Điện xoay chiều (Bài tập tự luận)

Chia sẻ: Vũ Bảo Trung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

792
lượt xem 201
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu ôn tập lý tham khảo gồm 54 bài tập về điện xoay chiều.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Điện xoay chiều (Bài tập tự luận)

Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến CHƯƠNG III: ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Biểu thức hiệu điện thế tức thời và dòng điện tức thời: u = U0cos(ω t + ϕ u) và i = I0cos(ω t + ϕ i) π π Với ϕ = ϕ u – ϕ i là độ lệch pha của u so với i, có − ≤ϕ ≤ 2 2 2. Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2πft + ϕ i) * Mỗi giây đổi chiều 2f lần * Nếu pha ban đầu ϕ i = 0 hoặc ϕ i = π thì chỉ giây đầu tiên đổi chiều 2f-1 lần. 3. Công thức tính khoảng thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ Khi đặt hiệu điện thế u = U0cos(ω t + ϕ u) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U1. 4∆ϕ U1 ∆t = Với cos∆ϕ = , (0 < ∆ϕ < π/2) ω U0 4. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch R,L,C * Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: uR cùng pha với i, (ϕ = ϕ u – ϕ i = 0) U U I= và I 0 = 0 R R U Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có I = R * Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L: uL nhanh pha hơn i π/2, (ϕ = ϕ u – ϕ i = π/2) U U0 I= và I 0 = với ZL = ω L là cảm kháng ZL ZL Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở). * Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: uC chậm pha hơn i π/2, (ϕ = ϕ u – ϕ i = -π/2) U U0 1 I= và I 0 = với Z C = là dung kháng ZC ZC ωC Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn). * Đoạn mạch RLC không phân nhánh Z = R 2 + ( Z L − Z C ) 2 ⇒ U = U R + (U L − U C ) 2 ⇒ U 0 = U 02R + (U 0 L − U 0C ) 2 2 Z L − ZC Z − ZC R π π tgϕ = ;sin ϕ = L ; cosϕ = với − ≤ ϕ ≤ R Z Z 2 2 1 + Khi ZL > ZC hay ω > ⇒ ϕ > 0 thì u nhanh pha hơn i LC 1 + Khi ZL < ZC hay ω < ⇒ ϕ < 0 thì u chậm pha hơn i LC 1 + Khi ZL = ZC hay ω = ⇒ ϕ = 0 thì u cùng pha với i. LC U Lúc đó I Max = gọi là hiện tượng cộng hưởng dòng điện R 5. Công suất toả nhiệt trên đoạn mạch RLC: P = UIcosϕ = I2R. 6. Tần số dòng điện do máy phát điện xoay chiều một pha có P cặp cực, rôto quay với vận tốc n pn vòng/phút phát ra: f = Hz 60 Từ thông gửi qua khung dây của máy phát điện Φ = NBScos(ω t +ϕ) = Φ0cos(ω t + ϕ) Với Φ0 = NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ trường, S là diện tích của vòng dây, ω = 2πf Suất điện động trong khung dây: e = ω NSBsin(ω t + ϕ) = E0sin(ω t + ϕ) Với E0 = ω NSB là suất điện động cực đại. 8. Dòng điện xoay chiều ba pha
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến i1 = I 0 sin(ωt ) 2π i2 = I 0 sin(ωt − ) 3 2π i3 = I 0 sin(ωt + ) 3 Máy phát mắc hình sao: Ud = 3 Up Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id = 3 Ip Lưu ý: Ở máy phát và tải tiêu thụ thường chọn cách mắc tương ứng với nhau. U1 E1 I 2 N1 9. Công thức máy biến thế: = = = U 2 E2 I1 N 2 P2 10. Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng: ∆P = 2 2 R U cos ϕ 2 P Thường xét: cosϕ = 1 khi đó ∆P = 2 R U Trong đó: P là công suất cần truyền tải tới nơi tiêu thụ U là hiệu điện thế ở nơi cung cấp cosϕ là hệ số công suất của dây tải điện l R = ρ là điện trở tổng cộng của dây tải điện (lưu ý: dẫn điện bằng 2 dây) S Độ giảm thế trên đường dây tải điện: ∆U = IR P − ∆P Hiệu suất tải điện: H = .100% P 11. Đoạn mạch RLC có L thay đổi: 1 * Khi L = 2 thì IMax ⇒ URmax; PMax còn ULCMin Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau ωC R 2 + ZC 2 U R 2 + ZC2 * Khi Z L = thì U LMax = ZC R 1 1 1 1 2 L1 L2 * Với L = L1 hoặc L = L2 thì UL có cùng giá trị thì ULmax khi = ( + )⇒ L= Z L 2 Z L1 Z L2 L1 + L2 ZC + 4 R 2 + ZC2 2UR * Khi Z L = thì U RLMax = Lưu ý: R và L mắc liên tiếp nhau 2 4 R 2 + ZC − ZC 2 12. Đoạn mạch RLC có C thay đổi: 1 * Khi C = 2 thì IMax ⇒ URmax; PMax còn ULCMin Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau ω L R2 + ZL 2 U R2 + ZL 2 * Khi Z C = thì U CMax = ZL R 1 1 1 1 C + C2 * Khi C = C1 hoặc C = C2 thì UC có cùng giá trị thì UCmax khi = ( + )⇒C = 1 Z C 2 Z C1 Z C2 2 Z L + 4R2 + Z L2 2UR * Khi Z C = thì U RCMax = Lưu ý: R và C mắc liên tiếp nhau 2 4R 2 + Z L − Z L 2 13. Mạch RLC có ω thay đổi: 1 * Khi ω = thì IMax ⇒ URmax; PMax còn ULCMin Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau LC
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến 1 1 ω= 2U .L * Khi CL R 2 thì U LMax = − R 4 LC − R 2C 2 C 2 1 L R2 2U .L * Khi ω = − thì U CMax = L C 2 R 4 LC − R 2C 2 * Với ω = ω 1 hoặc ω = ω 2 thì I hoặc P hoặc UR có cùng một giá trị thì IMax hoặc PMax hoặc URMax khi ω = ω1ω2 ⇒ tần số f = f1 f 2 14. Hai đoạn mạch R1L1C1 và R2L2C2 cùng u hoặc cùng i có pha lệch nhau ∆ϕ Z L − Z C1 Z L − Z C2 Với tgϕ1 = 1 và tgϕ 2 = 2 (giả sử ϕ 1 > ϕ 2) R1 R2 tgϕ1 − tgϕ 2 Có ϕ 1 – ϕ 2 = ∆ϕ ⇒ = tg ∆ϕ 1 + tgϕ1tgϕ 2 Trường hợp đặc biệt ∆ϕ = π/2 (vuông pha nhau) thì tgϕ 1tgϕ 2 = -1. Bài tập: 1 R r,L Câu 1: Cho mạch điện xoay chiều tần số f=50Hz. R=10 Ω , r=0, L=0,032 ≈ A B 10π M H. UAB=100V. Tính: a) Tổng trở của đoạn mạch. b) Cường độ dòng điện hiệu dụng. c) Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử. Câu 2: Cho mạch điện xoay chiều tần số f=50Hz. R=17,3 Ω ≈ 10 3 Ω , R r,L C A B 3 r=0, L=0,096 ≈ H. UAB=100V. Tính: M N 10π a) Tổng trở của đoạn mạch. b) Cường độ dòng điện hiệu dụng. c) Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử. Câu 3: Cho mạch điện xoay chiều. Điện trở của cuộn dây không đáng C R L kể. Dùng một vôn kế có Rv>> đo điện áp giữa hai đầu mỗi phần tử ta A B được: UR=40V, UC=20V, UL=50V. Tìm số chỉ của vôn kế nếu mắc nó: M a) Giữa A&B. a) Giữa A&M. Câu 4: Cho mạch điện xoay chiều tần số f=50Hz. R=60 Ω , cuộn dây C (1) 10 −3 thuần cảm, C=30,6 µ F ≈ F, RA ≈ 0. UMN=120V. Khi K chuyển từ 1 M R K N 6 3π A L sang 2 số chỉ ampe kế không đổi. (2) a) Tính L. b) Số chỉ ampe kế. Câu 5: Một học sinh dùng một vôn kế nhiệt có điện trở rất lớn và một điện trở chuẩn R 0=50 Ω để xác định điện trở thuần và độ tự cảm của một cuộn dây, cùng điện dung của một tụ điện. - Lần đầu tiên học sinh này mắc nối tiếp cuộn dây và tụ điện vào một mạch điện xoay chiều tần số 50Hz. Đo các điện áp hai đầu mạch U, hai đầu cuộn dây Ud và UC thì được các giá trị: U=100V, Ud=40 5 V, UC=100V. - Lần sau học sinh này mắc thêm Ro nối tiếp với cuộn dây và tụ điện vào mạch rồi đo điện áp U’C giữa 100 5 hai bản của tụ điện thì được giá trị U’C= V. Hãy tính các đại lượng cần đo. 3 Câu 6: Cho dòng điện xoay chiều tần số 50Hz. Điện trở thuần R=10 Ω và một cuộn dây mắc nối tiếp. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, hai đầu cuộn dây và hai đầu đoạn mạch lần lượt đo được 2,39V, 4,5V và 6,5V. a) Chứng tỏ cuộn dây có điện trở hoạt động. a) Tính điện trở và độ tự cảm của cuộn dây.
