nối tiếp với một tụ điện có điện dung C vào
nguồn điện có hiệu điện thế uAB = U 2cos2t V. Ta đo được các hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn
dây, hai đầu tụ điện và hai đầu mạch điện là như nhau: Udây = UC = UAB. Khi này góc lệch pha giữa các
hiệu điện thế tức thời udây và uC có giá trị là?
A. /6 rad B. /3 rad C. /2 rad D. 2/3 rad
Câu 38. Mạch RC mắc nối tiếp vào hiệu điện thế xoay chiều có U = 120V. Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ
là 60V. Góc lệch pha của u ở hai đầu mạch so với i là:
A. /6 rad B. - /6 rad C. /2 rad D. - /2 rad
Câu 39. Một đoạn mạch xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 100 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L
= 1/ H và một tụ điện có điện dung C = 10-4/2 F mắc nối tiếp giữa hai điểm có hiệu điện thế u = 200 2
cos100t V. Tính công suất của mạch khi đó.
A. 200W B. 100 2 W C. 200 2 W D. 100W
Câu 40. Đặt vào cuộn dây có điện thở thuần r và độ tự cảm L một hiệu điện thế u = U0cos 100t (V).
Dòng điện qua cuộn dây là 10A và trễ pha /3 so với u. Biết công suất tiêu hao trên cuộn dây là P =
200W. Giá trị của Uo bằng:
A. 20 2 V B. 40 V C. 40 2 V D. 80 V
Câu 41. Điện trở thuần R = 36Ω nối tiếp với cuộn dây thuần cảm có L = 153mH và mắc vào mạng điện
120V, 50Hz. Ta có:
A. UR = 52V và UL =86V B. UR = 62V và UL =58V
C. UR = 72V và UL = 96V D. UR = 46V và UL =74V
Câu 42. Một đoạn mạch xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Hiệu điện thế ở hai đầu
mạch và dòng điện trong mạch có biểu thức: u = 200 2cos(100t - /4) (V), i = 10 2cos(100t - /2)
(A). Hai phần tử đó là những phần tử:
A. R, C B. R, L C. L, C D. Cả 3 đều sai
Câu 43. Điện trở thuần R = 150Ω và tụ điện có C = 10-3/3(F) mắc nối tiếp vào mạng điện U = 150V, f
= 50Hz. Hiệu điện thế ở hai đầu R và C là:
A. UR = 65,7 V và UC = 120 V B. UR = 67,5V và UC = 200V
A. UR = 65,7 V và UC = 150,9 D. Một giá trị khác
Câu 44. Chọn trả lời sai. Trong mạch xoay chiều RLC nối tiếp, nếu giảm tần số của hiệu điện thế xoay
chiều áp vào 2 đầu mạch
A. ZC tăng, ZL giảm B. Z tăng hoặc giảm
C. Vì R không đổi nên công suất không đổi D. Nếu ZL = ZC thì có cộng hưởng
Câu 45. Mạch RLC nối tiếp. Cho U = 200V; R = 40 3 Ω; L = 0,5/(H); C = 10-3/9(F); f = 50Hz.
Cường độ hiệu dụng trong mạch là:
A. 2A B. 2,5A C. 4A D. 5A
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 44 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 46. Một đèn ống khi hoạt động bình thường thì dòng điện qua đèn có cường độ 0,8A và hiệu điện
thế ở hai đầu đèn là 50V. Để sử dụng đèn với mạng điện xoay chiều 120V - 50Hz, người ta mắc nối tiếp
với nó một cuộn cảm có điện trở thuần 12,5Ω (còn gọi là chấn lưu). Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu
cuộn dây có thể nhận giá trị nào sau đây:
A. U = 144,5V B. U = 104,4V C. U = 100V D. U = 140,8V
Câu 47. Mạch RLC nối tiếp: R = 70,4Ω; L = 0,487H và C = 31,8μF. Biết I = 0,4A; f = 50Hz. Hiệu điện
thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch là:
A. U = 15,2V B. U = 25,2V C. U = 35,2V D. U = 45,2V
Câu 48. Đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây có r. Biết R = 80Ω, r = 20Ω, L = 2/(H), tụ C có thể thay
đổi đượC. Hiệu điện thế u =120 2cos100t(V). C nhận giá trị nào thì cường dòng điện chậm pha hơn u
một góc /4? Cường độ dòng điện khi đó bằng bao nhiêu?
A. C = 10-4/(F); I = 0,6 2 A B. C =10-4/4(F); I = 6 2 A
C. C =2.10-4/(F); I = 0,6A D. C = 3.10-4/(F); I = 2 A
Câu 49. Mạch gồm điện trở, cuộn thuần cảm và tụ điện nối tiếp. Biết hiệu điện thế hiệu dụng là UR =
120V, UC = 100V, UL = 50V. Nếu mắc thêm một tụ điện có điện dung bằng giá trị và song song với tụ
điện nói trên thì hiệu điện thế trên điện trở là bao nhiêu? Coi hiệu điện thế hai đầu mạch là không đổi.
A. 120 V B. 130V C. 140V D. 150V
Câu 50. Đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây có r. Biết R = 80Ω, r = 20Ω; L = 2/(H), C biến đổi đượC.
Hiệu điện thế u = 120 2cos100t (V). Điện dung C nhận giá trị nào sau đây thì cường độ dòng điện
chậm pha hơn u một góc 450? Cường độ dòng điện khi đó bao nhiêu?
A. C = 10-4/(F); I = 0,6 2 (A) B. C = 10-4/4(F); I = 6 2 (A)
C. C = 2.10-4/(F); I = 0,6(A) D. C = 3.10-4/2(F); I = 2 (A)
Câu 51. Đoạn mạch xoay chiều (hình vẽ). UAB = hằng số, f = 50Hz, C =
10-4 /(F); RA = RK = 0. Khi khoá K chuyển từ vị trí (1) sang vị trí (2) thì số
chỉ của ampe kế không thay đổi. Độ tự cảm của cuộn dây là:
A. 10-2/(H) B. 10-2/(H)
C. 1/(H) D. 10/(H)
Câu 52. Đoạn mạch r, R, L, C mắc nối tiếp. Trong đó r = 60Ω, C = 10-3/5(F); L thay đổi đượC. Đặt
vào hai đầu mạch một hiệu điện thế xoay chiều luôn ổn định u =100 2cos100t (V). Khi đó cường độ
dòng điện qua L có dạng i = 2cos100t (A). Điện trở R và độ tự cảm của cuộn dây L là:
A. R = 100Ω; L = 1/2(H) B. R = 40Ω; L = 1/2(H)
C. R = 80Ω; L = 2/(H) D. R = 80Ω; L = 1/2(H)
Câu 53. Một đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ. u = 100 2
cos100t(V). Khi thay đổi điện dung C, người ta thấy có hai giá trị
của C là 5μF và 7μF thì Ampe kế đều chỉ 0,8A. Hệ số tự cảm L của
cuộn dây và điện trở R là:
A. R = 75,85Ω; L =1,24H B. R = 80,5Ω; L = 1,5H
C. R = 95,75Ω; L = 2,74H D. Một cặp giá trị khác
Câu 54. Mạch điện như hình vẽ: R = 50Ω; C = 2.10-4/(F); uAM = 80cos100t (V); uMB = 200 2
cos(100t + /2) (V). Giá trị r và L là:
A. 176,8Ω; 0,56H B. 250Ω; 0,8H
C. 250Ω; 0,56H D. 176,8Ω; 0,8 (H)
Câu 55. Mạch gồm cuộn dây có ZL = 20Ω và tụ điện có C = 4.10-4/(F) mắc nối tiếp. Dòng điện qua
mạch là i = 2cos(100t + /4)(A). Để Z = ZL+ZC thì ta mắc thêm điện trở R có giá trị là:
A. 0 Ω B. 20 Ω C. 25 Ω D. 20 5 Ω
Câu 56. Mạch RLC mắc nối tiếp: cuộn dây thuần cảm có L = 1/ (H), tụ điện có C thay đổi đượC. Hiệu
điện thế hai đầu mạch là: u =120 2cos100t (V). Điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị C0 sao cho uC
giữa hai bản tụ điện lệch pha /2 so với u. Điện dung C0 của tụ điện khi đó là:
A. 10-4/(F) B. 10-4/2(F) C. 10-4/4(F) D. 2.10-4/(F)
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 45
Câu 57. Mạch R,L,C nối tiếp: cuộn dây thuần cảm L = 0,0318H, R = 10Ω và tụ điện C. Đặt vào hai đầu
mạch một hiệu điện thế U =100V; f = 50Hz. Giả sử điện dung của tụ điện có thể thay đổi đượC. Tính C
và cường độ hiệu dụng khi xảy ra cộng hưởng
A. 10-3/2 F; 15 A B. 10-4/ F; 0,5 A C. 10-3/ F; 10 A D. 10-3/3 F; 1,8 A
Câu 58. Mạch RLC nối tiếp: L = 1/(H), C = 400/(µF). Đặt vào hai đầu mạch hiệu điện thế u = 120 2
cos2ft (V) có tần số f thay đổi đượC. Thay đổi f để trong mạch có cộng hưởng. Giá trị của f bằng:
A. 200Hz B. 100Hz C. 50Hz D. 25Hz
Câu 59. Mạch RLC mắc nối tiếp trong đó R = 20 Ω, cuộn cảm thuần có L = 0,7/ H và C = 2.10-4/ F.
Cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức là i = 2cos100t A. Biểu thức hiệu điện thế là?
A. u = 40cos(100t) V B. u = 40cos(100t + /4) V
C. u = 40cos(100t - /4) V D. u = 40cos(100t + /2) V
Câu 60. Mạch điện xoay chiều AB gồm R = 30 3Ω, cuộn cảm thuần có L = 1/(2) H và tụ C = 5.10-4/
F mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu A,B của đoạn mạch hiệu điện thế là u = 120 2cos(100t + /6) V. Biểu
thức i là?
A. i = 2 2cos(100t) A B. i = 4 2cos(100t - /6) A
C. i = 4 2cos(100t - /6) A D. i = 2 2cos(100t + /2) A
Câu 61. Mạch RLC mắc nối tiếp có R = 100 3 Ω, cuộn cảm thuần có L= 1/H và tụ C = 10-4/2 F.
Biểu thức uRL = 200cos100t V. Biểu thức hiệu điện thế uAB?
A. u = 100 2cos(100t) V B. u = 200 cos(100t - /3) V
C. u = 200 cos(100t) V D. u = 100 2cos(100t - /3) V
Câu 62. Mạch RLC mắc nối tiếp với R = 100 Ω, C = 31,8 F, cuộn dây thuần cảm có giá trị L = 2/ H.
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là uAB = 200 2cos(100t + /4) Biểu thức dòng điện trong mạch
có dạng?
A. i = 2cos(100t) A B. i = 2 cos(100t) A
C. i = 2cos(100t + /2) A D. i = 2cos(100t + /2) A
Câu 63. Một đoạn mạch gồm cuộn dây có r = 10 Ω, độ tự cảm L = 25.10-2/ H mắc nối tiếp với một
điện trở thuần R = 15 Ω. Đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế xoay chiều có u = 100 2cos(100t) V.
Viết phương trình dòng điện trong mạch?
A. i = 2 2cos(100t + /4) A B. i = 2 2cos(100t - /4) A
C. i = 4 cos(100t - /4) A D. i = 4 cos(100t + /4) A
Câu 64. Mạch điện có LC có L = 2/ H, C = 31,8 F mắc nối tiếp, Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch là u
= 100cos100t V, Biểu thức dòng điện trong mach là?
A. i = cos(100t + /2) cm B. i = cos(100t - /2) cm
C. i = 2cos(100t + /2) cm D. i = 2cos(100t + /2) cm
Câu 65. Mạch RLC mắc nối tiếp, hiệu điện thế hai đầu mạch có biểu thức u = 200cos100t V. Khi thay
đổi điện dung C, người ta thấy ứng với hai giá trị C1 = 31,8 F và C2 = 10,6 F thì dòng điện trong mạch
đều là 1 A. Biểu thức dòng điện khi C =31,8 F?
A. i = 2cos(100t + /6) A B. i = 2cos(100t - /6) A
C. i = 2cos(100t - /4) A D. i = 2cos(100t - /6) A.
Câu 66. Mạch RLC mắc nối tiếp R = 100 3 Ω, L = 1/ H; C = 10-4/2 F, và i = 2 cos100t (A).
Tính tổng trở trong mạch.
A. 100 Ω B. 100 2 Ω C. 200 Ω D. 200 2 Ω
Viết biểu thức hiệu điện thế hai đầu toàn mạch
A. u = 200 2 cos(100t + /6) V B. u = 200 2cos(100t - /6) V
C. u = 200cos(100t - /6) V D. u = 200cos(100t - /3) V
Tính hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu mỗi dụng cụ R, L, C.
A. UR = 100 3 V; UL = 100 V; UC= 200V B. UR = 100 3 V; UL = 200V; UC = 200 2 V
C. UR = 100 6 V;UL= 100 2 V;UC = 200 2V D. UR = 100 3 V; UL = 100 2V;UC = 200 2 V
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 46 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 67. Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i=2cos100t (A), hiệu điện thế giữa hai đầu
đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 12V và sớm pha /3 so với dòng điện. Biểu thức của hiệu điện thế giữa
hai đầu đoạn mạch là:
A. u=12cos100t (V) B. u=12 2cos100t (V)
C. u=12 2cos(100t- /3) (V) D. u=12 2cos(100t+/3) (V)
Câu 68. Đặt vào hai đầu cuộn dây có điện trở r = 100Ω, L = 1/(H) một hiệu điện thế u = 200 2
cos(100t + /3)(V). Dòng điện trong mạch là:
A. i = 2 2cos(100t + /12)A B. i = 2cos(100t + /12)A
C. i = 2 2cos(100t - /6)A D. i= 2 2cos(100t - /12) A
Câu 69. Điện trở R = 80Ω nối tiếp với cuộn thuần cảm L = 0,8/(H) vào hiệu điện thế u = 120 2
cos(100t + /4) (V). Dòng điện trong mạch là:
A. i = 1,5 cos(100t + /2)(A) B. i = 1,5 2cos(100t + /4)(A)
C. i = 1,5 2cos 100t (A) D. i = 1,5cos 100t (A)
Câu 70. Điện trở R = 100Ω nối tiếp với cuộn thuần cảm L = 1/(H). Hiệu điện thế hai đầu cuộn dây là:
uL = 200cos100t (V). Dòng điện trong mạch là:
A. i = 2 cos (100 t - /2) (A) B. i = 2cos (100t - /4) (A)
C. i = 2 cos (100 t + /2) (A) D. i = 2cos(100t + /4) (A)
Câu 71. Một cuộn dây có điện thở thuần r = 25Ω và độ tự cảm L = 1/4(H), mắc nối tiếp với 1 điện trở
R = 5Ω. Cường độ dòng điện trong mạch là i = 2 2cos (100t) (A). Biểu thức hiệu điện thế hai đầu cuộn
dây là:
A. ud = 50 2cos(100t + /4)(V) B. ud = 100cos(100t + /4)(V)
C. ud = 50 2cos(100t - 3/4)(V) D. ud = 100cos (100t - 3/4)(V)
Câu 72. Trong đoạn mạch có hai phần tử X và Y mắc nối tiếp. Hiệu điện thế đặt vào X nhanh pha /2
so với hiệu điện thế đặt vào Y và cùng pha với dòng điện trong mạch. Cho biết biểu thức của dòng điện
trong mạch là i = I0cos(ωt - /6). Biểu thức của hiệu điện thế ở hai đầu của X và hai đầu của Y là:
A. uX = U0Xcosωt; uY = U0Ycos(ωt + /2) B. uX = U0Xcoscosωt; uY = U0Ycos(ωt - /2),
C. uX = U0Xcos(ωt - /6); uY = U0Ycos(ωt - /2), D. uX = U0Xcos(ωt - /6); uY = U0Ycos(ωt - 2/3),
Câu 73. Mạch gồm: R = 50Ω, cuộn thuần cảm L = 0,318(H) và C = 2.10-4/(F) nối tiếp vào nguồn có U
= 120V; f = 50Hz. Biểu thức u = U0.cos(t). Biểu thức của dòng điện trong mạch là
A. i =2,4cos(100t + /4) A B. i =2,4 2 cos(100t – /4) A
C. i =2,4cos(100t – /3) A D. i =2,4cos(100t – /4) A
Câu 74. Một mạch điện xoay chiều gồm các linh kiện lý tưởng R, L, C mắc nối tiếp. Tần số góc riêng
của mạch là 0, điện trở R có thể thay đổi. Hỏi cần phải đặt vào mạch một điện áp xoay chiều có giá trị
hiệu dụng không đổi, có tần số góc bằng bao nhiêu để điện áp hiệu dụng URL không phụ thuộc vào R?
A. 0
2
B. = 0 C. = 0. 2 D. = 20
Câu 75. Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, với R = 10, cảm kháng ZL = 10, dung kháng ZC =
5 ứng với tần số f. Khi f thay đổi đến f’ thì trong mạch có hiện tượng cộng hưởng điện. Hỏi tỷ lệ nào
sau đây là đúng?
A. 2f = f’ B. f = 0,5f’ C. f = 4f’ D. f f 2
Câu 76. Đoạn mạch AB gồm hai đoạn AD và DB ghép nối tiếp. Điện áp tức thời trên các đoạn mạch và
dòng điện qua chúng lần lượt có biểu thức: uAD = 100 2cos(100t + /2)(V); uDB = 100 6cos(100t +
2/3) (V); i = 2cos(100t +/2) (A). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là:
A. 100W B. 242W C. 186,6W D. 250W.
Câu 77. Đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp có tụ C thay đổi được: UR = 60V, UL = 120V, UC = 60V.
Thay đổi tụ C để điện áp hiệu dung hai đầu C là U’C = 40V thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R bằng:
A. 13,3V B. 53,1V C. 80V D. 90V
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 47
Câu 78. Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 20, cuộn dây thuần cảm và tụ điện
1C mF
mắc nối tiếp. Biểu thức điện áp giữa hai đầu tụ điện là: uC = 50cos(100t - 2/3)(V). Biểu thức
điện áp giữa hai đầu điện trở R là
A. uR = 100 cos(100t +/ 6)(V) B. không viết được vì phụ thuộc L
C. uR = 100 2cos(100t - /6)(V) D. uR= 100 cos(100t - /6)(V)
Câu 79. Một đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở thuần r=10 và độ tự cảm 0,1
L H
mắc nối tiếp
với điện trở thuần R=20 và tụ điện310
C F4
. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế u=180 2
cos(100t) (V). Độ lệch pha của hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây và hai đầu tụ điện là
A. -
4 B. -
3
4 C.
3
4 D.
4
Câu 80. (CĐ 2007) Đặt hiệu điện thế u = U0sinωt với ω, U0 không đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC
không phân nhánh. Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu điện trở thuần là 80 V, hai đầu cuộn dây thuần cảm
(cảm thuần) là 120 V và hai đầu tụ điện là 60 V. Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch này bằng
A.140 V. B. 220 V. C. 100 V. D. 260 V.
Câu 81. CĐ 2007) Lần lượt đặt hiệu điện thế xoay chiều u = 5 2sin(ωt)với ω không đổi vào hai đầu
mỗi phần tử: điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C
thì dòng điện qua mỗi phần tử trên đều có giá trị hiệu dụng bằng 50 mA. Đặt hiệu điện thế này vào hai
đầu đoạn mạch gồm các phần tử trên mắc nối tiếp thì tổng trở của đoạn mạch là
A. 100 3 Ω B. 100 Ω. C.100 2 Ω. D. 300 Ω.
Câu 82. (CĐ 2007) Đặt hiệu điện thế u = 125 2sin100t(V) lên hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở
thuần R = 30 Ω, cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L = 0,4/ H và ampe kế nhiệt mắc nối
tiếp. Biết ampe kế có điện trở không đáng kể. Số chỉ của ampe kế là
A. 2,0 A. B. 2,5 A C. 3,5 A D. 1,8 A
Câu 83. (ĐH 2007): Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh một hiệu điện thế xoay chiều u
= U0sinωt thì dòng điện trong mạch là i = I0 sin(ωt + /6). Đoạn mạch điện này luôn có
A. ZL < ZC B. ZL = ZC C. ZL = R. D. ZL > ZC
Câu 84. (ĐH 2007) Đặt hiệu điện thế u = U0sinωt (U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không
phân nhánh. Biết điện trở thuần của mạch không đổi. Khi có hiện tượng cộng hưởng điện trong đoạn
mạch, phát biểu nào sau đây sai?
A. Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch đạt giá trị lớn nhất.
B. Hiệu điện thế tức thời ở hai đầu đoạn mạch cùng pha với hiệu điện thế tức thời ở hai đầu điện trở R.
C. Cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch bằng nhau.
D. Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở R nhỏ hơn hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch.
Câu 85. (ĐH 2007) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh một hiệu điện thế xoay
chiều có tần số 50 Hz. Biết điện trở thuần R = 25 Ω, cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) có L = 1/ H. Để
hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch trễ pha /4 so với cường độ dòng điện thì dung kháng của tụ điện là
A. 125 Ω. B. 150 Ω. C. 75 Ω. D. 100 Ω.
Câu 86. (CĐ 2008) Khi đặt hiệu điện thế u = U0sinωt (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân
nhánh thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, hai đầu cuộn dây và hai bản tụ điện lần lượt là 30
V, 120 V và 80 V. Giá trị của U0 bằng
A. 50 V. B. 30 V. C. 50 2 V. D. 30 2 V.
Câu 87. (CĐ- 2008) Dòng điện có dạng i = sin100t (A) chạy qua cuộn dây có điện trở thuần 10 Ω và
hệ số tự cảm L. Công suất tiêu thụ trên cuộn dây là
A. 10 W. B. 9 W. C. 7 W. D. 5 W
Câu 88. (CĐ- 2008) Một đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) mắc nối tiếp với điện trở
thuần. Nếu đặt hiệu điện thế u = 15 2sin100t (V) vào hai đầu đoạn mạch thì hiệu điện thế hiệu dụng
giữa hai đầu cuộn dây là 5 V. Khi đó, hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở bằng
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 48 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A. 5 2 V. B. 5 3 V. C. 10 2 V. D. 10 3 V
Câu 89. (ĐH 2008) Cho đoạn mạch gồm điện trở thuần R nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Khi dòng
điện xoay chiều có tần số góc chạy qua thì tổng trở của đoạn mạch là
A.
2
2 1R
C
B.
2
2 1R
C
C.
22R C D. 22R C
Câu 90. (CĐ 2009) Đặt điện áp u = U0cos(t +
4) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ thì cường độ dòng
điện trong mạch là i = I0cos(t+i). Giá trị của i bằng
A. -
2 B. -
3
4 C.
2 D.
3
4
Câu 91. (CĐ 2009) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60 V vào hai đầu đoạn mạch R, L, C
mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là 1 0i I cos 100 t A
4
. Nếu ngắt bỏ tụ điện
C thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là 2 0i I cos 100 t A
12
. Điện áp hai đầu đoạn mạch là
A. u = 60 2cos(100t -
12) (V). B. u = 60 2cos(100t -
6) (V)
C. u = 60 2cos(100t +
12) (V). D. u = 60 2cos(100t +
6) (V).
Câu 92. (ĐH 2009) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm
biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện. Dung kháng của tụ điện là 100 Ω. Khi điều chỉnh R thì tại hai giá trị
R1và R2 công suất tiêu thụ của đoạn mạch như nhau. Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện khi R =
R1 bằng hai lần điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện khi R = R2. Các giá trị R và R là:
A. R1 = 50 Ω, R2 = 100 Ω. B. R1 = 40 Ω, R2 = 250 Ω.
C. R1 = 50 Ω, R2 = 200 Ω D. R1 = 25 Ω, R2 = 100 Ω.
Câu 93. (ĐH 2009) 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=12/(10) (H), tụ điện có C = 310
2
(F) và điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần là
uL= 20 2cos(100t + /2) (V). Biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là
A. u = 40cos(100t + /4) (V). B. u = 40 2cos(100t – /4) (V).
C. u = 40 2cos(100t + /4) (V). D. u = 40cos(100t – /4) (V).
Câu 94. (ĐH 2010) Đặt điện áp u = U 2cost vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN và
NB 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. 1
2
D. 21
Câu 95. (ĐH 2010) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn
mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Gọi điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tu điện,
giữa hai đầu biến trở và hệ số công suất của đoạn mạch khi biến trở có giá trị R1 lần lượt là UC1, UR1 và
cos1; khi biến trở có giá trị R2 thì các giá trị tương ứng nói trên là UC2, UR2 và cos2. Biết UC1 = 2UC2,
UR2 = 2UR1. Giá trị của cos1 và cos2 là:
A.5
2cos;
3
1cos 21 B.
3
1cos;
5
1cos 21
C.5
2cos;
5
1cos 21 D.
2
1cos;
22
1cos 21
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 49
Câu 96. (CD 2010): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần 40 và tụ điện
mắc nối tiếp. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch lệch pha
3 so với cường độ dòng điện trong đoạn
mạch. Dung kháng của tụ điện bằng
A. 40 3 B.40 3
3 C. 40 D. 20 3
Câu 97. (CĐ 2010) Đặt điện áp u = U0cos(t +5
12
) (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R
và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i = I0sin(t +6
) (A). Tỉ số điện trở thuần R và cảm kháng của cuộn cảm là
A. 1
2 B. 1. C.
3
2 D. 3
Câu 98. (ĐH -2011) Lần lượt đặt các điện áp xoay chiều u1 = U 2cos(100t + 1); u2 = U 2cos(120t
+ 2); u3 = U 2cos(110t + 3) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự
cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức
tương ứng là: i1 = I 2cos(100t); i2 = I 2cos(120t + 2
3 ); i3 = I' 2cos(110t -
2
3 ). So sánh I và I’, ta
có:
A. I = I’. B. I = I’ 2. C. I < I’. D. I > I’.
Câu 99. (ĐH 2011) Đặt điện áp u = U 2cos2ft (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn
mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Khi
tần số là f1 thì cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch có giá trị lần lượt là 6 Ω và 8 Ω. Khi tần số là f2
thì hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1. Hệ thức liên hệ giữa f1 và f2 là
A. 2 1
2f f
3 B.
2 1
3f f
2 C.
2 1
4f f
3 D. f2 =
3
4f1
Câu 100. (CĐ-2012) Đặt điện áp u = 0 cos( )
2U t
vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R
mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, cường độ dòng điện trong mạch là i = 0
2sin( )
3I t
.
Biết U0, I0 và không đổi. Hệ thức đúng là
A. R = 3L. B. L = 3R. C. R = 3 L. D. L = 3 R.
Câu 101. (CĐ-2012) Đặt điện áp u = U0cos(t + ) (U0 không đổi, thay đổi được) vào hai đầu đoạn
mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Điều chỉnh = 1 thì cảm kháng của
cuộn cảm thuần bằng 4 lần dung kháng của tụ điện. Khi = 2 thì trong mạch xảy ra hiện tượng cộng
hưởng điện. Hệ thức đúng là
A. 1 = 22. B. 2 = 21. C. 1 = 42. D. 2 = 41.
Câu 102. (CĐ-2012) Đặt điện áp u = U0cos(t + ) (U0 không đổi, tần số góc thay đổi được) vào hai
đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Điều chỉnh = 1 thì đoạn
mạch có tính cảm kháng, cường độ dòng điện hiệu dụng và hệ số công suất của đoạn mạch lần lượt là I1
và k1. Sau đó, tăng tần số góc đến giá trị = 2 thì cường độ dòng điện hiệu dụng và hệ số công suất của
đoạn mạch lần lượt là I2 và k2. Khi đó ta có
A. I2 > I1 và k2 > k1. B. I2 > I1 và k2 < k1. C. I2 < I1 và k2 < k1. D. I2 < I1 và k2 > k1.
Câu 103. (CĐ-2012) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch X mắc nối tiếp chứa hai trong ba
phần tử: điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện. Biết rằng điện áp giữa hai đầu đoạn mạch X luôn sớm
pha so với cường độ dòng điện trong mạch một góc nhỏ hơn 2
. Đoạn mạch X chứa
A. cuộn cảm thuần và tụ điện với cảm kháng lớn hơn dung kháng.
B. điện trở thuần và tụ điện.
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 50 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
C. cuộn cảm thuần và tụ điện với cảm kháng nhỏ hơn dung kháng.
D. điện trở thuần và cuộn cảm thuần.
Câu 104. (CĐ-2012) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm
thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cảm kháng của cuộn cảm bằng 3 lần dung kháng của tụ điện. Tại thời
điểm t, điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở và điện áp tức thời giữa hai đầu tụ điện có giá trị tương ứng
là 60V và 20 V. Khi đó điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch là
A. 20 13 V. B. 10 13 V. C. 140 V. D. 20 V.
Câu 105. (CĐ-2012) Đặt điện áp u = U0cos(t + ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và
cuộn cảm thuần có độ tự cảm L mắc nối tiếp. Hệ số công suất của đoạn mạch là
A. L
R
. B.
2 2( )
R
R L. C.
R
L. D.
2 2( )
L
R L
Câu 106. (CĐ-2012) Đặt điện áp u = U0 cos(t + 3
) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn
cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i = 6 cos( )6
t
(A) và công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng 150 W. Giá trị U0 bằng
A. 100 V. B. 100 3 V. C. 120 V. D. 100 2 V.
Câu 107. (CĐ-2012) Đặt điện áp u = U0cos(t + ) (U0 và không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối
tiếp gồm điện trở thuần, tụ điện và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi đượC. Khi L = L1 hoặc L =
L2 thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng nhau. Để cường độ dòng điện hiệu dụng
trong đoạn mạch đạt giá trị cực đại thì giá trị của L bằng
A. 1 2
1( )
2L L . B. 1 2
1 2
L L
L L. C. 1 2
1 2
2L L
L L. D. 2(L1 + L2).
Câu 108. (CĐ-2012) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với
tụ điện. Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở và giữa hai bản tụ điện lần lượt là 100V và 100 3
V. Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và điện áp giữa hai bản tụ điện có độ lớn bằng
A. 6
B.
3
C.
8
D.
4
Câu 109. (ĐH-2012) Đặt điện áp u = U0cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch
AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần 100 3mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần
có độ tự cảm L. Đoạn mạch MB chỉ có tụ điện có điện dung
410
2F
. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn
mạch AM lệch pha 3
so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB. Giá trị của L bằng
A. 3
H
B. 2
H
C. 1
H
D. 2
H
Câu 110. (ĐH-2012)Đặt điện áp u = U0 cost (V) (U0 không đổi, thay đổi được) vào hai đầu đoạn
mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 4
5H và tụ điện mắc nối tiếp. Khi =0 thì
cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch đạt giá trị cực đại Im. Khi = 1 hoặc = 2 thì cường độ
dòng điện cực đại qua đoạn mạch bằng nhau và bằng Im. Biết 1 – 2 = 200 rad/s. Giá trị của R bằng
A. 150 . B. 200 . C. 160 . D. 50 .
Câu 111. (ĐH-2012)Đặt điện áp u = U0cost vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm
thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Gọi i là cường độ dòng điện tức thời trong
đoạn mạch; u1, u2 và u3 lần lượt là điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm và giữa
hai đầu tụ điện; Z là tổng trở của đoạn mạch. Hệ thức đúng là
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 51
A. i = u3C. B. i = 1u
R. C. i = 2u
L. D. i =
u
Z.
Câu 112. (ĐH-2012)Đặt điện áp u = 400cos100t (u tính bằng V, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch
AB gồm điện trở thuần 50 mắc nối tiếp với đoạn mạch X. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn
mạch là 2 A. Biết ở thời điểm t, điện áp tức thời giữa hai đầu AB có giá trị 400V; ở thời điểm 1
400t
(s), cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch bằng không và đang giảm. Công suất tiêu thụ điện của
đoạn mạch X là
A. 400 W. B. 200 W. C. 160 W. D. 100 W.
Câu 113. (ĐH-2012)Đặt điện áp u = U0cos2 ft vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn
cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Gọi UR, UL, UC lần lượt là điện áp hiệu
dụng giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm và giữa hai đầu tụ điện. Trường hợp nào sau đây, điện
áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch cùng pha với điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở?
A. Thay đổi C để URmax B. Thay đổi R để UCmax
C. Thay đổi L để ULmax D. Thay đổi f để UCmax
Câu 114. (ĐH-2012)Đặt điện áp u = U0cos t (U0 và không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB theo
thứ tự gồm một tụ điện, một cuộn cảm thuần và một điện trở thuần mắc nối tiếp. Gọi M là điểm nối giữa
tụ điện và cuộn cảm. Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu AM bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu MB và
cường độ dòng điện trong đoạn mạch lệch pha 12
so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. Hệ số công
suất của đoạn mạch MB là
A. 3
2 B. 0,26 C. 0,50 D.
2
2
Câu 115. (ĐH-2012)Đặt điện áp u= 150 2 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm
điện trở thuần 60 , cuộn dây (có điện trở thuần) và tụ điện. Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch bằng
250 W. Nối hai bản tụ điện bằng một dây dẫn có điện trở không đáng kể. Khi đó, điện áp hiệu dụng giữa
hai đầu điện trở bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây và bằng 50 3 V. Dung kháng của tụ điện
có giá trị bằng
A. 60 3 B. 30 3 C. 15 3 D. 45 3
Câu 116. (ĐH-2012)Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos t (U0 không đổi, thay đổi được) vào hai đầu
đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Khi = 1 thì cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch lần lượt là
Z1L và Z1C . Khi = 2 thì trong đoạn mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Hệ thức đúng là
A. 11 2
1
L
C
Z
Z B. 1
1 2
1
L
C
Z
Z C. 1
1 2
1
C
L
Z
Z D. 1
1 2
1
C
L
Z
Z
Câu 117. (ĐH-2012)Khi đặt vào hai đầu một cuộn dây có độ tự cảm 0,4
H một hiệu điện thế một
chiều 12V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 0,4 A. Sau đó, thay hiệu điện thế này bằng một điện áp
xoay chiều có tần số 50Hz và giá trị hiệu dụng 12V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây bằng
A. 0,30 A B. 0,40 A C. 0,24 A D. 0,17 A
Câu 118. (CĐ 2013) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 50V vào hai đầu mạch mắc nối tiếp
gồm điện trở thuần 10 và cuộn cảm thuần. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm thuần là 30V.
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng:
A. 120W B. 240W C. 320W D.160W
Câu 119. (CĐ 2013) Đặt điện áp ổn định 0 osu U c t vào hai đầu cuộn dây có điện trở thuần R thì
cường độ dòng điện qua cuộn dây trễ pha 3
so với u. Tổng trở của cuộn dây:
A. R 2 B. R 3 C. 3R D. 2R.
Câu 120. (CĐ 2013) Khi có một dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây có điện trở thuần 50 thì hệ
số công suất của cuộn dây bằng 0,8. Cảm kháng của cuộn dây đó là:
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 52 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A. 37,5 B. 91,0 C. 45,5 D. 75,0
Câu 121. (CĐ 2013) Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với tụ điện. Biết điện
áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện bằng một nửa điện áp hiệu dụng ở hai đầu mạch. Hệ số công suất của
đoạn mạch bằng:
A. 0,92 B. 0,71 C. 0,87 D.0,50
Câu 122. (ĐH 2013) Đặt điện áp 0u U cos t (V) (với 0U và không đổi) vào hai đầu đoạn mạch
gồm cuộn dây không thuần cảm mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C (thay đổi được). Khi C = 0C thì
cường độ dòng điện trong mạch sớm pha hơn u là 1 (10
2
) và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn
dây là 45V. Khi C=3 0C thì cường độ dòng điện trong mạch trễ pha hơn u là 2 1
2
và điện áp hiệu
dụng hai đầu cuộn dây là 135V. Giá trị của U0 gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 95V. B. 75V. C. 64V. D. 130V.
