Dòng điện xoay chiều - Phương pháp giải bài tập và các dạng toán

Hiện nay, khi mà hình thức thi trắc nghiệm khách quan được áp dụng trong các kì thi tốt nghiệp và tuyển sinh đại học, cao đẳng thì yêu cầu về việc nhận dạng để giải nhanh và tối ưu các câu trắc nghiệm, đặc biệt là các câu trắc nghiệm định lượng là rất cần thiết để có thể đạt được kết quả cao trong kì thi. Trong đề thi tuyển sinh ĐH và CĐ năm 2010, môn Vật Lý có những câu trắc nghiệm định lượng khá khó mà các đề thi trước đó chưa có, nếu chưa gặp và chưa giải qua lần nào thì thí sinh khó mà giải nhanh và chính xác các câu này.

Để giúp các em học sinh nhận dạng được các câu trắc nghiệm định lượng từ đó có thể giải nhanh và chính xác từng câu, tôi xin tập hợp ra đây các bài tập điển hình trong sách giáo khoa, trong sách bài tập, trong các đề thi tốt nghiệp THPT, thi tuyển sinh ĐH – CĐ trong những năm qua và phân chúng thành những dạng cơ bản từ đó đưa ra phương pháp giải cho từng dạng. Hy vọng rằng tập tài liệu này giúp ích được một chút gì đó cho các quí đồng nghiệp trong quá trình giảng dạy và các em học sinh trong quá trình kiểm tra, thi cử.

Dòng điện xoay chiều

  • Tài liệu này dùng cho Giáo viên dạy môn Vật lý lớp 12 tham khảo để hướng dẫn học sinh giải bài tập, hoặc Học sinh học lớp 12 luyện tập để kiểm tra, thi môn Vật Lý.
  • Tập hợp các bài tập điển hình trong Sách giáo khoa, trong sách bài tập, trong các đề thi tốt nghiệp THPT, thi tuyển sinh ĐH – CĐ trong ba năm qua (từ khi thay sách) và phân chúng thành các bài tập minh họa của những dạng bài tập cơ bản.
  • Hệ thống các công thức, kiến thức liên quan và phương pháp giải cho từng dạng.
  • Có lời giải các bài tập minh họa để các em học sinh có thể kiểm tra so sánh với bài giải của mình.
  • Các câu trắc nghiệm luyện tập là đề thi Tốt nghiệp – Đại học – Cao đẵng trong ba năm qua.

CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Đại cương về dòng điện xoay chiều
2. Tìm các đại lượng trên đoạn mạch  xoay chiều có R, L, C
3. Viết biểu thức của u và i trên đoạn mạch xoay chiều
4. Bài toán cực trị trên đoạn mạch xoay chiều
5. Bài toán nhận biết các thành phần trên đoạn mạch xoay chiều
6. Dùng giãn đồ véc tơ để giải một số bài toán về đoạn mạch xoay chiều
7. Máy biến áp – Truyền tải điện năng
8. Máy phát điện – Động cơ điện
Một số câu trắc nghiệm luyện tập
    Đề thi TN – ĐH – CĐ năm 2009
    Đề thi ĐH – CĐ năm 2010
    Đề thi TN – ĐH – CĐ năm 2011
Đáp án các câu trắc nghiệm luyện tập

1. Đại cương về dòng điện xoay chiều

* Các công thức:

Biểu thức của i và u: I0cos(wt + ji); u = U0cos(wt + ju).

Độ lệch pha giữa u và i: j = ju - ji.

Các giá trị hiệu dụng: I = ; U = ; E = . Chu kì; tần số: T = ; f = .

Trong 1 giây dòng điện xoay chiều có tần số f (tính ra Hz) đổi chiều 2f lần.

Từ thông qua khung dây của máy phát điện:

f = NBScos() = NBScos(wt + j) = F0cos(wt + j); với F0 = NBS.

Suất động trong khung dây của máy phát điện:

e = - = - f’ = wNBSsin(wt + j) = E0cos(wt + j - ); với E0 = wF0 = wNBS.

* Bài tập minh họa:

1. Dòng điện xoay chiều có cường độ i = 4cos120pt (A). Xác định cường độ hiệu dụng của dòng điện và cho biết trong thời gian 2 s dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần?

2. Một đèn ống làm việc với điện áp xoay chiều u = 220cos100pt (V). Tuy nhiên đèn chỉ sáng khi điệu áp đặt vào đèn có |u| = 155 V. Hỏi trung bình trong 1 s có bao nhiêu lần đèn sáng?

3. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = I0cos100pt. Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,02 s, xác định các thời điểm cường độ dòng điện có giá trị tức thời có giá trị bằng: a)  0,5 I0; b) I0.

4. Tại thời điểm t, điện áp u = 200cos(100πt - ) ( u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị là 100V và đang giảm. Xác định điện áp này sau thời điểm đó s.

5. Điện áp xoay chiều giữa hai điểm A và B biến thiên điều hòa với biểu thức                u = 220cos(100πt + ) (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s). Tại thời điểm t1 nó có giá trị tức thời u1 = 220 V và đang có xu hướng tăng. Hỏi tại thời điểm t2 ngay sau t1 5 ms thì nó có giá trị tức thời u2 bằng bao nhiêu?

6. Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ  nhật có 500 vòng dây, diện 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        B = 0,2 T. Tính từ thông cực đại qua khung dây. Để suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây có tần số 50 Hz thì khung dây phải quay với tốc độ bao nhiêu vòng/phút?

7. Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng là 220 cm2. Khung dây quay đều với tốc độ 50 vòng/s quanh trục đối xứng nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn T. Tính suất điện động cực đại xuất hiện trong khung dây.

8. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 1500 vòng, diện tích mỗi vòng 100 cm2, quay đều quanh trục đối xứng của khung với tốc độ góc 120 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,4 T. Trục quay vuông góc với các đường sức từ. Chọn gốc thời gian là lúc véc tơ pháp tuyến của mặt phẵng khung dây cùng hướng với véc tơ cảm ứng từ. Viết biểu thức suất điện động cảm ứng tức thời trong khung.