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến Câu 7: Cho dòng điện xoay chiều tần số 50Hz, điện áp hiệu dụng U=120V. Điện trở thuần R và một tụ điện C mắc nối tiếp. Cường độ hiệu dụng qua mạch là 2,4A và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở là 96V. a) Tính R và Z. a) Tính C và UC. Câu 8: Cho dòng điện xoay chiều. Cuộn dây điện trở không đáng kể. Cảm kháng Z L=70 Ω , mắc nối tiếp với tụ điện có dung kháng ZC=50 Ω . Dòng điện trong mạch có biểu thức i=5 2 cos100 π t(A) a) Tính UL và U. a) Tính L. 6π 50 µ Câu 9: Cho dòng điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp: R=132 Ω , L=0,734H ≈ H, C=15,9 µ F ≈ F. 25 π Điện áp hai đầu mạch có tần số 50Hz, UC=200V. Hãy tính: a) Tính I. a) Tính UL và U. Câu 10: Cho dòng điện xoay chiều f=50Hz. Cuộn dây có R0=5 Ω , 2 A L B L=0,127H ≈ H, ampe kế RA=0 chỉ 2A. Nhiệt lượng toả ra trong đoạn A 5π mạch trong khoảng thời gian 10s là Q=1200J. Hãy tính: a) Tính Rđ. a) Tính Z. V3 Câu 11: Cho dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz. Các máy đo A, V 1, V2 M L C P N và V3 lần lượt chỉ các giá trị: 2A, 100V, 160V và 100V. A a) Tính ZC suy ra C. V1 V2 b) Tính ZMN và ZMP. Suy ra R, L của cuộn dây. Câu 11: Cho dòng điện xoay chiều. Cuộn dây thuần cảm. R L C M Q a) Biết UMN=33V; UNP=44V; UPQ=100V. Hãy tìm UMP; UNQ; UMQ. N P b) Biết UMP=110V; UNQ=112V; UMQ=130V. Hãy tìm UMN; UNP; UPQ. Câu 12: Cho dòng điện xoay chiều. Cuộn dây thuần cảm. Điện áp giữa hai điểm A&B có biểu thức: u = 120 2 cos100πt (V). Biết các điện áp A L R C B hiệu dụng sau đây: UAN=160V, UNB=56V. M N a) Giải thích tại sao UAN+UNB ≠ U. b) Tính UAM, UMB. c) Cho R=60 Ω . Tính L và C. Câu 13: Cho dòng điện xoay chiều. Cuộn dây thuần cảm điện trở ampe kế và dây nối không đáng kể. Nguồn điện f=50Hz và điện áp hiệu dụng U=120V. - Khi K1, K3 đóng K2 mở: A chỉ 1,5A. K1 K2 K3 - Khi K3 đóng K1, K2 mở: A chỉ 1,2A. R L C - Khi K2 đóng K1, K3 mở: A chỉ 1,6A. A B a) Tính R, L, C. b) Nếu cả ba khóa cùng mở thì số chỉ ampe kế là bao nhiêu? Khi này tăng tần số lên f’=60Hz thì số chỉ ampe kế tăng hay giảm? Muốn số chỉ ampe kế vẫn như trước thì phải thay tụ C bằng tụ điện C’ có điện dung bằng bao nhiêu? Câu 14: Cho mạch điện xoay chiều: u AB = 104 cos 314t (V). Cuộn dây có C1 (1) điện trở hoạt động R và độ tự cảm L. C1=40 µ F; C2=80 µ F.. Khi K R,L K chuyển từ 1 sang 2 cường độ hiệu dụng trong mạch không đổi là 2A. A B 1 C2 Tính R và L. (Cho = 0,32 ). (2) π Câu 15: Cho mạch điện xoay chiều: Cuộn dây có điện trở hoạt động R0=20 Ω và độ tự cảm L=0,153H 0,48 10 −2 µ ≈ H. Tụ điện có điện dung C=96,4 µ F ≈ F. Hai đèn giống nhau coi như hai điện trở thuần r. π 33π Hiệu điện thế đặt vào hai đầu mạch U=113V. Tần số f=50Hz. Cường độ hiệu dụng trong mạch chính I=1A. a) Tính U hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử. Ro, L C A B
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến b) Tính r. c) Nếu một bóng bị đoản mạch thì cường độ hiệu dụng trong mạch chính I’? d) Nếu một bóng bị cháy thì cường độ hiệu dụng trong mạch chính I’? Câu 16: Cho mạch điện xoay chiều hình sin RLC nối tiếp. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây, tụ điện và đoạn mạch lần lượt là 200V, 70V, 150V. A r,L C B Cường độ hiệu dụng I=1A. M a) Tính điện trở hoạt động của cuộn dây, cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch. 160 µ b) Biết khi nối tiếp thêm C’=17,8 µ F ≈ F thì cường độ dòng điện hiệu dụng không đổi. Tính tần 9 1 số f của dòng điện và độ tự cảm L, điện dung C. (Cho: = 0,32 ). π Câu 17: Cho dòng điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp: R=100 Ω , L=0,6H, C=36 µ F. Điện áp hai đầu mạch: u = 282 cos 314t (V ) ≈ 200 2 cos100πt (V ) . a) Mắc nối tiếp vào mạch một điện trở thuần r. Cường độ hiệu dụng của dòng điện là 