Câu 123. (ĐH 2013) Đặt điện áp 220 2 cos100u t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp
gồm điện trở 100R , tụ điện có
410
2C
F và cuộn cảm thuần có 1
L
H. Biểu thức cường độ
dòng điện trong đoạn mạch là
A. 2,2 2 cos 1004
i t
(A) B. 2,2cos 1004
i t
(A)
C. 2,2cos 1004
i t
(A) D. 2,2 2 cos 1004
i t
(A)
Câu 124. (ĐH 2013) Đặt điện áp u = 220 2 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm
điện trở 20, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,8
H và tụ điện có điện dung
310
6
F. Khi điện áp tức thời
giữa hai đầu điện trở bằng 110 3 V thì điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn là
A. 330V. B. 440V. C. 440 3 V. D. 330 3 V.
Câu 125. (ĐH 2013)Đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, đoạn
mạch X và tụ điện (hình vẽ). Khi đặt vào hai đầu A, B điện áp
AB 0u U cos( t ) (V) (U0, và không đổi) thì: 2LC 1 ,
ANU 25 2V và MBU 50 2V , đồng thời ANu sớm pha 3
so với
MBu . Giá trị của U0 là
A. 25 14V B. 25 7V C. 12,5 14V D. 12,5 7V
Câu 126. (ĐH 2013) Đặt điện áp u=U0cos 100 t12
(V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm
điện trở, cuộn cảm và tụ điện có cường độ dòng điện qua mạch là i=I0 cos 100 t12
(A). Hệ số công
suất của đoạn mạch bằng:
A. 1,00 B. 0,87 C. 0,71 D. 0,50
ĐÁP ÁN: 1D 2C 3B 4C 5A 6C 7A 8C 9C 10C 11B 12D 13C 14C 15A 16B
17C 18A 19C 20C 21C 22C 23A 24B 25C 26B 27C 28C 29B 30B 31B 32C
33D 34B 35C 36A 37D 38B 39A 40C 41C 42B 43D 44C 45B 46B 47C 48A
49B 50A 51C 52B 53D 54A 55D 56A 57C 58D 59B 60A 61B 62B 63C 64B
65C 66CBA 67D 68B 69D 70A 71B 72D 73D 74A 75D 76D 77B 78D 79C 80C
81B 82B 83A 84D 85A 86C 87D 88C 89A 90D 91C 92C 93D 94B 95C 96A
97B 98C 99A 100D 101A 102C 103D 104D 105D 106D 107A 108A 109C 110C 111B 112A
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 53
113A 114C 115B 116B 117C 118D 119D 120A 121C 122A 123C 124B 125B 126B
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 54 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
BÀI 4: CÔNG SUẤT – CỰC TRỊ CÔNG SUẤT
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI DO CỘNG HƯỞNG (R=const) Biến số:
L
C
x hoÆc x=Z
hoÆc x=Z
Bài toán tương đương
với:
max min
1 2 1 2
P P Z Z
P P Z Z
2. CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI TRONG MẠCH CHỨA BIẾN TRỞ: x=R
a) Công suất cực đại
2
2 2L CxÐt hµm sè2
2 22
L C L C
Z ZU UP RI R (1) g(R) R
RR Z Z Z ZR
R
Bất đẳng thức Cauchy:
2 2
L C L C
L C min L C
Z Z Z ZR 2 R 2 Z Z g(R) 2 Z Z
R R
Dấu “=” xảy ra
2
L C
L C
Z ZR R Z Z
R
Vậy: 2
max 0 L C
UP R Z Z
2R
b) Bài toán P1=P2 (hai giá trị khác nhau của biến
trở là R1 và R2 cho cùng một giá trị công suất)
22 2
L CPR U R P Z Z 0
R1 và R2 là hai nghiệm của phương trình
2 2
1 2 L C 0R R Z Z R : TRUNG BÌNH NHÂN
3. MẠCH CHỨA NHIỀU ĐIỆN TRỞ
Cần phân biệt công suất tỏa nhiệt trên R, trên r và công suất toàn mạch.
Cực trị của công suất tỏa nhiệt trên R và toàn mạch: lập luận như trên ( bất đẳng thức Cauchy).
Công suất tỏa nhiệt trên r: chỉ tính công suất, không có bài toán cực trị.
II. CÁC VÍ DỤ
Ví dụ 1. Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp có R thay đổi thì thấy khi
R=30 và R=120 thì công suất toả nhiệt trên đoạn mạch không đổi. Để công suất đó đạt cực đại thì
giá trị R phải là
A. 150 B. 24 C. 90 D. 60
Hướng dẫn:
Z P
Z1=Z2
Zmin=R
x1 x0 x2 x2 x0 x1
x3
Z3
>Z
L R C
P
R1 R0 R2
L,r R C
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 55
[Đáp án D]
R = R1.R2 = 30.120 = 60 Ω
Ví dụ 2. Mạch như hình vẽ, C = 318(F), R biến đổi. Cuộn dây
thuần cảm, điện áp hai đầu mạch u = U0sin100t (V), công suất
tiêu thụ của mạch đạt giá trị cực đại khi R = R0 = 50 (). Cảm
kháng của cuộn dây bằng:
A. 40( ) B. 100() C. 60() D. 80()
Hướng dẫn:
[Đáp án C]
R thay đổi để Pmax R = | ZL-ZC| = 50 Ω ZL = ZC+R=60Ω
Ví dụ 3. Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh, điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ
dòng điện trong mạch lần lượt là: u = 100cos100t (V) và i = 100cos(100t + /3) (mA). Công suất tiêu
thu trong mạch là
A. 5000W B. 2500W C. 50W D. 2,5W
Hướng dẫn:
[Đáp án D]
P = UI.cos =
3
0 0
100.100.10 cosU I cos 3 2,5W
2 2
Ví dụ 4. Đặt hiệu điện thế u = 100 2sin100t (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, biết 1
L H
,
hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở R bằng ở hai đầu tụ C và bằng 100V. Công suất tiêu thụ mạch
điện là
A. 250W B. 200W C. 100 W D. 350W
Hướng dẫn:
[Đáp án C]
Mạch RLC có UR = U = 100 Mạch có hiện tượng cộng hưởng P = U2
R với R = ZL = ZC =100Ω
P=100W
Ví dụ 5. Đặt một điện áp xoay chiều có tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp thì thấy
khi f = 40Hz và f = 90Hz thì điện áp hiệu dụng đặt vào điện trở R như nhau. Để xảy ra cộng hưởng trong
mạch thì tần số phải bằng
A. 60Hz B. 130Hz C. 27,7Hz D. 50Hz
Hướng dẫn:
[Đáp án A]
f = f1.f2 = 40.90 = 60 Hz
Ví dụ 6. Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp có R thay đổi thì thấy khi R
= 30 và R=120 công suất toả nhiệt trên đoạn mạch không đổi. Biết U = 300 V, hãy tìm giá trị công
suất đó:
A. 150 W B. 240W C. 300W D. 600W
Hướng dẫn:
[Đáp án D]
Cách 1:
R = R1 và R = R2 thì P như nhau. Vậy Pmax khi: R = R1R2 = 30.120 = 60 Ω = |ZL - ZC|
Với R1 = 30 Ω; | ZL - ZC| = 60 Ω Z = 30 5 Ω
P = RI2 = R.U2
Z2
= 600 W
Cách 2: P = U2
R1+R2
= 3002
30+120 = 600 W
Đáp án D
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 56 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
III. BÀI TẬP THỰC HÀNH
Câu 1. Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện xoay chiều được tính theo công thức nào sau đây?
A. P = uicos B. P = uisin C. P = UIcos D. P = UIsin
Câu 2. Đại lượng nào sau đây được gọi là hệ số công suất của mạch điện xoay chiều?
A. k = sin B. k = cos C. k = tan D. k = cotan
Câu 3. Mạch điện nào sau đây có hệ số công suất lớn nhất?
A. Điện trở thuần R1 nối tiếp với điện trở thuần R2.B. Điện trở thuần R nối tiếp cuộn cảm L.
C. Điện trở thuần R nối tiếp tụ điện C. D. Cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C.
Câu 4. Mạch điện nào sau đây có hệ số công suất nhỏ nhất?
A. Điện trở thuần R1 nối tiếp với điện trở thuần R2. B. Điện trở thuần R nối tiếp cuộn cảm L.
C. Điện trở thuần R nối tiếp tụ điện C. D. Cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C.
Câu 5. Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp đang có tính cảm kháng, khi tăng tần số của dòng điện
xoay chiều thì hệ số công suất của mạch
A. không thay đổi B. tăng C. giảm D. bằng 0
Câu 6. Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp đang có tính dung kháng, khi tăng tần số của dòng điện
xoay chiều thì hệ số công suất của mạch:
A. không thay đổi B. tăng C. giảm D. bằng 0
Câu 7. Chọn trả lời sai Trong một mạch điện xoay chiều, công suất tiêu thụ của đoạn mạch là: P = kUI,
trong đó:
A. k là hệ số biểu thị độ giảm công suất của mạch gọi là hệ số công suất của dòng điện xoay chiều
B. Giá trị của k có thể < 1
C. Giá trị của k có thể > 1
D. k được tính bởi công thức: k = cosφ = R/Z
Câu 8. Chọn trả lời sai. Công suất tiêu thụ trong mạch điện xoay chiều gồm R,L,C (cuộn dây thuần
cảm) mắc nối tiếp
A. Là công suất tức thời B. Là P = UIcosφ
C. Là P = RI2 D. Là công suất trung bình trong một chu kì
Câu 9. Một đoạn mạch không phân nhánh có dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc nhỏ hơn
/2
A. Trong đoạn mạch không thể có cuộn cảm.
B. Hệ số công suất của đoạn mạch bằng không
C. Nếu tăng tần số dòng điện lên một lượng nhỏ thì cường độ hiệu dụng qua đoạn mạch giảm
D. Nếu tăng tần số dòng điện lên một lượng nhỏ thì cường độ hiệu dụng qua đoạn mạch tăng
Câu 10. Mạch RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Mạch đang có hiện tượng cộng hưởng. Tìm phát biểu
sai?
A. URmin = U B. Pmax C. Imax D. ZL = ZC
Câu 11. Mạch RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm, R là một biến trở, được mắc vào mạng điện xoay
chiều có hiệu điện thế hiệu dụng và tần số không đổi( ≠1
LC). Điều chỉnh biến trở thì thấy khi R =
R0, công suất trong mạch đạt cực đại. Tìm phát biểu sai?
A. Mạch đang có hiện tượng cộng hưởng B. UR < U
C. UR = L CU U D. Mạch có thể có tính cảm kháng hoặc dung kháng.
Câu 12. Mạch RLC mắc nối tiếp được mắc vào mạng điện có giá trị hiệu điện thế hiệu dụng không đổi,
nhưng tần số có thể thay đổi. Khi tăng tần số của dòng điện thì công suất của mạch giảm. Tìm phát biểu
đúng nhất?
A. Mạch tính cảm kháng B. Mạch có tính dung kháng
C. Mạch đang cộng hưởng D. Đáp án A, và C
Câu 13. Một tụ điện có điện dung C=5,3 F mắc nối tiếp với điện trở R=300 thành một đoạn. Mắc
đoạn mạch này vào mạng điện xoay chiều 220V-50Hz. Điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một phút
là:
A. 32,22J B. 1047J C. 1933J D. 2148J
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 57
Câu 14. Một cuộn dây khi mắc vào hiệu điện thế xoay chiều 50V-50Hz thì cường độ dòng điện qua
cuộn dây là 0,2A và công suất tiêu thụ trên cuộn dây là 1,5W. Hệ số công suất của mạch là bao nhiêu?
A. k = 0,15 B. k = 0,25 C. k = 0,50 D. k = 0,75
Câu 15. Hiệu điện thế ở hai đầu mạch là: u = 100sin(100t - /3) (V), dòng điện là: i = 4cos(100t +
/6) (A). Công suất tiêu thụ của mạch là:
A. 200W B. 400W C. 800W D. một giá trị kháC.
Câu 16. : Một mạch xoay chiều có u = 200 2cos100t(V) và i = 5 2cos(100t + /2)(A). Công suất
tiêu thụ của mạch là:
A. 0 B. 1000W C. 2000W D. 4000W
Câu 17. Mạch RLC nối tiếp: R = 50Ω, L = 1/2(H), C = 10-4/(F), f = 50 Hz. Hệ số công suất của đọan
mạch là:
A. 0,6 B. 0,5 C. 1/ 2 D. 1
Câu 18. Mạch RLC mắc nối tiếp được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số không đổi. Nếu cuộn
dây không có điện trở thì hệ số công suất cực đại khi nào?
A. R = ZL - ZC B. R = ZL C. R = ZC D. ZL = ZC
Câu 19. Mạch RLC có R thay đổi được được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số không thay đổi,
R bằng bao nhiêu thì mạch đạt công suất cực đại?(Không có hiện tượng cộng hưởng xảy ra).
A. R = |ZL - ZC| B. ZL = 2ZC C. ZL = R D. ZC = R
Câu 20. Mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây có điện trở trong r. Khi R thay đổi thì giá trị R là bao nhiêu
để công suất trong mạch đạt cực đại? (Không có hiện tương cộng hưởng xảy ra).
A. R = |ZL - ZC| B. R + r = |ZL - ZC| C. R - r = |ZL - ZC| D. R = 2|ZL - ZC|
Câu 21. Mạch điện chỉ có R = 20 Ω, Hiệu điện thế hai đầu mạch điện là 40 V, tìm công suất trong mạch
khi đó.
A. 40 W B. 60W C. 80W D. 0W
Câu 22. Mạch điện chỉ có C, C = 10-4/ F, tần số của dòng điện trong mạch 50 Hz, hiệu điện thế hiệu
dụng là 50 V. Tìm công suất trong mạch khi đó.
A. 40 W B. 60W C. 80W D. 0W
Câu 23. Mạch điện chỉ có L, L = 1/ H, tần số của dòng điện trong mạch 50 Hz, hiệu điện thế hiệu dụng
là 50 V. Tìm côngsuất trong mạch khi đó.
A. 40 W B. 60W C. 80W D. 0W
Câu 24. Mạch RLC mắc nối tiếp được mắc vào dòng điện xoay chiều có phương trình hiệu điện thế u =
220 2 cos(100t + /3) V và phương trình dòng điện là i = 2 2cos(100t + /2) A. Tìm công suất của
mạch điện trên?
A. 220W B. 440 W C. 220 3 W C. 351,5W
Câu 25. Mạch RL có R = 50 Ω, L = 1/ H được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số trong mạch là
50 Hz Nếu hiệu điện thế hai đầu mạch điện là 50 V, Hãy tính công suất trong mạch khi đó.
A. 20 W B. 10W C. 100W D. 25W
Câu 26. Mạch điện có RC, biết R = 50 Ω, C = 10-4/ F. Mạch điện trên được gắn vào mạng điện có hiệu
điện thế 50 V, tần số 50 Hz. Công suất trong mạch khi đó.
A. 20 W B. 10W C. 100W D. 25W
Câu 27. Mạch điện RLC có C thay đổi, R = 50 Ω, mắc mạch điện trên vào mạng điện xoay chiều có tần
số trong mạch là 50 Hz, ZL = 50 Ω.
- Tìm C để công suất trong mạch đạt cực đại.
A.410
C F5
B. 310
C F5
C.1
C F
D. 0,5 F
- Biết U = 100V, hãy tính công suất khi đó.
A. 50W B. 60W C. 100W D. 200W
Câu 28. Mạch điện RLC mắc nối tiếp, gắn mạch điện trên vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế 50
V, tần số dòng điện có thể thay đổi đượC. Biết L = 1/ H, C = 10-4 / F.
- Tính f để công suất trong mạch đạt cực đại?
A. 60Hz B. 40Hz C. 50Hz D. 100Hz
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 58 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
- Nếu công suất cực đại trong mạch 100 W. Hãy tính điện trở của mạch?
A. 20 Ω B. 30 Ω C. 25 Ω D. 80 Ω
Câu 29. Mạch điện RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm, R thay đổi đượC. ZL = 100 Ω, ZC = 60 Ω được
mắc vào mạch điện xoay chiều 50V - 50Hz.
- Tìm R để công suất trong mạch đạt giá trị cực đại?
A. 30 Ω B. 40 Ω C. 50 Ω D. 60 Ω
- R thay đổi để mạch điện có công suất cực đại, Tính giá trị hệ số công suất khi đó?
A. cos = 1 B. cos = 1/2 C. cos= 1/ 2 D. 3/2
- Tính công suất tiêu thụ trong mạch khi đó?
A. 30 W B. 31,25W C. 32W D. 21,35W
Câu 30. Một cuộn dây thuẩn cảm có độ tự cảm thay đổi được, mắc nối tiếp với một điện trở R = 40 Ω.
Mạch điện trên được mắc vào mạng điện xoay chiều 40 V - 50Hz.
- Xác định giá trị của độ tự cảm L để công suất trong mạch đạt cực đại?
A. L tiến đễn B. L tiến về 40 mH C. L =0,4
H
D. L tiến về 0
- Tính công suất khi đó?
A. 80 W B. 20 W C. 40 W D. 60 W
Câu 31. Mạch điện gồm có cuộn dây, điện trở trong là 50 Ω, độ tự cảm của mạch là 0,4/ H, Mắc mạch
điện trên vào mạng điện xoay chiều có tần số thay đổi đượC.
- Tính tần số dòng điện để công suất trong mạch là cực tiểu?
A. f = 0 Hz B. f = 50Hz C. f = 100Hz D. f ∞
- Nếu điều chỉnh tần số dòng điện trong mạch đến giá trị 50Hz sau đó mắc thêm vào mạch điện một tu
điện. Hãy tính điện dung của tụ để công suất trong mạch đạt cực đại?
A.410
F
B.
410F
4
C.
310F
4
D. không có đáp án
Câu 32. Mạch điện RLC mắc nối tiếp có R thay đổi đượC. Được đặt vào mạch điện 200V - 50Hz. Thấy
công suất trong mạch đạt cực đại bằng 100 W(Không có hiện tượng cộng hưởng), biết C = 10-3/2 F, hãy
tính giá trị của R?
A. R = 50 Ω B. 100 Ω C. 200 Ω D. 400 Ω
Câu 33. Mạch điện có hai phần tử RC có C thay đổi, được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số 50
Hz, biết điện trở trong mạch là 60 Ω, tính C để công suất trong mạch là lớn nhất?
A. C tiến về 0 B. C tiến về ∞ C. C tiến về 10-3/(6)F D. Không có đáp án
- Nếu U = 300V tính công suất của mạch khi đó?
A. 1000W B. 5100W C. 1500W D. 2000W
Câu 34. Mạch RLC có R thay đổi được, C = 31,8 F, L = 2/H, được mắc vào mạng điện 200V - 50Hz.
Điều chỉnh R để công suất trong mạch đạt cực đại. Tính công suất cực đại đó?
A. 100W B. 400W C. 200W D. 250 W
Câu 35. Mạch RLC có R thay đổi, khi R = 20 Ω và khi R = 40 Ω thì công suất trong mạch là như nhau.
Tìm R để công suất trong mạch đạt cực đại?
A. R = 30 Ω B. 20 2 Ω C. 40 Ω D. 69 Ω
Câu 36. Mach RLC khi tần số f = 20 Hz và khi f = 80 Hz thì công suất trong mạch là như nhau, tìm f để
công suất trong mạch đạt cực đại?
A. 50 Hz B. 55 Hz C. 40Hz D. 54,77Hz
Câu 37. Mạch RLC khi f = f1= 40 Hz và khi f = f2 thì công suất trong mạch là như nhau. Khi f = 60 Hz
thì công suất trong mạch đạt cực đại, tính f2.
A. 77Hz B. 90 Hz C. 97Hz D. 100Hz
Câu 38. Mạch RLC có R thay đổi, ta thấy khi R = 10 Ω và khi R = 20 Ω thì công suất trong mạch là
như nhau. Tìm giá trị của R để công suất trong mạch đạt cực đại?
A. 10 Ω B. 15 Ω C. 12,4 Ω D. 10 2 Ω
Câu 39. Một mạch xoay chiều gồm một cuộn cảm có R = 30Ω, L =1/4(H), mắc nối tiếp với một tụ
điện có C = 10- 4/(F). Hiệu điện thế ở hai đầu mạch là u = 250 2cos(2ft + /2) (V). Điều chỉnh f để
cường độ dòng điện trong mạch có giá trị cực đại. Giá trị của f khi đó là:
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 59
A. 25Hz B. 50Hz C. 100Hz D. 200Hz
Câu 40. Mạch RLC có R thay đổi được, Biết L = 1/ H và mạch điện trên được gắn vào mạng điện
220V -50Hz. Khi điều chỉnh R = 40 Ω và khi R = 160 Ω thì công suất trong mạch là như nhau. Tìm giá trị
của dung kháng?
A. ZC = 200 Ω B. ZC = 100 Ω C. ZC = 20 Ω D. 50 Ω
Câu 41. Chọn sai: Cho một đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp. Biết L = 1/(H), C = 10-3/4 (F). Đặt
vào hai đầu mạch một hiệu điện thế u =120 2sin 100t (V). Thay đổi R để cường độ dòng điện hiệu
dụng trong mạch đạt cực đại. Khi đó:
A. dòng điện trong mạch là Imax = 2A B. công suất mạch là P = 240 W
C. điện trở R = 0 D. công suất mạch là P = 0.
Câu 42. Mạch RLC nối tiếp: R = 25Ω; C = 10-3/5(F) và L là cuộn thuần cảm biến đổi đượC. Hiệu điện
thế giữa hai đầu mạch là u = 100 2cos(100t + /4) (V). Thay đổi L sao cho công suất mạch đạt cực đại.
Giá trị của L khi đó là:
A. L = 1/2(H) B. L = 1/(H) C. L = 2/(H) D. L = 4/(H)
Câu 43. Mạch R,L,C mắc nối tiếp: R = 80Ω; r = 20Ω, L = 2/(H), C thay đổi đượC. Hiệu điện thế hai
đầu đọan mạch là: u =120 2cos100t (V). Thay đổi C để công suất mạch cực đại. Giá trị cực đại của
công suất bằng:
A. Pmax = 180W B. Pmax = 144W C. Pmax = 288W D. Pmax = 720W
Câu 44. Mạch RLC mắc nối tiếp. Biết R= 100Ω, L = 1/(H) và C thay đổi đượC. Hiệu điện thế hai đầu
mạch có biểu thức: u =200 2cos100t (V). Thay đổi C để hệ số công suất mạch đạt cực đại. Khi đó
cường độ hiệu dụng trong mạch bằng:
A. 1A B. 2 A C. 2 A D. 2 2 A
Câu 45. Mạch RLC nối tiếp. Biết R = 100Ω, C =10-4/(F). Cuộn thuần cảm có L thay đổi đượC. Biết
hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là u = 200cos 100t (V). Thay đổi L để công suất mạch đạt giá trị
cực đại. Khi đó công suất của mạch là:
A. 100W B. 100 2 W C. 200W D. 400W
Câu 46. Một đoạn mạch gồm R = 100Ω, một cuộn thuần cảm có L thay đổi được và tụ điện có C =
0,318.10-4 F mắc nối tiếp vào mạch xoay chiều có uAB = 200cos(100t) (V). L phải có giá trị bao nhiêu
để công suất lớn nhất? Pmax =?
A. L = 0,318(H), P = 200W B. L = 0,159(H), P = 240W
C. L = 0,636(H), P = 150W D. Một giá trị khác
Câu 47. Một đoạn mạch gồm điện trở R=100Ω nối tiếp với C0 = 10-4/(F) và cuộn dây có r = 100Ω, L =
2,5/(H). Nguồn có u = 100 2sin(100t) (V). Để công suất của mạch đạt giá trị cực đại, người ta mắc
thêm một tụ C1 với C0:
A. C1 mắc song song với C0 và C1 = 10-3/15(F) B. C1 mắc nối tiếp với C0 và C1 = 10-3/15(F)
C. C1 mắc song song với C0 và C1 = 3.10-4/(F) D. C1 mắc nối tiếp với C0 và C1= 4.10-6/(F)
Câu 48. Mạch RLC nối tiếp: L = 159(mH); C = 15,9μF, R thay đổi đượC. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu
đoạn mạch u = 120 2cos100t (V). Khi R thay đổi thì công suất tiêu thụ cực đại của đoạn mạch là:
A. 240W B. 48W C. 96W D. 192W
Câu 49. Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, với R = 10 , cảm kháng ZL = 10, dung kháng ZC =
5 ứng với tần số f. Khi f thay đổi đến f’ thì trong mạch có hiện tượng cộng hưởng điện. Hỏi tỷ lệ nào
sau đây là đúng?
A. 2f = f’ B. f = 0,5f’ C. f = 4f’ D. f = 2f’
Câu 50. Hai đầu đoạn mạch RLC, cuộn dây thuần cảm, được duy trì điện áp uAB = U0cost (V). Thay
đổi R, khi điện trở có giá trị R = 24Ω thì công suất đạt giá trị cực đại 300W. Hỏi khi điện trở bằng 18Ω
thì mạch tiêu thụ công suất bằng bao nhiêu?
A. 288 W B. 168W C. 248 W D. 144 W
Câu 51. Đoạn mạch AB gồm hai đoạn AD và DB ghép nối tiếp. Điện áp tức thời trên các đoạn mạch và
dòng điện qua chúng lần lượt có biểu thức: uAD = 100 2cos(100t + /2)(V); uDB = 100 6cos(100t +
2/3)(V); i = 2cos(100t +/2)(A). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là:
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 60 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A. 100W B. 242W C. 186,6W D. 250W.
Câu 52. Hiệu điện thế xoay chiếu ở hai đầu mạch ổn định và có biểu thức: u = U0cost (V). Khi C = C1
thì công suất mạch là P = 200W và cường độ đòng điện qua mạch là: i = I0cos(t -/4) (A). Khi C = C2
thì công suất mạch cực đại. Tính công suất mạch khi C = C2.
A. 400W B. 400 2 W C. 800W D. 200 2 W.
Câu 53. Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R và một cuộn dây mắc nối tiếp. Điện áp đặt vào
hai đầu đoạn mạch có tần số 50Hz và có giá trị hiệu dụng U không đổi. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu
của R và giữa hai đầu của cuộn dây có cùng giá trị và lệch pha nhau góc /3. Để hệ số công suất bằng 1
thì người ta phải mắc nối tiếp với mạch một tụ có điện dung 100µF và khi đó công suất tiêu thụ trên mạch
là 100W. Hỏi khi chưa mắc thêm tụ thì công suất tiêu thụ trên mạch bằng bao nhiêu?
A. 80W B. 86,6W C. 75W D. 70,7W.
Câu 54. Đặt vào 2 đầu mạch điện có 2 phần tử C và R với điện trở R = ZC = 100 một nguồn điện tổng
hợp có biểu thức u =100 + 100 2cos(100t + /4) V. Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở:
A. 50W B. 200W C. 25W D. 150W.
Câu 55. Đặt vào 2 đầu mạch điện có 2 phần tử L và R với điện trở R = ZL = 100 một nguồn điện tổng
hợp có biểu thức u =100 + 100 2cos(100t + /4) V. Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở:
A. 50W B. 200W C. 25W D. 150W.
Câu 56. Đặt vào 2 đầu mạch điện chỉ có R với điện trở R = 100 một nguồn điện tổng hợp có biểu thức
u =100 + 100 2cos(100t + /4) V. Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở:
A. 50W B. 200W C. 25W D. 150W.
Câu 57. Đặt điện áp 0u U cos2 ft có tần số f thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp.
Ban đầu điểu chỉnh tần số f để công suất tiêu thụ trong mạch là 300W. Nếu chỉnh tần số f để hệ số công
suất của mạch giảm còn một nửa giá trị ban đầu thì công suất tiêu thụ trong mạch là
A.200W B.150W C.100W D.75W
Câu 58. Một mạch điện xoay chiều gồm 3 phần tử R,L,C, cuộn dây thuần cảm. Mắc mạch điện trên vào
nguồn điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi thì thấy hiệu điện thế ở 2 đầu mỗi phần tử là như
nhau và công suất tiêu thụ của mạch là P. Hỏi nếu bỏ tụ C chỉ giữ lại R,L thì công suất tiêu thụ của mạch
là P’ sẽ bằng bao nhiêu theo P?
A. P’ = P B. P’ = 2P C. P’ = 0,5P D. P’ =P
2
Câu 59. Mạch điện xoay chiều RLC ghép nối tiếp, đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế u = U0cos t
(V). Điều chỉnh C = C1 thì công suất của mạch đạt giá trị cực đại Pmax = 400W. Điều chỉnh C = C2 thì hệ
số công suất của mạch là 3
2. Công suất của mạch khi đó là:
A. 200W B. 100 3 W C. 100W D.300W
Câu 60. Mạch điện xoay chiều R L C có R thay đổi được mắc vào hiệu điện thế xoay chiều u =
200cos100t V. Biết khi R = 50 và R = 200 thì công suất mạch điện đều bằng nhau và bằng P. Giá trị
của P là:
A. 80W B. 400W C. 160W D. 100W
Câu 61. Có hai hộp kín mà trong mỗi hộp chứa 2 trong 3 phần tử R L C mắc nối tiếp. Khi lần lượt mắc
vào hai đầu mỗi hộp hiệu điện thế xoay chiều u = 200cos100tV thì cường độ dòng điện hiệu dung và
công suất mạch điện tương ứng đều là I và P. Đem nối tiếp hai hộp đó và duy trì hiệu điện thế trên thì
cường độ dòng điện cũng là I. Lúc đó công suất của đoạn mạch là:
A. 4P B. P C. 2P D. P/2
Câu 62. Đặt vào hai đầu một cuộn dây có độ tự cảm L = 0,4
H một hiệu điện thế một chiều U = 12 V
thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là I1 = 0,4 A. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây này một điện áp xoay
chiều có giá trị hiệu dụng U2 = 120 V, tần số f = 50 Hz thì công suất tiêu thụ ở cuộn dây bằng
A. 360 W. B. 480 W. C. 16,2 W. D. 172,8 W.
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 61
Câu 63. Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, có R là biến trở. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu
điện thế xoay chiều có biểu thức u = 120 2cos120t V. Biết rằng ứng với hai giá trị của biến trở:
R1=38, R2 =22 thì công suất tiêu thụ P trên đoạn mach như nhau. Công suất của đoạn mạch khi đó
nhận giá trị nào sau đây:
A. 120 W B. 484 W C. 240 W D. 282 W
Câu 64. Một cuộn dây có điện trở thuần R = 100 3 và độ tự cảm L = 3/ H mắc nối tiếp với một
đoạn mạch X có tổng trở ZX rồi mắc vào điện áp có xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V, tần số 50Hz thì
thấy dòng điện qua mạch điện có cường độ hiệu dụng bằng 0,3A và chậm pha 300 so với điện áp giữa hai
đầu mạch. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch X bằng:
A. 40 W B. 9 3 W C. 18 3 W D. 30 W
Câu 65. Đoan mạch gồm một cuộn dây có điện trở R và độ tự cảm L nối tiếp với một tụ điện biến đổi có
điện dung C thay đổi đượC. Hiệu điện thế xoay chiếu ở hai đầu mạch là u = U 2cos(t +/6)(V). Khi C
= C1 thì công suất mạch là P và cường độ đòng điện qua mạch là: i = I 2cos(t + /3) (A). Khi C = C2
thì công suất mạch cực đại là P0. Tính công suất cực đại P0 theo P.
A. P0 = 4P/3 B. P0 = 2P/ 3 C. P0 = 4P D. P0 = 2P.
Câu 66. Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R và một cuộn dây mắc nối tiếp. Điện áp đặt vào
hai đầu đoạn mạch có tần số f và có giá trị hiệu dụng U không đổi. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu của R
và giữa hai đầu của cuộn dây có cùng giá trị và lệch pha nhau góc /4. Để hệ số công suất bằng 1 thì
người ta phải mắc nối tiếp với mạch một tụ có điện dung C và khi đó công suất tiêu thụ trên mạch là
200W. Hỏi khi chưa mắc thêm tụ thì công suất tiêu thụ trên mạch bằng bao nhiêu?
A. 100W B. 150W C. 75W D. 170,7W.
Câu 67. Cho đoạn mạch xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây không thuần cảm có điện trở r = ZL mắc
nối tiếp. Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ trên cuộn dây là lớn nhất. Hệ số công suất của mạch khi đó
là:
A.3
2 B. 0,75 C. 0,5 D.
2
2
Câu 68. Cho đoạn mạch xoay chiều gồm biến trở R và cuộn dây không thuần cảm có điện trở r mắc nối
tiếp. Khi điều chỉnh giá trị của R thì nhận thấy với R = 20Ω, công suất tiêu thụ trên R là lớn nhất và khi
đó điện áp ở hai đầu cuộn dây sớm pha /3 so với điện áp ở hai đầu điện trở R. Hỏi khi điều chỉnh R bằng
bao nhiêu thì công suất tiêu thụ trên mạch là lớn nhất?
A. 10 Ω B. 10 3 Ω C. 7,3 Ω D. 14,1 Ω.
Câu 69. Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp RLC có điện trở R = 50 . Biết rằng tần số nguồn điện
xoay chiều có thể thay đổi được nhờ bộ phận biến tần nhưng giá trị hiệu dụng của điện áp thì được giữ
không đổi U = 100 2 V. Hỏi rằng trong quá trình biến tần dòng điện (từ 0Hz đến ) thì công suất tiêu
thụ của mạch biến thiên trong khoảng nào?
A. Từ giá trị bằng 0 đến 200W. B. Từ giá trị lớn hơn 0W đến 200W.
C. Từ giá trị bằng 0 đến 400W. D. Từ giá trị lớn hơn 0W đến 400W.
Câu 70. Một mạch điện xoay chiều gồm 3 phần tử R,L,C (cuộn dây thuần cảm). Mắc mạch điện trên
vào nguồn điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi thì thấy hiệu điện thế ở 2 đầu các phần tử lần
lượt là UR = UL, UC = 2UR và công suất tiêu thụ của mạch là P. Hỏi nếu mắc thêm tụ C’ = C nối tiếp với C
thì công suất tiêu thụ của mạch là P’ sẽ bằng bao nhiêu theo P?
A. P’ = P B. P’ = 2P C. P’ = 0,2P D. P’ = P/ 5
Câu 71. Cho mạch điện gồm một cuộn dây độ tự cảm L = 1/ (H), điện trở r = 50 mắc nối tiếp với
một điện trở R có giá trị thay đổi được và tụ C = 42.10
F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế
xoay chiều ổn định có f = 50Hz. Lúc đầu R = 50. Khi tăng R thì công suất tiêu thụ của biến trở R sẽ:
A. Giảm B. Tăng C. Tăng rồi giảm D. Giảm rồi tăng.
Câu 72. Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp RLC, cuộn dây thuần cảm. Điện trở R và tần số dòng điện f
có thể thay đổi. Ban đầu ta thay đổi R đến giá trị R = R0 để công suất tiêu thụ trên mạch cực đại là P1. Cố
định cho R = R0 và thay đổi f đến giá trị f = f0 để công suất mạch cực đại P2. So sánh P1 và P2.
A. P1 = P2 B. P2 = 2P1 C. P2 = 2P1 D. P2 = 2P1
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 62 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 73. Cho mạch RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm, R là biến trở. Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn
mạch bằng U không đổi. Khi điện trở của biến trở bằng R1 và R2 người ta thấy công suất tiêu thụ trong
đoạn mạch trong hai trường hợp bằng nhau. Tìm công suất cực đại khi điện trở của biến trở thay đổi.
A. 2
1 2
1 2
U R R
4R R
B.
2
1 2
U
2 R R C. 2U2
R1+R2
D. U2
R1+R2
Câu 74. Đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở thuần R và độ tự cảm L nối tiếp với tụ điện biến đổi có
điện dung C thay đổi đượC. Hiệu điện thế xoay chiếu ở hai đầu mạch ổn định và có biểu thức: u =
U0cos(t + /4)(V). Khi C = C1 thì cường độ đòng điện qua mạch là: i = I0cos(t) (A) và công suất tiêu
thụ trên mạch là P1. Khi C = C2 thì công suất mạch cực đại P2 = 100W. Tính P1.
