Thứ năm, 14/11/2024
IMG-LOGO
Trang chủ Lớp 12 Vật lý 200 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều nâng cao

200 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều nâng cao

200 câu trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều nâng cao (P5)

  • 9808 lượt thi

  • 30 câu hỏi

  • 25 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 2:

Một tụ điện C có điện dung thay đổi, nối tiếp với điện trở R = 103 Ω và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L= 0,2π H trong mạch điện xoay chiều có tần số của dòng điện 50Hz. Để cho điện áp hiệu dụng của đoạn mạch R nối tiếp C là URC đạt cực đại thì điện dung C phải có giá trị sao cho dung kháng bằng:

Xem đáp án

Chọn B

Ta có: URC = I.ZRC

URC=UR2+(ZL-ZC)2R2+ZC2  = U1+ZL2-2ZLZCR2+ZC2  

Để URC cực đại thì y = (ZL2-2ZLZCR2+ZC2) min

y=2ZL(ZC2-ZLZC-R2)(R2+ZC2)2  = 0 ZC =ZL+ZL2+4R22  

Với giá trị của ZC như trên thì ymin và URCmax

Thay số tính được ZC = 30Ω


Câu 3:

Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 100Ω và tụ điện có điện dung C = 100µF. Đặt vào hai đầu mạch điện áp u = U0. cos(100t) (V), t tính bằng giây. Đồ thị biểu diễn quan hệ toán học giữa điện áp hai đầu tụ uC và điện áp hai đầu điện trở uR trong hệ tọa độ vuông góc OuRuC có dạng:

Xem đáp án

Chọn A

ZC =100Ω ; tanφ = -1. Do đó u trễ pha hơn i góc 450

i = I0cos(100ωt + π2)

uC = U0Ccos(100ωt + π2π2)= U0Csin(100ωt + π2)

R = U0Rsin(100ωt + π2)

uCU0C2+uRU0R2=1 (1)

Ta có: U0C = U0R­ (2)

Từ (1) và (2) suy ra : đồ thì uC, uR ­là đường tròn


Câu 5:

Đặt điện áp u = U0cos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp. Trong đó U0, ω, R và C không đổi còn L thay đổi được. Thay đổi L thì thấy hai giá trị L = L1 và L = L2, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm thuần L có giá trị như nhau. Giữa ZL1 và ZL2 có hệ thức:

Xem đáp án

Chọn A

*Khi mạch có hai giá trị của L1 và L2 để cho cùng giá trị của UL­, mối liên hệ giữa chúng:

Khi có L1 và L2 ­cùng cho một giá trị UL thì phương trình có 2 nghiệm phân biệt, Áp dụng định lý Viet ta được:

ZL1+ZL2=2.UL2ZCUL2-U2 (1)ZL1.ZL2=UL2(R2+ZC2)UL2-U2 (2)

Lấy (1) : (2) ta được 1ZL1+1ZL2=2ZCR2+ZC2


Câu 6:

Cho mạch điện xoay chiều gồm 3 phần tử mắc nối tiếp: Điện trở R, cuộn cảm L = 14π H và tụ điện C. Cho biết điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch là u = 90cos(ωt + π6) (V). Khi ω = ω1 thì cường độ dòng điện trong mạch là i = 2cos(ω1t - π12)(A), t tính bằng giây. Cho tần số góc ω thay đổi đến giá trị mà trong mạch có cộng hưởng dòng điện, biểu thức điện áp giữa hai bản tụ điện đến lúc đó là:

Xem đáp án

Chọn C

ZL = 25

Khi ω=ω1 thì:

Z=UI=452=R2+(ZL-ZC)2

tanπ4  = ZL-ZCR  = 1

=> R=45Ω; ZC =15Ω

 

Do đó: C =13600π  (F) 

Khi có cộng hưởng, cường độ dòng điện:

I0 =U0R = 2A và  ω = ω2 = 1LC = 120π (rad/s)

