Bài tập Dòng điện xoay chiều cực hay Đề 14
-
4951 lượt thi
-
40 câu hỏi
-
50 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB, trong đó R là biến trở, cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Khi C = thì điện áp hai đầu đoạn mạch AM không phụ thuộc vào giá trị của biến trở R, khi C = thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực đại. Hình bên là đồ thị biêu diễn sự phụ thuộc của tỉ số theo R. Giá trị của cảm kháng là
Chọn đáp án A
+ Khi thì không phụ thuộc vào giá trị của R
+ Khi cực đại
+ Lập tỉ số:
+ Từ đồ thị ta thấy tại
Câu 2:
Đặt một điện áp u = cos(ωt)(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C và dây thuần cảm hệ số tự cảm L mắc theo đúng thứ tự trên. Trong đó tụ điện C không thay đổi, R và L thay đổi được. Ứng với mỗi giá trị R, gọi lần lượt là giá trị L để sinωt (V) và để trong mạch có cộng hưởng. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của x = theo R. Giá trị của điện dung C gần đúng với giá trị nào sau đây
Chọn đáp án B
+ Khi L = thì vuông pha với u nên:
+ Khi L = thì mạch có cộng hưởng nên
+ Nhìn vào đồ thị ta thấy khi
Câu 3:
Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây tải một pha. Những ngày bình thường thì hiệu suất truyền tải là 90%. Nhưng vào một ngày nắng nóng, lượng điện tiêu thụ tăng trên 64% so với ngày thường. Coi hao phí chỉ do toả nhiệt trên đường dây, hệ số công suất trong các trường đều hợp bằng: Giữ nguyên điện áp nơi phát thì công suất phát vào ngày nắng nóng đã tăng lên bao nhiêu lần so với ngày thường và hiệu suất truyền tải ngày nắng nóng bằng bao nhiêu
Chọn đáp án A
+ Công suất hao phí:
Thay vào: P = 1,8.100 = 180W
+ Hiệu suất
Câu 4:
Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn cảm thuần , điện trở R và tụ điện mắc nối tiếp .Điện trở R = 100Ω, tụ điện C có thể thay đổi ngược .Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định điện áp hiệu dụng U=200V và tần số không đổi . Thay đổi C để = 200Ω Thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn R-C là đạt cực đại . Khi đó giá trị của là
Chọn đáp án A
+ Thay vào ta có:
Câu 5:
Cho mạch điện xoay chiều (hình 1), cuộn dây có điện trở hoạt động r = R/4. Khi đặt áp đặt có biểu thức u = cosωt ( và ω không đổi) vào hai đầu mạch AB thì điện áp giữa giữa hai đầu đoạn AN và điện áp hai đầu đoạn MB có đồ thị theo thời gian (hình 2). gần nhất với giá trị nào dưới đây?
Chọn đáp án C
+ Vậy =200,627 V
Câu 6:
Một máy biến áp lí tưởng lúc mới sản xuất có tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 2. Sau một thời gian sử dụng do lớp cách điện kém nên có n vòng dây cuộn thứ cấp bị nối tắt, vì vậy tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 2,5. Để xác định số vòng dây bị nối tắt người ta cuốn thêm vào cuộn thứ cấp 45 vòng dây thì thấy tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 1,6. Số vòng dây bị nối tắt là
Chọn đáp án B
Câu 7:
Đặt điện áp xoay chiều V (t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở , cuộn dây cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện có điện dung C thay đổi được (hình vẽ). là các vôn kế xoay chiều có điện trở rất lớn. Điều chỉnh C để tổng số chỉ của ba vôn kế có giá trị cực đại, giá trị cực đại này là:
Chọn đáp án D
+ Ta có:
+ ta có:
+ Đạo hàm theo x ta có: f'=0
Câu 8:
Từ một trạm điện, điện năng được truyền tải đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện 1 pha. Biết công suất truyền đến nơi tiêu thụ luôn không đổi, điện áp và cường độ dòng điện luôn cùng pha. Ban đầu, nếu ở trạm điện chưa sử dụng máy biến áp thì điện áp hiệu dụng ở trạm điện bằng 1,1785 lần điện áp hiệu dụng ở nơi tiêu thụ. Để công suất hao phí trên đường dây truyền tải giảm 100 lần so với lúc ban đầu thì ở trạm điện cần sử dụng máy biến áp lí tưởng có tỉ lệ số vòng dây của cuộn thứ cấp so với cuộn sơ cấp có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Chọn đáp án D
+ Mà
Câu 9:
Lần lượt đặt hiệu điện thế không đổi có độ lớn U và điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 1,5U vào hai đầu một cuộn dây thì công suất tiêu thụ trên cuộn dây đều bằng nhau. Hệ số công suất của cuộn dây có giá trị gần nhất với giá trị
Chọn đáp án C
+ Công suất tiêu thụ không đổi nên:
+ Hệ số công suất của cuộn dây:
Câu 10:
Đặt điện áp (U và u) không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB. Hình bên là sơ đồ mạch điện và một phần đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp giữa hai điểm M, B theo thời gian t khi K mở và khi K đóng. Biết điện trở R = 2r. Giá trị của U là
Chọn đáp án D
+ Từ đồ thị ta thấy điện áp hiệu dụng giữa hai điểm M và B trong hai trường hợp là bằng nhau và bằng . Pha ban đầu của điện áp trong hai trường hợp mở và đóng là:
+ Do đó, ta có:
+ Chọn trục U làm chuẩn và nằm ngang, ta vẽ được giản đồ vectơ như hình:
+ Từ giản đồ vectơ ta có:
+ Vì R=2r nên
+ Lại có:
Câu 11:
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp theo thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C. Gọi là điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch gồm R và L, Uc là điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện C. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của URL và Uc theo giá trị của biến trở R. Khi giá trị của R bằng 80 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu biến trở có giá trị là
Chọn đáp án A
+ Từ đồ thị ta thấy không phụ thuộc vào sự thay đổi của R (vì nằm ngang)
+ Ta có:
+ Lại có:
+ Tại thì
+ Giải (1) và (2) ta có:
+ Ta có:
Câu 12:
Điện năng được truyền từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết đoạn mạch tại nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) tiêu thụ điện với công suất không đổi và có hệ số công suất luôn bằng 0,8. Để tăng hiệu suất của quá trình truyền tải từ 80% lên 90% thì cần tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện lên
Chọn đáp án B
+ Ta có:
+ Suy ra:
Câu 13:
Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động bình thường. Trong ba cuộn dây của phần ứng có ba suất điện động có giá trị . Ở thời điểm mà thì tích . Giá trị cực đại của là:
Đáp án B
+ Ta có:
+ Theo đề
+ Biến đổi (2) ta co
(3)
+ Từ (1) và (3) ta có:
Câu 14:
Điện năng được truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Ban đầu hiệu suất truyền tải là 80%. Cho công suất truyền đi không đổi và hệ số công suất ở nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) luôn bằng 0,8. Để giảm hao phí trên đường dây 4 lần thì cần phải tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện lên n lần. Giá trị của n là:
Đáp án A
+ Ta có:
+ Lại có:
+ Mặt khác
+ Suy ra:
Câu 15:
Đặt điện áp V vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở , cuộn thuần cảm và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung đến giá trị để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại và bằng 160 V. Giữ nguyên giá trị biểu thức cường độ dòng điện trong mạch đạt giá trị là
Đáp án C
+ Khi
+ Ta có:
Câu 16:
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp theo thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C. Gọi là điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch gồm R và L, là điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện C. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của và theo giá trị của biến trở R. Khi giá trị của R bằng 80 Ω thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu biến trở có giá trị là
Đáp án D
+ Ta có:
+ Từ đồ thị ta thấy không phụ thuộc R:
+ Khi
Câu 17:
Điện năng được truyền từ một nhà máy điện với công suất không đổi đến một khu dân cư có 30 hộ dân bằng đường dây tải điện một pha. Theo tính toán của các kỹ sư, nếu điện áp nơi truyền đi là U và lắp một máy hạ áp có hệ số hạ áp k =30 để dùng chung cho toàn khu dân cư thì cung cấp đủ điện cho 20 hộ. Cho rằng: công suất sử dụng điện năng của tất cả các hộ dân như nhau và điện áp luôn cùng pha với dòng điện. Khi tăng điện áp nơi truyền đi lên 2U, để cung cấp đủ điện năng cho cả 30 hộ dân thì cần sự dụng máy hạ áp có hệ số hạ áp là bao nhiêu?