9. Từ thông qua 1 vòng dây dẫn là f = cos(100pt - ) (Wb). Tìm biểu thức của suất điện động cảm ứng giữa hai đầu cuộn dây gồm 150 vòng dây này.

* Hướng dẫn giải

1. Ta có: I = = 2 A; f = = 60 Hz.

Trong 2 giây dòng điện đổi chiều 4f = 240 lần.

2. Đèn chỉ sáng khi điện áp đặt vào đèn có |u| ³ 155 V, do đó trong một chu kì sẽ có 2 lần đèn sáng. Trong 1 giây có = 50 chu kì nên sẽ có 100 lần đèn sáng.

3. a) Ta có: 0,5I0 = I0cos100pt ð cos100pt = cos(±)ð 100pt = ±+ 2kp

ð t = ± + 0,02k; với k Î Z. Các nghiệm dương nhỏ hơn hoặc bằng 0,02 s trong 2 họ nghiệm này là t = s và t = s.

b) Ta có: I0 = I0cos100pt ð cos100pt = cos(±) ð100pt = ±+ 2kp

ð t = ±+ 0,02k; với k Î Z. Các nghiệm dương nhỏ hơn hoặc bằng 0,02 s trong 2 họ nghiệm này là t = s và t = s.

4. Tại thời điểm t: u = 100= 200cos(100πt - )

ð cos(100πt - ) = = cos(±). Vì u đang giảm nên ta nhận nghiệm (+)

ð 100πt - = ð t = (s).

Sau thời điểm đó s, ta có:

u = 200cos(100π(+) - ) = 200cos= - 100 (V).

5. Ta có: u1 = 220 = 220cos(100πt1 + ) ð cos(100πt1 + ) = = cos(±) .

Vì u đang tăng nên ta nhận nghiệm (-) ð 100πt1 + = - ð t1 = - s

ð t2 = t1 + 0,005 = s ð u2 = 220cos(100πt2 + ) = 220 V.

6. Ta có: F0 = NBS = 0,54 Wb; n = = 3000 vòng/phút.

7. Ta có: f = n = 50 Hz; w = 2pf = 100p rad/s; E0 = wNBS = 220 V.

8. Ta có: F0 = NBS = 6 Wb; w = 2p = 4p rad/s;

f = F0cos() = F0cos(wt + j); khi t = 0 thì () = 0 ð j = 0.

Vậy f = 6cos4pt (Wb); e = - f’= 24psin4pt = 24pcos(4pt - ) (V).

9. Ta có: e = - Nf’= 150.100psin(100pt - ) = 300cos(100pt - ) (V).

2. Tìm các đại lượng trên đoạn mạch  xoay chiều có R, L, C

* Các công thức:

Cảm kháng, dung kháng, tổng trở: ZL = wL; ZC =; Z =.

Định luật Ôm: I = = = = .

Góc lệch pha giữa u và i: tanj = .

Công suất: P = UIcosj = I2R = . Hệ số công suất:  cosj = .

Điện năng tiêu thụ ở mạch điện: W = A = Pt.

* Phương pháp giải:

Để tìm các đại lượng trên đoạn mạch xoay chiều ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm.

Trong một số trường hợp ta có thể dùng giãn đồ véc tơ để giải bài toán.

Trên đoạn mạch khuyết thành phần nào thì ta cho thành phần đó bằng 0. Nếu mạch vừa có điện trở thuần R và vừa có cuộn dây có điện trở thuần r thì điện trở thuần của mạch là (R + r).

* Bài tập minh họa:

1. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp 1 chiều 9 V thì cường độ dòng điện trong cuộn dây là 0,5 A. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 9 V thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua cuộn dây là 0,3 A. Xác định điện trở thuần và cảm kháng của cuộn dây.

2. Một điện trở thuần R = 30 W và một cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau thành một đoạn mạch. Khi đặt điện áp không đổi 24 V vào hai đầu đoạn mạch này thì dòng điện đi qua nó có cường độ 0,6 A; khi đặt một điện áp xoay chiều tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch, thì dòng điện qua nó lệch pha 450 so với điện áp này. Tính độ tự cảm của cuộn dây, tổng trở của cuộn dây và tổng trở của cả đoạn mạch.

3. Một ấm điện hoạt động bình thường khi nối với mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng là 220 V, điện trở của ấm khi đó là 48,4 W. Tính nhiệt lượng do ấm tỏa ra trong thời gian một phút.

4. Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp. Cường độ dòng điện tức thời đi qua mạch có biểu thức i = 0,284cos120pt (A). Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, cuộn dây và tụ điện có giá trị tương ứng là UR = 20 V; UL = 40 V; UC = 25 V. Tính R, L, C, tổng trở Z của đoạn mạch và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.

5. Đặt điện áp u = 100cos(wt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC thì dòng điện qua mạch là i = cos(wt + ) (A). Tính công suất tiêu thụ và điện trở thuần của đoạn mạch.

6. Đặt điện áp u = 200cos(100pt) (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 . Tính điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AM.

7. Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM có điện trở thuần R = 50 Ω nối tiếp với cuộn cảm thuần có L = 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. Điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị C1 sao cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM. Tính C1.

8. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung C đến giá trị F hoặc F thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đều có giá trị bằng nhau. Tính độ tự cảm L.

9. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi vào hai đầu A và B như hình vẽ. Trong đó R là biến trở, L là cuộn cảm thuần và C là tụ điện có điện dung thay đổi. 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. Tính điện áp hiệu dụng giữa A và N khi C = .

10. Đặt điện áp u = Ucoswt (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 W và R2 = 80 W của biến trở thì công suất tiêu thụ trong đoạn mạch đều bằng 400 W. Tính giá trị của U.