U0C =I0.ZC = 2.1120π.13600π  = 60V

uC =60cos(120πt +π6-π2) (V)


Câu 7:

Cho mạch điện xoay chiều AB chứa R, L, C nối tiếp. Đoạn mạch AM có điện trở thuần và cuộn dây thuần cảm 2R = ZL, đoạn MB có tụ C điện dung có thể thay đổi được. Đặt hai đầu mạch vào hiệu điện thế xoay chiều u = U0cosωt (V), có U0ω không đổi. Thay đổi C = C0 công suất mạch đạt giá trị cực đại, khi đó mắc thêm tụ C1 và mạch MB công suất toàn mạch giảm một nửa, tiếp tục mắc thêm tụ C vào mạch MB để công suất của mạch tăng gấp đôi. Giá trị C2 là:

Xem đáp án

Chọn C

*Ta có thể mắc nối tiếp hoặc song song C1 và C0

*Khi C=C0 mạch xảy ra cộng hưởng điện:

ZL=ZC0=2R ; P=U22R

Công suất tiêu thụ:

P=U2R2+(ZL-ZC01)2 R = U2RR2+(2R-ZC01)2

Khi P1=2P thì R2+(2R-ZC)2=2R2   

 

=> ZC01 = R  hoặc ZC01 =3R

*Nếu ZC01 = R < ZCO = 2R => Cần mắc C1 // với C0 và có giá trị thỏa mãn: 

ZC01=ZC0ZC1ZC0+ZC1C1=C0

Mắc C2 vào mạch thì công suất lại tăng gấp đôi tức lại quay về P= P. Hay ta mắc tụ C2 sao cho tổng trở bằng tổng trở khi chưa mắc C1 và C2. Khi đó cần mắc C2 nối tiếp với C01 (đã gồm C0 //C1) có giá trị bằng R

=> ZC2 = R = ZC0/2 => C2 = 2C0 (1)

*Nếu ZC = 3R

Lập luận tương tự như trên. Ban đầu mắc C1 nối tiếp với C­0. Sau đó mắc C2 // cụm C01: ZC01 =R

Khi đó: 

=> C2 = C0 / 3

Từ (1) và (2) chọn C


Câu 11:

Trong máy phát điện xoay chiều 3 pha, có suất điện động cực đại là E0, khi suất điện động tức thời ở cuộn 1 triệt tiêu thì suất điện động tức thời trong cuộn 2 và 3 tương ứng là:

Xem đáp án

Chọn C

e1=E0cosωt

e2= E0cos(ωt-2π3 )

e3= E0cos(ωt+2π3 )

Khi e1=0 => cosωt=0

       e2= E0cos(ωt-2π3 ) = E0cosωtcos2π3 + E0sinωtsin2π3 E032

       e3= E0cos(ωt+2π3) = E0cosωtcos2π3 - E0sinωtsin2π3 = -E032


Câu 12:

Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi. Tại thời điểm t1 các giá trị tức thời uL(t1) = -303V,  uR(t1) = 40V. Tại thời điểm t2 các giá trị tức thời uL(t2) =60V,  uC(t2) = -120V,  uR(t2)  = 0V. Điện áp cực đại giữa hai đầu đoạn mạch là:

Xem đáp án

Chọn B

Ta có:

u= U0Rcosωt; u= U0Lcos(ωt+π2)  =  -U0Lsinωt

u= U0Ccos(ωt-π2) = U0Csinωt

Tại thời điểm t2 :

uR(t2) = U0Rcosωt= 0V; cosωt= 0 => sinωt±1

uL(t2) = -U0Lsinωt= 60V => U0L = 60V (*)

uC(t2) = U0Csinωt= -120V => U0C = 120V (**)

Tại thời điểm t1: uR(t1) = U0Rcosωt1 = 40V

uL(t1) = -60sinωt= -303 V

=> sinωt3/2 => cosωt±1/2 => Do đó: U0R = 80V (***)

