Vật lí và tuyệt phẩm công phá giải nhanh theo chủ đề trên kênh VTV2 (Phần 2: Điện xoay chiều): Phần 1

Chia sẻ: đời Như Gió Bay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:304

Thêm vào BST

Báo xấu

145
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 tài liệu Tuyệt phẩm công phá giải nhanh theo chủ đề trên kênh VTV2 Vật lí (Phần 2: Điện xoay chiều) do NXB Tổng hợp TP. HCM ấn hành cung cấp cho người đọc phương pháp giải các bài toán Vật lý về chủ đề mạch điện. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Vật lí và tuyệt phẩm công phá giải nhanh theo chủ đề trên kênh VTV2 (Phần 2: Điện xoay chiều): Phần 1

CHU VAÊN BIEÂN GIAÙO VIEÂN CHÖÔNG TRÌNH BOÅ TRÔÏ KIEÁN THÖÙC VAÄT LÍ 12 KEÂNH VTV2 – ÑAØI TRUYEÀN HÌNH VIEÄT NAM PHIEÂN BAÛN MÔÙI NHAÁT Phaàn II. ÑIEÄN XOAY CHIEÀU  Caäp nhaät baøi giaûi môùi treân keânh VTV2  Caùc baøi toaùn hay, laï vaø khoù  Aùp duïng giaûi toaùn nhieàu coâng thöùc môùi nhaát NHµ XUÊT B¶N TæNG HîP THµNH PHè Hå CHÝ MINH
MUÏC LUÏC GIAÛI NHANH ÑIEÄN XOAY CHIEÀU TRONG ÑEÀ CUÛA BOÄ GD .............. 3 Chuû ñeà 1. MAÏCH ÑIEÄN BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN MAÏCH CHÆ COÙ R, CHÆ COÙ L, CHÆ COÙ C ..... 32 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN THÔØI GIAN ................................................... 42 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN ÑIEÄN LÖÔÏNG ............................................... 49 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN MAÏCH RLC NOÁI TIEÁP .................................. 55 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN BIEÅU DIEÃN PHÖÙC ........................................ 68 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN COÄNG HÖÔÛNG ÑIEÄN VAØ ÑIEÀU KIEÄN LEÄCH PHA ...................................................................... 80 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN COÂNG SUAÁT VAØ HEÄ SOÁ COÂNG SUAÁT ....... 91 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN GIAÛN ÑOÀ VEÙCTÔ ....................................... 104 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN THAY ÑOÅI CAÁU TRUÙC MAÏCH, HOÄP KÍN, GIAÙ TRÒ TÖÙC THÔØI ................................................................ 143 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN CÖÏC TRÒ ...................................................... 172 Chuû ñeà 2. MAÙY ÑIEÄN BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN MAÙY PHAÙT ÑIEÄN XOAY CHIEÀU 1 PHA .. 305 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN MAÙY PHAÙT ÑIEÄN XOAY CHIEÀU 3 PHA ... 316 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN ......................................... 320 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN MAÙY BIEÁN AÙP ............................................ 330 BAØI TOAÙN LIEÂN QUAN ÑEÁN TUYEÀN TAÛI ÑIEÄN ...................................... 342 BAØI TAÄP ÑÒNH TÍNH .................................................................................... 358 BAØI TAÄP ÑÒNH LÖÔÏNG ............................................................................... 391