11. 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 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 cosφ1; khi biến trở có giá trị R2 thì các giá trị tương ứng nói trên là UC2, UR2 và cosφ2. Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1. Xác định cosφ1 và cosφ2.

12. Đặt điện áp u = Ucosωt 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 w1 = . Xác định tần số góc ω để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc vào R.

13. Đặt điện áp u = (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 W và 8 W. Khi tần số là f2 thì hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1. Tìm hệ thức liên hệ giữa f1 và f2.

14. 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 . Tính công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB trong trường hợp này.

15. Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R1 = 40 W mắc nối tiếp với tụ điện có , đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L. 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: . Tính hệ số công suất của đoạn mạch AB.

16. 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. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch nếu đặt điện áp xoay chiều này vào hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử trên mắc nối tiếp.

* Hướng dẫn giải

1. Ta có: R = = 18 W; Zd = = 30 W; ZL = = 24 W.

2. Ta có: R + r = = 40 W ð r = 10 W; = tanj = 1 ð ZL = R + r = 40 W

ð L = = 0,127 H; Zd = = 41,2 W; Z = = 40W.

3. Ta có: I = = 4,55 A; P = I2R = = 1000 W; Q = Pt = 60000 J = 60 kJ.

4. Ta có: I = = 0,2 A; R = = 100 W; ZL == 200 W; L = = 0,53 H;

ZC = = 125 W; C = = 21,2.10-6 F; Z = = 125 W;

U = IZ = 25 V.

5. Ta có: j = ju - ji = - ; P = UIcosj = 50W; R = = 25W.

6. Ta có: = + ð U= U+ U+ 2UAMUMBcos(AM, MB).

Vì UAM = UMB và (,) = ð U= Uð UAM = UAB = 220 V.

7. Ta có: ZL = wL = 100 W. Vì đoạn mạch AB có tụ điện nên điện áp uAB trể pha hơn điện áp uAN ð jAB - jAN = - ð jAN = jAB +

ð tanjAN = tan(jAB + ) = - cotanjAB

ð tanjAB.tanjAN = = tanjAB.(- cotanjAB) = - 1

ð ZC1 = + ZL = 125 W ð C1 = = F.

8. Ta có: ZC1 = = 400 W; ZC2 = = 200 W. P1 = P2 hay

ð Z= Z hay R2 + (ZL – ZC1)2 = R2 + (ZL – ZC2)2 ð ZL = = 300 W;

L = = H.

9. Khi C = C1 thì UR = IR =. Để UR không phụ thuộc R thì ZL = ZC1.

Khi C = C2 = thì ZC2 = 2ZC1; ZAN = = ;

ZAB = = = ZAN ðUAN = IZAN = UZAB = UAB = 200 V.

10. Ta có: P = = ð ZL = = 40 W. U = = 200 V.

11. Ta có: UC1 = I1ZC = 2UC2 = 2I2ZC ð I1 = 2I2; UR2 = I2R2 = 2UR1 = 2I1R1 = 2.2I2R1

ð R2 = 4R1; I1 = = 2I2 = 2 ð R+ Z= 4R+ 4Z

ð 16 R+ Z= 4R+ 4Zð ZC = 2R1 ð Z1 = = R1

ð cosj1 = = ; cosj2 = = = .

12. Để UAN = IZAN = không phụ thuộc vào R thì:

R2 + Z = R2 + (ZL – ZC)2 ð ZC = 2ZL hay = 2wL

ð w = = = w1.

13. Ta có: = = 1

ð = ð f2 = f1.

14. Khi chưa nối tắt hai bản tụ, cosj  =  1, đoạn mạch có cộng hưởng điện, do đó:      PAB = = 120 W. Khi nối tắt hai bản tụ: tanjMB = = ð ZL = R2;    UAM = UMB ð R1 = = 2R2

ð tanj’ = ð j’ = ; PAB = = = 120

ð U2 = 360R2;

Z’ = = 2R2. Vậy: P’AB = = 90 W.

15. Ta có: ZC = = 40 W; ZAM = = 40; I0 = = 1,25;

tanjAM = = - 1 ð jAM = - ; ji + jAM = -

ð ji = - - jAM = - + = - ; ji + jMB = 0 ð jMB = ji = ;

tanjMB = = ð ZL = R2;

ZMB = = 120 W = = 2R2

ð R2 = 60 W; ZL = 60 W. Vậy: cosj = = 0,843.

16. Ta có: R = = 4U; ZL = = 2U; ZC = = 5U;

I = = =  0,2 A.

3. Viết biểu thức của u và i trên đoạn mạch xoay chiều

* Các công thức:

Biểu thức của u và i: Nếu i = I0cos(wt + ji) thì u = (wt + ji + j).

Nếu u = U0cos(wt + ju) thì  i = I0cos(wt + ju - j).

Với: I = ; I0 = ; I0 = I; U0 = U; tanj = ; ZL > ZC thì u nhanh pha hơn i; ZL < ZC thì u chậm pha hơn i.

Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: u cùng pha với i; đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L: u sớm pha hơn i góc ; đoạn mạch chỉ có tụ điện u trể pha hơn i góc .

Trường hợp điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là u = U0cos(wt + j). Nếu đoạn mạch chỉ có tụ điện thì: i = I0cos(wt + j + ) = - I0sin(wt + j) hay mạch chỉ có cuộn cảm thì: i = I0cos(wt + j - ) = I0sin(wt + j) hoặc mạch có cả cuộn cảm thuần và tụ điện mà không có điện trở thuần R thì: i = ± I0sin(wt + j). Khi đó ta có: + = 1.

* Phương pháp giải: Để viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch hoặc viết biểu thức điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch ta tính giá trị cực đại của cường độ dòng điện hoặc điện áp cực đại tương ứng và góc lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện rồi thay vào biểu thức tương ứng.