=> U0= U0R2 + (U0L-U0C)2 = 802 +602 => U= 100V


Câu 13:

Mạch điện gồm điện trở R = 100Ω mắc nối tiếp với cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 1π H. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng u = 400cos2(50ωt) (V). Tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch:

Xem đáp án

Chọn C

Ta có: u = 400cos2(50ωt) = 200cos(100ωt) + 200 (V)

Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm hai thành phần: Điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng  U1=1002 V, tần số góc 100π rad/s và điện áp một chiều U= 200V

Công suất tỏa nhiệt trên điện trở R:  P=P1+P2; P=I2R ; P1=I12R ; P2=I22R

Với I= U1Z = 1A vì Z= 100Ω;


Câu 15:

Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(120ωt+π3) (V) vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm 16π H. Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là 402 (V) thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là 1A. Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm là?

Xem đáp án

Chọn D

Z= 20Ω. Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm là:

I = I0cos(120πt+π3-π2 ) = I0cos(120πt+π6 )

i2I02+u2U02=1 => I02  =U02i2U02-u2=ZL2I02i2ZL2I02-u2

300I02 – 3200 = 400 => I0=3A. Do đó: i= 3cos(120πt+π6 )


Câu 17:

Dòng điện xoay chiều có chu kì T, nếu tính giá trị hiệu dụng của dòng điện trong thời gian T3 là 3A, trong T/4 tiếp theo giá trị hiệu dụng là 2(A) và trong 5T12 tiếp theo nữa giá trị hiệu dụng là 23 (A). Tìm giá trị hiệu dụng của dòng điện:

Xem đáp án

Chọn C

Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R của mạch trong thời gian:

t1 T3: Q= I12R.t= 9R.T3  = 3RT

t2 T4Q= I22R.t= 4R.T4 = RT

t3 = 5T12: Q= I32R.t3 = 12R. 5T12 = 5RT

t = t1+t2+t= T là Q = I2Rt = I2RT

Mà Q = Q1+Q2+Q= 9RT  => I= 9 => I = 3(A)


Câu 18:

Cho mạch điện AB có hiệu điện thế không đổi gồm có biến trở R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C mắc nối tiếp. Gọi U1, U2, U­3 lần lượt là hiệu điện thế hiệu dụng trên R, L và C. Biết khi U1=100V, U2=200V, U3=100V. Điều chỉnh R để U­1=80V, lúc ấy U2 có giá trị:

Xem đáp án

Chọn A

U=U12+(U2-U3)2  =U'12+(U'2-U'3)2  = 1002 V

Suy ra: U'2-U'32 = U2-U'12 = 13600

               U2-U3= IZL-ZC  = 100(V) (*)

             U'2-U'3  = IZL-ZC  =13600  (V) (**) (R thay đổi không ảnh hưởng đến ZL và ZC)

Từ (*) và (**) suy ra :

I'I=13600100U'2U2=I'ZLIZL=13600100

=> U2 =13600100 U2 = 233,2 V

 

 


Câu 19:

Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở hoạt động R nối tiếp với tụ C. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều ổn định u = U2cosωt. Khi C=C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây lớn nhất bằng 2U. Với giá trị nào của C thì UC  đạt cực đại?

Xem đáp án

Chọn A

Ta có: Ud = IR2+ZL2  ; Ud = Udmax khi I=Imax mạch có cộng hưởng ZL = ZC0 (*)

Udmax = 2U => Zd = 2Z = 2R (vì ZL = ZC0)

=> R2+ZL2 = 4R2 => R =ZL3  =ZC03  (**)

Thay đổi C để UC = UCmax khi đó

ZC = R2+ZL2ZL  = ZC023+ZC02ZC0  =4ZC03  => C=3C04  


Câu 21:

Đặt một điện áp u = U2cos(110πt - π3) (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R (không đổi), cuộn dây cảm thuần có L = 0,3 H và một tụ điện có điện dung C không đổi được. Cần phải điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị nào để điện tích trên bản tụ điện dao động với biên độ lớn nhất?