Cty TNHH MTV DVVH Khang Vieät GIAÛI NHANH ÑIEÄN XOAY CHIEÀU TRONG ÑEÀ THI CUÛA BOÄ GIAÙO DUÏC 1. NĂM 2010 Câu 1 (ĐH-2010): Đặt điện {p u = U0 cost vào hai đ}̀u cuộn cảm thu}̀n có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là U0   U0   A. i  cos  t  . B. i  cos  t  . L  2 L 2  2 U0   U0   C. i  cos  t  . D. i  cos  t  . L  2 L 2  2 Hướng dẫn Vì mạch chỉ L thì i trễ pha hơn u l| /2 nên U0   U   i cos  t    0 cos  t    Chän C. ZL  2  L  2 Câu 2 (ĐH-2010): Đặt điện áp u = U0cost v|o 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 l| cường độ dòng điện tức thời trong đoạn mạch; u1, u2 và u3 lần lượt l| điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm và giữa hai đầu tụ điện. Hệ thức đúng l| u A. i  . B. i  u3 C. 2 2  1  R   L    C  u1 u2 C. i  . D. i  . R L Hướng dẫn u1 Chỉ u1 cùng pha với i nên i =  Chän C. R Câu 3 (ĐH-2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz v|o 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 thay đổi được. Điều chỉnh C đến giá trị 10-4/(4) F hoặc 10-4/(2) F thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đều có giá trị bằng nhau. Giá trị của L bằng A. 1/(2) H. B. 2/ H. C. 1/(3) H. D. 3/ H. Hướng dẫn 1 1 Có cùng P Z  Z ZC1  ZC2 ZC1   400; ZC2   200  1 2 Z  L C1 C2 2 3  100L  300  L   H   Chọn D.  3
Tuyeät phaåm coâng phaù Vaät lí GNTCÑ treân keânh VTV2, taäp 2 – Chu Vaên Bieân Câu 4 (ĐH-2010): Đặt điện áp u = U 2 cost v|o 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 = 0,5(LC)-0,5. Để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc R thì tần số góc  bằng A. 0,51/ 2 . B. 1 2 . C. 1/ 2 . D. 21. Hướng dẫn R 2  ZL2 URL  IZRL  U 2  R  ZL   ZL  ZC 2  ZC  2ZL R   ZL  ZC  2 2 1 1   2L    2  1 2  Chọn B. C 2 LC Câu 5 (ĐH-2010): Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM có điện trở thu}̀n 50  mắc nối tiếp với cuộn cảm thu}̀n có độ tự cảm 1/ (H), đoạn mạch MB chỉ có tụ điện với điện dung thay đổi được. Đặt điện {p u = U0cos100t (V) v|o hai đầu đoạn mạch AB . Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C 1 sao cho điện áp hai đ}̀u đoạn mạch AB lệch pha /2 so với điện áp hai đ}̀u đoạn mạch AM. Gi{ trị của C1 bằng A. 40/ (F). B. 80/ (F). C. 20/ (F). D. 10/ (F). Hướng dẫn ZL  L  100    ZL  ZC ZL 100  ZC 100 Vì u  uAM nên: tan .tan AM  1  .  1  .  1 R R 50 50  ZC  125     C  1 8  .105  F   Chän B. ZC  Câu 6 (ĐH-2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi v|o 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 l| 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 v| kh{c không khi thay đổi giá trị R của biến trở. Với C = 0,5C1 thì điện áp hiệu dụng giữa A và N bằng A. 200 V. B. 100 2 V. C. 100 V. D. 200 2 V. 4
Cty TNHH MTV DVVH Khang Vieät Hướng dẫn UR UR  IR   R  ZL  ZC1  0  ZC1  ZL R 2   ZL  ZC1  2 C1 C  ZC  2ZC1  2ZL  URL  IZRL 2 R 2  ZL2 R 2  ZL2 U U  U  200  V   Chọn A. R 2   ZL  ZC  R 2   ZL  2ZL  2 2 Câu 7 (ĐH-2010): Tại thời điểm t, điện áp u = 200 2 cos(100t - /2) (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị 100 2 (V) v| đang giảm. Sau thời điểm đó 1/300 (s), điện áp này có giá trị là A. 100 V. B. 100 3 (V). C. -100 2 (V). D. 200 V. Hướng dẫn    u t1   200 2cos  t1  2   100 2      5 Cách 1:   t1    t1  u '   2 3 6    200 sin  t1    0  t 1  2   1    u  200 2cos   t1    100 2  V   Chän C. 300  2  1   t1      300  Cách 2: Khi u = 100 2 (V) v| đang giảm thì pha dao  động có thể chọn: 1  . 3 Sau thời điểm đó 1/300 (s) (tương ứng với góc quét  = t = 100/300 = /3) thì pha dao động: 2  2  1    3  u2  200 2cos 2  100 2  V   Chän C. Câu 8 (ĐH-2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi v|o 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 tụ 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 cos1; khi biến trở có giá trị R2 thì các giá trị tương ứng nói trên là UC2, UR2 và cos2. Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1. Giá trị của cos1 và cos2 là: 5