1A. Tính r. b) Người ta vẫn muốn có cường độ dòng điện hiệu dụng 1A nhưng không ghép thêm điện trở r mà thay tụ điện C bằng tụ C’ hay ghép thêm C’ với C. Tính C’ và nêu cách ghép. Câu 18: Cho mạch điện xoay chiều: Cuộn dây có điện trở hoạt động R và độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện C. Tần số f=50Hz. - Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch, cuộn dây, tụ điện và lần lượt là 150V, 150V, 240V. - Khi mắc nối tiếp vào mạch một điện trở thuần R0=70 Ω thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch vẫn là 150V nhưng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện điện trở thành 180V. Hãy tính R, L, C. Câu 19: Cho mạch điện xoay chiều: Gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp: Cuộn dây 1; R 1=80 Ω ; L1=0,19H, cuộn dây 2: R2=75 Ω ; L2=0,32H. Điện áp hai đầu đoạn mạch U=200V, tần số f=50Hz. a) Tính I, và điện áp hiệu dụng của hai cuộn dây U1, U2. b) Giữ R2,L1,L2 có giá trị không đổi. Phải thay đổi R1 bao nhiêu để có U=U1+U2. Cuộn dây 1 phải thay đổi ra sao để có kết quả trên. Câu 20: Cho mạch điện xoay chiều hình cos R,rL,C mắc nối tiếp: R=180 Ω , cuộn dây có r=20 Ω , 2 10 −4 L=0,64H ≈ H, C=32 µ F ≈ F. Dòng điện qua mạch: i = cos 314t ( A) ≈ cos100πt ( A) . Hãy viết u hai π π 1 đầu đoạn mạch. (Cho: = 0,32 ). π Câu 21: Cho mạch điện xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp: R=80 Ω , cuộn dây có r=0 Ω , L=64mH, C=40 µ F. a) Tính Z biết f=50Hz. b) Đặt đoạn mạch vào điện áp: u = 282 cos 314t (V ) ≈ 200 2 cos100πt (V ) . Hãy viết i qua mạch. (Cho: 1 = 0,32 , arctan0,75=370 ). π Câu 22: Cho mạch điện xoay chiều hình cos  R = 55Ω  A R L B u AB = 200 2 cos100πt (V )  U1 U2 U 1 = 110V U = 130V  2 a) Chứng tỏ cuộn dây có r ≠ 0 . b) Tính r, L. 1 c) Lập biểu thức u2 giữa hai đầu của cuộn dây. (Cho: = 0,32 , arctan0,75=370, arctan2,4=670). π Câu 23: Cho mạch điện xoay chiều hình cos
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến  R = 100Ω R C L  A B  10 −4 A C = 18,5µF ≈ F  3π K RA ≈ 0  Đặt đoạn mạch vào điện áp: u = 70,7 cos 314t (V ) ≈ 50 2 cos100πt (V ) . Khi K đóng hay mở số chỉ của ampe kế không thay đổi. a) Tính L. b) Tính số chỉ của A. c) Lập biểu thức i trong trường hợp K đóng, K mở. Câu 24: Cho mạch điện xoay chiều : f=50Hz. Các vôn kế có điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở không đáng kể. Số chỉ của A, V1 và V là: 2,5A, 125V, 141V. Biết điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha π so với dòng điện. 4 V1 a) Tính điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử. A R C L B b) Tính R, L, C. A c) Để u và i cùng pha thì phải thay L bẳng L’ có giá trị bằng bao nhiêu? V Câu 25: Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử mắc nối tiếp: Biết π điện áp hai đầu đoạn mạch chậm pha so với dòng điện. 3 a) Xác định hai phần tử trên. b) Biết U0=32V, I0=8A. Tính giá trị của các phần tử. Câu 26: Cho mạch điện xoay chiều hình cos  0,4 100 A R r,L C B  R = 50Ω, = 0,128 H ≈ L H , = 30Ω, = 32 µF ≈ r C µF  π π M N i = 1,7 cos(100πt + 0,645) ( A)  Hãy lập biểu thức u giữa: a) Hai đầu đoạn mạch. b) Hai đầu cuộn dây. Câu 27: Cho mạch điện xoay chiều hình cos  R = 70Ω R r,L  A B  1,2  L = 0,384 H ≈ H , = 90Ω r M  π u AB = 200 2 cos(100πt ) (V )  Hãy lập biểu thức của: a) Cường độ tức thời trong mạch. b) Điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây. Câu 28: Cho mạch điện xoay chiều hình cos  R = 100Ω A R C B  K  2 3 A  L = 1,1H ≈ H , = 0 r L  π  R A ≈ 0; RK ≈ 0  Cho u AB = 200 2 cos(100πt ) (V ) . K đóng hay mở số chỉ của Ampe kế không đổi. a) Tính C và số chỉ của ampe kế. b) Lập biểu thức i khi K đóng, mở. Câu 29: Cho mạch điện xoay chiều hình cos A r,L C B  L = 31,8H , = 10 3Ω  r  C = 159 µF ; AB = 100 2 cos(100πt ) (V )  u a) Lập biểu thức của i.