Chú ý: Nếu trong đoạn mạch có nhiều phần tử R, L, C mắc nối tiếp thì trong Khi tính tổng trở hoặc độ lệch pha j giữa u và i ta đặt R = R1 + R2 + ...; ZL = ZL1 + ZL2 + ...; ZC = ZC1 + ZC2 + ... . Nếu mạch không có điện trở thuần thì ta cho R = 0; không có cuộn cảm thì ta cho ZL = 0; không có tụ điện thì ta cho ZC = 0.

* Bài tập minh họa:

1. Một tụ điện có điện dung C = 31,8 mF, khi mắc vào mạch điện thì dòng điện chạy qua tụ điện có cường độ i = 0,5cos100pt (A). Viết biểu thức điện áp giữa hai bản tụ.

2. Cho đoạn mạch RLC gồm R = 80 W, L = 318 mH, C = 79,5 mF. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là: u = 120cos100pt (V). Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy trong mạch và tính điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi dụng cụ.

3. Cho đoạn mạch xoay chiều RLC có R = 50W; L = H; C = F . Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức uAB = 120cos100pt (V). Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch và tính công suất tiêu thụ của mạch.

4. Một mạch điện AB gồm điện trở thuần R = 50 W, mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L = H, điện trở R0 = 50 W. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều  uAB = 100cos100pt (V). Viết biểu thức điện áp tức thời ở hai đầu cuộn dây.

5. Đặt một điện áp xoay chiều u = U0cos(100pt - ) (V) vào hai đầu một tụ điện có điện dung (F). Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4 A. Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy trong mạch.

6. Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(100pt + ) (V) vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = H. Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là 100 V thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là  2 A. Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua cuộn cảm.

7. Mạch RLC gồm cuộn thuần cảm có L = H, điện trở thuần R = 100 W và tụ điện có C = F. Khi trong mạch có dòng điện i = coswt (A) chạy qua thì hệ số công suất của mạch là . Xác định tần số của dòng điện và viết biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

8. Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 10 W, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C = F mắc nối tiếp. Biểu thức của điện áp giữa hai bản tụ là                          uC = 50cos(100pt – 0,75p) (V). Xác định độ tự cảm cuộn dây, viết biểu thức cường độ dòng điện chạy trong mạch.

* Hướng dẫn giải

1. Ta có: ZC = = 100 W; U0C = I0ZC = 50 V; uC = 50cos(100pt - ) (V).

2. Ta có: ZL = wL = 100 W; ZC = = 40 W;

Z = = 100 W; I = = 1,2 A; tanj = = tan370

ð j = rad; i = 1,2cos(100pt - ) (A); UR = IR = 96 V;

UL = IZL = 120 V; UC = IZC = 48 V.

3. Ta có: ZL = wL = 100 W; ZC = = 50 W; Z == 100 W;

tanj = = tan300 ð j = rad; I0 = = 1,2 A; i = 1,2cos(100pt - ) (A);

P = I2R = 62,4 W.

4. Ta có: ZL = wL = 100 W; Z = = 100W;

I = = A; tanj = = tan

ð j = ; Zd = = 112 W; Ud = IZd = 56V;

tanjd = = tan630 ð jd = .

Vậy: ud = 112cos(100pt - + ) = 112cos(100pt + ) (V).

5. Ta có: ZC = = 50 W; i = I0cos(100pt - + ) = - I0sin(100pt - ).

Khi đó:  + = 1 hay = 1 ð I0 = = 5 A.

Vậy: i = 5cos(100pt + ) (A).

6. Ta có: ZL = wL = 50 W; i = I0cos(100pt + - ) = I0sin(100pt + ).

Khi đó: + = 1 hay= 1 ð I0 = = 2 A.

Vậy: i = 2cos(100pt - ) (A).

7. Ta có: cosj =ð Z = = 100W; ZL – ZC = ± = ± 100

ð 2pfL - = 4f - = ±102 ð 8f2 ± 2.102f - 104 = 0

ð f = 50 Hz hoặc f = 25 Hz; U = IZ = 100V.

Vậy: u = 200cos(100pt + ) (A) hoặc u = 200cos(25pt - ) (A).

8. Ta có: ZC = = 20 W; - j - = - ð j = ; tanj =

ð ZL = ZC + R.tanj = 30 W ð L = = H; I = = 2,5 A.

Vậy: i = 2,5 cos(100pt - ) (A).

4. Bài toán cực trị trên đoạn mạch xoay chiều

* Các công thức:

Khi ZL = ZC hay w = thì Z = Zmin = R; Imax = ; Pmax = ; j = 0 (u cùng pha với i). Đó là cực đại do cộng hưởng điện.

Công suất: P = I2R = .

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thuần cảm: UL = IZL = .

Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ: UC = IZC = .

* Phương pháp giải:

+ Viết biểu thức đại lượng cần xét cực trị (I, P, UL, UC) theo đại lượng cần tìm (R, L, C, w).

+ Xét điều kiện cộng hưởng: nếu trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì lập luận để suy ra đại lượng cần tìm.

+ Nếu không có cộng hưởng thì biến đổi biểu thức để đưa về dạng của bất đẳng thức Côsi hoặc dạng của tam thức bậc hai có chứa biến số để tìm cực trị.

Sau khi giải các bài tập loại này ta có thể rút ra một số công thức sau để sử dụng khi cần giải nhanh các câu trắc nghiệm dạng này:

Cực đại P theo R: R = |ZL – ZC|. Khi đó Pmax = = .

Cực đại UL theo ZL: ZL = .

Khi đó ULmax = ; U= U2 + U+ U

Cực đại của UC theo ZC: ZC = .

Khi đó UCmax = ; U = U2 + U+ U

Cực đại của UL theo w: UL = ULmax khi w = .

Cực đại của UC theo w: UC = UCmax khi w =.

* Bài tập minh họa:

1. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R = 60 W, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = H, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào giữa hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều ổn định: uAB = 120cos100pt (V). Xác định điện dung của tụ điện để cho công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó.