A. P1 = 200W B. P1 = 50 2 W C. P1 = 50W D. P1 = 25W.
Câu 75. Hai đầu đoạn mạch RLC, cuộn dây thuần cảm, được duy trì điện áp uAB = U0cost (V). Thay
đổi R, khi điện trở có giá trị R = 80Ω thì công suất đạt giá trị cực đại 200W. Hỏi khi điện trở bằng 60Ω
thì mạch tiêu thụ công suất bằng bao nhiêu?
A. 100 W B. 150W C. 192 W D. 144 W
Câu 76. Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm và có độ tự cảm thay đổi, tụ C = 410
F
. Điện áp hiệu dụng 2 đầu mạch là 100V, tần số 50Hz. Khi L = 1,25/ (H) thì UL đạt cực đại. Hỏi
khi thay đổi L thì công suất tiêu thụ cực đại của mạch điện là bao nhiêu?
A. 100W B. 200W C. 50W D. 400W.
Câu 77. Mạch RLC khi mắc vào mạng điện một chiều có giá trị suất điện động là U0 thì công suất là P0.
Khi mạch trên được mắc vào mạng điện xoay chiều có u = Ucos(100t) V thì công suất của mạch là P.
Xác định tỉ số 0P
P.
A. 0 B. 1 C. 1
2 D. 2
Câu 78. Mạch điện chỉ có R khi mắc vào mạng điện một chiều có giá trị suất điện động là U0 thì công
suất là P0. Khi mạch trên được mắc vào mạng điện xoay chiều có u = Ucos(100t) V thì công suất của
mạch là P. Xác định tỉ số P0
P.
A. 0 B. 1 C. 1
2 D. 2
Câu 79. Cho mạch điện AB gồm một bóng đèn dây tóc có ghi (120V-75W); một cuộn dây có độ tự cảm
0,48
H và một tụ điện mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp u = U0cos100t (t tính bằng s) thì
thấy đèn sáng bình thường và công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB bằng 100W. Hệ số công suất của
cuộn cảm là bao nhiêu?
A. 0,8 B. 0,6 C.1
3 D.
1
2
Câu 80. (CĐ 2010): Đặt điện áp u = U 2cost (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc
nối tiếp với một biến trở R. Ứng với hai giá trị R1 = 20 và R2 = 80 của biến trở thì công suất tiêu thụ
trong đoạn mạch đều bằng 400 W. Giá trị của U là
A. 400 V. B. 200 V. C. 100 V. D. 100 2 V.
Câu 81. (CĐ 2010) Đặt điện áp u = 200cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm một biến trở R mắc
nối tiếp với một cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1
H. Điều chỉnh biến trở để công suất tỏa nhiệt trên biến
trở đạt cực đại, khi đó cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng
A. 1 A. B. 2 A. C. 2 A. D.1
2
Câu 82. (ĐH 2010) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50Hz vào hai đầu
đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 63
thay đổi đượC. Điều chỉnh điện dung C đến giá trị 410
F4
hoặc 410
F2
thì công suất tiêu thụ trên đoạn
mạch đều có giá trị bằng nhau. Giá trị của L bằng
A. 1
2H B.
2
H C.
1
3H D.
3
H
Câu 83. (CĐ 2009) Đặt điện áp u = 100 2cost V, có thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm
điện trở thuần 200 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm 25
H36
và tụ điện có điện dung. 410
F
Công suất
tiêu thụ của đoạn mạch là 50 W. Giá trị của là
A. 150 rad/s. B. 50 rad/s. C. 100 rad/s. D. 120 rad/s.
Câu 84. (CĐ 2009) Đặt điện áp u = 100 cos(t +
6) (V) vào hai đầu đoạn mạch có điện trở thuần, cuộn
cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp thì dòng điện qua mạch là i = 2cos(t +
3) (A). Công suất tiêu thụ của
đoạn mạch là
A. 100 3 W. B. 50 W. C. 50 3 W. D. 100 W.
Câu 85. (ĐH 2011) Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM
gồm điện trở thuần R1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2
mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đặt điện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng
không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB. Khi đó đoạn mạch AB tiêu thụ công suất bằng 120 W và có hệ số
công suất bằng 1. Nếu nối tắt hai đầu tụ điện thì điện áp hai đầu đoạn mạch AM và MB có cùng giá trị
hiệu dụng nhưng lệch pha nhau
3 , công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB trong trường hợp này bằng
A. 180 W. B. 160 W. C. 90 W. D. 75 W.
Câu 86. (ĐH 2011) Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm
điện trở thuần R1 =40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 310
F4
, đoạn mạch MB gồm điện trở
thuần R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số
không đổi thì điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch AM và MB lần lượt là: uAM = 50 2cos(100t -7
12
) V
và uMB = 150cos100t (V). Hệ số công suất của đoạn mạch AB là
A. 0,84. B. 0,71. C. 0,95. D. 0,86.
Câu 87. (CĐ-2012) Đặt điện áp u = U0cos(t + ) (U0 không đổi, tần số góc thay đổi được) vào hai
đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Điều chỉnh = 1 thì đoạn
mạch có tính cảm kháng, cường độ dòng điện hiệu dụng và hệ số công suất của đoạn mạch lần lượt là I1
và k1. Sau đó, tăng tần số góc đến giá trị = 2 thì cường độ dòng điện hiệu dụng và hệ số công suất của
đoạn mạch lần lượt là I2 và k2. Khi đó ta có
A. I2 > I1 và k2 > k1. B. I2 > I1 và k2 < k1. C. I2 < I1 và k2 < k1. D. I2 < I1 và k2 > k1.
Câu 88. (CĐ-2012) Đặt điện áp u = 2U cos2ft (trong đó U không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu
điện trở thuần. Khi f = f1 thì công suất tiêu thụ trên điện trở bằng P. Khi f = f2 với f2 = 2f1 thì công suất
tiêu thụ trên điện trở bằng
A. 2 P. B. 2
P. C. P. D. 2P.
Câu 89. (CĐ-2012) Đặt điện áp u = U0cos(t + ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và cuộn
cảm thuần có độ tự cảm L mắc nối tiếp. Hệ số công suất của đoạn mạch là
A. L
R
. B.
2 2( )
R
R L. C.
R
L. D.
2 2( )
L
R L
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 64 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 90. (CĐ-2012) Đặt điện áp u = U0cos(t + ) (với U0 và không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm
biến trở mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Điều chỉnh biến trở để công suất tỏa nhiệt trên biến trở đạt cực
đại. Khi đó
A. điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm thuần.
B. điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở bằng hai lần điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm thuần.
C. hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1.
D. hệ số công suất của đoạn mạch bằng 0,5.
Câu 91. (CĐ-2012) Đặt điện áp u = U0 cos(t + 3
) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn
cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i = 6 cos( )6
t
(A) và công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng 150 W. Giá trị U0 bằng
A. 100 V. B. 100 3 V. C. 120 V. D. 100 2 V.
Câu 92. (CĐ 2013) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 50V vào hai đầu mạch mắc nối tiếp gồm
điện trở thuần 10 và cuộn cảm thuần. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm thuần là 30V. Công
suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng:
A. 120W B. 240W C. 320W D.160W
Câu 93. (CĐ 2013) Khi có một dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây có điện trở thuần 50 thì hệ
số công suất của cuộn dây bằng 0,8. Cảm kháng của cuộn dây đó là:
A. 37,5 B. 91,0 C. 45,5 D. 75,0
Câu 94. (CĐ 2013) Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với tụ điện. Biết điện áp
hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện bằng một nửa điện áp hiệu dụng ở hai đầu mạch. Hệ số công suất của đoạn
mạch bằng:
A. 0,92 B. 0,71 C. 0,87 D.0,50
Câu 95. (ĐH 2013) Đặt điện áp u=U0cos 100 t12
(V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm
điện trở, cuộn cảm và tụ điện có cường độ dòng điện qua mạch là i=I0 cos 100 t12
(A). Hệ số công
suất của đoạn mạch bằng:
A. 1,00 B. 0,87 C. 0,71 D. 0,50
ĐÁP ÁN 1C 2B 3A 4D 5C 6B 7C 8A 9D 10A 11A 12D 13C 14A 15D 16A
17C 18D 19A 20B 21C 22D 23D 24C 25B 26B BD CC BC DC DC 32C
BC 34C 35B 36C 37B 38D 39C 40C 41B 42A 43B 44C 45C 46A 47B 48B
49D 50B 51D 52A 53C 54A 55D 56B 57D 58C 59D 60A 61C 62D 63C 64B
65A 66D 67A 68C 69C 70C 71C 72B 73B 74C 75C 76B 77A 78D 79A 80B
81A 82D 83D 84C 85C 86A 87C 88C 89B 90A 91D 92D 93A 94C 95B
BÀI 5: CỰC TRỊ HIỆU ĐIỆN THẾ
GIỚI THIỆU
1. NGUYÊN TẮC CHUNG ĐỂ GIẢI BÀI TOÁN CỰC TRỊ
Bước 1: Xác định hàm số, biến số: y=f(x)
- Đại lượng thay đổi được là biến số: ; Z ; Z ; RL Cx .
- Đại lượng đạt cực trị là hàm số: ; U ; U ; P;..L C Ry U
Bước 2: Xác định cực trị xảy ra do cộng hưởng hay không do cộng hưởng.
- Nếu biến số chỉ nằm ở một vị trí trong dạng hàm:
n
22
L C
h»ng sèy céng hëng
R Z Z
biÕn sè
.
- Tất cả các trường hợp khác: không cộng hưởng.
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 65
Bước 3: Đưa hết biến số xuống mẫu số
Bước 4: khảo sát hàm số ở mẫu số
n
h»ng sèy f(x) , víi n=1 hoÆc n=2 kh¶ o s¸t g(x)
g(x)
2. CỰC TRỊ DO CỘNG HƯỞNG Có nhiều bài toán cực trị do cộng hưởng, ta xét các bài toán tiêu biểu sau:
- Thay đổi L để R maxU hoặc để C max
U
C
CC C C
2
2
L C
x Z
Z UUU Z I Z céng hëng.
Z
R Z Z
- Thay đổi C để R maxU hoặc để L max
U
- Thay đổi ω ( hoặc f) để R maxU .
3. CỰC TRỊ KHÔNG DO CỘNG HƯỞNG
a) Thay đổi L để L maxU .
L L L L
22
L C
U UU Z I Z Z
ZR Z Z
biến số nằm ở 2 vị tríkhông cộng hưởng.
b) Thay đổi C để C maxU
C C C C
22
L C
U UU Z I Z Z
ZR Z Z
biến số nằm ở 2 vị tríkhông cộng hưởng.
c) Thay đổi ω để L maxU
d) Thay đổi ω để C maxU .
CÁC DẠNG BÀI TOÁN CỰC TRỊ KHÔNG DO CỘNG HƯỞNG
DẠNG 1: THAY ĐỔI L ĐỂ L maxU
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. CÁC BƯỚC TÌM CỰC TRỊ
Ta có:
L L L L2 2 2 2 2
L L C C C C
2
L L
U U UU Z I Z Z
Z R Z 2Z Z Z R Z 2Z1
Z Z
Đặt L
1x
Z khảo sát 2 2 2
C Cg(x) R Z x 2Z x 1 (1)
2 22 2 C C
C C 0 L2 2
C L C
Z R Z1g (x) R Z 2x 2Z = 0 x = Z (*)
R Z Z Z
2. CÁC HỆ QUẢ
a) Từ (*) suy ra:
2 2 2 2 2 2
L C C C L C C L C C L C RZ Z Z R Z Z Z R IZ IZ IZ I R U U U U
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 66 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
2b .c h : Trong tam giác vuông, bình phương độ dài đường cao hạ từ đỉnh góc vuông bằng
tích hai hình chiếu của hai cạnh góc vuông lên cạnh huyền.
b) Từ (1) suy ra: 2 2 2
C CR Z x 2Z x 1 g(x) = 0 (2)
Bài toán L1 L2
U U với hai giá trị khác nhau của L là L1, L2:
1
L1
1x
Z và
2
L2
1x
Z là hai nghiệm của phương trình (2)
®Þnh lý Viet
C1 2 02 2
L1 L2 C
2Z1 1x x 2x
Z Z R Z
Tóm lại: Thay đổi L để L maxU .
2 2
CRCL L L0max
C
R ZU U Z vµ U U
Z
L1 L2
L1 L2 L0
1 1 2U U
Z Z Z
II. CÁC VÍ DỤ
1. ÁP DỤNG ĐIỀU KIỆN CỰC TRỊ
Ví dụ 1. Cho mạch điện nối tiếp gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được, tụ điện có
dung kháng 60Ω và điện trở thuần 20Ω. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch u 20 5 cos100 t (V)
. Khi cảm kháng bằng ZL0 thì điện áp hiệu dụng trên cuộn dây đạt giá trị cực đại ULmax. Giá trị ZL0 và
ULmax lần lượt là
A. 200
; 200V3
B. 200
; 100V3
C. 200 ; 200V D. 200 ; 100V
Hướng dẫn: đáp án B
2 2 2 2
CL0
C
R Z 20 60 200Z
Z 60 3
2
2 200 20 10 U 20 5 3Z 20 60 I 1,5A
3 3 Z 2 20 10
L L0max
200U I.Z 1,5. 100V
3
RCU U
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 67
Ngoài ra, ta có thể tính L maxU bằng cách:
R L RC
2 2 2 2
C CRCL
R
2 2
U .U U.U
I R Z R ZU.UU U U
U IR R
20 6020 3 100V
20
Công thức tính L maxU :
2 2
C
L max
R ZU U
R
Ví dụ 2. (ĐH 2011) Đặt điện áp xoay chiều u U 2 cos100 t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối
tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi đượC.
Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì thấy giá trị cực đại đó
bằng 100V và điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện bằng 36V. Giá trị của U là
A.80V B.136V C.64V D.48V
Hướng dẫn: đáp án A
“Cách 1”: nếu ta nhớ hệ thức lượng trong tam giác vuông : « trong
tam giác vuông, bình phương độ dài một cạnh góc vuông bằng tích
của cạnh huyền và hình chiếu của cạnh góc vuông đó lên cạnh
huyền » thì ta có:
2
L L CU U U U 100(100 36) U 80V
“Cách 2”: nếu ta không nhớ hệ thức trên, thì áp dụng định lý
Pythagore hai lần:
LC L C
U U U 100 36 64V
Định lý Pythagore: 2 2 2
RCU 100 U
Định lý Pythagore: 2 2 2 2 2
RC R RU U 36 64.36 36 ,v× U 64.36
2 2 2U 100 64.36 36 80V
Ví dụ 3. Đặt điện áp xoay chiều u 100 6 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp
gồm điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi đượC. Điều
chỉnh L để điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại L maxU thì thấy điện áp hiệu
dụng trên tụ điện là 200V. Giá trị L maxU là
A.100V B.150V C.300V D.200V
Hướng dẫn: đáp án C
0U 100 6
U 100 3 V2 2
2 2 2
L L C L C LU U U U U U U U 0
2 4
L LU 200U 3.10 0
L LU 300V hoÆc U 100V
Ví dụ 4. (ĐH 2009) Đặt điện áp 0
u U cos t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở
thuần R, tụ điện và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi đượC. Biết dung kháng của tụ điện bằng
R 3 . Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại, khi đó
36V
64V
100V
200V
LU
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 68 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A.điện áp giữa hai đầu điện trở lệch pha
6 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
B. điện áp giữa hai đầu tụ điện lệch pha
6 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
C.trong mạch có cộng hưởng điện.
D. điện áp giữa hai đầu cuộn cảm lệch pha
6 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
Hướng dẫn: đáp án A
C C C R
Z R 3 IZ IR 3 U U 3
Loại B vì
0CU ;U 90 U híng lªn . Loại C. Ta tính A (dễ hơn D).
2 2 2 2
CL0
C
4R R 3
R Z R 3R 4 13Z R tan
Z RR 3 3 3
R RU, I U,U (V× U I)
6
Ví dụ 5. Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM có điện
trở R=100Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Đoạn mạch MB chỉ có cuộn cảm thuần với độ tự
cảm L thay đổi đượC. Đặt điện áp
u 100 2 cos 100 t (V)4
vào hai đầu đoạn mạch AB.
Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm cực đại, khi đó điện áp hai đầu đoạn mạch AM có
biểu thức: AM
u 100 2 cos 100 t (V) . Giá trị của C và φ lần lượt là
A.
0,2mF; -
3 B.
0,1mF; -
3 C.
0,1mF; -
4 D.
0,05mF; -
4
Hướng dẫn: đáp án C
Khi RCL maxU U U : u nhanh pha
2 so với uRC
4 2 4
RC
U U tam giác vuông cân, trong tam giác vuông cân, đường
cao bằng nửa cạnh huyền (vì cùng bằng nửa đường chéo của hình
vuông gấp đôi tam giác vuông cân này) R C
U U
3
C
C
1 0,1.10Z R 100 C F
Z
2. SO SÁNH CỘNG HƯỞNG VÀ CỰC TRỊ KHÔNG CỘNG HƯỞNG
Ví dụ 6. Đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp với R=100Ω và cuộn dây thuần cảm L có thể
thay đổi đượC. Khi công suất tiêu thụ trên mạch đang đạt giá trị cực đại mà tăng cảm kháng thêm 50Ω
thì điện áp trên hai đầu cuộn cảm đạt cực đại. Dung kháng của tụ là
A.100Ω B.50Ω C.150Ω D.200Ω
Hướng dẫn: đáp án D
max L1 C
P céng hëng Z Z
2 2
CL L2max
C
R ZU Z
Z
Mà
2 2
2CL2 L1 C C C
C
R ZZ Z 50 Z 50 50Z 100 Z 200
Z
100V
100V
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 69
Ví dụ 7. Chọn phát biểu sai. Đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp gồm điện trở thuần, tụ điện và
cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được, đang xảy ra cộng hưởng điện. Nếu tăng L một
lượng nhỏ thì
A.điện áp hiệu dụng trên điện trở giảm B.công suất tỏa nhiệt trên toàn mạch giảm
C.điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thuần giảm D.điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thuần tăng.
Hướng dẫn: đáp án C
L max
L1 C
2 2 2L1 L2C
L L2 C Cmax céng hëng UC C
céng hëng Z Z
Z ZR Z RU Z Z Z
Z Z
Vậy, khi đang có L1 C
Z Z mà tăng L thì UL tăng.
Ví dụ 8. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn cảm thuần
có độ tự cảm L thay đổi đượC. Khi L=L1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị lớn nhất
và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R bằng 220V. Khi L=L2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu
cuộn cảm đạt giá trị lớn nhất và bằng 275V, khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở bằng 132V.
Lúc này điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện là
A.96V B.451V C.457V D.99V
Hướng dẫn: đáp án D
C 1Rmax
U céng hëng U U 220V
2 2 2 2 2 2RCL L RC R Cmax
U U U U U U U U U
2 2 2 2
C C275 220 132 U U 99V
3. BÀI TOÁN L1 L2
U U
Ví dụ 9. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R,
tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi đượC. Điều chỉnh L thì thấy có hai
giá trị khác nhau của L là L1 và L2 thì điện áp hiệu dụng trên cuộn thuần cảm có cùng một giá trị. Để
điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm cực đại thì giá trị của L là
A. 1 2
L L L B.
1 2L L
L2
C.
1 2
1 2
2L LL
L L D.
1 2
1 2
L LL
L L
Hướng dẫn: đáp án C
1 2 1 2L1 L2
L1 L2 L 1 2 1 2 1 2
L L 2L L1 1 2 1 1 2 2U U L
Z Z Z L L L L L L L L
Ví dụ 10. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R,
tụ điện có dung kháng 50Ω và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi đượC. Điều chỉnh L thì thấy có
hai giá trị khác nhau của cảm kháng là 100Ω và 300Ω thì điện áp hiệu dụng trên cuộn thuần cảm có
cùng một giá trị. Điện trở R bằng
A.25Ω B.19Ω C. 50 2 D.50Ω
Hướng dẫn: đáp án C
L1 L2 L0
L1 L2 L0 L0
1 1 2 2 1 1U U Z 150
Z Z Z Z 100 300
Mà
2 2
2 2CL0 L0 C C
C
R ZZ R Z Z Z 150.50 50 50 2
Z
III. BÀI TẬP
1. ÁP DỤNG ĐIỀU KIỆN CỰC TRỊ
Câu 1. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, tụ điện có dung
kháng ZC và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm thay đổi đượC. Để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn
dây đạt cực đại thì cảm kháng của cuộn dây là
275V
220V
132V
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 70 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A.2 2
C
C
R Z
4Z B.
2 2
C
C
R Z
2Z C.
2 2
C
C
R Z
Z D.
2 2
C
C
R Z2
Z
Câu 2. Đặt điện áp xoay chiều 0
u U cos100 t vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R=20Ω,
tụ điện có dung kháng ZC=60Ω và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm thay đổi đượC. Để điện áp hiệu dụng
giữa hai đầu cuộn dây đạt cực đại thì độ tự cảm của cuộn dây là
A.
2H
3 B.
1,8H C.
0,4H D.
0,3H
Câu 3. Đặt điện áp xoay chiều u U 2 cos100 t vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, tụ
điện có dung kháng ZC và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi đượC. Giá trị cực đại của điện áp
hiệu dụng hai đầu cuộn cảm khi L thay đổi là
A. 2 2
CR Z
UR
B. 2 2
CUR R Z C.
2 2
CR Z
U2R
D. 2 2
CUR R Z
Câu 4. Đặt điện áp xoay chiều u 200cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần
R=100Ω, tụ điện có điện dung
50C F và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi đượC. Giá
trị cực đại của điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm khi L thay đổi là
A.100 10 V B.200V C. 200 10 V D.150V
Câu 5. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, tụ điện có dung
kháng C
RZ
3 và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi đượC. Thay đổi L đến khi điện áp hiệu
dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại thì
A.hệ số công suất lớn nhất và bằng 1.
B.điện áp hai đầu đoạn mạch chậm pha
3 so với cường độ dòng điện.
C. điện áp hai đầu đoạn mạch nhanh pha
3 so với cường độ dòng điện.
D. điện áp hai đầu đoạn mạch cùng pha với cường độ dòng điện.
Câu 6. Chọn phát biểu sai. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần,
tụ điện và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi đượC. Khi trong mạch đang xảy ra cộng hưởng
điện, nếu giảm độ tự cảm của cuộn dây một lượng nhỏ thì
A.điện áp hiệu dụng trên điện trở giảm. B.công suất tỏa nhiệt trên toàn mạch giảm.
C.điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thuần giảm. D. điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thuần tăng.
Câu 7. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc
nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần và tụ điện. Đoạn mạch MB chỉ có cuộn dây thuần cảm có
độ tự cảm L thay đổi đượC. Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB đạt cực đại thì khi
đó điện áp hai đầu đoạn mạch AB
A.vuông pha với điện áp MB B.trễ pha hơn điện áp AM.
C.vuông pha với điện áp hai đầu tụ điện. D.vuông pha với điện áp AM
Câu 8. Đặt điện áp xoay chiều u 100 6 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn
mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần và tụ điện. Đoạn mạch MB chỉ có
cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi đượC. Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch
MB đạt cực đại MB maxU thì khi đó điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM là 100V. MB max
U bằng
A.100V B.150V C.300V D.200V
Câu 9. Đặt điện áp xoay chiều u 150 2 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn
mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R=60Ω và tụ điện có điện dung
1C mF
8 Đoạn mạch MB chỉ có cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi đượC. Điều chỉnh L
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 71
để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM lệch pha
2 so với u thì khi đó điện áp hiệu dụng hai đầu
đoạn MB là
A.200V B.250V C.237V D.35V
2. BÀI TOÁN L1 L2
U U
Câu 10. Đặt điện áp xoay chiều 0
u U cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện
trở thuần R=50Ω, tụ điện có dung kháng C
Z và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi đượC. Điều
chỉnh L thì có hai giá trị của cảm kháng là 100Ω và 300Ω ứng với cùng một giá trị điện áp hiệu dụng hai
đầu cuộn cảm. Giá trị của C
Z là
A.150Ω hoặc 100Ω B.131Ω hoặc 19Ω C.75Ω hoặc 25Ω D. 50Ω hoặc 25Ω
Câu 11. Đặt điện áp xoay chiều 0
u U cos t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở
thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi đượC. Điều chỉnh L thì
có hai giá trị của L là 0,4 H và 0,3 H ứng với cùng một giá trị điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm. Để
điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì phải điều chỉnh L đến giá trị
A.0,1H B.0,34H C.0,5H D.0,15H
1C 2A 3A 4A 5C 6D 7D 8D 9B 10B 11B
DẠNG 2: THAY ĐỔI C ĐỂ C maxU
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. CÁC BƯỚC TÌM CỰC TRỊ
Ta có:
C C C C2 2 2 2 2
L L C C L L
2
C C
U U UU Z I Z Z
Z R Z 2Z Z Z R Z 2Z1
Z Z
Đặt C
1x
Z khảo sát 2 2 2
L Lg(x) R Z x 2Z x 1 (1)
2 22 2 L L
L L 0 C2 2
L C L
Z R Z1g (x) R Z 2x 2Z = 0 x = Z (*)
R Z Z Z
2. CÁC HỆ QUẢ
a) Từ (*) suy ra:
2 2 2 2 2 2
L C L L C L L C L L C L RZ Z Z R Z Z Z R IZ IZ IZ I R U U U U
2b .c h : Trong tam giác vuông, bình phương độ dài đường cao hạ từ đỉnh góc vuông bằng
tích hai hình chiếu của hai cạnh góc vuông lên cạnh
huyền.
b) Từ (1) suy ra:
2 2 2
L LR Z x 2Z x 1 g(x) = 0 (2)
Bài toán C1 C2
U U với hai giá trị khác nhau
của C là C1, C2:
1
C1
1x
Z và
2
C2
1x
Z là hai nghiệm của
phương trình (2)
®Þnh lý Viet
L1 2 02 2
C1 C2 L
2Z1 1x x 2x
Z Z R Z
RLU U
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 72 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Tóm lại: Thay đổi C để C maxU .
2 2
LRLC C C0max
L
R ZU U Z vµ U U
Z
C1 C2
C1 C2 C0
1 1 2U U
Z Z Z
II. CÁC VÍ DỤ
1. ÁP DỤNG ĐIỀU KIỆN CỰC TRỊ
Ví dụ 1. Mạch điện nối tiếp gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1,4
(H)
, tụ điện xoay có điện
dung C thay đổi được và điện trở thuần 20Ω. Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có biểu
thức: u 100 2 cos100 t (V) . Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị
cực đại C maxU . Khi đó, cảm kháng và C max
U lần lượt là
A. 500
; 279V3
B. 1000
; 707V7
C. 125 ; 300V D. 1000
; 200V9
Hướng dẫn: đáp án B
Ta có: L
Z 140 ; R=20
2 2 2 2
LC C C0max
L
R Z 20 140 1000U U Z
Z 140 7
12
2 1000 100 2 U 100 2 7Z 20 140 I 100 A
7 7 Z 7 2
C C0max
7 1000U I.Z . 707V
72
Lưu ý: công thức tổng quát để tính C maxU :
RLR C RL C
R
2 2
LRL
U .UU .U U .U U
U
R ZIZ .UU
IR R
2 2
L
C max
R ZU U
R
Ví dụ 2. Mạch điện nối tiếp gồm điện trở thuần 30 2 , cuộn dây có độ tự cảm 0,3 2
(H)
và
điện trở 30 2 , tụ điện xoay có điện dung C thay đổi đượC. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có
biểu thức: u 200cos100 t (V) . Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị
cực đại C maxU . Khi đó, điện dung C và C max
U lần lượt là
A. 16 F ; 158 V B. 15 F ; 158 V C. 16 F ; 120 V D. 15 F ; 120 V
Hướng dẫn: đáp án D
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 73
L
2 22 2
L 5
C0
L
Z 30 2 ; U=100 2 V
60 2 30 2R r Z 1Z 150 2 C 15.10 F
Z 30 2 100 .150 2
2 2
2 2
L
C max
60 2 30 2R ZU U 100 2 158(V)
R 60 2
Ví dụ 3. Mạch điện nối tiếp gồm điện trở thuần R=150 , cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm
2L (H)
và tụ điện xoay có điện dung C thay đổi đượC. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có biểu
thức: u 120 2 cos100 t (V) . Khi C thay đổi từ 0 đến rất lớn thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ
A.tăng từ 120V đến 200V rồi giảm về 0. B.tăng từ 0 đến 200V rồi giảm về 0.
C.tăng từ 120V đến 220V rồi giảm về 0. D. Giảm từ 120V đến 0 rồi tăng đến 120V.
Hướng dẫn: đáp án A t¨ng
C Cgi¶mC 0 C Z Z 0
CC C C C
2 22 2
L C C
120ZU UU Z I Z Z
Z R Z Z 150 200 Z
Khi C=0:
C C
C CC
2 2Z Z2 2C
C 2
C C
120Z 120ZU lim lim 120V
150 200 Z 150 200Z 1
Z Z
Khi
2 2 2 2
LC
L
R Z 150 200Z 312,5
Z 200
2 2 2 2
L
C max
R Z 150 200 U U 120 200(V)
R 150
Khi
C C
CC
2 2Z 0 Z 02 2C
2
C C
120Z 120C : U lim lim 0
150 200 Z 150 2001
Z Z
Ví dụ 4. (ĐH 2011) Đặt điện áp xoay chiều u U 2 cos100 t (U không đổi, t tính bằng s) vào
hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,2
H
và tụ
điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều chỉnh điện dung của tụ điện để điện áp hiệu dụng giữa hai
bản tụ điện đạt giá trị cực đại. Giá trị cực đại đó bằng U 3 . Điện trở R bằng
A. 10 B. 20 2 C. 10 2 D. 20
Hướng dẫn: đáp án C
Cách 1:
2 2 2 2
L
C max
R Z R 20U U U 3 U R 10 2
R R
Cách 2: RLC C maxU U U U
2 2
C C L L L
2UU U U U U U 3 U 3 U U
3
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 74 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
2
2
R L C L
2U 2U 2UU U U U U 3
33 3
R
U 6U
3
R
L L L
L
U U 6 3 1 IR R
U 3 2U IZ Z2
Z 20R 10 2
2 2
Ví dụ 5. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 160 V vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp.
Khi đó điện áp trên đoạn RL lệch pha 2
so với điện áp hai đầu đoạn mạch, điện áp hiệu dụng trên tụ
bằng 200V. Điện áp hiệu dụng trên điện trở R là
A.120V B.72V C. 96V D. 40V
Hướng dẫn: đáp án C
2 2 2 2
RL CU U U 200 160 120V
RLR C RL R
C
U.U 160.120U .U U.U U 96V
U 200
Ví dụ 6. Mạch điện nối tiếp gồm cuộn dây không thuần cảm và tụ điện có điện dung C thay đổi
đượC. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có biểu thức: u 30 2 cos100 t (V) . Điều chỉnh C để
điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại và bằng 50V. Khi đó điện áp hiệu dụng trên
cuộn dây là
A.20V B.40V C.100V D. 30V
Hướng dẫn: đáp án B
2 2 2 2
RL CU U U 50 30 40V
Ví dụ 7. Mạch điện nối tiếp gồm cuộn dây không thuần cảm và tụ điện có điện dung C thay đổi
đượC. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có biểu thức: 0
u U cos t (V) . Điều chỉnh C để điện áp
hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại và bằng 2U0. Khi đó điện áp hiệu dụng trên cuộn dây
là
A. 0
7U
3 B. 0
3U
7 C. 0
7U
2 D. 0
2U
7
Hướng dẫn: đáp án B
2
22 2 0RL C 0 0
U 7U U U 2U U
22
Ví dụ 8. Mạch điện nối tiếp gồm điện trở thuầng, cuộn dây thuần cảm và tụ điện có điện dung C
thay đổi đượC. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có biểu thức: u U 2 cos t . Điều chỉnh C để
điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại và bằng C maxU . Khi đó dòng điện qua mạch
sớm pha hơn điện áp hai đầu mạch là 3
. Giá trị của C max
U là
A. U B. 2U C. U 3 D. 2U
3
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 75
Hướng dẫn: đáp án D
Để ý hai góc bằng nhau α.
C
C
U U U 2Usin U
U sin 3sin3
SO SÁNH CỘNG HƯỞNG VÀ CỰC TRỊ KHÔNG CỘNG HƯỞNG
Ví dụ 9. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch điện nối tiếp gồm điện trở thuần,
cuộn dây thuần cảm và tụ điện xoay có điện dung C thay đổi đượC. Khi điều chỉnh C thì thấy: khi
dung kháng của tụ là C
Z =50Ω thì công suất tiêu thụ của mạch lớn nhất, khi C
Z =55Ω thì điện áp hiệu
dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị lớn nhất. Điện trở của mạch là
A. 5 3 B. 5 10 C. 5 2 D. 5
Hướng dẫn: đáp án B
max L C
P P céng hëng: Z Z 50
2 2 2 2
LC C C0max
L
R Z R 50U U Z 55= R 5 10
Z 50
Ví dụ 10. Mạch điện RLC nối tiếp đang xảy ra cộng hưởng điện. Nếu chỉ giảm điện dung tụ điện một
lượng rất nhỏ thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu
A.tụ điện không đổi. B.điện trở thuần không đổi.
C.tụ điện tăng. D.tụ điện giảm.
Hướng dẫn: đáp án C
Cộng hưởng: C1 L
Z Z
2 2 2
LC C C2 L C1max
L L
R Z RU U Z =Z Z
Z Z
Vậy khi đang cộng hưởng C1
Z , giảm điện dung (tăng dung kháng) về C2
Z thì UC tăng về C maxU
Ví dụ 11. Mạch điện xoay chiều AB mắc nối tiếp gồm ba đoạn mạch theo đúng thứ tự AM, MN và
NB. Đoạn AM chỉ chứa cuộn cảm thuần, đoạn MN chứa ampe kế nối tiếp với điện trở thuần, đoạn NB
chỉ có tụ điện có điện dung thay đổi đượC. Khi điều chỉnh điện dung tới giá trị C0 thì hiệu điện thế hai
đầu các đoạn mạch AN và AB lệch pha nhau 2
. Khi đó, nếu tăng điện dung của tụ điện thì điện áp
hiệu dụng giữa hai bản tụ sẽ
A.tăng, số chỉ ampe kế tăng. B.giảm, số chỉ ampe kế giảm.
C.giảm, số chỉ ampe kế tăng. D.tăng, số chỉ ampe kế giảm.
Hướng dẫn: đáp án C
Khi 2 2 2
LRL0 C C C0 L Lmax
L L
R Z RC C : U U U U , Z =Z Z
Z Z
Khi tăng C thì ZC giảm, càng xa cực đại nên UC giảm, nhưng lại càng tiến về gần điều kiện cộng
hưởng nên I tăng.
Ví dụ 12. Đoạn mạch AB theo thứ tự gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm
điện trở thuần và cuộn cảm thuần. Đoạn MB chỉ chứa tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Đặt vào
hai đầu AB điện áp xoay chiều u 100 2 cos 100 t (V)2
. Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng
trên đoạn mạch AM đạt cực đại thì giá trị cực đại này là 200V. Sau đó, điều chỉnh C để điện áp hiệu
dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại thì biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch AM và MB lần
lượt là
α
α
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 76 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A.AM MB
5u 200 2 cos 100 t (V); u 100 6 cos100 t (V)
6
B. AM MB
5u 100 6 cos100 t (V); u 200 2 cos 100 t (V)
6
C. AM MB
5u 100 6 cos 100 t (V); u 200 2 cos100 t (V)
6
.