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến b) Lập biểu thức ud, uC. Câu 30: Cho mạch điện xoay chiều hình cos R,L,C mắc nối tiếp: R=10 Ω , cuộn dây có r=0 Ω , Cho điện π áp hai đầu đoạn mạch: u = 100 2 cos100πt (V ) . Dòng điện trong mạch chậm pha hơn uAB góc và 4 R C L π nhanh pha hơn uAM A B góc . M 4 a) Lập biểu thức i. b) Lập biểu thức uAM. Câu 31: Cho mạch điện xoay chiều. Cho điện áp hai đầu đoạn mạch: u = 140 cos100πt (V ) . UAM=100V, UMB=140V. L C a) Lập biểu thức uAM, uMB. A B b) Cho biết cuộn dây có điện trở hoạt động r=7 Ω . Tính L, C. M Câu 32: Cho L=31,8mH. Cho điện áp: u AM = 100 2 cos100πt (V ) , r,L C 2π A B u MB = 100 2 cos(100πt − )(V ) . M 3 a) Tính r, C. b) Viết uAB. Câu 33: Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử mắc nối tiếp. Cho biết điện áp giữa hai đầu đoạn π π mạch và cường độ dòng điện trong mạch: u = 80 cos(100πt + )(V ) , i = 8 cos(100πt + )( A) . 2 4 a) Xác định tên hai phần tử trên giải thích. b) Tính giá trị mỗi phần tử. Câu 34: Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở hoạt động mắc nối tiếp một tụ điện. Đặt một điện áp vào hai đầu đoạn mạch có tần số góc ω , cường độ dòng điện hiệu dụng I=0,2A. Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện và hai đầu đoạn mạch lần lượt là160V, 56V, 120V. r,L C A B a) Tính r, ZL, ZC. M b) Khi ω = ω0 =250s-1 thì i và u hai đầu đoạn mạch cùng pha. Tính ω , L, C. Câu 35: Cho mạch điện xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp: R=50 Ω , cuộn dây có r=0 Ω , L=0,318H, C=63,6 µ F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp có tần số50Hz, điện áp hiệu dụng 100V. a) Tính cường độ dòng điện hiệu dụng. b) Công suất tiêu thụ bởi đoạn mạch và hệ số công suất của đoạn mạch. Câu 36: Dưới điện áp xoay chiều U=87V tần số 50Hz, người ta mắc điện trở thuần R=20 Ω và một cuộn dây tự cảm. Dùng vôn kế, người ta đo điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở và giữa hai đầu cuộn dây lần lượt là 50V và 70V. R r,L A B a) Tính r, L. M b) Công suất tiêu thụ trên điện trở và trên cuộn dây. Câu 37: Cho mạch điện xoay chiều:  L = 31,8mH C A r,L B  u AB = 100 2 cos(100πt ) (V ) K - Khi K đóng hay mở, công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB vẫn có giá trị P=500W a) Tính C và r. b) Viết biểu thức i trong hai trường hợp K đóng, mở. Câu 38: Cho mạch điện xoay chiều L,R,C mắc nối tiếp: R=10 3 Ω , cuộn dây có r=0 Ω , C=159 µ F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp có có biểu thức: A L R C B u = 100 2 cos100πt (V ) . M N a) Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch và viết biểu thứccủa i với L=31,8mH. b) Cho L: 0b ∞ . Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất đoạn mạch theo L.
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến Câu 39: Cho một ống dây có điện trở R và hệ số tự cảm L. Đặt và hai đầu ống dây một điện áp một chiều 12V thì cường độ dòng điện trong ống là 0,24A. - Đặt và hai đầu ống dây một điện áp xoay chiều có tần số 50Hz, giá trị hiệu dụng 100V thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong ống là 1A. a) Tính R, L. b) Mắc ống dây nối tiếp với tụ điện có điện dung C=87 µ F vào điện áp xoay chiều nối trên. - Lập biểu thức i trong mạch. - Tính Ud, UC, P. Câu 40: Cho một cuộn dây bẹt hình chữ nhật có điện tích S=54cm2 có 500 vòng dây điện trở không đáng kể quay 50 vòng/s quanh trục đi qua tâm song song với một cạnh. Đặt cuộn dây trong từ trường đều B=0,1T vuông góc với trục quay. M N ~ A a) Tính φmax qua cuộn dây. Lập biểu thức của sđđ xuất hiện trong cuộn  dây. Cho biết ở thời điểm gốc t=0 bề mặt cuộn dây vuông góc với B . R b) Mắc hai đầu cuộn dây trên vào đoạn mạch RLC nối tiếp. RA ≈ 0, RV>>, L C cuộn dây thuần cảm. Số chỉ A, V lần lượt là 1A, 50V và công suất bởi đoạn mạch là 42,3W. Hãy tính: - Tính R, L, C. V - Lập biểu thức i. Câu 41: Một công tơ điện cung cấp điện xoay chiều tần số 50Hz với điện áp 120V. a) Một bếp điện gắn vào công tơ hoạt động trong 5h liên tục. Điện năng tiêu thụ 6kWh. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua bếp và điện trở của bếp. Coi bếp là điện trở thuần b) Thay bếp điện bằng cuộn dây có hệ số công suất 0,8. Công tơ cũng chỉ 6kWh trong 5h. Tính r, L của cuộn dây. c) Bếp điện và cuộn dây mắc nối tiếp vào công tơ. Tính I, độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp. Tính công suất tiêu thụ của mỗi dụng cụ điện. Câu 42: Một cuộn dây có điện trở hoạt động R=40 Ω . Đặt vào điện áp xoay chiều U=120V thì I=2,4A. Tính: a) Zd, ZL. b) P, cos ϕ . Câu 43: Cho mạch điện xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp: R=50 Ω , cuộn dây có r=0 Ω , L=0,32H, C=64 µ F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp có tần số f=50Hz, điện áp hiệu dụng U=100V. a) Tính cường độ dòng điện hiệu dụng. b) Công suất tiêu thụ bởi đoạn mạch và hệ số công suất của đoạn mạch. Câu 44: Một cuộn dây có điện trở hoạt động R=20 Ω . Đặt vào điện áp xoay chiều f=50Hz thì cos ϕ =0,8. Tính: a) L. b) Điện dung của tụ điện mắc nối tiếp vào mạch để cos ϕ =1. Câu 45: Một cuộn dây đặt vào điện áp xoay chiều f=50Hz, U=120V thì P=43,2W và I=0,6A. Tính: a) Tính điện trở hoạt động và L của cuộn dây, suy ra hệ số công suất. b) Điện dung của tụ điện C mắc nối tiếp vào mạch để cos ϕ =0,8. Tính C. Câu 46: Cho mạch điện xoay chiều rL,C mắc nối tiếp: r=17,3 Ω , L=63,6mH, C=318 µ F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 100 2 cos100πt (V ) . C A r,L B a) Lập biểu thức i và tính P. M b) Ghép C’ với C để P vẫn như trước tính C’ định cách ghép. Lập biểu thức của i trong trường hợp này. Câu 47: Cho mạch điện xoay chiều R,C mắc nối tiếp C=31,8 µ F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 100 2 cos100πt (V ) . Khi thay đổi các giá trị của biến trở, với hai giá trị R 1 và R2 (R1 ≠ R2) công suất của mạch đều bằng nhau. a) Hãy tính R1.R2. C R b) Đặt ϕ1 , ϕ 2 lần lượt là độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch với dòng A B điện trong hai trường hợp R1 và R2. Cho biết ϕ1 = 2ϕ 2 .