2. Một đoạn mạch gồm R = 50 W, cuộn thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C = F mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng 110 V, tần số 50 Hz. Thì thấy u và i cùng pha với nhau. Tính độ tự cảm của cuộn cảm và công suất tiêu thụ của đoạn mạch.

3. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó điện trở thuần        R = 50 W, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 159 mH, tụ điện có điện dung C = 31,8 mF, điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. Đặt vào giữa hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều  uAB = 200coswt (V). Xác định tần số của điện áp để ampe kế chỉ giá trị cực đại và số chỉ của ampe kế lúc đó.

4. Đặt điện áp u = 100coswt (V), có w thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 200 W, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = H và tụ điện có điện dung C = F mắc nối tiếp. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 50 W. Xác định tần số của dòng điện.

5. Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn thuần cảm L = H, tụ điện         C = F mắc nối tiếp với nhau. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều                 u = 220cos100pt (V). Xác định điện trở của biến trở để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó.

6. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó cuộn dây có điện trở thuần r = 90 W, có độ tự cảm L = H, R là một biến trở. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều ổn định uAB = 200cos100pt (V). Định giá trị của biến trở R để công suất toả nhiệt trên biến trở đạt giá trị cực đại. Tính công suất cực đại đó.

7. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R = 100W; C = F; cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là u = 200cos100pt (V). Xác định độ tự cảm của cuộn dây để điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm L là cực đại. Tính giá trị cực đại đó.

8. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R = 60 W, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = H, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào giữa hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều ỗn định: uAB = 120cos100pt (V). Xác định điện dung của tụ điện để điện áp giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó.

9. Cho một mạch nối tiếp gồm cuộn thuần cảm L = H, điện trở R = 100 W, tụ điện C = F. Đặt vào mạch điện áp xoay chiều u = 200coswt (V). Tìm giá trị của w để:

a) Điện áp hiệu dụng trên R đạt cực đại.

b) Điện áp hiệu dụng trên L đạt cực đại.

c) Điện áp hiệu dụng trên C đạt cực đại.

10. Đặt điện áp u = Ucosωt với U không đổi 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 L, đoạn NB chỉ có tụ điện, điện dung C. Với w = w0 = thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch đạt giá trị cực đại. Tính tần số góc ω  theo ω0 để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc vào R.

11. Lần lượt đặt các điện áp xoay chiều u1 = ;                               u2 = và u3 = vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức tương ứng là: i1 = ;                        i2 = và i3 = . So sánh I và I’.

12. Đặt điện áp xoay chiều 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. Tính U.

13. Đặt điện áp xoay chiều u = U0coswt (U0 không đổi và 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 w = w1 hoặc w = w2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có cùng một giá trị. Khi w = w0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại. Tìm hệ thức liên hệ giữa w1, w2 và w0.

14. Đặt điện áp xoay chiều (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 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 và bằng . Tính R.

* Hướng dẫn giải

1. Ta có: ZL = wL = 50 W. Để P = Pmax thì ZC = ZL = 50 W ð C = =F.

Khi đó: Pmax = = 240 W.

2. Ta có: ZC = = 50 W. Để u và i cùng pha thì ZL = ZC = 50 W

ð L = = H. Khi đó: P = Pmax = = 242 W.

3. Ta có: I = Imax khi ZL = ZC hay 2pfL =ð f = = 70,7 Hz.

Khi đó I = Imax = = 2 A.

4. Ta có: P = I2R ð I = = 0,5 A = = Imax do đó có cộng hưởng điện.

Khi có cộng hưởng điện thì w = 2pf = ð f = = 60 Hz.

5. Ta có: ZL = wL = 50 W; ZC = = 100 W;

P = I2R =  . Vì U, ZL và ZC không đổi nên để P = Pmax thì R = (bất đẵng thức Côsi)

ð R = |ZL – ZC| = 50 W. Khi đó: Pmax = = 484 W.

6. Ta có: ZL = wL = 120 W; PR = I2R  = = .

Vì U, r và ZL không đổi nên PR = PRmax khi: R =(bất đẵng thức Côsi)

ð R == 150 W. Khi đó: PRmax = = 83,3 W.

7. Ta có: ZC == 200 W;

UL = IZL ==.

Vì U, R và ZC không đổi nên UL = ULmax khi = - (khi x = - )

ð ZL == 350 W ð L = H. Khi đó ULmax = = 216 V.

8. ZL = wL = 50 W; UC = IZC = = ;

UC = UCmax khi = -ð ZC == 122 W

ð C == F. Khi đó: UCmax = = 156 V.

9. a) Ta có: UR = IR = URmax khi I = Imax; mà I = Imax khi w = = 70,7p rad/s.

b) UL = IZL = = .

UL = ULmax khi = - ð w == 81,6p rad/s.

c) UC = IZC = = .

UC = UCmax khi w2 = - ð w == 61,2p rad/s.

10. Ta có: UAN = I.ZAN = = =

= .

Vì U không đổi nên để UAN không phụ thuộc vào R thì - 2 = 0 hay              w = = .

11. Vì I1 = I2 = I ð Z1 = Z2 hay R2 + (100pL - )2 = R2 + (120pL - )2

ð 100pL - = - (120pL - ) ð 220pL = ð 12000p2 =

ð wch = » 110p = w3 ð I3 = Imax = I’ > I.

Qua bài này có thể rút ra kết luận: Với w1 ¹ w2 (w1 < w2) mà I1 = I2 = I, thì khi       w1 < w3 < w2 ta sẽ có I3 = I’ > I.

12. Với UL = ULmax theo L ta có:  U = U2 +  U + U (1).

Mặt khác U2 = U + (UL – UC)2 ð U = U2 -  (UL – UC)2 (2).

Thay (2) vào (1) ta có: U = U2 +  U2 - (UL – UC)2 + U

ð 2U2 = U - U + (UL – UC)2 = 128000 ð U = 80 (V).

13. Khi hoặc thì UC1 = UC2

hay .= .