Đáp án C
P: Công suất của nhà máy phát điện
: Công suất truyền tới cuộn sơ cấp của máy hạ áp
U: Điện áp nơi truyền đi
: Điện áp hai đầu cuộn thứ cấp của máy hạ áp.
k: Điện áp hai đầu cuộn sơ cấp của máy hạ áp
+ Ta lại có:
Câu 18:
Đặt điện áp (U và u) không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB. Hình bên là sơ đồ mạch điện và một phần đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp giữa hai điểm M, B theo thời gian t khi K mở và khi K đóng. Biết điện trở R = 2r. Giá trị của U là:
Đáp án D
Từ đồ thị ta thấy điện áp hiệu dụng giữa hai điểm M và B trong hai trường hợp là bằng nhau và bằng . Pha ban đầu của điện áp trong hai trường hợp mở và đóng là:
U=122V
Câu 19:
Cho mạch điện như hình vẽ bên. Biết = 100cos100πt (V), = V, V. Điện áp hiệu dụng UFB có giá trị là
Đáp án A
Ta có:
Câu 20:
Điện năng được truyền từ nơi phát đến nơi tiêu thụ là một nhà máy có 10 động cơ điện giống nhau, bằng đường dây tải một pha với hiệu suất truyền tải là 96 %. Nếu nhà máy lắp tăng thêm 2 động cơ điện cùng loại và điện áp ở nơi phát không đổi thì hiệu suất truyền tải điện năng trên đường dây tải lúc đó là
Đáp án A
+ Ta có: ( do U không đổi)
+ Suy ra:
→ Hiệu suất là:
Câu 21:
Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, đoạn mạch MB là tụ điện có điện dung C. Đặt điện áp xoay chiều (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB. Ban đầu điều chỉnh biến trở để có giá trị , thay đổi f, khi f = thì điện áp hiệu dụng trên C đạt cực đại. Sau đó giữ tần số không đổi f = , điều chỉnh biến trở thì điện áp hiệu dụng giữa hai điểm AM không thay đổi. Hệ thức liên hệ giữa và là
Đáp án B
Ban đầu: Ta có:
+ Khi
Lúc sau:
Vậy
Câu 22:
Điện năng được tải từ nơi phát đến nơi tiêu thị bằng dây dẫn chỉ có điện trở thuần. Ban đầu độ giảm thế trên dây bằng 15% điện áp hiệu dụng nơi phát điện. Để giảm hao phí trên đường dây 100 lần (công suất tiêu thụ vẫn không đổi, coi điện áp nơi tiêu thụ luôn cùng pha với dòng điện) thì phải nâng điện áp hiệu dụng nơi phát lên
Đáp án C
+ Phương trình truyền tải điện năng trong hai trường hợp
với công suất hao phí → hao phí giảm 100 lần tương ứng với dòng điện truyền tại lúc sau giảm 10 lần so với ban đầu .
+ Chú ý rằng công suất nơi tiêu thụ là không đổi, do vậy
Câu 23:
Đặt điện áp V (U và không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở có giá trị a Ω, tụ điện có điện dung C và cuộn thuần cảm có hệ số tự cảm L mắc nối tiếp. Biết U=a V, L thay đổi được. Hình vẽ bên mô tả đồ thị của điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện, điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm và công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch theo cảm kháng. M và N lần lượt là hai đỉnh của đồ thị (1) và (2). Giá trị của a bằng
Đáp án A
+ Từ đồ thị, ta thấy rằng là giá trị của cảm kháng để điện áp hiệu dụng trên cuộn dây cực đại
+ Tại N mạch xảy ra cộng hưởng, khi đó điện áp hiệu dụng trên tụ là 40 V
+ và là hai giá trị của cảm kháng cho cùng công suất tiêu thụ.
+ Thay vào và vào phương trình đầu tiên, ta tìm được a=30
Câu 24:
Điện năng được truyền tải từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ cách xa đó với hiệu suất truyền tải là 80 % nếu điện áp hiệu dụng tại đầu ra máy phát là 2200 V. Coi hệ số công suất trong các mạch điện luôn bằng 1. Nếu tăng điện áp hiệu dụng tại đầu ra ở máy phát lên 4400 V mà công suất tiêu thụ điện không đổi thì hiệu suất truyền tải điện lúc này có giá trị
Đáp án C
+ Với công suất nơi tiêu thụ là không đổi, để thay đổi hiệu suất của quá trình truyền tải, rõ ràng công suất nơi phát phải thay đổi.