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến - Hãy xác định R1, R2 và công suất của mạch. - Lập biểu thức của i trong hai trường hợp. Câu 48: Cho mạch điện xoay chiều: C = 159µF L C L’  u AB = 100 2 cos(100πt ) (V ) A B - L: cuộn cảm có điện trở hoạt động r=17,3 Ω và độ tự cảm K L=31,8mH. - L’: cuộn cảm khác. a) Khi K đóng viết biểu thức i. Tính công suất của đoạn mạch. b) Mở khoá K. Hệ số công suất của mạch không đổi nhưng công suất giảm một nửa. Lập biểu thức điện áp tức thời hai đầu L’. Câu 49: Cho mạch điện xoay chiều:  4  R = 300Ω, = 1,27 H ≈ H L M N ~  π u = 126 2 cos(100πt ) (V ) C A  MN L Giá trị C điều chỉnh được để số chỉ của vôn kế là lớn nhất. a) Tính C. V b) Xác định số chỉ của Vôn kế và Ampe kế. Coi RA ≈ 0, RV>>. Câu 50: Cho mạch điện xoay chiều:  0,8 R L C  R = 60Ω, = 0,255 H ≈ L H , = 0 r A B  π U AB = 120V = const , f = 50 Hz  V - Giá trị C biến thiên. Thay đổi C, có một giá trị của C làm cho số chỉ của vôn kế cực đại. Tính này của C và số chỉ vôn kế khi đó. Câu 51: Cho mạch điện xoay chiều:  9 A R L B  L = 28,6mH ≈ H , = 0 r  100π M U = 5 2 cos100πt (V )  AB Hãy xác định giá trị của R để Pmax. Tính Pmax? Câu 52: Cho mạch điện xoay chiều:  3,6 A R L C B  R = 170Ω, = 1,15H ≈ L H  π U = 120 2 cos100πt (V ) V  AB - Giá trị C biến thiên liên tục từ 0 ừ∞ . Chứng tỏ rằng khi C biến thiên, số chỉ của vôn kế qua một giá trị cực đại. Tính này của C và số chỉ vôn kế khi đó. Câu 53: Cho mạch điện xoay chiều:  10 −4 A R L C B  R = 100Ω, = 31,8µF ≈ C F , ≈ 0 r  π U = 200 cos 100πt (V )  AB a) Tính L để cos ϕ max? Tính P khi đó. b) Tính L để Pmax. Vẽ đồ thị? Câu 54: Cho mạch điện xoay chiều:  R = 22,2Ω, = 318mH L  M N U AB = 220V , f = 50 Hz ~ a) Khi C=88,5 µF , điện áp hai đầu cuộn dây nhanh pha π 3 so với dòng A R L C điện trong mạch. - Chứng tỏ cuộn dây có điện trở. Tính Rd và số chỉ của vôn kế. - Tính công suất tiêu hao trên cuộn dây và trên đoạn mạch. V
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến b) Thay đổi C, có một giá trị của C làm cho số chỉ của vôn kế cực đại. Tính này của C và số chỉ vôn kế, ampe kế khi đó. Câu 55: Cho điện áp xoay chiều: u AB = 100 2 cos100πt (V ) . a) Mắc vào AB một đoạn mạch gồm điện trở thuần r nối tiếp với cuộn dây. Cường độ hiệu dụng trong mạch là 10A, điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở r là 20V. Tính r? b) Cuộn dây có điện trở hoạt động R=6 Ω . Hãy tính: - Hệ số tự cảm L của cuộn dây. - Hệ số công suất của cuộn dây và của đoạn mạch AB. c) Mắc nối tiếp thêm một tụ điện C. Tìm C để Imax. Tính UC. 2 Câu 56: Cho mạch điện xoay chiều RxLC mắc nối tiếp: R=200 Ω , L=0,636H ≈ H, Cx thay đổi được. π Điện áp hai đầu đoạn mạch f=50Hz, U=300V. 200 a) Cho Cx=63,6 µF ≈ µF . Tính Z, tan ϕ . π b) Tìm Cx để Imax. Tìm UR, UC, UL? Câu 57: Cho mạch điện xoay chiều  1 100 A R L C B  R = 50Ω, = 0,318 H ≈ H , = 0, = 31,8µF ≈ L r C µF  π π M N U AB = 120V , f Õ n hi n.  bi ª t a) Tìm f để Imax. b) Tìm UAM, UMN, UNB, UMB? Trong điều kiện câu a. Câu 58: Cho