ð w(R2 + wL2 - 2 + ) = w(R2 + wL2 - 2 + )

ð wR2 + wL2 - w2 + = wR2 + wL2 - w2 +

ð (w - w)(R2 - 2) = - (w- w)L2 ð w + w = 2- (1) (với CR2 < 2L).

Mặt khác UC = UCmax theo w khi w = w0 =

hay w = - = (2 - ) (2). Từ (1) và (2) ð w = (w + w).

14. Ta có: ZL = ωL= 20 Ω; UCmax = = U ð R = = 10 Ω.

5. Bài toán nhận biết các thành phần trên đoạn mạch xoay chiều

* Kiến thức liên quan:

Các dấu hiệu để nhận biết một hoặc nhiều thành phần trên đoạn mạch xoay chiều (thường gọi là hộp đen):

Dựa vào độ lệch pha jx giữa điện áp hai đầu hộp đen và dòng điện trong mạch:

+ Hộp đen một phần tử:

- Nếu jx = 0: hộp đen là R.

- Nếu jx = : hộp đen là L.

- Nếu jx = - : hộp đen là C.

+ Hộp đen gồm hai phần tử:

- Nếu 0 < jx < : hộp đen gồm R nối tiếp với L.

- Nếu - < jx < 0: hộp đen gồm R nối tiếp với C.

- Nếu jx = : hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL > ZC.

- Nếu jx = - : hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL < ZC.

- Nếu jx = 0: hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL = ZC.

Dựa vào một số dấu hiệu khác:

+ Nếu mạch có R nối tiếp với L hoặc R nối tiếp với C thì:

U2 = U+ U hoặc U2 = U+ U.

+ Nếu mạch có L nối tiếp với C thì: U = |UL – UC|.

+ Nếu mạch có công suất tỏa nhiệt thì trong mạch phải có điện trở thuần R hoặc cuộn dây phải có điện trở thuần r.

+ Nếu mạch có j = 0 (I = Imax; P = Pmax) thì hoặc là mạch chỉ có điện trở thuần R hoặc mạch có cả L và C với ZL = ZC.

* Bài tập minh họa:

1. Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm hai phần tử (điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L hoặc tụ điện C), cường độ dòng điện sớm pha j (0 < j < ) so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch. Xác định các loại phần tử của đoạn mạch.

2. Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC một điện áp xoay chiều u = U0coswt thì dòng điện chạy trong mạch là i = I0cos(wt + ). Có thể kết luận được chính xác gì về điện trở thuần R, cảm kháng ZL và dung kháng ZC của đoạn mạch.

3. Trên một đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm hai phần tử thuần (điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L hoặc tụ điện C) khác loại. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u1 = 100cos(100pt + ) (V) thì cường độ dòng điện qua mạch là                     i1 = cos(100pt + ) (A). Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp                          u2 = 100cos(50pt + ) (V) thì cường độ dòng điện là i2 = cos50pt (A). Xác định hai thành phần của đoạn mạch.

4. Cho điện như hình vẽ. Trong đó X là hộp đen chứa một trong 3 phần tử (điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L hoặc tụ điện C) và R = 50 W. Khi đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần R là 120 V và điện áp giữa hai đầu hộp đen trể pha hơn điện áp giữa hai đầu điện trở thuần. Xác định loại linh kiện của hộp đen và trở kháng của nó.

5. Cho điện như hình vẽ. Trong đó X là hộp đen chứa hai trong ba phần tử (điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L hoặc tụ điện C). Biết rằng khi đặt một điện áp xoay chiều uAB = 220cos(100pt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là i = 4cos(100pt + ) (A). Xác định các loại linh kiện trong hộp đen.

6. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó hộp đen X chứa hai trong 3 phần tử (điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L hoặc tụ điện C). Biết R = ZC = 100 W; uMA trể pha hơn uAN góc và UMA = 3UAN. Xác định các loại linh kiện trong hộp đen và giá trị trở kháng của chúng.

7. Trong ba hộp đen X, Y, Z có ba linh kiện khác loại nhau là điện trở thuần, cuộn cảm thuần hoặc tụ điện. Biết khi đặt vào hai đầu đoạn mạch MN điện áp     uMN = 100cos100pt (V) thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là i = cos100pt (A) và điện áp giữa hai đầu các đoạn mạch AB và AN là uAB = 100cos100pt (V) và uAN = 200cos(100pt - ) (V). Xác định loại linh kiện của từng hộp đen và trở kháng của chúng.

* Hướng dẫn giải

1. Đoạn mạch có i sớm pha hơn u nên có tính dung kháng, tức là có tụ điện C.

Vì 0 < j < ) nên đoạn mạch có cả điện trở thuần R. Vậy đoạn mạch có R và C.

2. Đoạn mạch có i sớm pha hơn u nên sẽ có tính dung kháng tức là ZC > ZL.

Ta có tanj = = tan(-) = - ð R = (ZC – ZL).

3. Khi w = w1 = 100p hay w = w2 = 50p thì u và i đều lệch pha nhau góc . Vậy đoạn mạch chỉ có L và C mà không có R.

4. Vì uMB trể pha hơn uR tức là trể pha hơn i nên uMB có tính dung kháng tức là hộp đen chứa tụ điện. Ta có: UAB = IZ = Ið U = U + U

ð UC = = 160 V ð ZC = = W.

5. Độ lệch pha giữa u và i là: j = , do đó hộp đen chứa R và C.

6. Ta có: tanjAN = = - 1 = tan(-) ð jAN = -; jMA - jAN = -

ð jMA = jAN - = - . Vậy, hộp đen chứa điện trở thuần Rx và tụ điện Cx.

Ta lại có: ZAN = = 100W và UMA = I.ZMA = 3UAN = 3.I.ZAM

ð ZMA = 3ZAN = 300W. Vì tanjMA = = tan(-) = - ð ZCx = Rx

ð Rx = = 150W và    ZCx = 150W.