D. AM MB
5u 200 2 cos100 t (V); u 100 6 cos 100 t (V)
6
Hướng dẫn: đáp án B
Thay đổi C để URL cực đại:
2 2 2 2
RL RL L L2
2
L C
biÕn
2 2 2 2
RL L L L
U UU Z I R Z R Z céng hëng
ZR Z Z
U 100U R Z 200 R Z Z R 3
R R
Thay đổi C để C maxU
Lưu ý rằng R và ZL không đổi, ta tính được hai góc α
LZ
tan 3R 3
RLRL
RL
Utan U 100 3 (V)
100AM :
u nhanh pha so víi u2
RL AMu u 100 3 2 cos 100 t
2 2
100 6 cos100 t (V)
C
CC MB
C
100cos U 200 (V)
UMB : u u 200 2 cos 100 t
2 3u trÔ pha so víi u
3
5 200 2 cos 100 t (V)
6
Ví dụ 13. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần L
và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều chỉnh C để trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng
thì điện áp hiệu dụng trên điện trở và trên cuộn cảm thuần lần lượt là x và y. Sau đó, điều chỉnh C để
điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại thì giá trị cực đại này là z=3y. Tỉ số z/x bằng
A.2 2
3 B.
3 2
4 C.
3
4. D. 2 2
Hướng dẫn: đáp án B
Cộng hưởng:
R max
L L Lmax
x U U
Uy U Z I Z
R
α
α
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 77
2 2
L 2 2
C L L Lmax
R Z Rz U U 3y R Z 3Z Z
R 2 2
22 R
R3 z 3 3 28
z U UR x 42 2 2 2
2. BÀI TOÁN C1 C2
U U
Ví dụ 14. Một mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm cuộn cảm không thuần cảm và tụ điện có điện dung
C thay đổi đượC. Dùng vôn kế có điện trở rất lớn mắc vào hai bản tụ điện. Thay đổi C người ta thấy
khi C=40 µF và khi C=20 µF thì vôn kế chỉ cùng trị số. Tìm C để vôn kế chỉ giá trị cực đại
A.20 µF. B. 10 µF. C.30 µF. D.60 µF.
Hướng dẫn: đáp án C
Gọi C0 là giá trị của C cho C maxU
1 2C1 C2 0
C1 C2 C0
1 2 0
C C1 1 2 1 1 2U U C 30 ( F)
1 1 1Z Z Z 2
C C C
Ví dụ 15. Đặt điện áp xoay chiều 0
u U cos100 t vào hai đầu đoạn mạch RLC có R 100 2 ,
cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1,5
L H
và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi điện dung tụ
điện lần lượt là 1
25C F
và 2
125C F
3
thì điện áp hiệu dụng trên tụ có cùng giá trị. Để
điện áp hiệu dụng trên điện trở R đạt cực đại thì giá trị của C là
A. 50
F
B. 200
F3
C. 20
F
D. 100
F
Hướng dẫn: đáp án D
Thay đổi C để R maxU thì trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Cần phân biệt giá trị
0C làm cho
C maxU với giá trị
chC làm cho R max
U . Đề bài yêu cầu tính ch
C chứ không yêu cầu tính 0
C , tuy
nhiên, vẫn sử dụng công thức tính 0
C thì ta sẽ tính được ZL, suy ra ch
C .
C0
C1 C2 C0 C0
1 1 2 1 1 2Z 300
Z Z Z 400 240 Z
Mà
2 2 22 LL L
C0 L L
L LL
1,5Z 200 , lo¹i v× L< HR Z 20000 Z
Z 300 Z 300Z 20000 0Z Z
Z 100
ch
ch
4
C L ch
C
1 10Z Z 100 C (F)
Z
Ví dụ 16. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở, cuộn cảm thuần
và tụ điện có dung kháng ZC thay đổi. Gọi C maxU là giá trị cực đại của điện áp hiệu dụng trên tụ.
Điều chỉnh ZC lần lượt bằng 50Ω, 100Ω, 150Ω thì điện áp hiệu dụng trên tụ lần lượt là C1
U , C2
U ,
C3U . Biết
C1 C2U U a thì
A. C3 C maxU U B.
C3U a C.
C3U a D.
C maxC3
UU
2
Hướng dẫn: đáp án C
Khi C thay đổi, UC phụ thuộc C theo hàm số:
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 78 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
C
2 2 2 2 2CL L L L
2
C C
U U 1U f(x), víi x=
ZR Z 2Z R Z x 2Z x 11
Z Z
Hàm số này có cực đại tại L0 2 2
L
Zx =
R Z với giá trị cực đại
2 2
L
C max
R ZU U
R
Bài toán C1 C2
U U mà ta đã học,
chính là bài toán kẻ đường nằm
ngang cắt đồ thị tại 2 điểm có hoành
độ thỏa mãn TRUNG BÌNH CỘNG
như đã biết:
1 2 0x x 2x
C1 C2 C0
1 1 2
Z Z Z
Trong baì tập này, chính là bài toán so sánh C3
U với C1
U và C2
U khi lấy x3 nằm trong đoạn hoặc ngoài
đoạn 1 2x ;x .
Ta có:
1
C1
1 1x
Z 50
2
C2
1 1x
Z 100
3
C3
1 1x
Z 150
3 2 1x x x
Dựa vào đồ thị ta thấy:
C3 C1 C2U U U
Ví dụ 17. Đặt điện áp xoay chiều 220V-50Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 50Ω,
cuộn cảm thuần có cảm kháng 100Ω và tụ điện có dung kháng ZC thay đổi. Điều chỉnh ZC lần lượt
bằng 50Ω, 100Ω, 150Ω, 200Ω thì điện áp hiệu dụng trên tụ lần lượt là C1
U , C2
U , C3
U , C4
U . Chọn
phát biểu đúng:
A. C1 C2
U U B. C2 C1
U U C. C3 C4
U U D. C3 C2
U U
Hướng dẫn: đáp án B
Tại điểm cực đại:
2 2 2 2
LC0 0
L
R Z 50 100 1Z 125 x
Z 100 125
Ta có: 1 2 3 4 4 3 0 2 1
1 1 1 1x ; x ; x ; x x x x x x
50 100 150 200
Trong cùng một phía với 0
x , càng gần 0
x thì UC càng lớn.
Phía bên trái 0
x : 4 3 0 3 0 C3 C4
x x x x gÇn x h¬n U U C sai.
, TBC
, TBC
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 79
Phía bên phải 0
x :
0 2 1
2 0
C2 C1
x x x
x gÇn x h¬n
U U
B đúng, A sai.
Ở hai phía khác nhau của 0
x , thì vì đồ thị
không đối xứng qua đường thẳng đứng x=
0x , nên không so sánh được
C2U và
C3U
cho dù có biết 3
x gần 0
x hơn. (nếu muốn
so sánh C2
U và C3
U thì ta hãy nghĩ ra một
điểm 2
x cùng phía với 2
x sao cho 2
x và
3x thỏa mãn điều kiện “trung bình cộng”).
Câu D sai vì lý do duy nhất là không thỏa
mãn điều kiện “TRUNG BÌNH CỘNG”: 2 30
x x 1 1x
2 120 125
Ví dụ 18. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm
thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi C=C1 thì dòng điện trễ pha 4
so
với điện áp hai đầu đoạn mạch. Khi 14C
C25
thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện cực đại, tính
hệ số công suất của mạch khi đó.
A.0.6 B.0,7 C.0,8 D. 0,9
Hướng dẫn: đáp án C
L C11 1 C1 L
Z ZC C : tan = tan Z Z R
R 4
L
22 2
chia hai vÕ cho Z1 LC2 C1 L
L L L
4C R Z25 25 25 R RC Z Z Z R 1 1
25 4 4 Z 4 Z Z
L
R®Æt X=
Z 2
L C2
25 21 3 4R 25RX X 0 X Z Z
4 4 4 3 12
2
2 222L C2
R Rcos 0,8
R Z Z 4R 25RR
3 3
Ví dụ 19. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm
thuần có độ tự cảm 3
L (H)
và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi 1
0,1C C mF
2
thì
dòng điện trễ pha 4
so với điện áp hai đầu đoạn mạch. Khi 1
3CC
5 thì điện áp hiệu dụng giữa hai
bản tụ điện cực đại. Tần số góc của dòng điện trong mạch là
A.200π rad/s B.50π rad/s C.100π rad/s D.10π rad/s
Hướng dẫn: đáp án C
L C11 1 L C1 L C1
Z ZC C : tan = tan R Z Z Z Z (*)
R 4
2 22 2L C1 L1 L
C2 C1
L L
Z Z Z3C R Z5C Z Z
5 3 Z Z
, TBC
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 80 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
L
22 2 2 2chia vÕ cho ZL C1 L C1 L C1 L C1 C1 C1
C1
L L L L L
Z Z Z Z 2Z Z 2Z Z Z Z5 5Z 2 2
3 Z Z 3 Z Z Z
C1
L
Z C1 L ®Æt X=Z 2
C1 L
X 3 Z 3Z , (*) lo¹i11
X X 2 0 2 23 X Z Z (1)
3 3
3
1 1
1 2 3 3(1) L 100 rad/s
3 0,1.10C 3 2LC2
2
III. BÀI TẬP
1. ÁP DỤNG ĐIỀU KIỆN CỰC TRỊ
Câu 1. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm
có cảm kháng ZL và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều chỉnh C để dung kháng của tụ là ZC thì
điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ cực đại, hệ thức đúng là:
A.ZL=ZC B.ZL=R+ZC C. ZL=R-ZC D. 2 2
L C LZ Z R Z
Câu 2. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R=20Ω, cuộn dây
không thuần cảm có cảm kháng ZL=100Ω và điện trở r=30Ω, tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều
chỉnh C để dung kháng của tụ là ZC thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ cực đại. ZC bằng
A.104Ω B.125Ω C. 120Ω D.20Ω
Câu 3. Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50Hz vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây không thuần cảm có
độ tự cảm 1
L (H)
và điện trở r=100Ω, mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều
chỉnh C để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ cực đại. C bằng
A. 1
mF2
B. 0,1
mF2
C. 1
mF
D. 0,1
mF
Câu 4. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn dây không
thuần cảm có cảm kháng ZL và điện trở r, tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều chỉnh C để dung
kháng của tụ là ZC thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ cực đại. ZC bằng
A.
2 2
L
L
R Z
Z
B.
2 2 2
L
L
R r Z
Z
C.
2 2
L
L
R r Z
Z
D.
2 2
LR r Z
R r
Câu 5. Đặt điện áp xoay chiều 0
u U cos t vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp có ZL=R, tụ
điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ cực đại thì biểu
thức liên hệ giữa ω, R, L, và C là
A.2 1
2RC B.
2 1
LC C.
2 1
RC D.
2 1
2LC
Câu 6. Đặt điện áp xoay chiều u 120 2 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần
R=100Ω, cuộn cảm thuần 2
L (H)
và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi C thay đổi từ 0 đến
rất lớn thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ
A.tăng từ 120V đế 120 5 V rồi giảm về 0. B. tăng từ 0 đế 120 5 V rồi giảm về 0.
C. tăng từ 120V đế 120 10 V rồi giảm về 0. D. giảm từ 120V đế 0 rồi tăng đến 120V.
Câu 7. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch MN gồm hai đoạn mạch MA và AN mắc
nối tiếp. Đoạn MA chỉ có cuộn cảm và đoạn AN chỉ có tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi thay
đổi C để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AN cực đại thì điện
A.tức thời trên MA và AN vuông pha nhau. B.hiệu dụng trên AN nhỏ hơn trên MA.
C.hiệu dụng trên AN lớn hơn trên MN. D.hiệu dụng trên AN nhỏ hơn trên MN.
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 81
Câu 8. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm
có cảm kháng L
Z R 2 và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Lúc đầu mạch đang có cộng hưởng
điện. Sau đó chỉ thay đổi điện dung của tụ, để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại thì
dung kháng của tụ
A.tăng 2 lần. B.tăng 1,5 lần. C.giảm 1,5 lần. D.giảm 2 lần.
Câu 9. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm một cuộn dây và một tụ điện
có điện dung C thay đổi đượC. Điều chỉnh C để điện áp giữa hai bản tụ có giá trị lớn nhất. Khi đó
A.điện áp giữa hai đầu cuộn dây sớm pha 2
so với điện áp giữa hai bản tụ.
B.điện áp giữa hai đầu đoạn mạch chậm pha 2
so với điện áp giữa hai đầu cuộn dây.
C.công suất tiêu thụ trên mạch là lớn nhất.
D.trong mạch có cộng hưởng điện.
Câu 10. Chọn phát biểu sai. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch MN gồm hai đoạn
mạch MA và AN mắc nối tiếp. Đoạn MA chỉ có cuộn cảm và đoạn AN chỉ có tụ điện có điện dung C thay
đổi đượC. Khi thay đổi C để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AN cực đại thì
A.dung kháng lớn hơn tổng trở toàn mạch. B.điện áp trên các đoạn MA và MN lệch pha nhau 2
C. dung kháng nhỏ hơn tổng trở toàn mạch. D.các điện áp hiệu dụng C R L
U U ,U .
Câu 11. Đặt điện áp xoay chiều ổn định có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện
trở thuần R, cuộn dây thuần cảm và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi thay đổi C thì điện áp hiệu
dụng giữa hai bản tụ điện không vượt quá 2U. Cảm kháng của cuộn cảm là
A.L
Z R B. L
Z R 3 C. L
RZ
3 D.
LZ 3R
Câu 12. Đặt điện áp xoay chiều ổn định có tần số 50Hz vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở
thuần R, cuộn dây thuần cảm và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi 1
1C C (mH)
3
thì
cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt giá trị cực đại. Khi 2
3C C (mH)
25
thì hiệu điện thế
hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có giá trị cực đại. Điện trở R có giá trị là
A.30Ω B.40Ω C.50Ω D. 60Ω
Câu 13. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp theo đúng thứ tự gồm tụ điện có
điện dung C thay đổi được, điện trở R và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Điều chỉnh C để điện áp hiệu
dụng trên tụ đạt giá trị cực đại thì điện áp hai đầu mạch
A.vuông pha với điện áp trên đoạn RL. B.vuông pha với điện áp trên L.
C.vuông pha với điện áp trên C. D.vuông pha với điện áp trên RC.
Câu 14. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C thay đổi
được, điện trở R và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng trên tụ đạt giá trị
cực đại thì
A.điện áp giữa hai đầu cuộn dây sớm pha 2
so với điện áp giữa hai bản tụ.
B.công suất tiêu thụ trên mạch là lớn nhất.
C.trong mạch có cộng hưởng điện.
D.điện áp giữa hai đầu mạch chập pha 2
so với điện áp giữa hai đầu cuộn dây.
Câu 15. Đặt điện áp xoay chiều u 60 2 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây không
thuần cảm và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng giữ hai bản tụ
điện đạt giá trị cực đại 100V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây khi đó là
A.30V. B.40V C.50V. D.80V.
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 82 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 16. Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở 60 3 Ω, cảm kháng 60Ω và tụ
điện có điện dung thay đổi đượC. Khi thay đổi điện dung của tụ điện để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ
đạt giá trị cực đại, lúc đó dòng điện qua mạch
A.sớm pha hơn điện áp hai đầu mạch 3
B.sớm pha hơn điện áp hai đầu mạch
6
C.chậm pha hơn điện áp hai đầu mạch 3
D.chậm pha hơn điện áp hai đầu mạch
6
Câu 17. Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở 20Ω, cảm kháng 20Ω và tụ điện
có điện dung thay đổi đượC. Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều u 40cos t . Thay đổi điện
dung của tụ điện để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại, lúc đó độ lệch pha của hiệu điện
thế giữa hai bản tụ so với hiệu điện thế u là
A.900 B.450 C.1350 D.600
Câu 18. Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở 70Ω và độ tự cảm 0,7
H
và tụ
điện có điện dung thay đổi đượC. Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều
u 140 cos 100 t (V)2
. Thay đổi điện dung của tụ điện để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt
giá trị cực đại, khi đó biểu thức điện áp giữa hai đầu cuộn dây là
A. RLu 140cos 100 t (V) B.
RLu 140cos 100 t (V)
4
C. RL
u 70 2 cos 100 t (V)4
D. RL
u 70 2 cos 100 t (V)
Câu 19. Đặt điện áp xoay chiều 100V-50Hz vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm có cảm
kháng 150Ω, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều chỉnh C để điện áp hiệu
dụng giữ hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại và giá trị cực đại đó bằng 125V. Điện trở R bằng
A.50Ω. B.100Ω C.150Ω D.200Ω
Câu 20. Đặt điện áp xoay chiều u U 2 cos 100t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây thuần
cảm, điện trở thuần R=120Ω và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng
giữ hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại và giá trị cực đại đó bằng 2U. Khi đó dung kháng của tụ là
A.160 3 Ω. B.160Ω C.150Ω D.200Ω
Câu 21. Đoạn mạch MN theo thứ tự gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn thuần cảm L và tụ điện có
điện dung C thay đổi đượC. Gọi A là điểm nối giữa L và C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay
chiều MNu 100 2 cos 100t (V) . Thay đổi C để điện áp hiệu dụng trên đoạn MA cực đại thì
biểu thức điện áp trên đoạn này là MAu 200 2 cos 100t (V) . Giá trị của φ là
A.6
B.
6
C.
3
D.
3
Câu 22. Đoạn mạch MN theo thứ tự gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn thuần cảm L và tụ điện có
điện dung C thay đổi đượC. Gọi A là điểm nối giữa L và C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay
chiều MNu 100 2 cos 100t (V) . Thay đổi C để điện áp hiệu dụng trên đoạn MA cực đại thì
biểu thức điện áp trên đoạn này là MAu 200 2 cos 100t (V) . Nếu thay đổi C để điện áp hiệu dụng
trên đoạn AN cực đại thì biểu thức điện áp trên đoạn MA là
A.MA
u 100 6 cos 100 t (V)6
B.
MAu 200 6 cos 100 t (V)
6
C.MA
u 100 6 cos 100 t (V)3
D.
MAu 200 6 cos 100 t (V)
3
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 83
Câu 23. Đoạn mạch MN theo thứ tự gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn thuần cảm L và tụ điện có
điện dung C thay đổi đượC. Gọi A là điểm nối giữa L và C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay
chiều MNu 50 6 cos 100t (V) . Thay đổi C để điện áp hiệu dụng trên đoạn MA cực đại thì biểu
thức điện áp trên đoạn này là MA
u 100 2 cos 100 t (V)2
. Nếu thay đổi C để điện áp hiệu dụng
trên đoạn AN cực đại thì biểu thức điện áp trên đoạn MA là
A.MA
5u 100 6 cos 100 t (V)
6
B.
MA
5u 50 2 cos 100 t (V)
6
C.MA
u 100 6 cos 100 t (V)3
D.
MAu 50 2 cos 100 t (V)
3
Câu 24. Đoạn mạch MN theo thứ tự gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn thuần cảm L và tụ điện có
điện dung C thay đổi đượC. Gọi A là điểm nối giữa L và C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay
chiều MNu 50 6 cos 100t (V) . Thay đổi C để điện áp hiệu dụng trên đoạn MA cực đại thì biểu
thức điện áp trên đoạn này là MA
u 100 2 cos 100 t (V)2
. Nếu thay đổi C để điện áp hiệu dụng
trên đoạn AN cực đại thì biểu thức điện áp trên đoạn AN là
A.AN
5u 100 2 cos 100 t (V)
6
B.
AN
5u 50 2 cos 100 t (V)
6
C.AN
u 100 2 cos 100 t (V)6
D.
ANu 50 2 cos 100 t (V)
6
Câu 25. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm nối tiếp
với tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Điều chỉnh để điện dung của tụ điện có giá trị C=C1 thì điện áp
hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn cảm đều bằng U đồng thời dòng điện trong mạch khi đó
có biểu thức 1i 2 6 cos 100 t A
4
. Khi C=C2 thì điện áp hiệu dụng trên tụ cực đại và dòng
điện trong mạch có biểu thức
A.2
5i 2 2 cos 100 t (A)
12
B.
2i 3 2 cos 100 t (A)
3
C. 2
5i 2 3 cos 100 t (A)
12
D.
2i 2 3 cos 100 t (A)
3
Câu 26. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần L và tụ
điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi C thay đổi thì điện áp hiệu dụng cực đại trên R, L, C lần lượt là
x, y, z. nếu z
5y thì
z
x bằng
A. 0,5 5 B. 0,75 2 C. 0,75 D. 2 2
Câu 27. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần L và tụ
điện có điện dung C thay đổi đượC. Dùng các vôn kế lý tưởng V1 và V2 mắc lần lượt hai đầu R và hai đầu
C. Khi C thay đổi để số chỉ V1 cực đại thì giá trị này gấp đôi số chỉ V2 khi đó. Hỏi khi điều chỉnh C để số
chỉ V2 cực đại thì số chỉ này gấp mấy lần V1 lúc này?
A.2,5 B. 1,24 C. 1,75 D. 0,5 2
2. BÀI TOÁN C1 C2U U
Câu 28. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có cảm
kháng ZL=50Ω và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi C thay đổi, người ta thấy có hai giá trị của
dung kháng là ZC1=50Ω và ZC2=150Ω thì điện áp hiệu dụng trên tụ bằng nhau. Giá trị R bằng
A.50 2 B. 75 C. 25 2 D. 50
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 84 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 29. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R=37,5Ω, cuộn cảm thuần
có cảm kháng ZLvà tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi C thay đổi, người ta thấy có hai giá trị của
dung kháng là ZC1=50Ω và ZC2=150Ω thì điện áp hiệu dụng trên tụ bằng nhau. Giá trị ZL bằng
A.100 B. 75 C. 37,5 D. 50
Câu 30. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có cảm
kháng ZLvà tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi C thay đổi, người ta thấy có hai giá trị của dung
kháng là ZC1=50Ω và ZC2=150Ω thì điện áp hiệu dụng trên tụ bằng nhau. Để điện áp hiệu dụng giữa hai
bản tụ điện đạt giá trị cực đại thì dung kháng của tụ bằng
A.100 B. 75 C. 37,5 D. 50
Câu 31. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có cảm
kháng ZL và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi C thay đổi, người ta thấy có hai giá trị của điện
dung là C=C1 và C=C2 thì điện áp hiệu dụng trên tụ bằng nhau. Để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện
đạt giá trị cực đại thì điện dung C của tụ là
A. 1 2C C
2
B. 1 2
C C C. 1 22 C C D.
1 22 C C
5
Câu 32. Đặt điện áp xoay chiều 0u U cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở
R=75Ω, cuộn cảm thuần có cảm kháng ZLvà tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Khi C thay đổi, người
ta thấy có hai giá trị của dung kháng là ZC1=100Ω và ZC2=300Ω thì điện áp hiệu dụng trên tụ bằng nhau.
Để cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại thì điện dung của tụ điện là
A.50
(mF)
B. 2
(mF)15
C. 1
(mF)15
D. 100
(mF)
Câu 33. Đặt điện áp xoay chiều 0u U cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R,
cuộn cảm thuần có cảm kháng ZLvà tụ điện có dung kháng C thay đổi đượC. Gọi C maxU là giá trị cực
đại của điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện. Điều chỉnh ZC lần lượt bằng 50Ω, 150Ω, 200Ω thì điện áp
hiệu dụng trên tụ lần lượt bằng UC1, UC2 và UC3. Nếu UC1= UC2=a thì
A. C3 C maxU U B. C3
U a C. C3U a D.
C maxC3
UU
2
Câu 34. Đặt điện áp xoay chiều 220V-50Hz vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R=50Ω, cuộn
cảm thuần có cảm kháng ZL=100Ω và tụ điện có dung kháng C thay đổi đượC. Điều chỉnh ZC lần lượt
bằng 50Ω, 100Ω, 180Ω, 200Ω thì điện áp hiệu dụng trên tụ lần lượt bằng UC1, UC2 và UC3, UC4. Trong số
các điện áp hiệu dụng nói trên, điện áp lớn nhất là
A. C1U B. C2
U C. C3U D. C4
U
1D 2B 3B 4C 5D 6A 7C 8B 9B 10C 11B 12B 13A 14D 15D 16A 17B
18A 19D 20A 21D 22A 23B 24C 25A 26A 27A 28C 29C 30B 31A 32B 33C 34B
DẠNG 3: THAY ĐỔI ω ĐỂ L maxU
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. CÁC BƯỚC TÌM CỰC TRỊ
Ta có:
L L L2
2 222 4 2
U U LUU Z I Z L
Z 1 1 2L 11 R LR LC CC
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 85
Đặt 2
1x
khảo sát
2 2 2
2
1 2Lg(x) x R x L
C C
(1)
2 22 2 2
02
1 2L C 2L L Rg (x) 2x R = 0 x = R C
C C 2 C C 2
L2
1 1
C L R
C 2
Khi đó:
2L R2®Æt Z
C 2C C
L
1 L RZ Z Z
C C 2
2. BÀI TOÁN L1 L2U U
Từ (1) suy ra: 2 2 2
2
1 2Lx R x L g(x) 0
C C
(2)
Bài toán L1 L2
U U với hai giá trị khác nhau của ω là ω1, ω2:
1 2
1
1x
và 2 2
2
1x
là hai nghiệm của phương trình (2)
®Þnh lý Viet2
2 2 2
2 2 2
1 2 L
1 1 2L L R 2C R 2C
C C 2
Tóm lại: THAY ĐỔI ω ĐỂ L maxU
2L R
®Æt ZC 2
L L CmaxU U Z Z
2 2
L1 L2 2 2 2
1 2 L
1 1 2U U 2C Z
DẠNG 4: THAY ĐỔI ω ĐỂ C maxU
TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. CÁC BƯỚC TÌM CỰC TRỊ
Ta có:
C C C2
2 4 2 222
U 1 U U 1U Z I Z
Z C C 2L 11 L RR LC CC
Đặt 2x khảo sát 2 2 2
2
2L 1g(x) L x R x
C C
(1)
22 2 2
0 2 2
2L 1 2L 1 L Rg (x) L 2x R = 0 x = R
C 2L C L C 2
2
C
1 L R
L C 2 Khi đó:
2L R2®Æt Z
C 2L C L
L RZ L Z Z
C 2
2. BÀI TOÁN C1 C2U U
Từ (1) suy ra: 2 2 2
2
2L 1L x R x g(x) 0 (2)
C C
(2)
Bài toán C1 C2U U với hai giá trị khác nhau của ω là ω1, ω2:
2
1 1x và
2
2 2x là hai nghiệm của phương trình (2)
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 86 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
®Þnh lý Viet2
2 2 2 2
1 2 C2 2
1 2L 1 L RR 2 2
L C L C 2
Tóm lại: THAY ĐỔI ω ĐỂ C maxU
2L R
®Æt ZC 2
C C LmaxU U Z Z
2 2 2 2
C1 C2 1 2 C 2
2U U 2 Z
L
TÓM TẮT DẠNG 3 VÀ DẠNG 4
Thay đổi ω đặt
2L RZ
C 2
L L Cmax
L1 L2 2 2 2
1 2 L
U U Z Z
1 1 2U U
C C Lmax
2 2 2
C1 C2 1 2 C
U U Z Z
U U 2
II. CÁC VÍ DỤ
1. ÁP DỤNG ĐIỀU KIỆN CỰC TRỊ
Ví dụ 1. Đặt điện áp xoay chiều 0u U cos t (U0 không đổi và ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn
mạch gồm điện trở thuần R=100Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L=15mH và tụ điện có điện dung
C=1µF mắc nối tiếp, với CR2<2L. Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì ω
bằng
A. 42.10
rad / s3
B. 42.10 rad/s C. 410
rad / s3
D. 410 rad/s
Hướng dẫn: đáp án D
2 3 2
6
L R 15.10 100Z 100
C 2 10 2
4
L L C C 6maxC
1 1U U Z Z 100 10 rad/s
CZ 10 .100
Ví dụ 2. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V và tần số thay đổi được vào hai đầu đoạn
mạch gồm điện trở thuần R=100Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L=12,5mH và tụ điện có điện dung
C=1µF mắc nối tiếp. Thay đổi ω để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt cực đại thì giá trị cực đại đó
là
A.300 V B. 200 V C. 100 V D. 250 V
Hướng dẫn: đáp án D
2 3 2
6
L R 12,5.10 100Z 50 3
C 2 10 2
LC C L C C 3max
Z 50 3U U Z Z 50 3 L rad / s
L 12,5.10
1 1
6
C 3
C
1 50 3 3 250 3Z 10
C 12,5.10 250 3
2
22 2
L C
250 3 200Z R Z Z 100 50 3
3 3
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 87
C Cmax
U 250 3I 3 A U IZ 3. 250
Z 3
Lưu ý: có thể chứng minh được:
2
C Lmax max
UL 1 L RU U , víi Z
RC Z C 4
Ví dụ 3. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f thay đổi được vào hai đầu
đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn dây có điện trở r=10Ω và có độ tự cảm L=0,3
H và tụ điện có điện
dung C=1
6mF mắc nối tiếp. Khi f=50Hz, thay đổi R thì điện áp hiệu dụng trên tụ cực đại là U1. Khi
R=30Ω, thay đổi f thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại là U2. Tỉ số 1
2
U
U là
A.1,58 B. 3,15 C.0,79 D.6,29
Hướng dẫn: đáp án A
Khi f=50Hz, thay đổi R:
C1 C1 maxU UC
C1 C C1R 0 max2 2 2 2
L C
UZ U60U IZ U
R r Z Z 0 10 30 60
10,6 10U U
Khi R=30Ω, thay đổi f:
2
2
3
R rL 0,3.6 40 Z 10 14
C 4 .10 4
C 23max
UL 1 U.0,3.6 1 9UU U
R r C Z .40.10 10 14 2 14
1
2
U 0,6 10U2 14 1,58
U 9U
Ví dụ 4. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số góc ω thay đổi được vào
hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn dây thuần cảm và tụ điện mắc nối tiếp. Khi
C100 rad/s , thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt cực đại. Còn khi L
400 rad/s
thì điện áp hiệu dụng giưa hai đầu cuộn cảm thuần đạt cực đại. Tần số góc 0 để điện áp hiệu dụng
giữa hai đầu điện trở đạt cực đại là
A. 250 rad/s B. 200 rad/s C. 500 rad/s D. 300 rad/s
Hướng dẫn: đáp án B
C C L CmaxU U Z Z L
(1)
L L CmaxL
1U U Z Z
C
(2)
R R 0max
1U céng hëng
LC (3)
Chia (1) cho (2): so s¸nh víi (3)
2
C L C L 0 0 L C
1L. C 1 200 rad/s
LC
Ghi nhớ:
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 88 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
L Cmax max
2
céng hëng L C
U U
Ví dụ 5. Mạch điện RLC nối tiếp đang xảy ra cộng hưởng điện. Nếu chỉ giảm tần số một lượng rất
nhỏ thì
A.điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ không đổi. B.điện áp hiệu dụng trên điện trở thuần không đổi.
C.điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ tăng. D.điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ giảm.
Hướng dẫn: đáp án C
R Rmax
1U céng hëng
LC (1)
2
L L CmaxL
1 L RU U Z Z
C C 2
(2)
2
C C L Cmax
L RU U Z Z L
C 2
(3)
2 2 2
L R
L R
1 L R C R 1(2) C LC LC
C 2 2
2 2
C R C R2
1 L R 1 R 1(3)
L C 2 LC 2L LC
C R L . Từ R
, giảm tần số thì ω dịch về phía C nên UC tăng.
Ghi nhớ:
C Lmax max
C R L
céng hëngU U
Ví dụ 6. Chọn phát biểu sai. Mạch điện RCL nối tiếp đang xảy ra cộng hưởng điện. Nếu tăng dần
tần số của điện áp đặt vào mạch thì
A.điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R giảm.
B.dòng điện trong mạch trở nên chậm pha hơn điện áp hai đầu mạch.
C.điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch gồm R nối tiếp với C tăng.
D.cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch giảm.
Hướng dẫn: đáp án C
Cộng hưởng: max R maxI , U A và D là phát biểu đúng.
Tăng f LZ tăng, C
Z giảmu nhanh pha hơn i / i chậm pha hơn uB là phát biểu đúng.
C
I gi¶m2 2
RC RC C RCZ gi¶mU IZ I R Z U gi¶m
Ví dụ 7. Đặt điện áp xoay chiều 0u U cos t (U0 không đổi và ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn
mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp,
với CR2<2L. Gọi V1, V2, V3 lần lượt là các vôn kế mắc vào hai đầu R, L, C. Khi tăng dần tần số từ 0
thì thấy trên mỗi vôn kế đều có một giá trị cực đại. Thứ tự lần lượt các vôn kế chỉ giá trị cực đại khi
tăng dần tần số là
A. 1 2 3V ,V ,V B. 3 2 1
V ,V ,V C. 3 1 2V ,V ,V D. 1 3 2
V ,V ,V
Hướng dẫn: đáp án C
C Lmax max
C R L
céng hëngU U
khi tăng f, Uc đạt cực đại trước tiên, rồi xảy ra cộng hưởng, rồi UL đạt cực đại.
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 89
Ví dụ 8. Đặt điện áp xoay chiều u 100 2 cos t ,ω thay đổi từ 100π (rad/s) đến 200π (rad/s) vào
hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R 80 2 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm L1
H
và tụ
điện có điện dung C0,1
mF
mắc nối tiếp. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm có giá trị lớn
nhất và nhỏ nhất là
A.107,2 V và 88,4 V B.100 V và 50 V C. 100
50 V vµ V3
D. 50 2 V vµ 50 V
Hướng dẫn: đáp án A
Xét cực trị:
2 2
3
L R 1. 80 .2Z 60
C 2 .0,1.10 2
L L C C 3maxC
1 500U U Z Z 60 166,7 rad/s
CZ 0,1.10 .60 3
cực trị nằm trong đoạn 1 2; 100 ;200
2
2
L C
500 1 500 500 80 34Z L . Z 80 2 60
3 3 3 3
L Lmax
U 100 15 15 500I 3 A U I.Z . 107,2 V
Z 380 34 4 34 4 34
1 L C100 rad/s Z 100 ; Z 100 Z R 80 2
L1 L
U 100 5 5I A U I.Z .100 88,4 V
Z 80 2 4 2 4 2
2 2
2 L C200 rad/s Z 200 ; Z 50 Z Z 80 2 200 50 10 353
L2 L
U 100 10 10I A U I.Z .200 106,4 V
Z 10 353 353 353
Vậy, khi ω biến thiên từ 100π rad/s đến 200π rad/s thì UL nhận giá trị nhỏ nhất là 88,4V, giá trị lớn nhất là
107,2V.
2. BÀI TOÁN L1 L2 C1 C2U U ; U U
Ví dụ 9. (ĐH 2011) Đặt điện áp xoay chiều 0u U cos t (U0 không đổi và ω thay đổi được) vào
hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C
mắc nối tiếp, với CR2<2L. Khi ω=ω1 hoặc ω=ω2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có cùng
một giá trị. Khi ω=ω0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại. Hệ thức liên hệ giữa ω1,ω2
và ω0 là
A. 0 1 2
1
2 B. 2 2 2
0 1 2
1
2 C. 0 1 2
D. 2 2 2
0 1 2
1 1 1 1
2
Hướng dẫn: đáp án B
Ký hiệu: 0 C: giá trị tần số góc khi C C max
U U
2 2 2 2 2 2
C1 C2 1 2 C 1 2 0U U 2 2
Ví dụ 10. Đặt điện áp xoay chiều 0u U cos t (U0 không đổi và ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn
mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp,
với CR2<2L. Khi ω=ω1 hoặc ω=ω2 thì điện áp hiệu dụng giữa đầu cuộn cảm có cùng một giá trị. Khi
ω=ω0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại. Hệ thức liên hệ giữa ω1,ω2 và ω0 là
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 90 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A. 0 1 2
1
2 B. 2 2 2
0 1 2
1
2 C.
0 1 2 D.