mạch điện xoay chiều cuộn dây có điện trở R mắc nối tiếp với C: R=2 Ω , L=0,1H. Điện áp hai đầu đoạn mạch f=50Hz. a) Tìm C để Imax. b) Nếu UCmax=396V. Thì U hai đầu đoạn mạchcó giá trị như thế nào để tụ không bị đánh thủng. Câu 59: Cho mạch điện xoay chiều f=50Hz. Điện dung C có giá trị nào để Imax=2A. Tính R, L, C nếu: a) Các điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây và hại đầu tụ lần lượt R,L C A B là: U1=100V, U2=60V. a) Các điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây và hại đầu đoạn mạch lần lượt là: U1=200V, U2=120V. 4 Câu 60: Cho mạch điện xoay chiều: Cuộn dây có điện trở r=0, L=1,27H ≈ H . M N π ~ Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 126 2 cos100πt (V ) . Khi điều chỉnh C, số chỉ C R L A của vôn kế có giá trị cực đại là 210V. a) Tìm R, C. V b) Xác định số chỉ ampe kế. (RA=0, RV>>). Câu 61: Cho mạch điện xoay chiều: Cuộn dây có điện trở r=0, L, C biến thiên. Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 200 cos100πt (V ) . 10 −4 R L C a) Khi điều chỉnh C=15,9 µF ≈ F , thì dòng điện nhanh pha hơn điện A B 2π áp hai đầu đoạn mạch góc π 4 và I=1A. Tính R, lập biểu thức i và tính P? b) Tính C để Pmax? 1 c) Tính C để P ≤ Pmax? 2 Câu 62: Cho mạch điện xoay chiều: Dùng vôn kế điện trở rất lớn ta đo được: U AB=37,5V; Ud=50V; UC=17,5V. a) Giải thích tại sao UAB ≠ Ud+UC và có thể kết luận cuộn dây có điện trở đáng L C A B kể. b) I=0,1A. Tính Zd, ZC, Z? c) Khi f=fm=330Hz thì Imax. Tính L, C, f sử dụng trong trường hợp đầu.
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến 1 Câu 63: Cho mạch điện xoay chiều: R=100 Ω , cuộn dây thuần cảm L=0,318H ≈ H , C=31,8 π 100 µF ≈ µF . Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 120 2 cos ωt (V ) . Tần số ω thay đổi được. π a) Khi ω = ω 0 thì Pmax. Tính ω 0 và Pmax? b) CM có hai giá trị của ω1 và ω 2 ứng với cùng một giá trị của P (P. Câu 66: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp U=const, tần số góc ω . Định ω để điện áp kể sau lần lượt đạt cực đại: a) UR. b) UL. b) UC. Câu 67: Cho mạch điện xoay chiều rLC nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u=U 2 cos ω t a) Xác định C0 để Pmax? Tính Pmax? 1 A r,L C B b) Áp dụng: U=100V; f=50Hz; r=10 Ω ; L=31,8mH ≈ H . Tính C0, Pmax, lập 10π biểu thức của i? Câu 68: Vẫn xét đoạn mạch ở bài trên trong các dữ kiện đã cho. 1 1 2 a) Hãy chứng tỏ: + = ⇔ P (C1 ) = P (C 2 ) C1 C 2 C 0 - Trong đó C1, C2 là các giá trị khác nhau của điện dung. P(C1), P(C2) là công suất tương ứng. b) Nhận xét gì về ϕ trong hai truờng hợp. Câu 69: Cho mạch điện xoay chiều :  1 r,L C r = 10Ω, = 31,8mH ≈ L H , AB = 100 2 cos100πt (V ) u A B  10π C : Õ n hi n :0 → ∞.  bi ª t a) Lập biểu thức i, cos ϕ ? b) Tìm Pmin trong điều kiện một giá trị của P ứng với hai giá tri của C. Câu 70: Cho mạch điện xoay chiều :  1 r,L C  r = 100Ω, = 0,318H ≈ H , AB = 100 2 cos 2πft (V ) L u A B  π  C = 15,9 µF ≈ 100 µF   2π a) Tìm f0 để Pmax? Tính Pmax? b) Tính giá trị của f để P=50W. Lập biểu thức i?