Tuyeät phaåm coâng phaù Vaät lí GNTCÑ treân keânh VTV2, taäp 2 – Chu Vaên Bieân A. cos1 = 1/ 3 , cos2 = 2/ 5 . B. cos1 = 1/ 5 , cos2 = 1/ 3 . C. cos1 = 1/ 5 , cos2 = 2/ 5 . D. cos1 = 0,5/ 2 , cos2 = 1/ 2 . Hướng dẫn U U I  Z R 2  ZC 2 U UC  IZC  C1 C2 1 2 2 1 R 2  Z 2  2 R 2  Z 2   2U I  2I  Z  2Z 2 C 1 C   R 2  4R 1 U  2U R2 R1  UR  IR  R2 R1 2  ZC  2R 1 R 22  ZC 2 R 21  ZC 2    R1 1 cos 1    R 21  Z C 2 5    Chọn C. cos   R2 2   2 2 2  R 2  Z C 5 Câu 9 (ĐH-2010): Nối hai cực của một m{y ph{t 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 m{y quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 1 A. Khi rôto của m{y quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 3 (A). Nếu rôto của m{y 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 . Hướng dẫn Khi máy phát điện xoay chiều 1 pha mắc với mạch RLC thì cường độ hiệu dụng:  1 E f  np    2f  ZL   L; ZC  C I với  N2 f 0 R 2   ZL  ZC  E  2  2 ZC Khi n’ = kn thì E'  kE; Z'L  kZL ; Z'C  k R 2   ZL  ZC  2 kE I'  I'   k 2 I 2  Z   ZC  R 2   kZL  C  R 2   kZ L    k   k  6
Cty TNHH MTV DVVH Khang Vieät 2 2 2 2 I' R  ZL 3 R  ZL R Áp dụng: k   3.  ZL  R   kZ L  R   3Z L  I 2 2 1 2 2 3 2R Khi tốc độ quay tăng 2 lần thì cảm kh{ng cũng tăng 2 lần: Z 'L  2ZL  3  Chọn B. 2. NĂM 2011 Câu 1 (ĐH-2011): Đặt điện áp u = U 2 cost v|o 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 c{c đại lượng là u2 i2 1 u2 i2 u2 i2 u2 i2 1 A.   . B.  1. C.  2. D.   . 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 U I U I U I U I Hướng dẫn u  U 2 cos t u   2 cos t  U u2 i2         2  Chän C. i  I 2 cos  t    I 2 sin t  i   2 sin t U 2 I2   2  I Câu 2 (ĐH-2011): Đặt điện áp u = U 2 cos2ft (U không đổi, tần số f thay đổi được) v|o 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  và 8 . 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. f2 = 2f1/ 3 . B. f2 = 0,5f1 3 . C. f2 = 0,75f1. D. f2 = 4f1/3. Hướng dẫn 1 ZL1 f1 6 2f1     f2   Chọn A. 2 ZC1 f2 8 3 Câu 3 (ĐH-2011): Lần lượt đặt c{c điện áp xoay chiều u1 = U 2 cos(100t + 1); u2 = U 2 cos(120t + 2) và u3 = U 2 cos(110t + 3) v|o 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 2 cos(100t); i2 = I 2 cos(120t + 2/3) và i3 = I’ 2 cos(110t - 2/3). So s{nh I v| I’, ta có: A. I = I’. B. I = I’ 2 . C. I < I’. D. I > I’. 7
Tuyeät phaåm coâng phaù Vaät lí GNTCÑ treân keânh VTV2, taäp 2 – Chu Vaên Bieân Hướng dẫn U Đồ thị I  theo  có dạng như 2  1  R 2   L    C  hình vẽ. Càng gần vị trí đỉnh dòng hiệu dụng càng lớn nên I’ > I  Chọn C. Câu 4 (ĐH-2011): Một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc  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(t + /2). Tại thời điểm t = 0, vectơ ph{p tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc bằng A. 450. B. 1800. C. 900. D. 1500. Hướng dẫn   NBS cos  t        e   '   NBS sin  t     E0 cos  t    / 2          2 2 E0   /2   Chọn B. Câu 5 (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 v|o 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 {p 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. 75 W. B. 160 W. C. 90 W. D. 180 W. Hướng dẫn  U2  M¹ch R1CR2 L céng hëng : P   R1  R 2  2  U 2 2 2  M¹ch R1 R2 L : P '  R  R cos   P cos   120 cos   1 2 8