7. Vì uAB cùng pha với i nên hộp đen Y chứa điện trở thuần R và R = = 100 W. Vì uAN trể pha so với i nên đoạn mạch AN chứa R và C tức là hộp đen Z chứa tụ điện và ZAN = = 100W ð ZC = 100 W. Vì u và i cùng pha nên đoạn mạch có cộng hưởng điện, do đó X là cuộn cảm thuần và ZL = ZC = 100 W.

6. Dùng giãn đồ véc tơ để giải một số bài toán về đoạn mạch xoay chiều

* Kiến thức liên quan:

Trên đoạn mạch RLC nối tiếp thì uR cùng pha với i, uL sớm pha hơn i góc , uC trể pha hơn i góc . Đoạn mạch gồm cuộn thuần cảm và điện trở thuần hoặc cuộn dây có điện trở thuần thì u sớm pha hơn i. Đoạn mạch gồm tụ điện và điện trở thuần thì u trể pha hơn i.

Đoạn mạch RLC nối tiếp có: u = uR + uL + uC.

Biểu diễn bằng giãn đồ véc tơ: = + + .

Khi vẽ giãn đồ véc tơ cho đoạn mạch điện gồm các phần tử mắc nối tiếp thì chọn trục gốc D trùng hướng với véc tơ biểu diễn cường độn dòng điện (vì giống nhau với mọi phần tử mắc nối tiếp).

* Phương pháp giải:

Căn cứ vào điều kiện bài toán cho vẽ giãn đồ véc tơ cho đoạn mạch. Có thể vẽ véc tơ tổng bằng cách áp dụng liên tiếp qui tắc hình bình hành. Nhưng nên sử dụng cách vẽ thành hình đa giác thì thuận lợi hơn.

Nếu giãn đồ có dạng hình học đặc biệt, ta có thể dựa vào những công thức hình học để giải bài tập một cách ngắn gọn.

* Bài tập minh họa:

1. Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ.

Trong đó uAB = 50coswt (V) ;UAN = 50 V ; UC = 60 V. Cuộn dây L thuần cảm. Xác định UL và UR.

2. Cho đoạn mạch điện xoay chiều như hình vẽ.

Trong đó UAB = 40 V; UAN = 30 V; UNB = 50 V. Cuộn dây L thuần cảm. Xác định UR và UC.

3. Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ.

Cuộn dây L thuần cảm. Các điện áp hiệu dụng đo được là      UAB = 180 V; UAN = 180 V; UNB = 180 V. Xác định hệ số công suất của đoạn mạch.

4. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với điện trở thuần R, biểu thức của điện áp ở hai đầu mạch có dạng u = 300cos100pt (V). Đo điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây và hai đầu điện trở được các giá trị lần lượt là 50 V và 100 V, công suất tiêu thụ trên cuộn dây là 100 W. Tính điện trở thuần và độ tự cảm của cuộn dây.

5. 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 2 đầu đoạn mạch AB lệch pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch NB (đoạn mạch NB gồm R và C ). Hệ thức nào dưới đây đúng?

A. .                    B. .

C. .                                   D. .

6. Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ. Trong đó cuộn dây là thuần cảm. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều uAB = U0cos(100pt + j) thì ta có điện áp trên các đoạn mạch AN và MB là uAN = 100cos100pt (V) và uMB = 100cos(100pt - ) (V). Tính U0.

7. Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ. Trong đó cuộn dây L là thuần cảm. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều uAB = 50cos(100pt - ) (V) thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM có biểu thức là uL = 100cos100pt (V). Tìm biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch MB.

* Hướng dẫn giải:

1. Ta có: UAB = 50 V = UAN.

Giãn đồ Fre-nen có dạng là một tam giác cân mà đáy là UC.

Do đó ta có: UL = UC = 30 V; UR = = 40 V.

2. Vì U = U + U nên trên giãn đồ Fre-nen tam giác ABN là tam giác vuông tại A; do đó ta có: UAB.UAN = UL.UR

ð UR = = 24 V; UC = = 18 V.

3. Giãn đồ Fre-nen có dạng là một tam giác đều với UR là đường cao trên cạnh đáy UC nên: cosj = cos(; ) = cos(-) = .

4. Ta có: U = 150 V. Dựa vào giãn đồ véc tơ ta thấy:

U2 = U + U + 2UdURcosjd ð cosjd = = .

Pd = UdIcosjd ð I = 2 A; Rd = = 25 W ;

Zd = = 25W ; ZL = = 75 W ð L = = H.

5. Theo giãn đồ Fre-nen ta có:

U = U2 + U= U2 + U + U.

6. Theo giãn đồ Fre-nen ta có:

UL + UC = = 200 V; UR = = 50 V ;

U = U + U và U= U + U

ð U - U = U - U = (UC + UL)(UC - UL)

ð UC – UL = = 100 V ð UL – UC = - 100 V

ð U = = 50 V ð U0 = U = 50 V.

7. Trên giãn đồ Fre-nen ta thấy: AB = AM và =

ð = ð ABM là tam giác vuông tại B

ð UMB = = 50 V; vì uMB trể pha hơn uAB góc nên:

uMB = UMBcos(100pt - - ) = 50cos(100pt - (V).

7. Máy biến áp – Truyền tải điện năng

* Các công thức:

Máy biến áp: = =.

Công suất hao phí trên đường dây tải: Php = rI2 = r = P2.

Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: DU = Ir.

Hiệu suất tải điện: H = .

* Phương phái giải: Để tìm các đại lượng trên máy biến áp hoặc trên đường dây tải điện ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm.

* Bài tập minh họa:

1. Một máy biến áp có số vòng dây trên cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là 2000 vòng và 500 vòng. Điện áp hiệu dụng và cường độ hiện dụng ở mạch thứ cấp là 50 V và 6 A. Xác định điện áp hiệu dụng và cường độ hiệu dụng ở mạch sơ cấp.