Gọi và lần lượt là hao phí truyền tải tương ứng với hai trường hợp
hay
+ Với Ta có
mặc khác
Câu 25:
Đặt điện áp xoay chiều V vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở và tụ điện mắc nối tiếp theo thứ tự. Điều chỉnh L thì thấy điện áp dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằng V. Khi đó, điện áp giữa hai đầu tụ điện có biểu thức là
Đáp án D
+ Điện áp hiệu dụng cực đại trên cuộn cảm
Mặc khác
Khi xảy ra cực đại của điện áp hiệu dụng trên cuộn dây thì uC chậm pha hơn u một góc
Câu 26:
Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần 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 160 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 600, công suất tiêu thụ trên mạch AB trong trường hợp này bằng
Đáp án D
+ Lúc đầu
+ Khi nối tắt hai đầu tụ thì: lệch pha góc
+ Dựa vào giản đồ véc-tơ ta có:
+ Công suất tiêu thụ trên mạch AB lúc này là:
Câu 27:
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi 150 V vào đoạn mạch AMB gồm đoạn AM chỉ chứa điện trở R, đoạn mạch MB chứa tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với một 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 lần và dòng điện trong mạch trước và sau khi thay đổi lệch pha nhau một góc 0,5π. Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch AM khi ta chưa thay đổi L có giá trị bằng
Đáp án C
Vì uAM luôn vuông pha với uMB nên quỹ tích điểm M là đường tròn nhận U làm đường kính
+ Cường độ dòng điện trước và sau khi đổi L vuông pha nhau
+ Từ hình vẽ
Câu 28:
Cho một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn dây thuần cảm. Tại thời điểm điện áp và dòng điện qua cuộn cảm có giá trị lần lượt là 25 V; 0,3 A. Tại thời điểm điện áp và dòng điện qua cuộn cảm có giá trị lần lượt là 15 V; 0,5 A. Cảm kháng của mạch có giá trị là
Đáp án B
+ Mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm nên mà
Câu 29:
Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM chỉ có biến trở R, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần r mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đặt vào AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi. Điều chỉnh R đến giá trị 80 Ω thì công suất tiêu thụ trên biến trở đạt cực đại và tổng trở của đoạn mạch AB chia hết cho 40. Khi đó hệ số công
Đáp án B
+ Điều chỉnh R để công suất trên biến trở đạt cực đại
+ Tổng trở của đoạn mạch AB là
Để Z chia hết cho 40 thì: = số nguyên → r phải là bội số của 10 : r=10k
+ Hệ số công suất của đoạn mạch AB là:
Câu 30:
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi u = 220 (V), tần số f thay đổi. Khi thay đổi tần số của mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, người ta vẽ được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của tổng trở của toàn mạch vào tần số như hình bên. Tính công suất của mạch khi xảy ra cộng hưởng
Đáp án C
+ Từ đồ thị nhận thấy
+ Khi cộng hưởng thì và lúc đó
Câu 31:
Cho đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Cho biết R = 60Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm thay đổi được, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = cosωtV. Khi thay đổi L đến giá trị thì hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây là cực đại. Giá trị điện dung C của tụ điện?
Đáp án A
Cảm kháng tương ứng của cuộn dây
Mặt khác
→ Phương trình trên cho ta hai nghiệm:
và
Câu 32:
Cho mạch điện xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM và MB ghép nối tiếp, AM gồm nối tiếp tụ điện C, MB gồm nối tiếp với cuộn dây thuần cảm. Biết . Đồ thị và theo thời gian được cho như hình vẽ. Hệ số công suất của đoạn mạch MB gần với giá trị nào sau đây?
Đáp án B
Từ đồ thị ta thấy điện áp vuông pha với điện áp hai đầu
Câu 33:
Đặt điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm cũng biến đổi điều hòa. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của điện áp tức thời theo cường độ dòng điện tức thời trong mạch là
Chọn đáp án C
Do cuộn dây thuần cảm nên điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây và cường độ dòng điện trong mạch biến đổi điều hòa và vuông pha với nhau.
Câu 34:
Trong máy phát điện xoay chiều một pha, phần cảm có tác dụng
Đáp án A.
Phần cảm trong máy phát điện xoay chiều là phần sinh ra từ trường
Câu 35:
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều nào là đúng với nguyên tắc của máy phát điện xoay chiều?
Đáp án A
Câu 37:
Trong các đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lượng nào có dùng giá trị hiệu dụng?
Chọn đáp án A
Câu 38:
Diod bán dẫn có tác dụng
Chọn đáp án A.
Diode bán dẫn có tác dụng chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều vì giữa lớp tiếp xúc p-n có điện trường tiếp xúc hướng từ n-p cản trở chuyển động của các hạt tải điện đa số qua đó theo chiều từ n-p. Do vậy dòng điện chỉ qua theo chiều từ p-n
Câu 39:
Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp đang có tính cảm kháng. Muốn xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch ta phải
Chọn đáp án B
Câu 40:
Một học sinh dùng vôn kế khung quay tiến hành thí nghiệm để đo điện áp xoay chiều ở hai đầu một đoạn mạch AB. Kết quả vôn kế đo được cho biết
Chọn đáp án C
Đối với vôn kế khung quay khi đó điện áp xoay chiều, kết quả hiển thị trên vôn kế là giá trị điện áp hiệu dụng của hai điểm ở hai đầu vồn kế