Cty TNHH MTV DVVH Khang Vieät Dùng phương ph{p véc tơ trượt, tam giác c}n AMB tính được  = 300 nên: P'  120 cos2 300  90  W   Chän C. Câu 6 (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 n|y đặt v|o hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kết x{c 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 {p. Để được máy biến {p đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp A. 40 vòng dây. B. 84 vòng dây. C. 100 vòng dây. D. 60 vòng dây. Hướng dẫn N2  0, 43N1  N1  1200 U2   N2  N1  N2  24  0, 45N1  N 2  516 U1 N  24  n  0, 5N  516  24  n  0, 5.1200  n  60  2 1  Chọn D. Câu 7 (ĐH-2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U0cost (U0 không đổi và  thay đổi được) v|o 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  = 1 hoặc  = 2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có cùng một giá trị. Khi  = 0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại. Hệ thức liên hệ giữa 1, 2 và 0 là A. 0  1 2  1  2  . B. 02  2 1 2 1   22 . 1 1 1 1  C. 0  12 . D.    . 02 2  2 2   1 2  9
Tuyeät phaåm coâng phaù Vaät lí GNTCÑ treân keânh VTV2, taäp 2 – Chu Vaên Bieân Hướng dẫn 1 U UC  I.ZC  C  U , UC phụ thuộc  1  2  L R2  2 2 R 2   L   L2 C2 4  2    C   1  C  C 2   12  22 2 theo kiểu h|m tam thức bậc 2 nên: 02   Chọn B. 2 Câu 8 (ĐH-2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U 2 cos100t v|o 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 v| điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện bằng 36 V. Giá trị của U là A. 80 V. B. 136 V. C. 64 V. D. 48 V. Hướng dẫn   UL max  U  URC , áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông b2 = a.b’ ta được: U2  UL  UL  UC   U2  100 100  36   U  80  V   Chọn A. Câu 9 (ĐH-2011): Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R1 = 40  mắc nối tiếp với tụ điện có điện dụng C = 0,25/ mF, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Đặt v|o 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 2 cos(100πt - 7π/12) (V) và uMB = 150cos100πt (V). Hệ số công suất của đoạn mạch AB là A. 0,86. B. 0,84. C. 0,95. D. 0,71. Hướng dẫn 1 ZC   40    C   u AB  u  uMB    1  uMB  Z  150  Z AB   AM    1     40  40i   50 2 7   AM i u AM  u AM  Z AM  12  10
Cty TNHH MTV DVVH Khang Vieät Thực hiện các thao tác bấm máy tính  shift 2 1  cos  được kết quả 0,84, nghĩa l| cos   0,84  Chän B. Câu 10 (ĐH-2011): Một m{y ph{t 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 của phần ứng là 5/ mWb. Số vòng dây trong mỗi cuộn dây của phần ứng là A. 71 vòng. B. 200 vòng. C. 100 vòng. D. 400 vòng. Hướng dẫn   2f  100  rad / s  E 2 100. 2 2 N N   400  N1   100  Chọn C.  0 5 4 100  10 3  Câu 11 (ĐH-2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U 2 cos100t (U không đổi, t tính bằng s) v|o 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 U R 2  ZL2 U R 2  20 2 ZL UC max  U 3  R  10 2     Chọn C. R R 2 Câu 12 (ĐH-2011): Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi lần lượt v|o 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 n|y v|o 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  U U U R  0, 25 ; ZL  0, 5 ; Z C  0, 2    0, 2  A   Chän A. U U I     R 2   L C Z  Z 2 U 2  U   U  2   0, 25 2  0, 5 0, 2 11