2 2 2
0 1 2
1 1 1 1
2
Hướng dẫn: đáp án D
Ký hiệu: 0 L: giá trị tần số góc khi L L max
U U
L1 L2 2 2 2
1 2 0
1 1 2U U
III. BÀI TẬP DẠNG 3 & DẠNG 4
Câu 1. Đặt điện áp xoay chiều 0
u U cos t (với ω có giá trị thay đổi được còn U0 không đổi) vào hai
đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc
nối tiếp. (R, L và C có giá trị không đổi). Để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại thì
A.
12 2L R
CC 2
B.
21 L R
L C 2 C.
21 L R
C C 2 D.
2L RC
C 2
Câu 2. Đặt điện áp xoay chiều 0
u U cos t (với ω có giá trị thay đổi được còn U0 không đổi) vào hai
đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc
nối tiếp. (R, L và C có giá trị không đổi). Để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì
A.
12 2L R
CC 2
B.
12 21 L R
C C 2
C.
21 L R
C C 2 D.
2L RC
C 2
Câu 3. mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có tần số dòng điện thay đổi đượC. gọi f0, f1, f2 lần lượt là
các giá trị của tần số dòng điện làm cho điện áp hiệu dụng trên R, trên L và trên C cực đại, thì
A. 2
0 1 2f f f B.
0 1 22f f f C. 2
2 0 1f f f D. 2
0 1 2f 2f f
Câu 4. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 3 V và tần số thay đổi được vào hai đầu
mạch điện không phân nhánh gồm điện trở 100Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1H, tụ điện có điện
dung 10-4 F. Điều chỉnh tần số của dòng điện để hiệu điện thế giữa hai bản tụ cực đại, giá trị cực đại này
là
A.300V B.200V C.100V D.250V
Câu 5. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số thay đổi được vào hai đầu mạch
điện không phân nhánh gồm điện trở 100Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 12,5 mH, tụ điện có điện
dung 1 µF. Điều chỉnh tần số của dòng điện để hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm cực đại, giá trị cực đại này
là
A.300V B.200V C.100V D.250V
Câu 6. Đoạn mạch nối tiếp AB gồm tụ điện có điện dung 1
mF6
, cuộn cảm có điện trở thuần r=10Ω
và độ tự cảm L=0,3
H
, và một biến trở R. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có tần số
thay đổi đượC. Khi f=50 Hz, thay đổi R thì điện áp giữa hai bản tụ đạt cực đại là U1. Khi R=50Ω, thay
đổi f thì điện áp giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại là U2. Tỉ số 1
2
U
U là
A.1,58 B.3,15 C.1,90 D.6,29
BÀI TẬP TỔNG HỢP
Câu 7. Đoạn mạch RLC có L thay đổi được mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế không đổi.
Viết công thức xác định ZL để hiệu điện thế hai đầu tụ điện đạt cực đại?
A. ZL = 2ZC B. ZL = R C. ZL =
2 2
C
C
R Z
Z
D. ZL = ZC
Câu 2. Đoạn mạch RLC có L thay đổi được mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế không đổi.
Viết công thức xác định ZL để hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm đạt cực đại?
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 91
A. ZL = 2ZC B. ZL = R C. ZL =
2 2
C
C
R Z
Z
D. ZL = ZC
Câu 3. Đoạn mạch RLC có C thay đổi được mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế không đổi.
Viết công thức xác định ZC để hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm đạt cực đại?
A. ZL = 2ZC B. ZL = ZC C. ZC =
2 2
C
C
R Z
Z
D. ZC = 2ZL
Câu 4. Đoạn mạch RLC có R thay đổi được mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế không đổi.
Xác định R để hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm đạt cực đại?
A. R tiến về ∞ B. R tiến về 0 C. R = |ZL - ZC| D. R = ZL - ZC
Câu 5. Đoạn mạch RLC có R thay đổi được mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế không đổi.
Xác định R để hiệu điện thế hai đầu điện trở đạt giá trị cực đại?
A. R tiến về ∞ B. R tiến về 0 C. R = |ZL - ZC| D. R = ZL - ZC
Câu 6. Đoạn mạch RLC có f thay đổi được mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế không đổi.
Xác định f để hiệu điện thế hai đầu điện trở đạt giá trị cực đại?
A. 1
LC B.
1
2LC C.
1f
2 LC
D.
2f
LC
Câu 7. Mạch RLC có R = 20 Ω, L = 0,4/ H và tụ điện C có thể thay đổi. Mắc mạch điện trên vào
mạng điện 220 V - 50 Hz.
- Tìm giá trị của C để UR đạt giá trị cực đại?
A. 4
10 4
F B.
410.4
F C.
410.5,2
F D. 6
10 3
F
- Tìm giá trị công suất khi đó?
A. 242W B. 2420W C. 2020W D. 2200W
Câu 8. Mạch RLC có R = 30 Ω, L = 0,3/ H và tụ điện C thay đổi. Mắc mạch điện trên vào mạng điện
220 V - 50 Hz. Tìm giá trị của C để UL đạt giá tri cực đại?
A. C = 30 F B. ZC =410
F
C. C =
310F
D.C=
310F
3
Câu 9. Mạch RLC có R = 30 Ω, L = 0,3/ H và tụ điện C thay đổi. Mắc mạch điện trên vào mạng điện
220 V - 50 Hz. Tìm giá trị của C để UC đạt giá tri cực đại?
A. C = 6
10 4
F B. C = 6
10 3
F C. C =
410.6
F D. ZC = 60
Câu 10. Mạch điện RLC có L thay đổi được, trong đó R = 30 Ω, C = 10-4/2 F. Mạch điện trên được
gắn vào mạng điện 220 V - 50 Hz. Tìm giá trị của ZL để UC đạt cực đại?
A. ZL = 100 Ω B. ZL = 50 Ω C. ZL = 20Ω D. ZL = 200 Ω
Câu 11. Mạch RLC có L thay đổi có R = 40 Ω, C = 10-3/4 F, được gắn vào mạng điện 200 V - 50 Hz.
Xác định L để giá trị của ULmax?
A. L = 8
H
B. L = 0,8
H
C. L = H0,8
D. L = 80H
Câu 12. Mạch RLC có C thay đổi khi C = 10-3/4 F và khi C = 10-3/6 F thì hiệu điện thế hai đầu tụ là
như nhau. Hỏi C bằng bao nhiêu thì hiệu điện thế hai đầu tụ điện đạt cực đại?
A. C = 24
10.5 3
F B. 5
10 4
F C. 6
10 3
F D.
310.5
F
Câu 13. Mạch RLC mắc theo thứ tự có L thay đổi,R = 50 Ω, C = 10-4/ F. Mắc mạch điện trên vào
mạng điện 220 V - 50 Hz. Tính giá trị URLmax?
A. 400 V B. 492 V C. 531 V C. 515V
Câu 14. Mạch RLC mắc nối tiếp có C thay đổi. Trong đó R = 50 Ω, L = 1/H được mắc vào mạng điện
100V - 50 Hz. Khi đó ZC cần điều chỉnh đến giá trị nào để UC đạt giá trị cực đại?
A. ZC = 100 Ω B. ZC = 130 Ω C. ZC = 150 Ω D. ZC = 125 Ω
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 92 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 15. Mạch RLC mắc nối tiếp, có R và C có thể điều chỉnh đượC. Trong đó L = 1/2 H. được mắc
vào mạng điện 150 V - 50 Hz. Ta phải điều chỉnh ZC đến giá trị nào để khi điểu chỉnh R thì giá trị của UR
không thay đổi?
A. 200 Ω B. 50 Ω C. 100 Ω D. 150 Ω
Câu 16. Mạch RLC mắc nối tiếp, có R và L có thể điều chỉnh được, C = 2
10 4
F. Mạch điện trên được
mắc vào mạng điện 150V - 50 Hz. Ta phải điểu chỉnh ZL đến giá trị nào để khi điểu chỉnh R thì giá trị của
UR không thay đổi?
A. 200 Ω B. 50 Ω C. 100 Ω D. 150 Ω
Câu 17. Mạch RLC có L thay đổi trong đó R = 100 Ω, C = 10-4/ F, được gắn vào mạng điện 200 V -
50 Hz, Điều chỉnh L để UL đạt giá trị cực đại. Tính công suất của mạch điện trong trường hợp trên?
A. 100W B. 200W C. 600 W D. 1200W
Câu 18. Mạch RLC mắc nối tiếp C có thể thay đổi được, trong đó R = 100 Ω, L = 3/ H. Được mắc
vào mạng điện u = 200cos(100t) V.
- Phải điều chỉnh tụ điện C đến giá trị nào để hệ số công suất trong mạch đạt giá trị cực đại?
A. C = 100 Ω B. C = 100 3 Ω C.C =
410
3
F D.
310
3
F
- Điều chỉnh C đến giá trị để UCmax. Hãy tính giá trị UCmax?
A. 200V B. 300V C. 200 2 V D. 300 2 V
Câu 19. Mạch RLC có L thay đổi được, được mắc vào mạng điện u = 200cos(100t + /3) A. Trong
mach có R = 50 3 Ω, C = 10-3/5H. Phải điều chỉnh L đến giá trị nào để ULmax?
A. L = 0,2
H B. L =
1
2 H C. L =
2
H D. L =
1
0,2 H
Câu 20. Cho mạch RLC có C thay đổi được, trong đó R = 40 Ω, cuộn cảm thuần có L = 0,3/H và tụ
điện C thay đổi đượC. Hai đầu đoạn mạch mắc vào nguồn điện xoay chiều U = 120 V, tần số f = 50 Hz.
Tìm ZC để ULmax?
A. ZC = 20 Ω B. Zc = 2 Ω C. ZC = 200 Ω D. ZC = 30 Ω
Câu 21. Mạch RLC mắc nối tiếp, trong đó R = 60 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi và tụ có
C = 10-3/8 F. Hai đầu mạch điện mắc vào nguồn điện xoay chiều có U không đổi và bằng 100 V và f =
50 Hz. Điều chỉnh L để hiệu điện thế hai đầu cuộn dây chỉ cực đại, tìm giá trị L khi đó?
A. L = H1,25
B. L =
12,5H
C. L =
1,25H
D. L =
125H
Câu 22. Mạch RLC trong đó R = 30 Ω, C = 10-3/4 F và cuộn cảm thuần có L thay đổi. Hai đầu đoạn
mạch mắc vào nguồn điện xoay chiều u = 150 2cos100 t V. Điều chỉnh L để hiệu điện thế hai đầu cuộn
dây đạt cực đại. Tìm trị hiệu điện thế cực đại đó?
A. 25V B. 150V C. 200V D. 250V
Câu 23. Cho đoạn mạch gồm cuộn dây L, r có r = 50 Ω, L có thể thay đổi được, mắc nối tiếp với tụ điện
C không đổi. Hai đầu đoạn mạch mắc với nguồn xoay chiều có u = 169,7cos100t V. Điều chỉnh L và lúc
L = 0,318H thì UC đạt giá trị cực đại, tìm giá trị UC khi đó?
A. 120 V B. 200V C. 420V D. 240V
Câu 24. Mạch điện gồm cuộn dây có r = 40 Ω, L = 0,4/ H, tụ điện có điện dung C thay đổi đượC.
Mạch điện trên được nối vào nguồn điện u = 120 2cos(100t) V. Thay đổi C để Vôn kế chỉ cực đại (Vôn
kế mắc vào hai đầu C). Tìm giá trị cực đại của vôn kế?
A. 120V B. 120 2 V C. 120 3 V D. 200V
Câu 25. Mạch RLC trong mạch có R = 50 Ω, L = 0,4/H; C = 10-3/4F. Mach điện trên được gắn vào
mạng điện xoay chiều có U = 200 V và tần số có thể thay đổi.
- Tìm giá trị của tần số f để hiệu điện thế trên hai đầu điện trở đạt cực đại?
A. f = 60Hz B. 35Hz C. 40Hz D. 50Hz
- Tìm giá trị công suất khi đó?
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 93
A. 400W B. 1200W C. 1000W D. 800W
Câu 26. Mạch RLC trong mạch có R = 60 Ω, L = 0,5/H; C = 10-3/5F. Mach điện trên được gắn vào
mạng có U = 200 V và tần số góc có thể thay đổi. Tìm giá trị của để hiệu điện thế trên hai đầu điện trở
đạt cực đại?
A. 80 rad/s B. 70 rad/s C. 100 rad/s D. 120 rad/s
Câu 27. Mạch RLC nối tiếp, có cuộn dây thuần cảm, tần số dòng điện có thể thay đổi đượC. Phải thay
đổi f đến giá trị nào để hiệu điện thế hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại?
A. f= 2
2
2
1
2
1
L
R
LC
B. f=
2
1
2
1 22CR
LC
C. f= 2
2
2
1
2
1
C
R
LC
D. f=
2
221
2
1
R
L
LC
Câu 28. Mạch RLC nối tiếp, có cuộn dây thuần cảm, tần số dòng điện có thể thay đổi đượC. Phải thay
đổi f đến giá trị nào để hiệu điện thế hai đầu cuộn dây thuần cảm đạt giá trị cực đại?
A. f= 2
1
2
1 22LR
LC
B. f=
2
2
2
1
2
1
L
R
LC
C. f=
2
1
2
1
22CRLC
D. f=
2
221
2
1
R
L
LC
Câu 29. Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM có điện trở
thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần và độ tự cảm L, đoạn mạch MB chỉ có tụ điện với điện dung
thay đổi đượC. Đặt điện áp u = U0.cos(t) (V) vào hai đầu đoạn mạch AB. Điều chỉnh điện dung của tụ
điện đến giá trị C sao cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha 2
so với điện áp hai đầu AM. Biểu
thức liên hệ của tần số góc với R, L, C là:
A. 2
2
RL
CL
B.
2
1
RC
LC
C. CL
CRL2
2 D.
CL
CRL2
2
Câu 30. Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM có điện trở
thuần R mắc nối tiếp với tụ điện C, đoạn mạch MB chỉ cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm có thể thay đổi
đượC. Đặt điện áp u = U0.cos(t) (V) vào hai đầu đoạn mạch AB. Điều chỉnh độ tự cảm L sao cho điện
áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha
2 so với điện áp hai đầu AM. Biểu thức liên hệ của tần số góc với
R, L, C là:
A. 2
2
RL
CL
B.
2
1
RC
LC
C. CL
CRL2
2 D.
CL
CRL2
2
Câu 31. Mạch RLC, cuộn dây thuần cảm, mắc vào mạng điện có tần số có thể thay đổi đượC. Gọi fL là
tần số để cho hiệu điện thế hai đầu cuộn dây đạt cực đại, fC là hiệu điện thế để hai đầu tụ điện đạt giá trị
cực đại, f là tần số để cho hiệu điện thế hai đầu điện trở đạt giá trị cực đại. Hãy xác định phát biểu đúng.
A. fC = f
fL B.
L Cf ff C. fC.fL =
1
f D. fC.fL = f2
Câu 32. Mạch RLC cuộn dây thuần cảm có f thay đổi, fL là tần số để UL đạt cực đại; fC là tần số để UC
đạt cực đại; fR là tần số để UR đạt cực đại. Hãy xếp các giá trị của tần số theo thứ tự tăng dần:
A. fL; fR; fC B. fL; fC; fR C. fC; fR; fL D. fR; fL; fC
Câu 33. Mạch RLC cuộn dây thuần cảm có f thay đổi, fL là tần số để UL đạt cực đại và có giá trị U1; fC
là tần số để UC đạt cực đại và giá trị là U2; fR là tần số để UR đạt cực đại và giá trị là U3. Hãy sắp xếp thứ
tự xuất hiện các giá trị cực đại trên.
A. U1; U2; U3 B. U2; U1; U3 C. U3; U2; U1 D. U2; U3; U1
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 94 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 34. Mạch RLC (cuộn dây thuần cảm) được mắc vào mạng điện có điện áp hiệu dụng U không đổi
và tần số thay đổi đượC. Gọi fL là tần số để hiệu điện thế hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại ULmax , fC là
tần số để hiệu điện thế hai đầu tụ đạt giá trị cực đại UCmax, fR là tần số để hiệu điện thế hai đầu điện trở đạt
giá trị cực đại URmax. Nhận xét nào sau đây không đúng.
A. U = ULmax B. 2
R L Cf f f C. ULmax = UCmax D. U = URmax
Câu 35. Cho đoạn mạch xoay chiều RLC, trong đó cuộn dây có r = 40 Ω, L thay đổi được, mắc nối tiếp
với tụ C. Hai đầu đoạn mạch mắc vào nguồn xoay chiều có UAB không đổi và = 100 rad/s. Khi L =
0,6/ H thì UAM đạt cực đại(UAM là hiệu điện thế hai đầu cuộn dây). Điện dung C của tụ là:
A.
410
F B. 2
10 4
F C.
410.3
F D. 2
10.3 4
F
Câu 36. Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có ZC = 3R , điện áp xoay chiều giữa hai đầu đoạn mạch
có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi. Thay đổi độ tự cảm của cuộn dây (thuần cảm) để điện áp hiệu
dụng giữa hai đầu cuộn dây lớn nhất. Hệ số công suất của mạch có giá trị bằng
A. 3/2 B. 1/2 C. 2/2 D. 3/4
Câu 37. Một cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung thay đổi được rồi mắc vào nguồn điện xoay
chiều có biểu thức u = U0cost (V). Thay đổi điện dung của tụ điện để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ đạt
cực đại thì khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ là 2U0. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây lúc
này là
A. 3,5U0 B. 3U0. C.7
2U0 D. 2U0
Câu 38. Một cuộn dây ghép nối tiếp với một tụ điện. Đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế xoay
chiều có giá trị hiệu dụng không đổi U = 100V. Điều chỉnh C để hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu tụ đạt
được giá trị cực đại UCmax = 200V. Hệ số công suất của mạch khi đó là:
A. 1 B. 3/2 C. 1/2 D. 2/2
Câu 39. Một ống dây có điện trở thuần R, cảm kháng ZL mắc nối tiếp với một tụ điện có dung kháng ZC
và mắc vào mạch điện xoay chiều. Biết hiệu điện thế hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ và hai đầu đoạn mạch tỉ
lệ: 1: 2: 3. Hệ thức liên hệ nào sau phù hợp với mạch điện trên?
A. R2 = ZL(ZC-ZL) B. R2 = ZL(ZL-ZC) C. R2 = ZL.ZC D. ZL = ZC
Câu 40. Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC một điện áp u = 160 2.cos100t(V), cuộn dây có (r = 0), L
thay đổi đượC. Điều chỉnh L để hiệu điện thế hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại và có giá trị ULmax =
200V thì URC bằng:
A. 106V B. 120V C. 160V D. 100V
Câu 41. Đặt điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U = 100 3 V vào hai đầu đoạn mạch RLC có L thay
đổi. Khi điện áp hiệu dụng ULMax thì UC=200V. Giá trị ULMax là
A. 100 V B. 150 V C. 300 V D. Đáp án kháC.
Câu 42. Một mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm và một tụ điện có điện dung thay đổi
được mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều có biểu thức u = U 2cost V.
Khi thay đổi điện dung của tụ để cho điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt cực đại và bằng 3U. Ta có
quan hệ giữa ZL và R là
A.ZL=R
3 B.ZL= 3 R C.ZL=2 2 R D.ZL=2R
Câu 43. Mạch RLC nối tiếp có hai đầu mạch là A và B, C là một điểm nằm giữa R và L, cuộn dây thuần
cảm có L thay đổi đượC. Khi L thay đổi để UL đạt cực đại kết luận nào sau đây là sai:
A. C
CAB
LZ
ZRUU
22
max
B. U2
Lmax = U2AB+U2
RC
C. C
CL
Z
ZRZ
22 D. uAB vuông pha với uRC
Câu 44. Cho mạch điện xoay chiều RLC có cuộn thuần cảm L có thể thay đổi giá trị đượC. Dùng ba
vôn kế xoay chiều có điện trở rất lớn để đo điện áp hiệu dụng trên mỗi phần tử. Điều chỉnh giá trị của L
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 95
thì nhận thấy điện áp hiệu dụng cực đại trên cuộn cảm lớn gấp 2 lần điện áp hiệu dụng cực đại trên điện
trở. Hỏi điện áp hiệu dụng cực đại trên cuộn cảm gấp bao nhiêu lần điện áp hiệu dụng cực đại trên tụ?
A. 3 lần B. 4 lần C. 3 lần D.2
3lần
Câu 45. Cho đoạn mạch RLC nối tiếp với C thay đổi được, cuộn dây thuần cảm. Điện trở có giá trị R =
2ZL. Ban đầu điều chỉnh tụ C để dung kháng của tụ là ZC0 thì công suất tiêu thụ trên mạch cực đại. Hỏi từ
ZC0, phải thay đổi dung kháng của tụ như thế nào để điện áp trên tụ lớn nhât?
A. Tăng 2 lần B. Tăng 5 lần C. Tăng 3 lần D. Tăng 5 lần.
Câu 46. Mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có độ tự cảm L, điện trở r và tụ điện C mắc nối tiếp. Đặt
vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = 30 2cost(V). Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng giữa hai bản
tụ đạt giá trị cực đại và bằng 30 2 V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây khi đó có giá trị là:
A. 40V B. 30V C. 20V D. 50V.
Câu 47. Đoạn mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C mắc nối tiếp. Đặt
vào hai đầu đoạn mạch đó một điện áp u = U 2cosωt (V) và làm thay đổi điện dung của tụ điện thì thấy
điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây đạt cực đại bằng 3U. Quan hệ giữa cảm kháng ZL và điện trở
thuần R là:
A. ZL = R B. ZL = R/ 3 C. ZL = 2 2R. D. ZL = 3R
Câu 48. Mạch xoay chiều RLC nối tiếp.Trường hợp nào sau đây điện áp hai đầu mạch cùng pha với
điện áp hai đầu điện trở R:
A. Thay đổi C để URmax B. Thay đổi L để ULmax C. Thay đổi f để UCmax D. Thay đổi R để UCmax
Câu 49. Một mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm và một tụ điện có điện dung thay đổi
được mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều có biểu thức u = U 2cost V.
Khi thay đổi điện dung của tụ để cho điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt cực đại và bằng 2U thì quan
hệ giữa ZL và R là
A. ZL = 2R B. ZL = 2 2R C. ZL = R
3 D. ZL = 3 R
Câu 50. Cho đoạn mạch R, L, C nối tiếp với L có thể thay đổi đượcTrong đó R và C xác định. Mạch
điện được đặt dưới điện áp u = U 2cost. Với U không đổi và cho trước Khi điện áp hiệu dụng giữa
hai đầu cuộn cảm cực đại. Giá trị của L là
A. L = R2 + 22
1
C B. L = 2CR2 +
22
1
C C. L = CR2 +
2
1
C D. L = CR2 +
222
1
C
Câu 51. Một đoạn mạch R-L-C mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá
trị hiệu dụng 200V, tần số thay đổi đượC. Tại tần số 50Hz điện áp hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại, tại
tần số 60Hz điện áp hai đầu cuộn dây đạt cực đại. Để công suất trong mạch cực đại ta cần điều chỉnh tần
số đến giá trị
A. 10 3 Hz B. 10 30 Hz C. 3000Hz D. 10Hz
Câu 52. Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp trong đó cuộn dây thuần cảm, tụ điện có điện dung thay đổi
đượC. Mắc vào hai đầu mạch một hiệu điện thế = U 2cost và điều chỉnh điện dung của tụ sao cho số
chỉ vôn kế mắc vào hai đầu tụ có giá trị lớn nhất là 2U. Giá trị tần số góc của mạch khi đó là:
A. L
R
3 B.
L
R3 C.
R
L D.
L
R
3
2
Câu 53. Cho mạch điện không phân nhánh AMB gồm điện trở thuần R thay đổi được giá trị, cuộn dây
có độ tự cảm L, điện trở thuần r và một tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp theo đúng thứ tự trên, M nằm
giữa cuộn dây và tụ điện. Điện áp hai đầu mạch có giá trị hiệu dụng ổn định có dạng u = U 2
cos(200t)V. Thay đổi giá trị của R người ta thấy điện áp hiệu dụng trên AM không đổi. Tìm nhận xét sai
A. Hệ số công suất của mạch là
2 2
C
R r
R r Z
. B. Mạch cộng hưởng với tần số 100 2 Hz.
C. UAM = U. D. Mạch có tính dung kháng
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 96 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 54. Đặt điện áp u =U 2cost vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp. Trong đó U, , R và C không
đổi. Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng trên L đạt cực đại. Chọn biểu thức sai
A. 2222
CLR UUUU B.2 2
L L CU U U U 0
C. 22
CLC ZRZZ D. R
ZRUU
C
L
22
Câu 55. Một mạch điện xoay chiều gồm các linh kiện lý tưởng R, L, C mắc nối tiếp. Tần số góc riêng
của mạch là 0, điện trở R có thể thay đổi. Hỏi cần phải đặt vào mạch một điện áp xoay chiều có giá trị
hiệu dụng không đổi, có tần số góc bằng bao nhiêu để điện áp hiệu dụng URL không phụ thuộc vào R?
A. = 0
2
B. = 0 C. = 0 2 D. = 20
Câu 56. : Mạch AB gồm hai đoạn, AM là cuộn dây thuần cảm có L = 1
H, và biến trở R, đoạn MB
gồm tụ điện có điện dung thay đổi đượC. Điều chỉnh C = C1 sau đó điều chỉnh R thì thấy UAM không đổi.
Xác định giá trị C1?
A.
410
F B. 2
10 4
F C.
410.2
F D. 3
10 4
F
Câu 57. Mạch AB gồm hai đoạn, AM là cuộn dây thuần cảm có L =1
H, và biến trở R, đoạn MB gồm
tụ điện có điện dung thay đổi đượC. Mạch điện trên được mắc vào mạng điện xoay chiều có giá trị hiệu
dụng không đổi, tần số f = 50 Hz. Sau đó điều chỉnh C để C = 2
10 4
F sau đó điều chỉnh R. Khi R = R1 =
50 thì UAM = U1; khi R= R2 = 60 thì UAM = U2. Hãy chọn đáp án đúng.
A. U1 = U2 B. U1 < U2 C. U1 > U2 D. Không có căn cứ.
Câu 58. Mạch AB gồm hai đoạn, AM là tụ điện có C =
410
F, và biến trở R, đoạn MB gồm cuộn dây
thuần cảm có độ tự cảm thay đổi đượC. Mạch điện trên được mắc vào mạng điện xoay chiều có giá trị
hiệu dụng không đổi, tần số f = 50 Hz. Sau đó điều chỉnh L để L =2
H sau đó điều chỉnh R. Khi R = R1=
50 thì UAM = U1= U; khi R= R2= 60 thì UAM = U2. Hãy chọn đáp án đúng.
A. U1 = U2 B. U1 < U2 C. U1 > U2 D. Không có căn cứ.
Câu 59. Đặt điện áp xoay chiều u = Uocos(120t) V vào hai đầu điện áp mắc nối tiếp gồm điện trở
thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được và tụ điện có điện dung C =2500
9µF. Điều chỉnh
L để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại. Giá trị cực đại đó bằng U0 2. Điện trở
R bằng:
A. 40 B. 30 C. 10 3 D. 10 2
Câu 60. Đặt điện áp xoay chiều có u = U 2cos(100t +
3). (Trong đó U không đổi, t tính bằng s) vào
hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1
2 H. Tại thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm là 200 V thì
cường độ dòng điện là 3A. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là:
A. i = 5 2cos(100t -
2) A B. i = 4 2cos(100t -
6) A
C. i = 5 2cos(100t -
6) A D. i = 5cos(100t -
6) A
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 97
Câu 61. (CĐ- 2008) Một đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm điện trở thuần 100 Ω, cuộn dây thuần
cảm có hệ số tự cảm 1
F H
và tụ điện có điện dung C thay đổi được Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện
hiệu điện thế u = 200 2sin100 t (V). Thay đổi điện dung C của tụ điện cho đến khi hiệu điện thế giữa
hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại. Giá trị cực đại đó bằng
A. 200 V. B. 100 2 V. C. 50 2 V. D. 50 V
Câu 62. (ĐH 2009) Đặt điện áp u = Uocosωt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R,
tụ điện và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được Biết dung kháng của tụ điện bằng R 3. Điều
chỉnh L để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại, khi đó:
A. điện áp giữa hai đầu tụ điện lệch pha /6 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
B. điện áp giữa hai đầu cuộn cảm lệch pha /6 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
C. trong mạch có cộng hưởng điện.
D. điện áp giữa hai đầu điện trở lệch pha /6 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
Câu 63. (ĐH 2009) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn
mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 30 Ω, 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
A. 250 V. B. 100 V. C. 160 V. D. 150 V.
Câu 64. (ĐH 2011) Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (U0 không đổi và ω thay đổi được) vào hai đầu
đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp,
với CR2<2L. Khi ω = ω1 hoặc ω = ω2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có cùng một giá trị. Khi ω
= ω0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại. Hệ thức liên hệ giữa ω1, ω2 và ω0 là
A. )(2
1 2
2
2
1
2
0 B. )11
(2
112
2
2
1
2
0 C. 210 D. )(
2
121
2
0
Câu 65. (ĐH 2011) Đặt điện áp xoay chiều u = U 2cos100t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm
điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi đượC. Điều chỉnh L
để điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì thấy giá trị cực đại đó bằng 100 V và điện
áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện bằng 36 V. Giá trị của U là
A. 64 V. B. 80 V. C. 48 V. D. 136 V.
Câu 66. (ĐH 2011) Đặt điện áp xoay chiều u = U 2cos100t (U không đổi, t tính bằng s) vào hai đầu
đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1
5 H và tụ điện có điện
dung C thay đổi đượC. Điều chỉnh điện dung của tụ điện để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá
trị cực đại. Giá trị cực đại đó bằng U 3. Điện trở R bằng
A. 20 Ω. B. 10 2 Ω. C. 20 2 Ω. D. 10 Ω.
Câu 67. (CĐ 2013) Đặt điện áp 220 6 cos u t V vào hai đầu một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm
điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Thay đổi C để điện áp hiệu
dụng ở hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại UCmax. Biết UCmax=440V, khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu
cuộn cảm là:
A. 110V B. 330V C. 440V D. 220V.
Câu 68. (ĐH 2013) Đặt điện áp u = 120 2 cos2 ft (V) (f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc
nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dụng C, với CR2 < 2L. Khi f =
f1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại. Khi f = f2 = 1f 2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai
đầu điện trở đạt cực đại. Khi f = f3 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại ULmax. Giá trị
của ULmax gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 173 V B. 57 V C. 145 V D. 85 V.
Câu 69. (ĐH 2013) Đặt điện áp u = U0cost (U0 và không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp
gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi đượC. Khi L = L1 và L
=L2; điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm có cùng giá trị; độ lệch pha của điện áp ở hai đầu đoạn mạch
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 98 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
U
so với cường độ dòng điện lần lượt là 0,52 rad và 1,05 raD. Khi L = L0; điện áp hiệu dụng giữa hai đầu
cuộn cảm đạt cực đại; độ lệch pha của điện áp ở hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện là . Giá
trị của gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 1,57 raD. B. 0,83 raD. C. 0,26 raD. D. 0,41 raD.
ĐÁP ÁN
1D 2C 3B 4B 5A 6C 7CB 8D 9B 10D 11B 12A 13C 14D 15B 16A
17B 18CC 19C 20D 21C 22D 23D 24B 25DD 26C 27A 28C 29D 30B 31D 32C
33D 34A 35C 36A 37C 38B 39A 40B 41C 42C 43A 44D 45B 46B 47D 48A
49D 50D 51B 52B 53A 54A 55A 56B 57A 58A 59C 60D 61A 62D 63C 64A
65B 66B 67A 68C 69B
BÀI 6: ÔN TẬP VỀ CÁCH VẼ GIẢN ĐỒ VECTƠ
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Mạch R, L, C
R L C
U U U U
Cách vẽ chung gốc (vectơ buộc) Cách vẽ nối tiếp (vectơ trượt)
2. Tổng quát
X YU U U
Cách vẽ nối tiếp (vectơ buộc) Cách vẽ chung gốc (vectơ trượt)
3. Lưu ý: một số kiến thức hình học phẳng có liên quan
a) Các hệ thức trong tam giác vuông
i L R C
u
φ
RU
LU
I
φ
CU
X Y
φ
U
φ
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 99
AB2 = BC.BH; AC2 = BC.CH
AH2 = BH.CH
AB.AC = BC.AH
222
111
ACABAH
b) Định lí hàm số sin:
C
c
B
b
A
a
sinsinsin
ơ
II. CÁC VÍ DỤ
1. VẼ NỐI TIẾP
Ví dụ 1. Mạch RLC mắc nối tiếp, trong đó: 2R = 2ZL = ZC; xác định hệ số công suất của mạch.
Giải:
Ta có ZL = R và ZC = 2R
C LZ Z R
Tam giác vuông cân 0 245 cos
2
Ví dụ 2. Mạch RL nối tiếp được mắc vào mạng điện xoay chiều có phương trình hiệu điện thế u =
200 2cos(100t +
3) V, thì thấy trong mạch có dòng điện i = 2 2cos(100t) A. Hãy xác định giá trị của
R và L?
Giải:
Z = U
I =
200
2 = 100
=
3 rad
R = Z.cos = 100.cos
3 = 100.
1
2 = 50
ZL = Z.sin = R.tan = 50.tan3
= 50 3 L =
3
2
Ví dụ 3. Mạch RLC nối tiếp (trong đó cuộn dây thuần cảm ZL = 50 3 Ω). Được mắc vào mạng điện
xoay chiều có phương trình hiệu điện thế u = 100 2cos(100t -
6) V, thì thấy dòng điện trong mạch
được mô tả bằng phương trình i = 2cos(100t +
6) A. Hãy xác định giá trị của R và C.
Giải:
Ta có: Z = U
I =100
= -
3 (ZC > Z=)
Ta có giản đồ bên
R = Z.cos = 50
ZC - ZL = R.tan
3 = 50 3 ZC =
Ví dụ 4. Mạch RLC mắc nối tiếp, C có thể điểu chỉnh được, được mắc vào mạng điện xoay chiều có
hiệu điện thế U, Điều chỉnh tụ C để UCmax Xác định giá trị UCmax.
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 100 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Giải:
RLR C RL C
R
U .UU .U U .U U
U
Ví dụ 5. Mạch RLC mắc nối tiếp, C có thể điểu chỉnh được, được mắc vào mạng điện xoay chiều có
hiệu điện thế U, Khi điều chỉnh C để UCmax thì thấy UCmax = 2U. Hãy tính giá trị của ZL theo R.
Giải:
Ta có: UC = 2U sin = U
UC =
U
2U =
1
2 =
6
mà tan = UR
UL
= R
ZL ZL = 3R
Ví dụ 6. Mạch gồm cuộn dây có điện trở thuần “đáng kể” mắc nối tiếp với tụ C, C có thể điểu chỉnh
được, hai đầu mạch được mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế U = 80 V, Điều chỉnh C để
UCmax thì thấy UCmax = 100 V. Xác định hiệu điện thế hai đầu cuộn dây?
Giải:
Theo định lý Pitago ta có: UCd = 22 UUCmac = 60 V
Ví dụ 7. Hai cuộn dây (R1, L1) và (R2, L2) mắc nối tiếp rồi mắc vào nguồn xoay chiều hiệu điện thế U.
Gọi U1 và U2 là hiệu điện thế ở 2 đầu mỗi cuộn. Điều kiện để U = U1 + U2 là:
A. L1/R1 = L2/R2 B. L1/R2 = L2/R1
C. L1.L2 = R1R2 D. L1 + L2 = R1 + R2
Giải:
1 21 2
1 2
lu«n lu«n cã: U=U =UU U
mµ ®Ò cho: U=U +U
Hai tam giác có các cạnh tương ứng song song
2
2
1
1
R
L
R
L
Chọn đáp án A
Ví dụ 8. Mạch điện AB gồm cuộn dây có điện trở trong r và độ tự cảm L, mắc nối tiếp với tụ điện C.