Xem đáp án

Chọn B

Giả sử điện tích giữa hai bản cực tụ điện biến thiên theo phương trình q=Q0cos(ωt + φ)

Khi đó dòng điện qua mạch có biểu thức:

Với I= ωQ0 => Q0 có giá trị lớn nhất khi I có giá trị lớn nhất

=> I = I tức là khi trong mạch có sự cộng hưởng => ZC = ZL

Do đó: C=1ω2L=1(110π)2.0,3=27,9µF


Câu 23:

Trong một giờ thực hành một học sinh muốn một bếp điện loại 180V – 120W hoạt động bình thường dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến trở (coi bếp điện tương đương với một đoạn mạch R-L-C mắc nối tiếp). Ban đầu học sinh đó để biến trở có giá trị 70Ω  thì đo thấy cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 0,75A và công suất của bếp điện đạt 92,8%. Muốn bếp điện hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế nào?

Xem đáp án

Chọn C

Gọi R0, ZL, ZC là điện trở thuần, cảm kháng và dung kháng của quạt điện.

Công suất định mức của quạt P = 120W, dòng điện định mức của quạt I. Gọi R2 là giá trị của biến trở khi hoạt động bình thường khi điện áp U = 220V.

Khi biến trở có giá trị R= 70Ω thì I= 0, 75A, P= 0, 928P = 111, 36W

P1=I12R0 (1) => R0 = P1/I12  198Ω (2)

I1 =UZ1=UR0+R12+ZL-ZC2 =2202682+ZL-ZC2  

 

Suy ra :ZL-ZC2=2200,752– 2682  => |ZL – ZC|  119Ω (3)

Khi bếp điện hoạt động bình thường, ta có: P=I2R0 =120W (4)

Với I =UZ =UR0+R22+ZL-ZC2  (5)

P =U2R0R0+R22+ZL-ZC2  => R0 + R2  256Ω => R258Ω

R2 < R=> ∆R = R2 – R1 = -12Ω 

Phải giảm 12Ω


Câu 26:

Cho một đoạn mạch RLC nối tiếp. Biết L=1π H, C=2.10-4π F , R thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp có biểu thức:u=U0 cos100πt (V). Để uC chậm pha 3π4 so với uAB thì R phải có giá trị

Xem đáp án

Đáp án: C

Để uC chậm pha 3π4 so với uAB nên từ giản đồ véc tơ ta có

 φ = π/4

Ta lại có:

tanφ=ZL-ZCRtanπ4=ZL-ZCR=1R=ZL-ZC=50Ω


Câu 27:

 hai đầu điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C của một đoạn mạch RC nối tếp. Kết quả đo được là UR =14 ± 1,0 (V); UC = 48 ± 1,0 (V). Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch RC là

Xem đáp án

Đáp án D

U=UR2+UC2=50 VU2=UR2+UC22.U.dUdt=2UR.dURdt+2UC.dUCdt

Thay ký hiệu d bằng ký hiệu  và các dấu trừ (nếu có) được thay thế bằng dấu cộng:

2.U.Ut=2UR.URt+2UC.UCt

Khử t hai vế

U=URU.UR+UCU.UC           =1,24=1,2

 U = 50 ± 1,2V


Câu 30:

Đặt điện áp u=U2cosωt 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 tức ở hai đầu tụ điện là u và cường độ dòng điện tức thời qua tụ điện là i. Hệ thức liên hệ giữa các đại lượng là:

Xem đáp án

Đáp án D

Mạch chỉ chứa tụ điện thì điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch biến đổi điều hòa cùng tần số và vuông pha với nhau:

u=U2.cosωt thì i=I2cosωt+π2

Ta có hệ thức liên hệ giữa u và i:

u22U2+i22I2=1u2U2+i2I2=2 


Bắt đầu thi ngay

Bài thi liên quan


Có thể bạn quan tâm


Các bài thi hot trong chương