Tuyeät phaåm coâng phaù Vaät lí GNTCÑ treân keânh VTV2, taäp 2 – Chu Vaên Bieân 3. NĂM 2012 Câu 1: Đặt điện áp u = U0cos2ft v|o 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 l| điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm và giữa hai đầu tụ điện. Trường hợp n|o sau đ}y, 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. Hướng dẫn U 1 Khi C thay đổi: UR  IR  R  max  L  2 C  1  R 2   L   C   Chọn C. Câu 2 (ĐH - 2012): Đặt điện áp u = U0cost v|o 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 l| cường độ dòng điện tức thời trong đoạn mạch; u1, u2 và u3 lần lượt l| 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 l| u1 u2 u A. i = u3C. B. i = . C. i = . D. i = . R L Z Hướng dẫn Mạch chỉ chứa điện trở thuần thì u1 và i cùng pha và i = u1/R  Chọn B Câu 3 (ĐH - 2012): Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5 A và hệ số công suất của động cơ l| 0,8. Biết rằng công suất hao phí của động cơ l| 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 %. Hướng dẫn Pco UI cos   Php 11 H  1  0,875  87, 5%  Chọn D. P UI cos  220.0, 5.0,8 Câu 4 (ĐH - 2012): Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos  t (U0 không đổi,  thay đổi được) v|o 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 l| 12
Cty TNHH MTV DVVH Khang Vieät Z1L Z1L Z Z1C A. 1  2 . B. 1  2 . C. 1  2 1C . D. 1  2 . Z1C Z1C Z1L Z1L Hướng dẫn ZL1 L1 1 Z 2 Khi tần số ω1 thì   LC12 mà LC  nên L1  1 ZC1 1 22 ZC1 2 2 C1 ZL1  1  2  Chọn B. ZL2 Câu 5 (ĐH - 2012): Khi đặt v|o hai đầu một cuộn d}y có độ tự cảm 0,4/ (H) một hiệu điện thế một chiều 12 (V) 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. Hướng dẫn U U Nguån 1 chiÒu : I1  R  30    R I1 ZL  L  40     Nguån xoay chiÒu :  U 12 I2    0, 24  A   Chän C.  2 2 2 2  R  Z L 30  40 Câu 6 (ĐH - 2012): Đặt điện áp u = U0 cost (V) (U0 không đổi,  thay đổi được) v|o hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,8/ H 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 . Hướng dẫn Khi cho biết hai giá trị 1 và 2 mà I1 = I2 = Imax/n thì Z1 = Z2 = nR hay 2 2 2  1  2  1  R   1L    R   2 L    nR  1C   2 C  13
Tuyeät phaåm coâng phaù Vaät lí GNTCÑ treân keânh VTV2, taäp 2 – Chu Vaên Bieân  1 2 1L   C  R n  1  Nếu 1 > 2 thì chỉ có thể xảy ra trường hợp:  1  L  1   R n 2  1  2 2 C Từ hệ này có thể đi theo hai hướng: * Nếu cho biết L mà không biết C thì khử C:  2 1  L   1R n 2  1  L  1  2   1  C 2 L  1   R n 2  1    L 12  22  R n 2  1  1  2   R  n2  1   2 C 2 * Nếu cho biết C mà không biết L thì khử L:  1 R n2  1 L    12 C 1  1  1  1  R n2  1   1   1  2    R  1 2  2 2  1 R n2  1 2 C 1 C 12 C n 2  1 L  2    2 C 2 Ý của bài toán, khi  = 1 hoặc  = 2 thì I1 = I2 = Imax/ 2 . Sau khi nghiên cứu kĩ phương ph{p nói trên, thay gi{ trị vào công thức: 0,8 L  1  2  .200  R    160     Chọn C. n2  1 2 1 Câu 7 (ĐH - 2012): Đặt điện áp u = 400cos100t (u tính bằng V, t tính bằng s) v|o 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 400 V; ở thời điểm t + 1/400 (s), cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch bằng không v| đang giảm. Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch X là A. 400 W. B. 200 W. C. 160 W. D. 100 W. Hướng dẫn u  400 cos100 t  u  400  V  t 0   Cách 1:  t 0  1     i  2 2 cos 100 t     1 400   100 .          i = 0 vµ i gi¶m  400  2 4 PX  P  PR  UI cos   I 2 R  200  W   Chän B. 14
Cty TNHH MTV DVVH Khang Vieät Cách 2: Dùng véc tơ quay. 1  Vì   t  100.  nên 400 4       2 4 4 PX  P  PR  UI cos   I 2 R  200  W   Chän B. Câu 8 (ĐH - 2012): Đặt điện áp u = U0cost (U0 và  không đổi) v|o 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 l| 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. 0,5 3 . B. 0,26. C. 0,50. D. 0,5 2 . Hướng dẫn AMB cân tại M nên 15  MB  750  MB  600  cos MB  0, 5  Chọn C. 0 Câu 9 (ĐH - 2012); Đặt điện áp u = U0cos100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 100 3  mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đoạn mạch MB chỉ có tụ điện có điện dung 10-4/(2) (F). 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. 2/ (H). B. 1/ (H). C. 2 / (H). D. 3/ (H). 15