Gọi UAM là hiệu điện thế hai đầu cuộn dây và có giá trị UAM = 40 V, UMB = 60V hiệu điện thế uAM và
dòng điện i lệch pha góc 300. Hiệu điện thế hiệu dụng UAB là:
A. 122,3V B. 87,6V
C. 52,9V D. 43,8V
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 101
Giải:
Theo định lý cos ta có:
2 2 2 2 . .cos( )AB AM MB AM MBU U U U U AMB
= 402 + 602 - 2.40.60cos(600) = 2800
UAB = 52,9 V
Ví dụ 9. Một đoạn mạch điện xoay chiều có dạng như hình
vẽ.Biết hiệu điện thế uAE và uEB lệch pha nhau 900.Tìm mối liên hệ
giữa R, r, L, C
A. R = C.r.L B. r =C.R.L
C. L = C.R.r D. C = L.R.r
Hai bài sau đây giải bằng công thức lại nhanh hơn bằng giản đồ!
Giải:
Gọi 1 là góc lệch giữa hiệu điện thế đoạn AE và cường độ dòng điện trong mạch
2 là góc lệch giữa hiệu điện thế đoạn EB và cường độ dòng điện trong mạch
Vì uAE vuông pha uEB
tan1.tan2 = -1
C LZ Z. 1
r R
1 L. 1
Cr R
=1 L = C.r.R
Ví dụ 10. Cho một mạch điện gồm một tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với biến trở R. Mắc vào
hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều có tần số f. Khi R=R1 thì cường độ dòng điện lệch pha
so với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch một góc φ1. Khi R=R2 thì cường độ dòng điện lệch pha so
với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch một góc φ2. Biết tổng của φ1 và φ2 là 900. Biểu thức nào sau
đây là đúng?
A.
212 RR
Cf
B.
C
RRf
2
21 C.
21
2
RRCf
D.
212
1
RRCf
Giải:
Vì 1 + 2 = 900
121
R
Z
R
Z CC biến đổi ta được
212
1
RRCf
2. VẼ CHUNG GỐC
Ví dụ 11. Mạch RLC mắc nối tiếp, trong đó: 2R = 2ZL = ZC;xác định hệ số công suất của mạch.
Giải:
Ta có: ZL = R; ZC = 2R
tan = R
ZZ CL = R-2R
R =-1 = -
4
Vậy cos = 2
2
3. VẼ KẾT HƠP (CHUNG GỐC VÀ NỐI TIẾP)
Ví dụ 12. Cho mạch điện như hình vẽ: R0 = 50 3 , ZL = ZC = 50 ;
UAM và UMB lệch pha 750. Điện trở R có giá trị là
A. 25 3 B. 50
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 102 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
C. 25 D. 50 3
Giải:
Ta có: uAM lệch pha lệch pha uMB góc 750
uMB lệch pha so với i góc
6
uAM lệch pha với i góc
4
tanAM = ZC
R =1 R = ZC = 50
III - BÀI TẬP THỰC HÀNH
Câu 1. Đoạn mạch AB chỉ gồm một phần tử chưa xác định (có thể là R, L hoặc C). Trong đó ta xác
định được biểu thức i =4cos100t A và biểu thức u = 40 cos(100t + /2) V. Hãy xác định phần tử trên?
Và tính giá trị của nó khi đó?
A. R = 10 Ω B. C = 10-3/ F C. L = 0,1/ H D. C = 10-4/ F
Câu 2. Đoạn mạch AB chỉ gồm một phần tử chưa xác định(có thể là R,L,hoặc C). Trong đó ta xác định
được biểu thức i =4cos100t A và biểu thức u = 40 cos(100t - /2) V. Hãy xác định phần tử trên? Và
tính giá trị của nó khi đó?
A. R = 10 Ω B. C = 10-3/F C. L = 0,1/H D. C = 10-4/F
Câu 3. Đoạn mạch AB chỉ gồm một phần tử chưa xác định(có thể là R,L,hoặc C). Trong đó ta xác định
được biểu thức i = 4cos100t A và biểu thức u = 40cos(100t)V. Hãy xác định phần tử trên? Và tính giá
trị của nó khi đó? Tính công suất của mạch điện?
A. R = 10 Ω B. C = 10-3/F C. L = 0,1/H D. C = 10-4/F
Câu 4. Đoạn mạch AB chứa hai phần tử trong ba phần tử (R, L, C) nhưng chưa được xác định. Biết
rẳng biểu thức dòng điện trong mạch là i = 4cos(100t + /3) A. Và biểu thức cường độ dòng điện trong
mạch là u = 200cos(100t + /6). Hãy xác định hai phần tử trên? Tính công suất trong mạch?
A. R và L; P = 400 3 W B. R và C; P = 400W
C. C và L; P = 400 3 W D. R và C; P = 200 3 W
Câu 5. Đoạn mạch AB chứa hai phần tử trong ba phần tử (R,L,C) nhưng chưa được xác định. Biết rẳng
biểu thức dòng điện trong mạch là i = 4cos(100t - /3) A. Và biểu thức cường độ dòng điện trong mạch
là u = 200cos(100t + /6). Hãy xác định hai phần tử trên? Và tính công suất trong mạch?
A. R và C; P = 0W B. R và L; P = 400 3 W
C. L và C; P = 0W D.L và C; P = 400 3 W
Câu 6. Đoạn mạch AB chứa hai phần tử trong ba phần tử (R,L,C) nhưng chưa được xác định. Biết rẳng
biểu thức dòng điện trong mạch là i = 4cos(100t - /6) A. Và biểu thức cường độ dòng điện trong mạch
là u = 200cos(100t + /6). Hãy xác định hai phần tử trên và tính giá trị của chúng?
A. R = 25 3 Ω; ZL = 25 Ω B. R = 25 Ω; ZL = 25 3 Ω
C. R = 50 Ω; ZL = 50 3 Ω D. R = 50 3 Ω; ZL = 50 Ω
Câu 7. Đoạn mạch AB gồm hai phần tử X, Y trong đó UX = 50 V, UY = 20 V và giá trị hiệu điện thế
UAB = 30 V. vậy phần tử X,Y là gì?
A. R và C B. R và L C. L và C D. Không có đáp án
Câu 8. Đoạn mạch AB gồm hai phần tử X,Y trong đó UX = 40 V, UY = 30 V và giá trị hiệu điện thế
UAB = 50 V và u nhanh pha hơn i. Vậy phần tử X,Y là gì?
A. R và L B.R và C C. L và C D. A hoặc B
Câu 9. Đoạn mạch AB gồm hai phần tử X, Y trong đó UX = a V, UY = a 3 V và giá trị hiệu điện thế
UAB = 2a V và u chậm pha hơn i. Vậy phần tử X, Y là gì?
A. R và L B.R và C C. L và C D. A hoặc B
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 103
Câu 10. Cho mạch điện gồm hai phần tử X, Y mắc nối tiếp, trong đó: X, Y có thể là R, L hoặc C. Cho
biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch uAB = 200 2cos100t V và i = 2 2cos(100t - /6) A. X, Y là
phần tử gì?
A. R và C B. R và L C. L và C D. A và B
Câu 11. Mạch điện X chứa hai trong ba phần tử (R,L,C). Biểu thức u trong mạch là u = 30cos(100t +
/3) V; và biểu thức i = 2cos(100t + /6). Hãy xác định đó là phần tử gì?
A. R và C B. R và L C. L và C D. A và B
Câu 12. Mạch điện X chứa hai trong ba phần tử (R,L,C). Biểu thức u trong mach là u = 30cos(100t +
/3) V; và biểu thức i = 2cos(100t - /6). Hãy xác định đó là phần tử gì? Xác định tổng trở của mạch?
A. L và C; Z = 15 Ω B. L và R; Z = 15 Ω C. R và C; Z = 30 Ω D. L và C và 40 Ω
Câu 13. Mạch điện X chưa xác định, qua thực nghiệm thấy được dòng điện trong mạch i = 5cos(100t)
A, và hiệu điện thế trong mach u = 100cos(100t) V. Mach X có thể gồm phần tử gì?
A. Điện trở thuần B. Mạch RLC cộng hưởng
C. Cả A và B D. Không có đáp án đúng.
Câu 14. Đoạn mạch X chỉ gồm tụ điện, để dòng điện trong mạch chậm pha hơn u một góc /3 cần ghép
nối tiếp X với Y. Xác định phần tử Y.
A. L B. R,L C. R D. R,C
Câu 15. Mạch X chỉ có điện trở, dòng điện trong mạch nhanh pha hơn u thì có thể ghép vào X những
phần tử nào sau đây.
A. C B. L, C trong đó (ZL> ZC)
C. L,C trong đó (ZL< ZC) D. Đáp án A, C đúng
Câu 16. Mạch X có hai phần tử, u nhanh pha hơn i, Hỏi X là những phần tử nào?
A. R,L B. R, C C. R D.Không có đáp án
Câu 17. Mạch X có hai phần tử, u nhanh pha hơn i, Ghép X với Y thì thấy trong mạch có biểu thức i =
u/Z. Hãy xác định phần tử có thể có của Y?
A. C B. R, C C. R, L D. A,B đúng
Câu 18. RLC đang có u chậm pha hơn i, để trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì cần ghép
thêm vào mạch trên đoạn mạch X, Xác định các trường hợp có thể có của X?
A. L B. R, L C. RC D. A,B đúng
Câu 19. Mạch điện X có hai phần tử (trong ba phần tử R, L, C). mắc mạch điện trên vào mạng điện có u
= 50cos(100t) V thì thấy dòng điện trong mạch có biểu thức i = 2cos(100t + /6) A.
- Xác định giá trị các phần tử trong mạch?
A. R = 12,5 3 Ω; ZL = 12,5 Ω B. R = 12,5 Ω; ZL = 12,5 3 Ω
C. R = 12,5 3 Ω; ZC = 12,5 Ω D. R = 12,5 Ω; ZC = 12,5 3
- Tính công suất trong mạch khi đó?
A. 50 W B. 50 2 W C.25 3 W D. 100W
Câu 20. Mạch điện gồm hai phần tử L,C trong đó L = 1/ H và C = 10-3/6 F. Mắc nối tiếp đoạn mạch
trên với phần tử X (X chỉ chứa một phần tử) và mắc vào mạng điện u = 50cos(100t + /3)V, thì thấy
công suất trong mạch là 25W và đang có hiện tượng cộng hưởng xảy rA. Xác định các phần tử X trên và
tìm giá trị của nó?
A. L = 0,4/ H B. 10-4/(4) F C. 10-3/4 F D. A hoặc C
Câu 21. Mạch điện X có hai phần tử (trong ba phần tử R,L,C). mắc mạch điện trên vào mạng điện có u
= 50cos(100t) thì thấy dòng điện trong mạch có biểu thức i = 2cos(100t - /3) A.
- Xác định giá trị các phần tử trong mạch?
A. R = 12,5 Ω; ZC = 12,5 3 Ω B. R = 12,5 3 Ω; ZC = 12,5 Ω
C. R = 12,5 3 Ω; ZC = 12,5 Ω D. R = 12,5 Ω; ZL = 12,5 3 Ω
- Tính công suất trong mạch khi đó?
A. 25W B. 25 2 W C. 30W D. 30 2 W
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 104 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 22. Một cuộn dây có R0 và độ tự cảm L được mắc vào nguồn điện xoay chiều có u = 200 2
cos(100t) V thì I1 = 5A và lệch pha so với u một góc 600. Mắc nối tiếp cuộn dây với đoạn mạch x thì I2 =
3A và độ lệch pha giữa hai đầu cuộn dây với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch x là 900.
1. Tính Ro và ZL?
A. R = 20 Ω; ZL = 20 Ω B. R = 20 3 Ω; ZL = 20 Ω
C. R = 20 Ω; ZL = 20 3 Ω D. R = 30 Ω; ZL = 20 3 Ω
2. P tiêu thụ trên đoạn mạch X?
A. P = 415,7W B. 480 W C. 253W D. 356W
3. Biết x gồm hai trong ba phần tử R,L,C mắc nối tiếp. Tính giá trị của hai phần tử đó?
A. R = 46 Ω; ZC = 26,6 Ω B. R = 26,6 Ω; ZC = 46 Ω
C. R = 50 Ω; ZL = 26,6 Ω D. R = 46 Ω; ZL = 26,6 Ω
Câu 23. Mạch RLC mắc nối tiếp vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế không đổi. Biết ZL = 80 Ω,
phương trình hiệu điện thế là u = 200 2cos(100t + /6) V và phương trình dòng điện qua mạch là i =
2 2cos(100t + /3) A. Tìm giá trị của điện trở và điện dung?
A. R = 50 3 Ω; ZC = 40 Ω B. R = 50Ω; ZC = 30 Ω
C. R = 60 3 Ω; ZC = 40 Ω D. R = 50 3 Ω; ZC = 130 Ω
Câu 24. Mạch RLC mắc nối tiếp có giá trị dung kháng gấp đôi giá trị cảm kháng. Và mạch điện có độ
lệch pha giữa u và i là (- /3) raD. Tìm phát biểu đúng?
A. ZL= 3R B. ZC = 3R C. R = 3ZL D. R = 3ZC
Câu 25. Cho mạch RLC trong đó R = 2ZL = 2
3 ZC thì phát biểu nào sau đây là đúng?
A. u và i trong mạch cùng pha với nhau B. u trong mạch nhanh pha hơn i góc /3 rad
C. i trong mach nhanh pha hơn u góc /4 rad D. u nhanh pha hơn i góc /4 raD.
Câu 26. Mạch điện AB mắc nối tiếp, gọi M là điểm trên mạch điện AB. Người ta đo được hiệu điện thế
giữa hai đầu AM có biểu thức u = 200 2cos(100t + /6) V và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch MB
có biểu thức u = 200 2cos(100t - /2) V. Tìm biểu thức của đoạn mạch AB.
A. u = 200 2cos(100t)V B. u = 200cos(100t)V
C. u = 200cos(100t - /6)V D. u = 200 2cos(100t - /6)
Câu 27. Cho đoạn mạch xoay chiều gồm RLC, gọi M là điểm giữa RL và C. Trong đó R = 50 Ω, cuộn
cảm thuần có L = 0,5/ H, f = 50 Hz điện áp uAM và uAB lệch pha nhau góc /2. Điện dung của tụ điện là:
A. 10-4/5 F B. 2.10-4/ F C. 10-4/ 2 F D. 10-4/F
Câu 28. Một cuộn dây thuần cảm, có độ tự cảm L = 2
H mắc nối tiếp với một tụ C = 31,8 F. Biết
điện áp giữa 2 đầu cuộn dây có dạng u = 100cos (100t +
6) (V). Biểu thức điện áp giữa 2 đầu tụ điện là
A. u = 50cos(100t -6
) (V) B. u = 50cos(100t +
5
6
) (V)
C. u=100cos(100t -
3) (V) D. u = 100cos(100t +
3)(V)
Câu 29. Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở thuần R, mắc nối tiếp với tụ điện.
Biết hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây lệch pha nhau /2 so với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch. Mối
liên hệ giữa điện trở thuần R và với cảm kháng ZL của cuộn dây và dung kháng ZC của tụ điện là:
A. R2 = ZC(ZL - ZC) B. R2 = ZC(ZC - ZL) C. R2 = ZL(ZC - ZL) D. R2 = ZL(ZL - ZC)
Câu 30. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm R và C mắc nối tiếp có hiệu điện thế hai đầu mạch có
biểu thức u = 100cos100t V, bỏ qua điện trở các dây nối, Biết cường độ dòng điện trong mạch có giá trị
hiệu dụng là 1A và sớm pha /3 so với hiệu điện thế hai đầu mạch. Giá trị của R và ZC là:
A. R = 25 2 Ω; ZC = 25 6 Ω B. R = 20 6 Ω; ZC = 25 6 Ω
C. R = 20 2 Ω; ZC = 25 6 Ω D. R = 25 Ω; ZC = 25 6 Ω
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 105
Câu 31. Mach RC có điện trở 50 Ω, mắc mạch điện vào dòng điện có tần số f = 50 Hz, dòng điện trong
mạch nhanh pha /3 so với hiệu điện thế trong mạch. Tìm giá trị dung kháng khi đó?
A. 25 3 Ω B. 50 Ω C. 50 3 Ω D. đáp án khác
Câu 32. Mạch RL có R = 100 Ω, được mắc vào mạch điện 50V - 50 Hz, thấy hiệu điện thế trong mạch
nhanh pha hơn dòng điện /6. Tìm công suất của mạch.
A. 30 W B. 18,75W C. 50W D. 57,5W
Câu 33. Trong mạch RLC, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch và hai đầu tụ điện có dạng u = U0cos(t +
/6) và uC = U0Ccos(t - /2) V thì biểu thức nào sau đây là đúng?
A. - R/ 3 = (ZL - ZC) B. 3R = (ZC - ZL) C. 3R = (ZL - ZC) D. R/ 3 = (ZL - ZC)
Câu 34. Cho mạch điện gồm LRC mắc theo đúng thứ tự, trong đó C có thể thay đổi được, L = 1/H, R
= 100 Ω, f = 50Hz. Gọi M là điểm giữa L và RC. Tìm giá trị của C để uAM và uAB lệch pha góc /2.
A. 10-4/ F B. 10-4/2 F C. 3.10-4/ F D. 2.10-4/ F
Câu 35. Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở thuần R, hệ số tự cảm L mắc nối tiếp tụ điện có điện
dung C = 15,9 F. Hiệu điện thế giữa hai đầu của mạch là u = 200sin100t V. Hãy tìm R và L của cuộn
dây. Biết hiệu điện thế giữa hai bản cực tụ C có biểu thức uC = 200 2sin(100t - /4) V.
A. L = 0,318H; R = 200 Ω. B. L = 0,318H; R = 150 Ω
C. L = 0,15,9H; R = 100 Ω D. L = 0,318H; R = 100 Ω
Câu 36. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện có dung kháng ZC = 200Ω và một cuộn dây
mắc nối tiếp. Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều luôn có biểu thức u = 120 2
cos(100t +
3)V thì thấy điện áp giữa hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 120 và sớm pha
2 so với
điện áp đặt vào mạch. Công suất tiêu thụ của cuộn dây là
A. 72 W. B. 24W. C. 12W. D. 14,4W
Câu 37. Đặt vào hai đầu mạch điện chứa hai trong ba phần tử gồm: Điện trở thuần R, cuộn dây thuần
cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C một hiệu điện thế xoay chiều ổn định có biểu thức u =
U0cost(V) thì cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức i = I0cos(t - /4) (A). Hai phần tử trong
mạch điện trên là:
A.Cuộn dây nối tiếp với tụ điện với ZL = 2ZC B. Cuộn dây nối tiếp với tụ điện với 2ZL = ZC
C.Điện trở thuần nối tiếp với cuộn dây với R = ZL. D. Điện trở thuần nối tiếp với tụ điện với R = ZC.
Câu 38. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp thì các điện áp hiệu dụng có quan
hệ 3UR =3UL=1,5UC. Trong mạch có
A. dòng điện sớm pha
6 hơn điện áp hai đầu mạch
B. dòng điện trễ pha
6 hơn điện áp hai đầu mạch.
C. dòng điện trễ pha
3 hơn điện áp hai đầu mạch.
D. dòng điện sớm pha
3 hơn điện áp hai đầu mạch.
Câu 39. Đặt điện áp xoay chiều u = U 2cos(t)V vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh có
quan hệ giữa các điện áp hiệu dụng là U=2UL=UC thì
A. dòng điện trễ pha
3 hơn điện áp hai đầu mạch.
B. dòng điện trễ pha
6 hơn điện áp hai đầu mạch.
C. dòng điện sớm pha
6 hơn điện áp hai đầu mạch.
D. dòng điện sớm pha
3 hơn điện áp hai đầu mạch.
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 106 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 40. Cho mạch điện RLC cuộn dây không thuần cảm điện trở
trong Ro mắc theo thứ tự điện trở - tụ điện - cuộn dây không thuần
cảm. Gọi M là điểm giữa C và cuộn dây; R0 = 50 3; ZL = ZC = 50 ;
UAM và UMB lệch pha 750. Điện trở R có giá trị là
A. 25 3 B. 50 C. 25 D. 50 3
Câu 41. Cho mạch điện gồm điện trở R = 100 , cuộn dây thuần cảm L = 1
H, tụ điện có C=
410
2
F.
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch có tần số là 50 Hz. So với hiệu điện thế giữa hai bản tụ, hiệu điện thế hai
đầu đoạn mạch
A.nhanh pha 4
B. nhanh pha
2
C. nhanh pha
3
D. nhanh pha
3
4
Câu 42. Ở mạch điện R=100 3 ; C = 2
10 4
F. Khi đặt vào AB
một điện áp xoay chiều có tần số f=50Hz thì uAB và uAM lệch pha nhau
3. Giá trị L là:
A. L = 3
H B.
1
H C.
2
H D.
3
H
Câu 43. : Ở mạch điện xoay chiều R = 80 ; C = 316
10 3
F; uAM =
120 2 cos(100 +
6) V; uAM lệch pha
3 so với i. Biểu thức điện áp
hai đầu mạch là:
A. uAB = 240 2cos(100t +
3) V B. uAB = 120 2cos(100t -
2) V
C. uAB = 240 2cos(100t +
2) V D. uAB = 120 2cos(100t -
2
3
) V
Câu 44. Có 2 cuộn dây mắc nối tiếp với nhau, cuộn 1 có độ tự cảm L1, điện trở thuần R1, cuộn 2 có độ
tự cảm L2, điện trở thuần R2. Biết L1R2 = L2R1.Hiệu điện thế tức thời 2 đầu của 2 cuộn dây lệch pha nhau
1 góc:
A. /3 B. /6 C. /4 D. 0
Câu 45. Mạch điện AB gồm cuộn dây có điện trở trong r và độ tự cảm L, mắc nối tiếp với tụ điện C.
Gọi U AM là hiệu điện thế hai đầu cuộn dây và có giá trị UAM = 40 V, UMB = 60V hiệu điện thế uAM và
dòng điện i lệch pha góc 300. Hiệu điện thế hiệu dụng UAB là:
A. 122,3V B. 87,6V C. 52,9V D. 43,8V
Câu 46. Đặt điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U = 100 3 V vào hai đầu đoạn mạch RLC có L thay
đổi. Khi điện áp hiệu dụng ULmax thì UC = 200V. Giá trị ULMax là
A. 100 V B. 150 V C. 300 V D. Đáp án kháC.
Câu 47. Đặt điện áp u = U 2cost vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp. Trong đó U, , R và L không
đổi. Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng trên C đạt cực đại. Chọn biểu thức sai
A. U2 = U 2R + U2
L+ U 2C B.
2 2
C L CU U U U 0 C.
2 2
L C LZ Z R Z D.
2 2
L
C
R ZU U
R
Câu 48. Cho mạch RLC mắc nối tiếp với hai đầu AB, Gọi M là điểm giữa RC và L. Gọi URC = UAM =
UAB = 100V; uMB và uAM lệch pha 1200. Hiệu điện thế hiệu dụng UMB là:
A. 80V B. 100V C. 50V D. 120V
Câu 49. Mạch điện AB gồm cuộn dây có điện trở trong r và độ tự cảm L, mắc nối tiếp với tụ điện C.
Gọi UAM là hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn dây và có giá trị UAM = 75 V, UMB = 125V và UAB =
100V. Độ lệch pha của điện áp uAM so với dòng điện i là
A. 370 B. 620 C. 450 D. 720
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 107
Câu 50. Cho mạch gồm có ba phần tử là R, L, C khi ta mắc R,C vào
một điện áp xoay chiều u=200cos(ωt) V thì thấy i sớm pha so với u là
/4, khi ta mắc R,L vào hiệu điện thế trên thì thấy hiệu điện thế chậm
pha so với dòng điện là /4. Hỏi khi ta mắc cả ba phần tử trên vào hiệu điện thế đó thì hiệu điện thế giữa
hai đầu MB có giá trị là bao nhiêu?
A. 200V. B. 0 V. C. 100/ 2 V. D. 100 2 V.
Câu 51. Cho một đoạn mạch RLC, đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế xoay chiều thì thấy hiệu điện
thế hai đầu cuộn dây vuông pha với hiệu điện thế hai đầu mạch, và khi đó hiệu điện thế giữa hai đầu R là
50V. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là:
A. U=75(V). B. U=50(V). C. U=100(V). D. U=50 2 (V).
Câu 52. Biểu thức hiệu điện thế 2 đầu mạch và cường độ dòng điện qua mạch RLC mắc nối tiếp lần
lượt là: u = 200cos(100t- /6) V, i = 2cos(100t+ /6) A. Điện trở thuần R của đoạn mạch là:
A. 50 B. 60 C. 100 D. 200
Câu 53. Ở mạch điện hộp kín X gồm một trong ba phần tử địên trở thuần,
cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào AB điện áp xuay chiều có UAB=250V thì
UAM=150V và UMB=200V. Hộp kín X là
A. cuộn dây cảm thuần. B. cuộn dây có điện trở khác không.
C. tụ điện. D. điện trở thuần.
Câu 54. Hình vẽ uAB = U 2cos2ft V. Cuộn dây thuần cảm có độ tự
cảm L = 5
3 H, tụ điện có C =
24
10 3
F. Hiệu điện thế uNB và uAB lệch
pha nhau 900.Tần số f của dòng điện xoay chiều có giá trị là
A. 120Hz B. 60Hz C. 100Hz D. 50Hz
Câu 55. Một đoạn mạch điện xoay chiều có dạng như hình vẽ.
Biết hiệu điện thế uAE và uEB lệch pha nhau 900.Tìm mối liên hệ
giữa R, r, L, C.
A. R = C.r.L B. r = C.R.L
C. L = C.R.r D. C = L.R.r
Câu 56. Đặt điện áp xoay chiều tần số f vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp
với biến trở R. Điều chỉnh giá trị của biến trở thì thấy khi R=R1 và khi R=R2, hiệu điện thế giữa hai đầu
đoạn mạch lệch pha các góc lần lượt là φ1 và φ2 so với cường độ dòng điện qua mạch. Biết 1 22
. Tần số f của điện áp đặt vào mạch là
A.
1 2
Cf
2 R R
B.
1 2R Rf
2 C
C.
1 2
2f
C R R
D.
1 2
1f
2 C R R
Câu 57. Một đoạn mạch gồm một cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở thuần r mắc nối
tiếp với một điện trở R = 40 . Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = 200cos100t (V).
Dòng điện trong mạch có cường độ hiệu dụng là 2A và lệch pha 450 so với hiệu điện thế giữa hai đầu
đoạn mạch. Giá trị của r và L là:
A. 10 và 0,159H. B. 25 và 0,159H. C. 10 và 0,25H. D. 25 và 0,25H.
Câu 58. Đặt vào hai đầu mạch điện xoay chiều gồm một cuộn dây và một tụ điện mắc nối tiếp một điện
áp xoay chiều ổn định có biểu thức u =100 6cos(100t +
6) (V). Dùng vôn kế có điện trở rất lớn lần lượt
đo điện áp giữa hai đầu cuộn cảm và hai bản tụ điện thì thấy chúng có giá trị lần lượt là 100V và 200V.
Biểu thức điện áp giữa hai đầu cuộn dây là:
A. ud = 100 2cos(100t + /2) V B. ud = 200cos(100t + /4) V
C. ud = 200 2cos(100t + 3/4) V D. ud = 100 2cos(100t + 3/4) V
Câu 59. Mạch R,L,C nối tiếp có L là cuộn thuần cảm. Hiệu điện thế và dòng điện trong mạch có biểu
thức u = U0cos(100t+/12) (V) và i = I0cos(100t+/3) (A). Ta sẽ có mối liên hệ:
A. ZL - ZC =1,73R B. ZC – ZL=3R C. ZL - ZC =R D. ZC – ZL =R
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 108 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 60. Mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R =30() mắc nối tiếp với cuộn dây.Đặt vào hai đầu
mạch một hiệu điện thế xoay chiều u = U 2sin(100t) (V).Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây là
Ud = 60 V. Dòng điện trong mạch lệch pha /6 so với u và lệch pha /3 so với uD. Hiệu điện thế hiệu
dụng ở hai đầu mạch (U) có giá trị
A. 60 3 (V). B. 120 (V). C. 90 (V). D. 60 2 (V).
Câu 61. Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, cuộn dây thuần cảm.
Số chỉ các vôn kế (V1), (V2) lần lượt là U1 = 80V; U2 = 60V. Biết hiệu
điện thế tức thời uAN biến thiên lệch pha
2 với hiệu điện thế tức thời uMB.
Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở thuần R là
A. 96V B. 140V C. 48V D. 100V
Câu 62. Một đoạn mạch điện xoay chiều mắc theo thứ tự gồm: Đoạn AM là cuộn cảm thuần, đoạn MN
là điện trở, đoạn NB là tụ điện. Đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều thì đo được UAN = 200(V),
UMB = 150(V) đồng thời uAN lệch pha /2 so với uMB. Dòng điện chạy qua mạch là i = 2cos(100t)(A).
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A. 100(W) B. 120(W) C. 120 2 (W) D. 240(W)
Câu 63. Mạch điện xoay chiều RLC ghép nối tiếp, đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế u = U0cost
(V). Điều chỉnh C = C1 thì công suất của mạch đạt giá trị cực đại Pmax = 400W. Điều chỉnh C = C2 thì hệ
số công suất của mạch là 3
2. Công suất của mạch khi đó là:
A. 200W B. 100 3 W C. 100W D.300W
Câu 64. Một mạch điện xoay chiều R L C trong đó L thay đổi được, mắc nối tiếp vào hiệu điện thế xoay
chiều có f = 50Hz. Khi L = L1 = 1
H và L = L2 =
3
H thì hệ số công suất mạch điện đều bằng nhau và
bằng 0,5. Điện trở thuần của mạch điện đó là:
A. 300 B. 100
3 C. 300 D. 100 3
Câu 65. Đoạn mạch điện gồm điện trở thuần R= 50 mắc nối tiếp với hộp X. Đặt vào hai đầu đoạn
mạch một điện áp có dạng u = U0cos(100t + ) (V;s) thì cường độ dòng điện trong mạch sớm pha /3 so
với điện áp. Biết hộp X chỉ có chứa một trong các phần tử: điện trở thuần r, tụ điện C, cuộn dây L. Phần
tử trong hộp X là
A. cuộn dây thuần cảm có L = 3
2 H B. tụ điện có C =
42.10
3
F
C. điện trở thuần r = 50 3 Ω D. cuộn dây có r = 50 3 Ω và L = 3
2H
Câu 66. Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, biết R = 100 3 ; điện áp xoay chiều giữa hai
đầu đoạn mạch có dạng u = U 2.cos100t(V) , mạch có L biến đổi đượC. Khi L = 2/ (H) thì ULC = U/2
và mạch có tính dung kháng. Để ULC = 0 thì độ tự cảm có giá trị bằng
A.1
2H B.
2
H C.
3
H D.
1
3H
Câu 67. Một cuộn dây có điện trở thuần R = 100 3 và độ tự cảm L = 3/ H mắc nối tiếp với một
đoạn mạch X có tổng trở ZX rồi mắc vào điện áp có xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V, tần số 50Hz thì
thấy dòng điện qua mạch điện có cường độ hiệu dụng bằng 0,3A và chậm pha 300 so với điện áp giữa hai
đầu mạch. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch X bằng:
A. 40W B. 9 3 W C. 18 3 W D. 30W
Câu 68. Một mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm và một tụ điện có điện dung thay đổi
được mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều có biểu thức u = U 2
cost(V). Khi thay đổi điện dung của tụ để cho điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt cực đại và bằng 3U.
Ta có quan hệ giữa ZL và R là
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 109
A. ZL = R
3 B. ZL = 3 R C. ZL = 2 2 R D. ZL = 2R
Câu 69. Một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp có tần số dòng điện 50 Hz, ZL = 20 , C có thể thay đổi
đượC. Cho C tăng lên 5 lần so với giá trị khi xảy ra cộng hưởng thì điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha
/3 so với dòng điện trong mạch. Giá trị của R là:
A.16
3 B.
16
3 C.
16
3 D.
80
3
Câu 70. Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 100 mắc nối tiếp với hộp kín X chứa hai trong ba
phần tử (Điện trở thuần, cuộn cảm thuần, tụ điện). Khi ta mắc vào mạch một hiệu điện thế một chiều U
thì dòng điện trong mạch là 2A. Khi mắc vào mạch một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng vẫn
là U sau đó dùng vôn kế lần lượt đo hiệu điện thế giữa hai đầu R và X thì thấy vôn kế cùng chỉ giá trị
100 3 V và khi đó dòng điện lệch pha so với hiệu điện thế hai đầu mạch góc /6. Hộp X chứa:
A. R0 = 100 , ZL = 100 B. R0 = 100 , ZC = 100
C. R0 = 50 , ZL = 50 3 D. R0 = 50 , ZL = 100
Câu 71. Mạch điện xoay chiều RLC ghép nối tiếp trong đó cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1/ H tụ
điện có điện dung C thay đổi đượC. Mắc mạch vào mạng điện xoay chiều tần số 50Hz. Khi thay đổi C thì
ứng với hai giá trị của C = C1 = 10-4/2 F và C = C2 = 10-4/3 F thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu
tụ điện bằng nhau. Giá trị của R là:
A. R =100 B. R = 10 140 C. R =20 35 D. R = 20 5
Câu 72. Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L không đổi,
điện trở thuần R không đổi và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC. Đặt vào đoạn mạch một điện áp có
biểu thức u = 100 2cos100t (V) thì: Khi C = C1 = 10-4/ F hay C = C2 = 10-4/3 F mạch tiêu thụ cùng
một công suất, nhưng cường độ dòng điện tức thời lệch pha nhau một góc 2
3
. Điện trở thuần R bằng
A.100 Ω. B.100 3 Ω. C.100
3Ω. D. 100 2 Ω.
Câu 73. Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp (cuộn dây thuần cảm), điện trở thuần R thay đổi đượC.
Điện áp hai đầu mạch có giá trị không đổi. Khi R=R1 thì, UR= U 3, UL=U, UC=2U. Khi R=R2 thì
UR=U 2 , điện áp hiệu dụng hai đầu tụ C lúc này bằng
A. U 7 B. U 3 C. U 2 D. 2 2U
Câu 74. 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 = C1
2 thì điện áp hiệu dụng giữa A và N bằng
A. 200 V. B. 100 2 V. C. 100 V. D. 200 2 V.
Câu 75. (CĐ- 2008) Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) mắc nối tiếp
với điện trở thuần một hiệu điện thế xoay chiều thì cảm kháng của cuộn dây bằng√3 lần giá trị của điện
trở thuần. Pha của dòng điện trong đoạn mạch so với pha hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là
A. chậm hơn góc /3 B. nhanh hơn góc /3. C. nhanh hơn góc /6. D. chậm hơn góc /6.
Câu 76. (ĐH 2008) 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
A. 0. B. /2 C. - /3 D. 2/3
Câu 77. (ĐH 2008) Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở thuần R, mắc nối tiếp với
tụ điện. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây lệch pha /2 so với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn
mạch. Mối liên hệ giữa điện trở thuần R với cảm kháng ZL của cuộn dây và dung kháng ZC của tụ điện là
A. R2 = ZC(ZL – ZC). B. R2 = ZC(ZC – ZL). C. R2 = ZL(ZC – ZL). D. R2 = ZL(ZL – ZC).
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 110 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
Câu 78. (ĐH 2009) Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc
nối tiếp. Biết cảm kháng gấp đôi dung kháng. Dùng vôn kế xoay chiều (điện trở rất lớn) đo điện áp giữa
hai đầu tụ điện và điện áp giữa hai đầu điện trở thì số chỉ của vôn kế là như nhau. Độ lệch pha của điện áp
giữa hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện trong đoạn mạch là
A. /4. B. /6 C. /3 D. -/3
Câu 79. (ĐH 2009) Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch AB gồm
cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp theo thứ tự trên.