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến 10 −3 Câu 71: Cho mạch điện xoay chiều : C = 159 µF ≈ F , R biến thiên, u AB = 100 2 cos100πt (V ) 2π a) Tìm R0 để Pmax? Tính Pmax? R C b) R1, R2 là các giá trị khác nhau của điện trở. P(R1), P(R2) là công suất tương ứng. A B CM: R1 R2 = R0 ⇔ P ( R1 ) = P( R2 ) . 2 c) Lập biểu thức i khi R=R0? Câu 72: Cho mạch điện xoay chiều rLC nối tiếp. Cho i=I 2 cos2 π ft a) Xác định f0 để Umin? Tính Pmax? r,L C b) Với f=f0 thiết lập mối liên hệ L,C, r để U=UC? A B Câu 73: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u AB = 200 2 cos 2πft (V ) . Khi f1=50Hz và f2=100Hz thì vôn kế V’ V V’ chỉ cùng một giá trị. C a) Tính f0 để Imax? A R L B b) Cho biết thêm khi f=f1 hay f=f2 thì số chỉ của vôn kế V và V’ bằng nhau. Biết R=10 Ω , hãy tính L, C? Câu 74: Cho mạch điện xoay chiều :  1 A r,L C B r = 10 3Ω, = 31,8mH ≈ 10π H , AB = 100 2 cos100πt (V )  L u  −3 C = 159 µF ≈ 10 F   2π a) Lập biểu thức i và u hai đầu cuộn dây. b) Tính P. c) Phải ghép thêm C’ bằng bao nhiêu để (Ud)max. Tính giá trị cực đại này và P. Xác định cách ghép? Câu 75: Cho mạch điện xoay chiều : R = 50Ω, = 1H , AB = 120 2 cos100πt (V ) . Khi C thay đổi có một L u giá trị của C làm cho u và i cùng pha. C A R L B a) Tính C, tổng trở của đoạn mạch và cường độ dòng điện qua mạch. b) Tính Ud, UC? Câu 76: Cho mạch điện xoay chiều : Gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp. Tìm mối liên hệ R1, L1, R2, L2 để U=U1+U2. A R1,L1 R2,L2 B U1 U2 Câu 77: Cho mạch điện xoay chiều: R=120 Ω , cuộn dây thuần cảm L (1) 1 R K L=0,318H ≈ H . Điện áp hai đầu đoạn mạch u = U 2 cos 2πft (V ) . Khi M A N π C K chuyển từ (1) sang (2) thì số chỉ ampe kế không đổi nhưng pha của (2) dòng điện thì biến thiên π / 2 . Hãy tính C và tần số f của mạng điện xoay chiều. Câu 78: Cuộn dây điện trở R và hệ số tự cảm L được mắc vào điện áp xoay chiều: u = U 0 cos100πt (V ) . π Dòng điện qua cuộn dây có cường độ cực đại I 0=10 2 A và trễ pha so với điện áp. Công suất tiêu 3 hao trên cuộn dây là P=200W. a) Tính R, U0, và L? b) Mắc cuộn dây trên với một C rồi mắc vào điện áp trên thông qua dây nối có điện trở Rd. Dòng điện π qua cuộn dây có cường độ như trước nhưng sớm pha so với điện áp. Tính công suất tiêu hao trên 6 mạch Rd và C. Câu 79: Cho mạch điện xoay chiều: R=1000 Ω nối tiếp cuộn dây thuần cảm L. Điện áp hai đầu đoạn mạch f=50Hz, U=120V.
Phạm Văn Sơn THPT Lương Ngọc Quyến a) Tính L biết góc lệch giữa dòng điện và điện áp hai đầu đoạn mạch là 600. b) Tính P. c) Nối tiếp vào mạch một C bằng bao nhiêu để u và i cùng pha? Câu 80: Cho mạch điện xoay chiều: (1) C1 −3 −3 10 10 R,L K C1 = 80µF ≈ F , C 2 = 20 µF ≈ F . Điện áp hai đầu đoạn mạch M N 4π 16π A C2 f=50Hz. Khi K chuyển từ (1) sang (2) thì số chỉ ampe kế không đổi (2) nhưng pha của dòng điện thì biến thiên π / 2 . Hãy tính R, L. 10 3 Câu 81: Cho mạch điện xoay chiều: C = 318µF ≈ µF , R=70 Ω , u = 120 2 cos100πt (V ) . Biết uAN π và uNB vuông pha với nhau. C A R Ro,L B a) Tính L và I biết R0=5 Ω . b) Tính R0 và L nếu I=1,2A. M N Câu 82: Cho mạch điện xoay chiều: Gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp. 4 3 Cuộn 1: L1 = 0,25 H ≈ H , R1=60 Ω . Cuộn 2: L2 = 0,237 H ≈ H , R2=100 Ω , f=50Hz. 5π 4π a) Tính Z1, Z2 và Z? R1,L1 R2,L2 b) Giả sử R1, R2 L1 không đổi. L2 phải thoả mãn điều kiện nào để A B Z=Z1+Z2? Câu 83: Cho mạch điện xoay chiều f=50Hz. A r,L C R B a) Tìm mối liên hệ giữa R, r, L, C để uAM và uMB vuông pha. M b) Cho R=10 Ω , r=10 3 Ω . Mạch cộng hưởng và thoả mãn đk a) tìm L, C. Câu 83: Cho mạch điện xoay chiều: u = 100 2 cos100πt (V ) , C 0 = 12 µF , CV: thay đổi, RA=0. Khi CV thay đổi ta thấy có hai giá trị là 6 µF và 12 µF thì ampe kế đều chỉ 0,6A. R,L Co Cv M N a) Định L và R. A b) Lập biểu thức i ứng với hai trường hợp của CV. π c) Định giá trị của CV để cường độ dòng điện chậm pha so với điện áp. Tính số chỉ ampe kế khi đó. 6 100 Câu 84: Cho mạch điện xoay chiều: Các vôn kế V1 và V3 chỉ lần lượt 75V, V. Tìm số chỉ các vôn 3 kế còn lại. Biết uAE và uDB vuông pha với nhau. V1 V2 V3 L R C A B D E V