Tuyeät phaåm coâng phaù Vaät lí GNTCÑ treân keânh VTV2, taäp 2 – Chu Vaên Bieân Hướng dẫn 1 ZC   200    . Tam gi{c AMB đều: C ZL 1  ZL  100  L    H   Chän B.   Câu 11 (ĐH – 2012: Đặt điện áp u = 150 2 cos100t (V) v|o hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 60 , cuộn d}y (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 đ{ng 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 B. 60 3 . B. 30 3 . C. 15 3 . D. 45 3 . Hướng dẫn U2  R  r  Lúc đầu công suất mạch tiêu thụ: P  I 2  R  r   (1).  R  r 2   Z L  Z C 2 Sau đó tụ nối tắt, vẽ giản đồ véc tơ trượt và từ giản đồ ta nhận thấy AMB cân tại M: ZMB  R  60    r  ZMB cos 60  30     0  ZL  ZMB sin 60  30 3    0  Thay r và ZL vào (1): 150 2.90 250   ZC  30 3     Chän B.   2 90 2  30 3  ZC Câu 12 (ĐH – 2012): Trong giờ thực hành, một học sinh mắc đoạn mạch AB gồm điện trở thuần 40 , tụ điện có điện dung C thay đổi được và cuộn dây có độ tự cảm L nối tiếp nhau theo đúng thứ tự trên. Gọi M l| điểm nối giữa điện trở thuần và tụ điện. Đặt v|o hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số 50 Hz. Khi điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị Cm thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu bằng 75 V. Điện trở thuần của cuộn dây là A. 24 . B. 16 . C. 30 . D. 40 . 16
Cty TNHH MTV DVVH Khang Vieät Hướng dẫn r 2   ZL  ZC  2 ULrC  IZLrC  U  min  r  R    ZL  ZC  2 2 r  ZL  ZC  0 và ULrC min  U rR Đồ thị phụ thuộc ULrC theo (ZL - ZC) có dạng như hình bên.  r ZL  ZC  0  ULrC min  U  rR  ZL  ZC    ULrC max  U r r UMB min  ULrC min  U  75  200.  r  24     Chọn A. rR r  40 Câu 13 (ĐH - 2012): Điện năng từ một trạm ph{t điện được đưa đến một khu t{i 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 d}n 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 d}n đều như nhau, công suất của trạm ph{t không đổi và hệ số công suất trong c{c 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. Hướng dẫn P  P  120P1    P  32P1 P  P   144P1  P  152P1 Cách 1: Theo bài ra:  4   Chọn B.  P 32P1 P   nP1  nP1  152P1   150P1  16 16 Cách 2: Khi U tăng gấp đôi thì hao phí giảm 4 lần nghĩa l| phần điện năng có ích tăng thêm 3P/4 = 144P1 – 120P1  P = 32P1. Khi U tăng 4 lần thì phần điện năng có ích tăng thêm 15P/16 = 30P1, tức l| đủ cho 120 + 30 = 150 hộ dân. Câu 14 (ĐH - 2012): Từ một trạm ph{t điện xoay chiều một pha đặt tại vị trí M, điện năng được truyền tải đến nơi tiêu thụ N, cách M 180 km. Biết đường dây có điện trở tổng cộng 80  (coi dây tải điện l| đồng chất, có điện trở tỉ lệ thuận 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 x{c định R). Để x{c định vị trí Q, trước tiên người ta ngắt đường dây khỏi máy phát và tải tiêu thụ, sau đó 17
Tuyeät phaåm coâng phaù Vaät lí GNTCÑ treân keânh VTV2, taäp 2 – Chu Vaên Bieân dùng nguồn điện không đổi 12 V, điện trở trong không đ{ng 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 l| 0,40 A, còn khi hai đầu dây tại N được nối tắt bởi một đoạn d}y có điện trở không đ{ng kể thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,42 A. Khoảng cách MQ là A. 135 km. B. 167 km. C. 45 km. D. 90 km. Hướng dẫn Khi đầu N để hở, điện trở của mạch: U 2x  R   30     R  30  2x I R.  80  2x  U 200 Khi đầu N nối tắt, điện trở của mạch: 2x     R   80  2x  I 7  30  2x  80  2x  200 x  2x    x  10     MQ  MN  45  km   Chọn C. 110  4x 7 40 4. NĂM 2013 Câu 1 (ĐH - 2013): Đặt điện áp xoay chiều