Gọi UL, UR và UC_lần lượt là các điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử. Biết điện áp giữa hai đầu
đoạn mạch AB lệch pha /2 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch NB (đoạn mạch NB gồm R và C). Hệ
thức nào dưới đây là đúng?
A. 2 2 2 2 R C LU U U U B.
2 2 2 2 C R LU U U U
C. 2 2 2 2 L R CU U U U D.
2 2 2 2 R L CU U U U
Câu 80. (ĐH 2010) 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 = C1
2 thì điện áp hiệu dụng giữa A và N bằng
A. 200 V. B. 100 2 V. C. 100 V. D. 200 2 V.
Câu 81. (ĐH 2010) Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM
có điện trở thuần 50 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1
H, đoạn mạch MB chỉ có tụ điện
với điện dung thay đổi đượC. Đặt điện áp u = U0cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB. Điều chỉnh
điện dung của tụ điện đến giá trị C1 sao cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha so /2 với điện áp
hai đầu đoạn mạch AM. Giá trị của C1 bằng
A.
510.4
F B.
510.8
F C.
510.2
F D.
510
F
Câu 82. (CĐ 2010) Đặt điện áp u = 220 2cos100t V vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch
AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L, đoạn MB
chỉ có tụ điện C. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch MB có giá
trị hiệu dụng bằng nhau nhưng lệch pha nhau 2/3. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AM bằng
A. 220 2 V. B.220
3V C. 220 V D. 110 V
ĐÁP ÁN 1C 2B 3A 4D 5C 6B 7C 8D 9B 10B 11B 12A 13C 14B 15D 16A
17D 18D CC 20C DA CAA 23D 24A 25C 26D 27D 28A 29C 30A 31C 32B
33D 34A 35D 36A 37C 38A 39C 40B 41A 42B 43B 44D 45C 46C 47A 48B
49A 50B 51B 52A 53B 54B 55C 56D 57A 58D 59D 60A 61C 62C 63D 64B
65B 66C 67B 68C 69B 70C 71C 72C 73D 74A 75A 76D 77C 78A 79C 80A
81B 82C
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 111
BÀI 7: MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN ĐI XA
I. PHƯƠNG PHÁP
1. MÁY BIẾN ÁP
Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp
(xoay chiều).
Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều. Dòng
điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp gây ra từ trường mà mọi đường
sức từ đều đi qua cuộn thứ cấp.
Từ thông 0 cos t qua 1 vòng dây của cuộn sơ cấp và của
cuộn thứ cấp là như nhau.
Từ thông qua N1 vòng dây của cuộn sơ cấp: 1 1 0N cos t
Từ thông qua N2 vòng dây của cuộn sơ cấp: 2 2 0N cos t
Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng: 2 t 2 0e N sin t hai đầu cuộn
thứ cấp xuất hiện hiệu điện thế: 02 2 02 2
E NU E
2 2
CÔNG THỨC MÁY BIẾN ÁP:
1 1 2
2 2 1
N U I
N U I
2. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
Cường độ dòng điện trên đường dây tải điện có tổng điện trở R:
p pthêng cos =1
p p
p p
P PP U Icos I
U cos U
Công suất hao phí (do tỏa nhiệt trên R):2
p2
2
p
PP RI R
U
Công suất nhận được ở nơi tiêu thụ: t pP P P
Hiệu suất của quá trình truyền tải: p pt
2p p p
P P PPH 1 R
P P U
Độ giảm áp (giảm thế): p tU U U RI
II - BÀI TẬP THỰC HÀNH.
Câu 1. Công thức tính công suất hao phí trên đường dây truyền tải điện?
A. P =
2
2 2
P R
U cos B. P = R2I C. P = UIcos D. P = UIcos2
Câu 2. Công thức tính hiệu suất truyền tải điện?
A. H = %100.P
PP B. H =
2
1
P
P C. H =
P P
P
.100% D. P = (P-P).100%
Câu 3. Công thức tính độ giảm thế trên đường truyền tải điện?
A. U = I2.R B. U = I.R C. U = U - I.R D. U = I.Z
Câu 4. Trong quá trình truyền tải điện đi xa biện pháp giảm hao phí nào là khả thi nhất?
U2 U1
I1
N1 N2
I2
Sơ Thứ
Nh
à m
áy đ
iện
Nơ
i tiê
u t
hụ
Uphát
Pphát
Utiêu thụ
Ptiêu thụ
∆P I
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 112 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A. Giảm điện trở B. Giảm công suất C. Tăng hiệu điện thế D. Thay dây dẫn
Câu 5. Máy biến áp không làm thay đổi thông số nào sau đây?
A. Hiệu điện thế B. Tần số C. Cường đồ dòng điện D. Điện trở
Câu 6. Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới hiệu điện thế 2kV, hiệu suất của quá trình
truyền tải điện là H=80%. Muốn hiệu suất của quá trình truyền tải tăng đến 95% thì ta phải:
A. tăng hiệu điện thế lên đến 4kV. B. tăng hiệu điện thế lên đến 8kV.
C. giảm hiệu điện thế xuống còn 1kV. D. giảm hiệu điện thế xuống còn 0,5kV.
Câu 7. Máy biến thế là một thiết bị có thể biến đổi:
A. Hiệu điện thế của nguồn điện xoay chiều
B. Hiệu điện thế của nguồn điện xoay chiều hay nguồn điện không đổi
C. Hiệu điện thế của nguồn điện không đổi
D. công suất của một nguồn điện không đổi
Câu 8. Cơ sở hoạt động của máy biến thế dựa trên hiện tượng:
A. Hiện tượng từ trễ B. Cảm ứng từ C. Cảm ứng điện từ D. Cộng hưởng điện từ
Câu 9. Máy biến thế dùng để:
A. Giữ cho Hiệu điện thế luôn ổn định, không đổi
B. Giữ cho cường độ dòng điện luôn ổn định, không đổi
C. Làm tăng hay giảm cường độ dòng điện
D. Làm tăng hay giảm hiệu điện thế
Câu 10. Máy biến thế dùng để biến đổi hiệu điện thế của các:
A. Pin B. Acqui C. nguồn điện xoay chiều D. nguồn điện một chiều
Câu 11. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến thế một Hiệu điện thế xoay chiều, khi đó Hiệu
điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp là hiệu điện thế:
A. không đổi B. xoay chiều
C. một chiều có độ lớn không đổi D. B và C đều đúng
Câu 12. Nguyên nhân chủ yếu gây ra sự hao phí năng lượng trong máy biến thế là do:
A. toả nhiệt ở các cuộn sơ cấp và thứ cấp.
B. có sự thất thoát năng lượng dưới dạng bức xạ sóng điện từ.
C. toả nhiệt ở lõi sắt do có dòng Fucô.
D. tất cả các nguyên nhân nêu trong A, B, C
Câu 13. Chọn trả lời SAI. Đối với máy biến thế:
A. e’/e = N’/N B. e’ = N’|∆Φ/∆t| C. U’/U = N’/N D. U’/U = I’/I
Câu 14. : Nguồn xoay chiều có Hiệu điện thế U = 100V cho qua máy biến thế, ta thu được Hiệu điện thế
U’ = 10V. Bỏ qua mọi mất mát năng lượng:
A. Đó là máy tăng thế, có số vòng của cuộn sơ cấp gấp 10 lần số vòng dây của cuộn sơ cấp
B. Đó là máy hạ thế, có cường độ hiệu dụng trong cuộn thứ cấp gấp 10 lần trong cuộn sơ cấp
C. Công suất điện bên cuộn sơ cấp gấp 10 lần bên cuộn thứ cấp
D. Công suất điện bên cuộn thứ cấp gấp 10 lần bên cuộn sơ cấp
Câu 15. Gọi N1, U1, I1, P1 lần lượt là số vòng dây, Hiệu điện thế, dòng điện và công suất của sơ cấp. N2,
U2, I2, P2 lần lượt là số vòng dây, Hiệu điện thế, dòng điện và công suất của thứ cấp Hiệu suất của máy
biến thế là:
A. H = U2/U1 B. H = I2/I1 C. H = P2/P1 D. H = N2/N1
Câu 16. Công suất hao phí trên đường dây truyền tải điện năng là:
A. ∆P = RP2/U2 B. ∆P = R.I2 t C. ∆P = RU2/P2 D. ∆P = UI
Trong đó P là công suất cần truyền, R là điện trở dây, U là Hiệu điện thế ở máy phát, I cđdđ trên dây, t là
thời gian tải điện.
Câu 17. Vai trò của máy biến thế trong việc truyền tải điện năng đi xa:
A. Giảm điện trở của dây dẫn trên đường truyền tải để giảm hao phí trên đường truyền tải
B. Tăng hiệu điện thế truyền tải để giảm hao phí trên đường truyền tải
C. Giảm hiệu điện thế truyền tải để giảm hao phí trên đường truyền tải
D. Giảm sự thất thoát năng lượng dưới dạng bức xạ điện từ
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 113
Câu 18. Để giảm hao phí khi cần tải điện đi xA. Trong thực tế, có thể dùng biện pháp nào kể sau:
A. Giảm hiệu điện thế máy phát điện n lần để cường độ dòng điện giảm n lần, giảm công suất tỏa nhiệt
xuống n2 lần
B. Tăng hiệu điện thế từ máy phát điện lên n lần để giảm hao phí do sự tỏa nhiệt trên đường dây n2 lần
C. Dùng dây dẫn bằng chất liệu siêu dẫn đường kính lớn
D. Xây dựng nhà máy gần nơi tiêu thụ để giảm chiều dài đường dây truyền tải điện
Câu 19. Khi truyền tải một công điện P từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, để giảm hao phí trên đường dây
do toả nhiệt ta có thể đặt máy:
A. tăng thế ở đầu ra của nhà máy điện
B. hạ thế ở đầu ra của nhà máy điện
C. tăng thế ở đầu ra của nhà máy điện và máy hạ thế ở nơi tiêu thụ
D. hạ thế ở nơi tiêu thụ
Câu 20. Nhận xét nào sau đây về máy biến thế là không đúng?
A. Máy biến thế có thể tăng hiệu điện thế.
B. Máy biến thế có thể thay đổi tần số dòng điện xoay chiều.
C. Máy biến thế có thể giảm hiệu điện thế.
D. Máy biến thế có tác dụng biến đổi cường độ dòng điện
Câu 21. Phương pháp làm giảm hao phí điện năng trong máy biến thế là
A. để máy biến thế ở nơi khô thoáng.
B. lõi của máy biến thế được cấu tạo bằng một khối thép đặC.
C. lõi của máy biến thế được cấu tạo bởi các lá thép mỏng ghép cách điện với nhau.
D. tăng độ cách điện trong máy biến thế.
Câu 22. Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
A. Dựa trên hiện tượng cộng hưởng B. Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
C. Dựa trên hiện tượng tự cảm D. Dựa trên hiện tượng điều hòa dòng điện
Câu 23. Khi nói về hao phí trên đường dây truyền tải, phát biểu nào sau đây sai?
A. Điện trở của dây càng nhỏ thì công suất hao phí nhỏ
B. Điện trở của dây tăng làm hao phí giảm
C. Công suất truyền tải giảm thì hao phí cũng giảm
D. Tăng hiệu điện thế là giải pháp làm giảm hao phí hiệu quả nhất
Câu 24. Máy biến áp có N1 > N2 thì kết luận nào sau đây là đúng?
A. Máy tăng áp B. Máy ổn áp C. Máy hạ áp D. Không có đáp án
Câu 25. Khi nói về cấu tạo của máy biến áp điều nào sau đây sai?
A. Máy biến áp gồm hai phần đó là phần cuộn dây và phần lõi thép
B. Các lõi thép được ghép song song và cách điện với nhau
C. Dòng phu- cô gây ra hao phí của máy biến áp
D. Máy biến áp không cần lõi thép chỉ cần hai cuộn dây
Câu 26. Phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Trong cuộc sống cần máy biến áp vì chúng ta cần sử dụng điện ở nhiều mức điện áp khác nhau
B. Máy biến áp có thể biến áp cho cả dòng một chiều và xoay chiều
C. Máy biến áp có cuộn sơ cấp nhiều vòng hơn cuộn thứ cấp chắc chắn là máy hạ áp
D. Máy tăng áp làm giảm giá trị hiệu dụng của dòng điện trên cuộn thứ cấp
Câu 27. Một máy biến áp, cuộn sơ cấp có 200 vòng, cuộn thứ cấp có 100 vòng. Nếu cuộn thứ cấp có
hiệu điện thế 200V thì cuộn sơ cấp có hiệu điện thế đầu vào là bao nhiêu?
A. 100V B. 200V C. 400V D. 500V
- Cuộn sơ cấp được nối với nguồn điện 100V - 50Hz, cuộn thứ cấp được nối với tải tiêu thụ có R = 50 Ω,
ZL = 50 3 Ω thì dòng điện trong mạch có giá trị là bao nhiêu?
A. 0,5A B. 1A C. 2A D. 4A
Câu 28. Máy biến áp ở cuộn thứ cấp có 1000 vòng, từ thông cực đại biến thiên trong lõi thép là 0,5m
Wb và tần số của dòng điện biến thiên với f = 50Hz. Hỏi Máy biến áp có hiệu điện thế hiệu dụng ở đầu ra
là bao nhiêu?
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 114 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A. 110V B. 111V C. 112V D. 113V
Câu 29. Hiệu điện thế do nhà máy phát ra 10 KV, Nếu truyền tải ngay hao phí truyền tải sẽ là 5KW,
Nhưng trước khi truyền tải hiệu điện thế được nâng lên 40KV thì hao phí trên đường truyền tải là bao
nhiêu?
A. 1,25 KW B. 0,3125KW C. 25 KW D. 1 kW
Câu 30. Điện áp và cường độ dòng điện ở cuộn sơ cấp là 220V và 0,5A, ở cuộn thứ cấp là 20 V và
6,2A. Biết hệ số công suất ở cuộn sơ cấp bằng 1, ở cuộn thứ cấp là 0,8. Hiệu suất của máy biến áp là tỉ số
giữa công suất của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp là?
A. 80% B. 40% C. 90,18% D. 95%
Câu 31. Một máy biến áp có tỉ số vòng dây sơ cấp và thứ cấp là 1/10. Điện áp hiệu dụng và cường độ
hiệu dụng ở cuộn sơ cấp là 100V và 5A. Bỏ qua hao phí trong máy biến áp. Dòng điện từ máy biến áp
được truyền đi đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn có điện trở thuần 100 Ω. Cảm kháng và dung kháng của dây
dẫn không đáng kể. Hiệu suất truyền tải điện là?
A. 90% B. 5% C. 10% D. 95%
Câu 32. Một máy tăng áp có số vòng cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 150 vòng và 1500 vòng. Điện
áp và cường độ dòng điện ở cuộn sơ cấp là 250V và 100A. Bỏ qua hao phí năng lượng trong máy. Điện
áp từ máy tăng áp được dẫn đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn chỉ có điện trở thuần 30 Ω. Điện áp nơi tiêu thụ
là?
A. 220V B. 2200V C. 22V D. 22KV
Câu 33. Một máy biến áp có tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp vào thứ cấp là 1/5. Điện trở các vòng dây và
mất mát năng lượng trong máy không đáng kể. Cuộn thứ cấp nối với bóng đèn(220V - 100W) đèn sáng
bình thường. Điện áp và cường độ hiệu dụng ở cuộn sơ cấp là bao nhiêu?
A. 44 V - 5A B. 44V - 2,15A C. 4,4V - 2,273A D. 44V - 2,273A
Câu 34. Công suất và điện áp nguồn phát là 14KW và 1,4KV. Hệ số công suất của mạch tải điện bằng
1. Để điện áp nơi tiêu thụ không thấp hơn 1,2KV thì điện trở lớn nhất của dây dẫn là bao nhiêu?
A. 10 Ω B. 30 Ω C. 20 Ω D. 25 Ω
Câu 35. Điện áp ở trạm phát điện là 5Kv. Công suất truyền đi không đổi. Công suất hao phí trên đường
dây tải điện bằng 14,4% công suất truyền đi ở trạm phát điện. Để công suất hao phỉ chỉ bằng 10% công
suất truyền đi ở trạm phát thì điện áp ở trạm phát điện là bao nhiêu?
A. 8KV B. 7KV C. 5,5KV D. 6KV
Câu 36. Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới hiệu điện thế 2kV và công suất 200kW.
Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch nhau thêm 480
kwh. Công suất điện hao phí trên đường dây tải điện là:
A. P=20kW B. P=40kW C. P=82kW D. P=100kW
Câu 37. Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới hiệu điện thế 2kV và công suất 200kW.
Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch nhau thêm 480
kwh. Hiệu suất của quá trình truyền tải điện là:
A. H=95% B. H=90% C. H=85% D. H=80%
Câu 38. Một máy biến thế có số vòng dây của cuộn sơ cấp là 800 vòng, của cuộn thứ cấp là 40 vòng.
Hiệu điện thế và cường độ hiệu dụng ở mạch thứ cấp là 40V và 6A. Hiệu điện thế và cường độ hiệu dụng
ở mạch sơ cấp là:
A. 2V; 0,6A B. 800V; 12A C. 800V; 120A D. 800V; 0,3A
Câu 39. Từ nơi sản xuất điện đến nơi tiêu thụ cách nhau 5km, dùng dây có bán kính 2mm, ρ = 1,57.10-
8Ωm để truyền tải điện. Điện trở của dây:
A. R = 5Ω B. R = 6,25Ω C. R = 12,5Ω D. R = 25Ω
Câu 40. Điện năng được truyền từ một máy biến thế ở A tới máy hạ thế ở B (nơi tiêu thụ) bằng hai dây
đồng có điện trở tổng cộng là 50Ω. Dòng điện trên đường dây là I = 40A. Công suất tiêu hao trên đường
dây bằng 10% công suất tiêu thụ ở B. Công suất tiêu thụ ở B là:
A. PB = 800W B. PB = 8kW C. PB = 80kW D. PB = 800kW
Câu 41. Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000kW. Dòng điện nó phát ra sau khi tăng thế lên
110kV được truyền đi xa bằng một dây dẫn có điện trở 20Ω. Điện năng hao phí trên đường dây là:
A. 6050W B. 2420W C. 5500W D. 1653W
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 115
Câu 42. Một máy biến áp có tỉ số vòng dây sơ cấp và thứ cấp bằng 10. Máy được mắc vào điện áp xoay
chiều có giá trị hiệu dụng 220V, tần số 50Hz. Hai đầu cuộn thứ cấp được nối với tải là một điện trở R, khi
đó dòng điện chạy qua cuộn thứ cấp có cường độ 5(A). Coi hệ số công suất mạch thứ cấp và sơ cấp của
máy đều bằng 1, máy có hiệu suất 95% thì cường độ dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp xấp xỉ bằng
A. 0,53(A) B. 0,35(A) C. 0,95(A) D. 0,50(A)
Câu 43. Người ta truyền tải điện năng từ A đến B. Ở A dùng một máy tăng thế và ở B dùng một máy hạ
thế, dây dẫn từ A đến B có điện trở 40 . Cường độ dòng điện trên dây là 50A. Công suất hao phí trên
dây bằng 5% công suất tiêu thụ ở B và hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp của máy hạ thế là 200V. Biết
dòng điện và hiệu điện thế luôn cùng pha và bỏ qua hao phí trên các máy biến thế. Tỉ số biến đổi của máy
hạ thế là:
A. 0,005. B. 0,05. C. 0,01. D. 0,004.
Câu 44. Một nhà máy phát điện gồm n tổ máy có cùng công suất P hoạt động đồng thời. Điện sản xuất
ra được đưa lên đường dây và truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải là H. Hỏi khi chỉ còn một tổ
máy hoạt động bình thường thì hiệu suất truyền tải H’ là bao nhiêu? Coi điện áp truyền tải, hệ số công
suất truyền tải và điện trở đường dây không đổi.
A. H' = H
n B. H' = H C. H' =
n+H-1
n D. H' = nH
Câu 45. Cần truyền tải một nguồn điện có công suất P không đổi đi xA. Khi sử dụng điện áp truyền tải
là U thì hiệu suất truyền tải là H. Hỏi nếu điện áp truyền tải là U’ = nU thì hiệu suất truyền tải là H’ bằng
bao nhiêu so với H?
A. H' = H
n B. H' =
2n
H C. H' = 1 -
1-H
n D. H'=1 -
2
1
n
H
Câu 46. Một máy hạ thế có tỉ lệ số vòng 2 cuộn dây là 2. Cuộn sơ cấp và thứ cấp có điện trở lần lượt là
r1 = 3,6Ω và r2 = 1,6Ω. Hai đầu cuộn thứ cấp được mắc điện trở R = 10Ω. Bỏ qua hao phí do dòng phu-
cô và coi hệ số công suất của 2 cuộn là bằng 1. Nếu mắc 2 đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị
hiệu dụng U1 = 220V. Tính điện áp 2 đầu cuộn thứ cấp U2.
A. U2 = 110V B. U2 = 100V C. U2 = 88V D. U2 = 440V
Câu 47. Một máy biến áp có lõi sắt gồm n nhánh đối xứng nhưng chỉ có 2 nhánh là được quấn dây (mỗi
nhánh một cuộn dây có số vòng khác nhau). Coi hao phí của máy là rất nhỏ. Khi điện áp xoay chiều có
giá trị hiệu dụng U mắc vào cuộn 1 (có số vòng N1) thì điện áp đo được ở cuộn 2 (có số vòng N2) để hở là
U2. Tính U2 theo U, N1, N2 và n.
A. U2 = 2
11
N
NU B. U2 =
1
21
.Nn
NU C. U2 =
2
11
N
nNU D. U2 =
1
21
)1( Nn
NU
Câu 48. Một máy tăng áp có tỷ lệ số vòng ở 2 cuộn dây là 0,5. Nếu ta đặt vào 2 đầu cuộn sơ cấp một
điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 130V thì điện áp đo được ở 2 đầu cuộn thứ cấp để hở sẽ là
240V. Hãy lập tỷ lệ giữa điện trở thuần r của cuộn sơ cấp và cảm kháng ZL của cuộn sơ cấp.
A. 5
12 B.
1
12 C.
1
168 D.
13
24
Câu 49. Điện năng tải từ trạm tăng thế đến trạm hạ thế nhờ các dây dẫn có điện trở tổng cộng 20Ω. Ở
đầu ra cuộn thứ cấp máy hạ thế cần dòng điện có cường độ hiệu dụng 100A, công suất 12kW. Cho phụ tải
thuần trở, tỷ số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp máy hạ thế là 10. Bỏ qua mọi hao phí trong
máy biến thế. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch sơ cấp máy hạ thế và điện áp hiệu dụng hai đầu
cuộn thứ cấp máy tăng thế là:
A. 10A và 1200 V B. 10A và 1400 V C. 1000A và 1200V D. 10A và 1000 V
Câu 50. Nhận xét nào sau đây là sai khi nói về máy biến áp?
A. Đối với máy tăng áp nếu điện áp đưa vào được giữ không đổi, ta đồng thời tăng thêm số vòng dây quấn
ở 2 cuộn lên một lượng như nhau thì điện áp lấy ra sẽ giảm.
B. Đối với máy tăng áp nếu điện áp đưa vào được giữ không đổi, ta đồng thời giảm bớt số vòng dây quấn
ở 2 cuộn xuống một lượng như nhau thì điện áp lấy ra sẽ tăng.
C. Đối với máy giảm áp nếu điện áp đưa vào được giữ không đổi, ta đồng thời tăng thêm số vòng dây quấn
ở 2 cuộn lên một lượng như nhau thì điện áp lấy ra sẽ giảm.
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 116 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
D. Đối với máy giảm áp nếu điện áp đưa vào được giữ không đổi, ta đồng thời giảm bớt số vòng dây quấn
ở 2 cuộn xuống một lượng như nhau thì điện áp lấy ra sẽ giảm.
Câu 51. Cuộn sơ cấp của một máy biến thế có N1= 1000 vòng, cuộn thứ cấp có N2=2000 vòng. Hiệu
điện thế hiệu dụng của cuộn sơ cấp là U1= 110 V và của cuộn thứ cấp khi để hở là U2= 216 V. Tỷ số giữa
điện trở thuần và cảm kháng của cuộn sơ cấp là:
A. 0,19. B. 0,15 C. 0,1. D. 1,2.
Câu 52. Một máy biến áp lý tưởng gồm một cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp. Cuộn sơ cấp có n1 = 1320
vòng , điện áp U1 = 220V. Cuộn thứ cấp thứ nhất có U2 = 10V, I2 = 0,5A; Cuộn thứ cấp thứ 2 có n3 = 25
vòng, I3 = 1,2A. Cường độ dòng điện qua cuộn sơ cấp là:
A. I1 = 0,035A B. I1 = 0,045A C. I1 = 0,023A D. I1 = 0,055A
Câu 53. (CĐ 2007) Một máy biến thế có số vòng của cuộn sơ cấp là 5000 và thứ cấp là 1000. Bỏ qua
mọi hao phí của máy biến thế. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng
100 V thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở có giá trị là
A.20 V. B. 40 V. C. 10 V. D. 500 V.
Câu 54. (CĐ- 2008) Một máy biến thế dùng làm máy giảm thế (hạ thế) gồm cuộn dây 100 vòng và cuộn
dây 500 vòng. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến thế. Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp với hiệu điện thế u =
100 2sin100t (V) thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp bằng
A. 10 V. B. 20 V. C. 50 V. D. 500 V
Câu 55. (CĐ 2009) Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2400 vòng dây, cuộn thứ cấp gồm
800 vòng dây. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 210 V. Điện áp hiệu
dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp khi biến áp hoạt động không tải là
A. 0. B. 105 V. C. 630 V. D. 70 V.
Câu 56. (ĐH 2011) Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp
hai lần số vòng dây của cuộn thứ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây. Muốn xác
định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ
cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn
thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,43. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24
vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,45. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Để được máy biến áp đúng
như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp
A. 100 vòng dây. B. 84 vòng dây. C. 60 vòng dây. D. 40 vòng dây.
Câu 57. (ĐH-2012)Điện năng từ một trạm phát điện được đưa đến một khu tái định cư bằng đường dây
truyền tải một phA. Cho biết, nếu điện áp tại đầu truyền đi tăng từ U lên 2U thì số hộ dân được trạm cung
cấp đủ điện năng tăng từ 120 lên 144. Cho rằng chỉ tính đến hao phí trên đường dây, công suất tiêu thụ
điện của các hộ dân đều như nhau, công suất của trạm phát không đổi và hệ số công suất trong các trường
hợp đều bằng nhau. Nếu điện áp truyền đi là 4U thì trạm phát này cung cấp đủ điện năng cho
A. 168 hộ dân. B. 150 hộ dân. C. 504 hộ dân. D. 192 hộ dân.
Câu 58. (ĐH-2012)Từ một trạm phát điện xoay chiều một pha đặt tại vị trí M, điện năng được truyền tải
đến nơi tiêu thụ N, cách M 180km. Biết đường dây có điện trở tổng cộng 80 (coi dây tải điện là đồng
chất, có điện trở tỉ lệ thuần với chiều dài của dây). Do sự cố, đường dây bị rò điện tại điểm Q (hai dây tải
điện bị nối tắt bởi một vật có điện trở có giá trị xác định R). Để xác định vị trí Q, trước tiên người ta ngắt
đường dây khỏi máy phát và tải tiêu thụ, sau đó dùng nguồn điện không đổi 12V, điện trở trong không
đáng kể, nối vào hai đầu của hai dây tải điện tại M. Khi hai đầu dây tại N để hở thì cường độ dòng điện
qua nguồn là 0,40 A, còn khi hai đầu dây tại N được nối tắt bởi một đoạn dây có điện trở không đáng kể
thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,42 A. Khoảng cách MQ là
A. 135km. B. 167km. C. 45km. D. 90km.
Câu 59. (CĐ 2013) Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha với
hiệu suất truyền tải là H. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây. Nếu công suất truyền tải
giảm k lần so với ban đầu và giữ nguyên điện áp ở nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện năng trên chính
đường dây đó là:
A. 21 (1 )H k B. 1 (1 )H k C. (1 )
1H
k
D.
2
(1 )1
H
k
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 117
Câu 60. (ĐH 2013) Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp M1 một điện áp xoay chiều có giá trị
hiệu dụng 200V. Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp M2 vào hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì
điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp của M2 để hở bằng 12,5 V. Khi nối hai đầu cuộn thứ cấp của M2
với hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp của M2 để hở bằng 50 V. Bỏ
qua mọi hao phí. M1 có tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và số vòng dây cuộn thứ cấp bằng
A. 6. B. 15. C. 8. D. 4.
Câu 61. (ĐH 2013) Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha với
hiệu suất truyền tải là 90%. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây và không vượt quá
20%. Nếu công suất sử dụng điện của khu dân cư này tăng 20% và giữ nguyên điện áp ở nơi phát thì hiệu
suất truyền tải điện năng trên chính đường dây đó là
A. 85,8%. B. 87,7%. C. 89,2%. D. 92,8%.
ĐÁP ÁN
1A 2C 3B 4C 5B 6A 7A 8C 9D 10C 11B 12D 13D 14B 15C 16A
17B 18B 19A 20C 21C 22B 23B 24C 25D 26B 27A 28B 29B 30C 31D 32B
33D 34C 35D 36A 37B 38D 39B 40D 41D 42A 43A 44C 45D 46C 47 48A
49B 50C 51A 52B 53A 54B 55D 56C 57B 58C 59C 60C 61B
BÀI 8: MÁY PHÁT ĐIỆN - ĐỘNG CƠ ĐIỆN
I - PHƯƠNG PHÁP.
1. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
Khung dây N vòng, diện tích mỗi vòng S quay trong từ trường đều
B với tốc độ góc ω. Chọn gốc thời gian là lúc véctơ pháp tuyến n
Của mặt phẳng khung dây hợp với B góc pha ban đầu φ.
Từ thông qua N vòng của khung:
0
NBS cos t
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung:
0
t
E
e NBSsin t
Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai cực của khung:
NBSU E
2
2. Máy phát điện xoay chiều một pha
Phần ứng gồm 2p cuộn dây gắn cố định trên vòng tròn stato đứng yên. Ở tâm vòng tròn có phần
cảm là p nam châm quay (p nam châm 2p cựcp cặp cực). Các nam châm này quay với tốc
độ n (vòng/phút), gọi là roto
Tần số của suất điện động xoay chiều ở hai cực của máy:
vßng/phót
vßng/s
n pf n p
60
3. Động cơ điện xoay chiều
Xét một động cơ điện có các cuộn dây có điện trở thuần R, hệ số công suất của động cơ là cos , khi đặt
vào hai đầu động cơ điện áp xoay chiều U thì động cơ hoạt động chuyển hóa điện năng thành cơ năng
sinh ra công suất cơ học Pcơ. Tuy nhiên, trên điện trở có dòng điện I sẽ tỏa nhiệt với công suất tỏa nhiệt
Pn. Công suất mà nguồn điện xoay chiều cung cấp cho động cơ, gọi là công suất tiêu thụ của động, lớn
hơn công suất cơ học mà động cơ thực hiện.
Công suất tiêu thụ của động cơ ( công suất toàn phần): P = U.I.cos
Công suất tỏa nhiệt của điện trở R của động cơ (công suất hao phí): Pn=R.I2.
Công suất cơ học mà động cơ sinh ra (công suất có ích): Pcơ
Bảo toàn năng lượng: P = Pcơ + Pn Pcơ = P - Pnhiệt = U.I.cos - I2.R
Hiệu suất của động cơ: H = Pcơ
P.100%
CÁC VÍ DỤ
Ví dụ 1. Một động cơ điện xoay chiều có công suất tiêu thụ điện năng bằng 440 W, hệ số công suất
bằng 0,8. Điện áp hiệu dụng hai đầu động cơ bằng 220 V. Cường độ hiệu dụng qua động cơ là
ω
φ
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 118 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A.1A B.1,5A C.2A D.2,5A
Hướng dẫn: đáp án D
Công suất tiêu thụ (toàn phần): P=440W
Ta có: P 440
P UIcos I 2,5AU cos 220.0,8
Ví dụ 2. Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V thì sinh
ra công suất cơ học 170W. Biết động cơ có hệ số công suất 0,85 và điện trở động cơ bằng 5Ω. Bỏ qua
các hao phí khác, biết công suất tỏa nhiệt nhỏ hơn công suất cơ học, cường độ dòng điện qua động cơ
bằng
A.1A B.1,5A C.36,46A D.0,933A
Hướng dẫn: đáp án D
U=220V, Pcơ=170W (có ích); cos=0,85; R=5Ω
P = Pcơ + Pn U.I.cos = Pcơ + I2.R220.0,85.I=170+5.I2I=0,933A hoặc I=36,46A (loại vì Pn>Pcơ)
Lưu ý: không dùng công thức:
R R Ucos Z I
Z cos Z
II - BÀI TẬP THỰC HÀNH
Câu 1. Chọn sai. Trong máy phát điện xoay chiều một pha
A. Hệ thống vành khuyên và chổi quyét được gọi là bộ góp
B. Phần cảm là bộ phận đứng yên
C. Phần tạo ra dòng điện là phần ứng
D. Phần tạo ra từ trường gọi là phần cảm
Câu 2. Quạt điện sử dụng ở nhà của chúng ta có động cơ là:
A. Động cơ không đồng bộ 3 pha B. Động cơ một chiều
C. Động cơ điện xoay chiều 1 pha D. Động cơ sử dụng xăng.
Câu 3. Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện dựa trên hiện tượng:
A. Hiện tượng cảm ứng điện từ B. Hiện tượng tự cảm
C. Sử dụng từ trường quay D. Sử dụng Bình ắc quy để kích thích
Câu 4. Để giảm tốc độ quay của roto người ta sử dụng giải pháp nào sau đây cho máy phát điện
A. Chỉ cần bôi trơn trục quay B. Giảm số cặp cực tăng số vòng dây
C. Tăng số cặp cực và giảm số vòng giây D. Tăng số cặp cực và tăng số vòng dây.
Câu 5. Trong máy phát điện xoay chiều một pha, phần cảm có tác dụng:
A. tạo ra từ trường. B. tạo ra dòng điện xoay chiều.
C. tạo ra lực quay máy. D. tạo ra suất điện động xoay chiều.
Câu 6. Dòng điện cảm ứng sẽ không xuất hiện khi một khung dây kín chuyển động trong một từ
trường đều sao cho mặt phẳng khung dây:
A. Song song với các đường cảm ứng từ
B. Vuông góc với các đường cảm ứng từ
C. Tạo với các đường cảm ứng từ 1 góc 0 < < 900
D. Cả 3 đều tạo được dòng điện cảm ứng
Câu 7. Trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện xoay chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết điện
S của cuộn dây
A. Luôn luôn tăng B. Luôn luôn giảm C. Luân phiên tăng, giảm D. Luôn không đổi
Câu 8. Dòng điện cảm ứng
A. Xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín trong thời gian có sự biến thiên của các đường cảm ứng từ qua tiết
điện cuộn dây
B. Xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi có các đường cảm ứng từ gởi qua tiết điện S của cuộn dây
C. Càng lớn khi điện tích S của cuộn dây càng nhỏ
D. Tăng khi từ thông gởi qua tiết điện S của cuộn dây tăng và giảm khi các từ thông gởi qua tiết điện S của
cuộn giảm
Câu 9. Hiện nay với các máy phát điện công suất lớn người ta thường dùng cách nào sau đây để tạo ta
dòng điện xoay chiều một pha?