u  U 2 cos t  V  v|o hai đầu một điện trở thuần R = 110  thì cường độ dòng điện qua điện trở có giá trị hiệu dụng bằng 2 A. Giá trị của U bằng: A. 220 2 V. B. 220 V. C. 110 V. D. 110 2 V. Hướng dẫn U  IR  220  V   Chọn B. Câu 2 (ĐH - 2013): Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f thay đổi được v|o 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. Hướng dẫn I  f f  2  1  1  I 2  I1 1  2,5  A   Chọn B. U U I  ZL L I1 2 f2 f2 Câu 3 (ĐH - 2013): Đặt điện áp u = U0cos(100t - /12) (V) v|o hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở cuộn cảm và tụ điện thì cường độ dòng điện qua mạch là i = I0cos(100t + /12) (A). Hệ số công suất của đoạn mạch bằng: A. 0,50. B. 0,87. C. 1,00. D. 0,71. 18
Cty TNHH MTV DVVH Khang Vieät Hướng dẫn  3   u  i    cos    0,86 6 Chọn B. 6 2 Câu 4 (ĐH - 2013): Đặt điện áp có u = 220 2 cos100t (V) v|o hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở có R = 100 Ω, tụ điện có điện dung C = 0,5.10-4/ (F) và cuộn cảm có độ tự cảm L = 1/ (H). Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là: A. i = 2,2cos(100t + /4) A. B. i = 2,2 2 cos(100t + /4) A. C. i = 2,2 cos( 100t - /4) A. D. i = 2,2 2 cos(100t - /4) A. Hướng dẫn Cách 1: ZL = L = 100 Ω; ZC = 1/(C) = 200 Ω  U0 220 2 Z  R   ZL  ZC   100 2     I0   2,2  A  2 2   Z 100 2   Z  ZC    tan   L  1      0 : u trÔ pha h¬n i lµ  R 4 4    i  2,2 cos  100t    A   Chọn C.  4 u U0 u Cách 2: Biểu thức dòng điện i   Z R  i  ZL  ZC  Máy tính cầm tay: Fx 570ES, 570Es Plus: SHIFT MODE 1; MODE 2; SHIFT MODE 4       i  2,2 cos  100t    A  220 2 11 1 Nhập: 100  100  200  i 5 4  4 Câu 5 (ĐH - 2013): Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có diện tích 60cm2, quay đều quanh một trục đối xứng (thuộc mặt phẳng khung) trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay v| có độ lớn 0,4T. Từ thông cực đại qua khung dây là: A. 1,2.10-3 Wb. B. 4,8.10-3 Wb. C. 2,4.10-3 Wb. D. 0,6.10-3 Wb. Hướng dẫn max  B.S  0,4.60.104  2,4.103  Wb   Chọn C. Câu 6 (ĐH - 2013): Đặt điện áp u  220 2 cos100t  V  v|o 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 1/(6) mF. 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 bằng: 19
Tuyeät phaåm coâng phaù Vaät lí GNTCÑ treân keânh VTV2, taäp 2 – Chu Vaên Bieân A. 440 V. B. 330 V. C. 440 3 V. D. 330 3 V. Hướng dẫn  U0 I 0   11  A   R   ZL  ZC  2 2   2  2 u   u  2  100 3   uL 2 uR  uL   R    L   1      1  uL  440  V    11.20   11.80   I 0 R   I 0 ZL    Câu 7 (ĐH - 2013): Đặt v|o hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp M1 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V. Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp M2 v|o 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 của 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 50V. Bỏ qua mọi hao phí. M1 có tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và số vòng cuộn thứ cấp là: A. 8. B. 4. C. 6. D. 15. Hướng dẫn  U1 N1    U 2 N2 U3 U2 U1 N1 N3    (1).  U 3  N3 U 4 N2 N4 U  4 N4 U1 N1 N4 Khi đổi vai trò các cuộn dây của M2 thì:  (2). U'4 N2 N3 2 U1 U1  N1  N1 200 200 Nhân vế theo vế (1) với (2):      . 8 U4 U'4  N2  N2 12,5 50  Chọn A. Câu 8 (ĐH - 2013): Đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, đoạn mạch X và tụ điện (hình vẽ). Khi đặt v|o hai đầu A, B điện áp uAB = U0cos(t + ) (V) (U0, ,  không đổi) thì LC2 = 1, UAN = 25 2 (V) và UMB = 50 2 (V), đồng thời uAN sớm pha /3 so với uMB. Giá trị của U0 là: A. 12,5 7 V. B. 12,5 14 V. C. 25 7 V. B. 25 14 V. 20