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 119
A. Nam châm vĩnh cửu đứng yên, cuộn dây chuyển động tịnh tiến so với nam châm
B. Nam châm vĩnh cửu đứng yên, cuộn dây chuyển động quay trong lòng nam châm
C. Cuộn dây đứng yên, nam châm chuyển động tịnh tiến so với cuộn dây.
D. Cuộn dây đứng yên, nam châm chuyển động quay trong lòng stato có các cuộn dây.
Câu 10. Máy phát điện xoay chiều chuyển hóa:
A. Quang năng thành điện năng B. Cơ năng thành điện năng
C. Hoá năng thành điện năng D. Cả A,B,C đều đúng
Câu 11. : Trong máy phát điện xoay chiều một pha công suất lớn:
A. Phần ứng là bộ phận quay (rôto).
B. Phần cảm là bộ phận đứng yên (Stato)
C. Bộ góp gồm hai vành khuyên và hai chổi quét để lấy điện ra mạch ngoài
D. Các cuộn dây của phần ứng và phần cảm đều quấn quanh lõi thép ghép từ các lá thép cách điện với nhau.
Câu 12. Trong máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm quay:
A. Hệ thống vành khuyên và chổi quét gọi là bộ góp và hai cực của máy phát
B. Phần cảm thường là nam châm vĩnh cửu
C. Phần ứng: tạo ra dòng điện và là phần đứng yên
D. Cả 3 đều đúng
Câu 13. Trong máy phát điện xoay chiều, nếu tăng số vòng dây của phần ứng lên hai lần và giảm vận
tốc góc của rôto đi bốn lần thì suất điện động cực đại của máy phát sẽ:
A. Tăng hai lần B. Giảm hai lần C. Giảm bốn lần D. Không đổi
Câu 14. Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ: ω là vận tốc góc của nam châm chữ U; ω0
là vận tốc góc của khung dây
A. Quay khung dây với vận tốc góc thì nam châm hình chữ U quay theo với ω0 < ω
B. Quay nam châm hình chữ U với vận tốc góc ω thì khung dây quay cùng chiều với chiều quay của nam
châm với ω0 < ω
C. Cho dòng điện xoay chiều đi qua khung dây thì nam châm hình chữ U quay với vận tốc góc ω
D. Quay nam châm hình chữ U với vận tốc góc thì khung dây quay cùng chiều với chiều quay của nam
châm với ω0 = ω
Câu 15. Một động cơ điện có công cơ học trong 1s là 3KJ, biết hiệu suất của động cơ là 90%. Tính công
suất tiêu thụ điện năng của động cơ trên?
A. 3,33KW B. 3,43KW C. 3,23KW D. 2,7KW
Câu 16. Một máy phát điện có phần cảm cố định. Phần ứng gồm 500 vòng dây, từ thông cực đại gửi qua
mỗi vòng dây là 10-3 WB. Máy phát ra suất điện động hiệu dụng là 111V. Số vòng quay của roto /s là?
Biết rô tô của máy chỉ có một cặp cựC.
A. 35 vòng/s B. 50 vòng/s C. 30 vòng/s D. 40 vòng/s
Câu 17. Một khung dây kim loại dẹt hình chữ nhật gồm N vòng dây, điện tích mỗi vòng là S được quay
đều với tốc độ góc ω , quanh 1 trục cố định trong 1 từ trường đều có cảm ứng từ B. Trục quay luôn vuông
góc với phương của từ trường, là trục đối xứng của khung & nằm trong mặt phẳng khung dây. Suất điện
động cảm ứng xuất hiện trong khung có biên độ bằng
A. E0 = NBSω B. E0 = NBS
ω C. E0 =
BSω
N D.
0
NBSE
2
Câu 18. Một máy phát điện xoay chiều một pha phát ra suất điện động e = 1000 2cos(100t) (V). Nếu
roto quay với vận tốc 600 vòng/phút thì số cặp cực là:
A. 4 B. 10 C. 5 D. 8
Câu 19. Một khung dây dẹt hình chữ nhật gồm 200 vòng, có các cạnh 15cm và 20cm quay đều trong từ
trường với vận tốc = 1200 vòng/phút. Biết từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với trục
quay và B = 0,05T. Giá trị hiệu dụng của suất điện động của dòng điện xoay chiều
A. 37,7V. B. 26,7V. C. 42,6V. D. 53,2V.
Câu 20. Một vòng dây có điện tích 0,05m2 quay đều trong từ đều B = 0,2T với tốc độ 120 vòng/phút (B
vuông góc với trục quay).
- Tìm từ thông cực đại qua khung dây?
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 120 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A. 10-2 mWb B. 10-2 Wb C. 10Wb D. 100Wb
- Suất điện động cực đại qua vòng dây?
A. 0,4 V B. 0,04V C. 0,04 V D. 0,004 V
Câu 21. Một cuộn dây có 1000 vòng, mỗi vòng có điện tích 60 cm2 quay đều trong từ trường đều 0,1 T.
khung quay quanh trục OO’ nằm trong khung với tốc độ 50 vòng /s. Biết trục quay của khung vuông góc
đường cả ứng từ. Suất điện động hiệu dụng do khung dây là bao nhiêu?
A. 188,5V B. 13,33V C. 18,85V D. 133,3V
Câu 22. Một khung dây dẫn điện tích S = 50cm2 gồm 150 vòng dây quay đều với vận tốc 3000
vòng/phút trong một từ trường đều B vuông góc trục quay và có độ lớn B = 0,02T. Từ thông cực đại
gửi qua khung là?
A. 0,015 Wb B. 10-4 Wb C. 0,2Wb D. 0,02Wb
Câu 23. Một khung dây dẫn quay đều quanh trục quay với vận tốc 150 vòng/phút trong một từ trường
đều có cảm ứng từ B vuông góc trục quay của khung. Từ thông cực đại gửi qua khung là 10/ WB. Suất
điện động hiệu dụng trong khung bằng bao nhiêu?
A. 25 V B. 50V C. 50 2 V D. 25 2 V
Câu 24. Vào cùng một thời điểm nào đó, hai dòng điện xoay chiều i1 = I0cos(t + 1) và i2 = I0cos(t +
2) đều cùng có giá trị tức thời là 0,5I0, nhưng một dòng điện đang giảm, còn một dòng điện đang tăng.
Hai dòng điện này lệch pha nhau một góc bằng
A. 5
3
B.
4
3
C.
6
D.
2
3
Câu 25. Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có điện trở trong không đáng kể. Nối 2 cực máy phát với 1
cuộn dây thuần cảm. Khi rôto của máy quay với vận tốc góc n vòng/s thì cường độ dòng điện đi qua cuộn
dây có cường độ hiệu dụng I. Nếu rôto quay với vận tốc góc 2n vòng/s thì cường độ hiệu dụng của dòng
điện trong mạch là
A. I B. 2I C. 3I D. I 3
Câu 26. Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có điện trở trong không đáng kể. Nối 2 cực máy phát với 1
tụ điện. Khi rôto của máy quay với vận tốc góc n vòng/s thì cường độ dòng điện đi qua tụ điện có cường
độ hiệu dụng I. Nếu rôto quay với vận tốc góc 2n vòng/s thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong
mạch là
A. 4I B. 2I C. 3I D. I 3
Câu 27. Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có điện trở trong không đáng kể. Nối 2 cực máy phát với 1
điện trở. Khi rôto của máy quay với vận tốc góc n vòng/s thì cường độ dòng điện đi qua điện trở có cường
độ hiệu dụng I. Nếu rôto quay với vận tốc góc 2n vòng/s thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong
mạch là
A. I B. 2I C. 3I D. I 3
Câu 28. Khung dây dẫn quay đều với vận tốc góc ωo quanh một trục các đường cảm ứng từ. Sđđ cảm
ứng biến thiên với:
A. tần số góc ω > ω0 B. tần số góc ω = ω0
C. tần số góc ω < ω0 D. Không có cơ sở để kết luận
Câu 29. Một máy phát điện mà phần cảm gồm hai cặp cực từ quay với tốc độ 1500 vòng/phút và phần
ứng gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp, có suất điện động hiệu dụng 220V, từ thông cực đại qua mỗi vòng
dây là 5mWB. Mỗi cuộn dây gồm có bao nhiêu vòng?
A. 198 vòng B. 99 vòng C. 140 vòng D. 70 vòng
Câu 30. Một khung dây dẫn có điện tích S = 100cm2 gồm 200 vòng dây quay đều với vận tốc 60vòng/s
trong một từ trường đều vuông góc với trục quay ∆ và có độ lớn B = 0,4T. Từ thông cực đại gởi qua
khung dây là:
A. 0,24 Wb B. 0,8 Wb C. 2400 Wb D. 8000 Wb
Câu 31. Một khung dây quay đều quanh trục ∆ trong một từ trường đều có vectơ B ∆, trục quay với
vận tốc góc ω. Từ thông cực đại gởi qua khung là 10/ (Wb) và suất điện động cực đại xuất hiện trong
khung là 100V. Giá trị của ω bằng:
A. 10 rad/s B. 5 vòng/s C. 300vòng /phút D. Cả A,B,C đều đúng
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 121
Câu 32. Một khung dây dẫn có điện tích S = 100cm2 gồm 100 vòng quay đều với vận tốc 50 vòng/s.
Khung đặt trong một từ trường đều B = 3.10-2 T. Trục quay của khung vuông góc với các đường cảm ứng
từ. Tần số của dòng điện cảm ứng trong khung là:
A. 50Hz B. 100Hz C. 200Hz D. 400Hz
Câu 33. Một máy phát điện xoay chiều ban đầu có 2 cuộn dây giống nhau nối tiếp, rôto quay tốc độ n =
320 vòng/phút tạo ra suất điện động. Để vẫn có suất điện động như ban đầu, thiết kế 4 cuộn dây giống
nhau nối tiếp, Cần cho rôto quay tốc độ n’ bao nhiêu?
A. n’ = 240 vòng/phút B. n’ = 160 vòng/phút C. n’ = 120 vòng/phút D. n’ = 80 vòng/phút
Câu 34. Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 100kW và có hiệu suất 80%. Mắc
động cơ vào mạng điện xoay chiều đúng định mức thì điện năng tiêu thụ của động cơ trong một giờ là:
A. 80 kW h B. 100 kWh C. 125 kWh D. 360 MJ
Câu 35. Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 200V thì sinh ra
công suất cơ là 320 W. Biết điện trở thuần của dây quấn động cơ là 20 Ω và hệ số công suất của động cơ
là 0,89. Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong động cơ là
A. 4,4 A B.6,4A hoặc 4,4A C. 2,5 A D. 6,4 A
Câu 36. Một động cơ điện xoay chiều có điện trở các cuộn dây bằng không, điện trở dây nối vào động
cơ là 32, khi mắc động cơ vào mạch điện có điện áp hiệu dụng 200V thì sản ra một công suất cơ 43W.
Biết hệ số công suất của động cơ là 0,9. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua động cơ là:
A. 5,375 A B. 0,25 A C. 2,5 A D. 0,5 A
Câu 37. Khung dây kim loại phẳng có điện tích S = 100cm2, có N = 500 vòng dây, quay đều với tốc độ
3000 vòng/phút quay quanh trục vuông góc với đường sức của một từ trường đều B = 0,1T. Chọn gốc
thời gian t = 0s là lúc pháp tuyến n của khung dây có chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ B. Biểu
thức xác định suất điện động cảm ứng e xuất hiện trong khung dây là:
A. e = 157cos(314t - /2) (V). B. e = 157cos(314t) (V).
C. e = 15,7cos(314t - /2) (V). D. e = 15,7cos(314t) (V).
Câu 38. Một khung dây gồm 200 vòng, điện tích mỗi vòng dây là 100 cm2 được đặt trong từ trường đều
0,2T. Trục quay của khung vuông góc với đường cảm ứng từ. Khung quay với tốc độ 50 vòng/s. Biết lúc t
= 0 đường cảm ứng từ B cùng hướng với pháp tuyến của khung dây. Biểu thức suất điện động trong
khung là?
A. u = 88,86cos(100t) V B. u = 125,66cos(100t) V
C. u = 125,66cos(100t - /2) V D. u = 88,86cos(100t + /2) V
Câu 39. Từ thông qua một vòng dây dẫn là = 2.10-2/cos(100t + /4) WB. Biểu thức của suất điện
động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây là?
A. u = 2cos(100t - /4) V B. u = 2cos(100t -/4) V
C. u = 2cos(100t + /4) V D. u = 2cos(100t + 3/4) V
Câu 40. : Một khung dây điện tích 1cm2, gồm 50 vòng dây quay đều với vận tốc 120 vòng/phút quanh
trục ∆ từ trường đều B = 0,4T. Khi t = 0, mặt phẳng khung dây có vị trí vuông góc các đường cảm ứng
từ. Biểu thức của từ thông gởi qua khung:
A. Φ = 0,02cos(4t + /2)(Wb) B. Φ = 0,002cos(4t)(Wb)
C. Φ = 0,2cos(4t)(Wb) D. Φ = 2cos(4t + /2)(Wb)
Câu 41. Một khung dây có điện tích 1cm2, gồm 50 vòng dây, được đặt trong một từ trường đều có B =
0,4T. Trục vuông góc với từ trường Cho khung dây quay đều quanh trục với vận tốc 120vòng/phút. Chọn
t = 0 là khi mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường cảm ứng từ. Biểu thức của từ thông gởi qua
khung dây là:
A. Φ = 0,02cos(4t + /2)(Wb) B. Φ = 0,002cos(4t) (Wb)
C. Φ = 0,2cos(4t) (Wb) D. Φ = 2cos(4t) (Wb)
Câu 42. Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, điện tích mỗi vòng là 220 cm2.
Khung quay đều với tốc độ 50 vòng/giây quanh một trục đối xứng nằm trong mặt phẳng của khung dây,
trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 2
5 T. Suất điện
động cực đại trong khung dây bằng
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 122 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 - 2014
A. 110 2 V. B. 220 2 V. C. 110 V. D. 220 V.
Câu 43. Khung dây kim loại phẳng có điện tích S, có N vòng dây , quay đều với tốc độ góc quanh
trục vuông góc với đường sức của một từ trương đều. Chọn gốc thời gian t=0s là lúc pháp tuyến của
khung dây có chiều trùng với chiều của véc tơ cảm ứng từ. Biểu thức xác định suất điện động cảm ứng e
xuất hiện trong khung dây là
A. e= NBScost B. e= NBSsint C. e=NBScost D. e=NBSsint
Câu 44. Một động cơ điện mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V, tiêu thụ một công
suất điện 2,5kW. Điện trở thuần và hệ số công suất của động cơ là R = 2 và cos = 0,95. Hiệu suất của
động cơ là:
A. 90,68% B. 78,56% C. 88,55% D. 89,67%
Câu 45. Một động cơ điện xoay chiều một pha có điện trở r = 20 và hệ số công suất là 0,9. Đặt vào
hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế u = 200 2cos100t (V) thì mạch tạo ra một công suất cơ là Pcơ =
160W. Hiệu suất của động cơ là:
A. 98% B. 81% C. 95% D. 89%
Câu 46. Một khung dây dẫn phẳng, quay đều với tốc độ góc quanh một trục cố định trong một từ
trường đều, có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung, suất điện động cảm ứng trong
khung có biểu thức e = E0cos(t + /2) V. Vào thời điểm t = 0, véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung
dây hợp với véctơ cảm ứng từ một góc bằng
A. 1800. B. 1500. C. 450. D. 900.
Câu 47. Vào cùng một thời điểm nào đó hai dòng điện xoay chiều i1 = I0cos(t+1) và i2 = I0 2
cos(+2) có cùng giá trị tức thời nhưng một dòng điện đang tăng và một dòng điện đang giảm. Hai dòng
điện lệch pha nhau
A.
6 B.
4 C.
7
12
D.
2
Câu 48. (CĐ 2009) Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto gồm 10 cặp cực (10 cực
nam và 10 cực bắc). Rôto quay với tốc độ 300 vòng/phút. Suất điện động do máy sinh ra có tần số bằng
A. 3000 Hz. B. 50 Hz. C. 5 Hz. D. 30 Hz.
Câu 49. (CĐ 2009) Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, điện tích mỗi vòng 54
cm2. Khung dây quay đều quanh một trục đối xứng (thuộc mặt phẳng của khung), trong từ trường đều có
vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,2 T. Từ thông cực đại qua khung dây là
A. 0,27 Wb B. 1,08 Wb C. 0,81 Wb D. 0,54 Wb
Câu 50. (ĐH 2010) Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB
gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi
rôto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 1 A.
Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là
3A. Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm kháng của đoạn mạch AB là
A. 2R 3 B.2R
3 C. R 3 D.
R
3
Câu 51. (CĐ 2010) Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, điện tích mỗi vòng là
220 cm2. Khung quay đều với tốc độ 50 vòng/giây quanh một trục đối xứng nằm trong mặt phẳng của
khung dây, trong một từ trường đều có véctơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 2
5 T.
Suất điện động cực đại trong khung dây bằng
A. 110 2 V. B. 220 2 V. C. 110 V. D. 220 V.
Câu 52. (ĐH 2011) Một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc ω quanh một trục cố định nằm
trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của
khung. Suất điện động cảm ứng trong khung có biểu thức e = E0cos(ωt + /2). Tại thời điểm t = 0, vectơ
pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ
một góc bằng
A. 1500. B. 900. C. 450. D. 1800.
TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC TÂN PHƯƠNG – 247 ĐINH ĐIÊN HOÀNG - BMT
GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2013 – 2014 Trang 123
Câu 53. (ĐH 2011) Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần ứng gồm bốn cuộn dây giống nhau
mắc nối tiếp. Suất điện động xoay chiều do máy phát sinh ra có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 100 2
V. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây của phần ứng là 5
mWB. Số vòng dây trong mỗi cuộn dây của
phần ứng là
A. 71 vòng. B. 100 vòng. C. 400 vòng. D. 200 vòng.
Câu 54. (CĐ-2012) Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôtô và số cặp cực là p. Khi
rôtô quay đều với tốc độ n (vòng/s) thì từ thông qua mỗi cuộn dây của stato biến thiên tuần hoàn với tần
số (tính theo đơn vị Hz) là
A. 60
pn B.
60
n
p C. 60pn D.pn
Câu 55. (ĐH-2012)Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V,
cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5A và hệ số công suất của động cơ là 0,8 . Biết rằng công suất hao phí
của động cơ là 11 W. Hiệu suất của động cơ (tỉ số giữa công suất hữu ích và công suất tiêu thụ toàn phần)
là
A. 80% B. 90% C. 92,5% D. 87,5 %
Câu 56. (CĐ 2013) Một vòng dây dẫn phẳng có diện tích 100 cm2, quay đều quanh một trục đối xứng
(thuộc mặt phẳng của vòng dây), trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay. Biết
từ thông cực đại qua vòng dây là 0,004Wb . Độ lớn của cảm ứng từ là:
A. 0,2T B. 0,6T C. 0,8T D. 0,4T
Câu 57. (CĐ 2013) Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rô to gồm 6 cặp cực (6 cực
nam và 6 cực bắc). Rô to quay với tốc độ 600 vòng/ phút. Suất điện động do máy tạo ra có tần số bằng :
A. 120Hz B. 50Hz C. 100Hz D. 60Hz.
Câu 58. (ĐH 2013) Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch A, B
mắc nối tiếp gồm điện trở 69,1 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung 176,8 F . Bỏ
qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát. Biết rôto máy phát có hai cặp cựC. Khi rôto quay đều
với tốc độ 1n 1350 vòng/phút hoặc 2n 1800 vòng/phút thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là
như nhau. Độ tự cảm L có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 0,8 H. B. 0,7 H. C. 0,6 H. D. 0,2 H.
Câu 59. (ĐH 2013) Một khung dây dẫn phẳng, dẹt, hình chữ nhật có diện tích 60 cm2, quay đều quanh
một trục đối xứng (thuộc mặt phẳng của khung) trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với
trục quay và có độ lớn 0,4 T. Từ thông cực đại qua khung dây là
A. 2,4.10-3 WB. B. 1,2.10-3WB. C. 4,8.10-3WB. D. 0,6.10-3W
ĐÁP ÁN
1B 2C 3A 4D 5A 6A 7C 8A 9D 10B 11D 12C 13B 14B 15A 16B
17A 18C 19B BC 21D 22A 23D 24D 25A 26A 27B 28B 29B 30B 31A 32A
33B 34C 35C 36B 37A 38C 39A 40B 41B 42B 43B 44C 45D 46A 47C 48B
49D 50B 51B 52D 53B 54D 55D 56D 57D 58C 59A
BÀI TẬP TỔNG HỢP: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Biên tập từ các câu hỏi trên các 4rum của thuvienvatly, hocmai, vatlyphothong – trong năm 2014 Trang 1
Câu 1. Một cuộn dây có Ro và độ tự cảm L được mắc vào nguồn điện xoay chiều có u = 200 2 cos( 100t) V.
Thì cường độ dòng điện có giá trị hiệu dụng I1 = 5A và lệch pha so với u một góc 600 . Mắc nối tiếp cuộn dây với
đoạn mạch X thì cường độ dòng điện hiệu dụng là I2 = 3A và độ lệch pha giữa hiệu điện thế hai đầu cuộn dây với
hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch X là 900
1.Ro và ZL lần lượt là
A.20 Ω; 30 Ω B.20 3 Ω; 20 Ω C.20 Ω; 20 3 Ω D.30 Ω; 20 3 Ω
2.P tiêu thụ trên đoạn mạch X?
A.P = 415,7W B.480 W C.253W D.356W
3.Biết X gồm hai trong ba phần tử R,L,C mắc nối tiếp. Tính giá trị của hai phần tử đó?
A.R = 46,2 Ω; ZC = 26,7 Ω B.R = 26,6 Ω; ZC = 46 Ω
C.R = 50 Ω; ZL = 26,7 Ω D.R = 46 Ω; ZL = 26,7 Ω
Câu 2. Điện trở R = 30Ω và một cuộn dây mắc nối tiếp với nhau. Khi đặt hiệu điện thế không đổi 24V vào hai
đầu mạch này thì dòng điện qua nó là 0,6A. Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều có f = 50Hz vào hai đầu mạch
thì i lệch pha 450 so với hiệu điện thế này. Tính điện trở thuần r và L của cuộn dây.
A.r = 11Ω; L = 0,17H B.r = 13Ω; L = 0,27H
C.r = 10Ω; L = 0,127H D.r = 10Ω; L = 0,87H
Câu 3. Mạch RLC mắc nối tiếp, có R và C có thể điều chỉnh đượC. Trong đó L = 1/ 2H. được mắc vào mạng
điện 150 V - 50 Hz. Ta phải điểu chỉnh ZC đến giá trị nào để khi điểu chỉnh R thì giá trị của UR không thay đổi?
A.200 Ω B.50 Ω C.100 Ω D.150 Ω
Câu 4. Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V thì sinh ra công
suất cơ học là 170W. Biết động cơ có hệ số công suất 0,85 và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động cơ là 17W.
Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng điện cực đại qua động cơ là
A.2A B.1A C 3 A D. 2 A
Câu 5. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị cực đại Uo vào 2 đầu đoạn mạch RLC nối tiếp thì cường độ dòng điện
trong mạch i1= Iocos(100πt + π/6) (A). Nếu ngắt bỏ tụ C thì cường độ dòng điện trong mạch là i2=Io 3 cos(100πt
- π/3) (A). Điện áp hai đầu đoạn mạch là:
A. u = Uocos(100πt) V B. u = Uocos(100πt + π/12) V
C. u = Uocos(100πt - π/6) V D. u = Uocos(100πt - π/12) V
Câu 6. Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V, I=0,5A. Nếu công
suất tỏa nhiệt trên dây cuốn là 8W và hệ số công suất của động cơ bằng 1 thì công cơ học của động cơ sinh ra là
A:80W B:116,5W C.102W D:96W
Câu 7. Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa cần tăng điện áp nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất
hao phí trên đường dây tải 100 lần. giả thiết công suất nơi tiêu thụ không đổi và điện áp tức thời u cùng pha với
dòng điện tức thời i. Biết ban đầu độ giảm thế trên đường dây bằng 15% điện áp nơi truyền đi.
A. 10 lần B. 4,315 lần C. 9,151 lần D. 8,515 lần
Câu 8. Đặt điện áp xoay chiều u có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC có L
thay đổi. Khi L=L1 thì u lệch pha i là φ1 và hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm thuần là UL1, L=L2 thì u lệch pha i là
φ2 và hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm thuần là UL2. Biết UL2 = UL1. Khi L=Lo thì UL cực đại và u lệch pha i là
φ.Tìm mối liên hệ giữa φ1,φ2 và φ:
A. 1 2 B.
1 22 C.
1 22 D.
1 2
Câu 9. Trong quá trình truyền tại điện năng từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ, công suất tiêu thụ không
thay đổi.Khi điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu tải là U thì độ giảm điện thế trên đường dây là 0,1U. Để hao phí trên
đường dây giảm 100 lần so với trường hợp đầu thì điện áp máy phát lên đến
A.20,01U B.9,01U C.100U D.10,01U
Câu 10. Mạch RLC mắc nối tiếp, hiệu điện thế hai đầu mạch có biểu thức u = 200cos100t V. Khi thay đổi điện
dung C, người ta thấy ứng với hai giá trị C1 = 31,8 F và C2 = 10,6 F thì dòng điện trong mạch đều có giá trị
hiệu dụng 1 A. Tính điện trở và hệ số tự cảm của mạch?
A: R = 100 Ω; L = 1/H B: R = 100 2 Ω; L = 2/H
C: R = 100 Ω; L = 2/H D. R = 100 2 Ω; L = 1/H
Câu 11. Một đèn (xem như điện trở thuần) khi hoạt động bình thường thì dòng điện qua đèn có cường độ 0,8A
và hiệu điện thế ở hai đầu đèn là 50V. Để sử dụng đèn với mạng điện xoay chiều 120V - 50Hz, người ta mắc nối
BÀI TẬP TỔNG HỢP: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Biên tập từ các câu hỏi trên các 4rum của thuvienvatly, hocmai, vatlyphothong – trong năm 2014 Trang 2
tiếp với đèn một cuộn dây có điện trở thuần 12,5Ω (còn gọi là chấn lưu). Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn
dây có thể nhận giá trị nào sau đây:
A.U = 144,5V B.U = 104,4V C.U = 100V D.U = 140,4V
Câu 12. Mạch gồm điện trở, cuộn thuần cảm và tụ điện nối tiếp. Biết hiệu điện thế hiệu dụng UR = 120V, UC =
100V, UL = 50V. Nếu mắc thêm một tụ điện có điện dung bằng giá trị và song song với tụ điện nói trên thì hiệu
điện thế trên điện trở là bao nhiêu? Coi hiệu điện thế hai đầu mạch là không đổi.
A.120 V B.130V C.140V D.150V
Câu 13. Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần L,tụ điện C,điện trở R.Đặt vào 2 đầu đoạn
mạch một điện áp xoay chiều u=Uocos(ωt) V ,Uo không đổi ,ω thay đổi đượC.Điều chỉnh ω thì thấy khi 0
trong mạch xảy ra cộng hưởng ,cường độ dòng điện hiệu dụng là Imax,còn khi 1
hoặc 2
thì dòng điện
trong mạch có cùng giá trị hiệu dụng maxI
I5
.Cho 1
L H
,1 2
150 .Tìm giá trị R
A. R=37,5Ω B. R=75Ω C. R=150Ω D. R=50Ω
Câu 14. Cho đoạn mạch R,L,C nối tiếp,L thay đổi đượC.Điều chỉnh L thì thấy khi L=L1 điện áp hiệu dụng giữa
hai đầu điện trở đạt giá trị cực đại URmax=2UL.Khi L=L2, điện áp hiệu dụng UL đạt cực đại UL max. Khi L=L3 thì
hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại UCmax tỉ số L max
C max
U
U bằng bao nhiêu
A.5
2 B. 5 C.2 D.
2
5
Câu 15. Đặt một điện áp xoay chiều vào đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R = 300Ω, cuộn dây thuần cảm
có độ tự cảm 2 3
L H
, tụ điện có điện dung 410
C F3
. Điện áp hai đầu cuộn dây là
Lu 400 3 cos 100 t V
3
. Khoảng thời gian từ khi điện áp hai đầu đoạn mạch triệt tiêu lần thứ 2 đến lúc
điện áp 2 đầu đoạn mạch có giá trị 200 3 V lần thứ ba là:
A. 7/600 ms B. 11/600 ms C. 2/300 ms D. 70/6 ms
Câu 16. Đặt điện áp xoay chiều uu U 2 cos t vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở R mắc nối tiếp
với một cuộn cảm thuần L, biết điện trở có giá trị gấp 3 lần cảm kháng. Gọi uR và uL lần lượt là điện áp tức thời ở
hai đầu điện trở R và cuộn cảm thuần L ở cùng một thời điểm. Hệ thức đúng là?
A. 2 2 2
R L5u 45u 9U B. 2 2 2
R L90u 10u 9U
C. 2 2 2
R L10u 90u 9U D. 2 2 2
R L45u 5u 9U
Câu 17. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi 200V vào đoạn mạch AB gồm đoạn AM chỉ chứa
điện trở thuần R nối tiếp đoạn mạch MB gồm tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự
cảm L thay đổi đượC. Biết sau khi thay đổi độ tự cảm L thì điện áp hiệu dụng hai đầu mạch MB tăng 3 lần và
dòng điện trong mạch trước và sau khi thay đổi L lệch pha nhau một góc 900. Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn
mạch AM khi chưa thay đổi L là:
A.100 2V B. 100 3V C. 50 3V D.120V
Câu 18. Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC (cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được) một điện áp
u=160 2 cos100πt(V). Điều chỉnh L để hiệu điện thế hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại ULmax = 200V thì URC
bằng:
A.106V B.120V C.160V D.100V
Câu 19. Một cuộn dây ghép nối tiếp với một tụ điện. Đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế xoay chiều có giá
trị hiệu dụng không đổi U = 100V. Điều chỉnh C để hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu tụ đạt được giá trị cực đại
UCmax = 200V. Hệ số công suất của mạch khi đó là:
A.1 B.3
2 C.
1
2 D.
2
2
Câu 20. Một máy phát điện xoay chiều trong đó phần cảm là nam châm với 2 cặp cựC. Phần ứng được nối với
cuộn dây có độ tự cảm L =1/π H và điện trở thuần r = 100Ω . Khi phần cảm quay với tốc độ n1 = 25 vòng/s thì
BÀI TẬP TỔNG HỢP: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Biên tập từ các câu hỏi trên các 4rum của thuvienvatly, hocmai, vatlyphothong – trong năm 2014 Trang 3
cường độ dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng là I1 . Khi phần cảm quay với tốc độ n2 = 75 vòng/s thì cường
độ trong mạch có giá trị hiệu dụng là I2. Tỉ số I1/I2 là:
A. 5 B.1
3 5 C.
5
3 D.
1
5
Câu 21. Đặt điện áp xoay chiều có biên độ và tần số không đổi lên hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R mắc
nối tiếp với cuộn dây L,r. Biết điện áp hai đầu R lệch pha 4
so với điện áp hai đầu cuộn dây và có cùng giá trị
hiệu dụng. Nếu mắc thêm tụ C vào mạch AB thì mạch có hệ số công suất là 1 và công suất của mạch khi đó là
40W. Công suất mạch AB khi chưa mắc tụ C là
A.44,14W B.14,14W C.24,14W D.34,14W
Câu 22. Đặt điện áp xoay chiều có U0 không đổi và tần số góc thay đổi lên hai đầu đoạn mạch RLC không phân
nhánh với 0,2
L H
. Thay đổi tần số góc thì thấy với 0
thì cường độ hiệu dụng trong mạch đạt giá trị cực
đại là 2A. Với 180 rad / s hoặc 2
60 rad / s thì dòng điện hiệu dụng trong mạch bằng nhau và
bằng 2A .Tính U0
A. 8 2 V B. 4 2 V C.8V D.4V
Câu 23. Đoạn mạch AB chứa lần lượt R= 10Ω, cuộn dây có điện trở r và độ tự cảm L, tụ điện có điện dung 310
C F5
. M là điểm giữa cuộn dây và tụ. Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AM thì dòng
điện có biểu thức i 2cos 100 t A3
, còn nếu mắc điện áp trên vào hai đầu AB thì dòng điện có biểu thức
i cos 100 t A6
. Tính ZL
A.5Ω B.10Ω C.15Ω D.20Ω
Câu 24. Mạch điện gồm cuộn dây nối tiếp với tụ điện. Điện áp hai đầu mạch u U 2 cos t . Điện áp hiệu
dụng hai đầu cuộn dây bằng U và điện áp tức thời 2 đầu cuộn dây lệch pha 300 so với dòng điện qua cuộn dây .
Điện áp hiệu dụng 2 đầu tụ là
A.2U B. U 3 C.U D. U 2
Câu 25. Đặt điện áp u U 2 cos2 f t (U không đổi, f thay đổi được) vào 2 đầu đoạn mạch chứa R nối tiếp C.
Khi tần số là f1 hoặc f2 = 3f1 thì hệ số công suất tương ứng là cosφ1 và cosφ2 với 2 1
cos 2 cos Khi tần số là
1
3
ff
2 thì hệ số công suất cosφ3 của đoạn mạch bằng
A.7
4 B.
7
5 C.
5
4 D.
5
5
Câu 26. Một trạm hạ áp cấp điện cho một nông trại để thắp sáng các bóng đèn sợi đốt cùng loại có điện áp định
mức 220V. Biết các đèn được mắc song song với nhau rồi nối tiếp với một điện trở R. Nếu dùng 500 bóng thì
chúng hoạt động đúng định mứC. Nếu dùng 1500 bóng thì chúng chỉ đạt 83,4 % công suất định mứC. Coi điện
trở của bóng không đổi. Điện áp ra ở cuộn thứ cấp của máy hạ áp là:
A. 245V B. 250V C. 271V D. 231V
Câu 27. Tại một điểm M có một máy phát điện xoay chiều 1 pha có công suất phát điện và hiệu điện thế hiệu
dụng ở hai cực của máy phát đều không đổi. Nối hai cực của máy phát với một trạm tăng áp có hệ số tăng áp là k
đặt tại đó. Từ máy tăng áp điện năng được đưa lên dây tải cung cấp cho một xưởng cơ khí cách xa điểm M.
Xưởng cơ khí có các máy tiện cùng loại công suất khi hoạt động là như nhau. Khi hệ số k = 2 thì xưởng cơ khí có
tối đa 120 máy tiện cùng hoạt động. Khi hệ số k = 3 thì ở xưởng cơ khí có tối đa 125 máy tiện cùng hoạt động.
Do xảy ra sự cố ở trạm tăng áp, người ta phải nối trực tiếp dây tải điện vào hai cực của máy điện. Khi đó ở
xưởng cơ khí có thể cho tối đa bao nhiêu máy tiện cùng hoạt động? Coi rằng chỉ có hao phí trên dây tải điện là
đáng kể. Điện áp và dòng điện trên dây tải luôn cùng pha
A.108 B. 93 C. 112 D. 84
1) Hiện tượng cộng hưởng, bài toán Z1=Z2
2
1 2 1 2 0
1 thay ®æi, : trung b×nh nh©n.khi Z Z
LC
1 21 2 0
Z L thay ®æi, Z : trung b×nh céng.
2L L
L C
Zkhi Z Z Z
1 21 2 0
Z C thay ®æi, Z : trung b×nh céng.
2
C CC L
Zkhi Z Z Z
2) Công suất cực đại trong mạch chứa biến trở 2
max 0 L C
UP R Z Z
2R
3) Thay đổi L để L maxU , bài toán L1 L2
U U
2 2 2 2
C CRCL L L0max
C
R Z R ZU U U Z vµ U U
R Z
L1 L2
L1 L2 L0
1 1 2U U
Z Z Z
4) Thay đổi C để C maxU , bài toán C1 C2
U U
2 2 2 2
L LRLC C C0max
L
R Z R ZU U U Z vµ U U
R Z
C1 C2
C1 C2 C0
1 1 2U U
Z Z Z
5) Thay đổi ω để L maxU và L1 L2
U U ; C maxU và C1 C2
U U
đặt 2L R
ZC 2
L L Cmax
L1 L2 2 2 2
1 2 L
U U Z Z
1 1 2U U
C C Lmax
2 2 2
C1 C2 1 2 C
U U Z Z
U U 2
2
C Lmax max
UL 1 L RU U , víi Z
RC Z C 4
L CZ R Z Z .i