2. Cuộn sơ cấp và thứ cấp của một máy biến áp có số vòng lần lượt là N1 = 600 vòng, N2 = 120 vòng. Điện trở thuần của các cuộn dây không đáng kể. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V.

a) Tính điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp.

b) Nối 2 đầu cuộn thứ cấp với bóng đèn có điện trở 100 W. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn sơ cấp. Bỏ qua hao phí ở máy biến áp.

3. Một máy phát điện có công suất 120 kW, điện áp hiệu dụng giữa hai cực của máy phát là 1200 V. Để truyền đến nơi tiêu thụ, người ta dùng một dây tải điện có điện trở tổng cộng 6 W.

a) Tính hiệu suất tải điện và điện áp ở hai đầu dây nơi tiêu thụ.

b) Để tăng hiệu suất tải điện, người ta dùng một máy biến áp đặt nơi máy phát có tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp và sơ cấp là 10. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp, tính công suất hao phí trên dây và hiệu suất tải điện lúc này.

4. Điện năng được tải từ trạm tăng áp tới trạm hạ áp bằng đường dây tải điện một pha có điện trở R = 30 W. Biết điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy hạ áp lần lượt là 2200 V và 220 V, cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp của máy hạ áp là 100 A. Bỏ qua tổn hao năng lượng ở các máy biến áp. Tính điện áp ở hai cực trạm tăng áp và hiệu suất truyền tải điện. Coi hệ số công suất bằng 1.

5. Đặt vào 2 đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100 V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Tính điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở khi tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp.

6. Từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ là hai máy biến áp. Máy tăng áp A có hệ số biến đổi    KA = , máy hạ áp B có hệ số biến đổi KB = 15. Dây tải điện giữa hai biến áp có điện trở tổng cộng R = 10 W. Bỏ qua hao phí trong hai biến áp và giả sử đường dây có hệ số công suất là cosj = 1. Để đảm bảo nơi tiêu thụ, mạng điện 120 V – 36 kW hoạt động bình thường thì nơi sản xuất điện năng phải có I1A và U1A bằng bao nhiêu? Tính hiệu suất của sự tải điện.

7. 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. Tính số vòng dây mà học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp để được máy biến áp đúng như dự định.

* Hướng dẫn giải

1. Ta có: = =. ð U1 = U2 = 200 V; I1 = I2 = 1,5 A.

2. a) Ta có: U2 = U1 = 76 V.

b) Ta có: I2 = = 0,76 A và I1 = I2 = 0,152 A.

3. a) Ta có: DP = RI2 = R= 60000 W = 60 kW; H = = 0,5 = 50%;

DU = IR = R = 600 V ð U1 = U – DU = 600 V.

b) U’ = 10U = 12000V; DP’ = RI’2 = R= 600 W; H’ == 0,995 = 99,5%.

4. Ta có: I1 = = 10 A; DU = I1R = 300 V; U = U1 + DU = 2500 V.

5. Ta có: ; với U2 = 100 V. Vì: = - = (1)

ð = (1’). Tương tự: = + = (2).

Từ (1) và (2) suy ra: = ð U = = V.

Mặt khác: = += (3).

Từ (1’) và (3) ta có: = ð U3 = 4U2 – 3U = 200 V.

6. Tại B: U2B = 120 V; I2B == 300 A; U1B = KB.U2B = 1800 V; I1B = = 20 A.

Tại A: I2A = I1B = 20 A; I1A = = 400 A; U2A = U1B + I1BR = 2000 V;

U1A = KAU2A = 100 V.

Công suất truyền tải: PA = I1AU1A = 40000 W = 40 kW.

Hiệu suất tải điện: H = = 90%.

7. Ta có: = 0,43 và = 0,45 ð N2 = 516; N1 =  1200.

Ta lại có: =  0,5 ðDN = 60 (vòng).

8. Máy phát điện – Động cơ điện

* Các công thức:

Tần số dòng điện do máy phát điện xoay chiều một pha phát ra (tính ra Hz):

Máy có 1 cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/giây: f = n.

Máy có p cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/giây: f = pn.

Máy có p cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/phút: f = .

Công suất tiêu thụ trên động cơ điện: I2r + P = UIcosj.

* Bài tập minh họa:

1. Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto gồm 8 cặp cực (8 cực nam và 8 cực bắc). Rôto quay với tốc độ 300 vòng/phút.

a) Tính tần số của suất điện động cảm ứng do máy phát ra.

b) Để tần số của suất điện động cảm ứng do máy phát ra bằng 50 Hz thì rôto phải quay với tốc độ bằng bao nhiêu?

2. Một máy phát điện xoay chiều một pha có 4 cặp cực. Biểu thức của suất điện động do máy phát ra là: e = 220cos(100pt – 0,5p) (V). Tính tốc độ quay của rôto theo đơn vị vòng/phút.

3. 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 V. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây của phần ứng là mWb. Tính số vòng dây trong mỗi cuộn dây của phần ứng.

4. 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 A. Tính cảm kháng của đoạn mạch AB theo R nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút.

5. Trong giờ học thực hành, học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều với điện trở R rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V. Biết quạt điện này có các giá trị định mức: 220 V - 88 W và khi hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là φ, với cosφ = 0,8. Tính R để quạt chạy đúng công suất định mức.

6. Một động cơ điện xoay chiều có điện trở dây cuốn là 32 W, khi mắc vào mạch có điện áp hiệu dụng 200 V thì sản ra công suất 43 W. Biết hệ số công suất là 0,9. Tính cường độ dòng điện chạy qua động cơ.

7. Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng    220 V thì sinh ra công suất cơ học là 170 W. Biết động cơ có hệ số công suất 0,85 và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động cơ là 17 W. Bỏ qua các hao phí khác. Tính cường độ dòng điện cực đại qua động cơ.

* Hướng dẫn giải

1. a) f = = 40 Hz.  b) n’ = = 375 vòng/phút.

2. Ta có: f = = ð n = = 750 vòng/phút.

3. E0 = E = 2pfNF0 ð N = = 400 vòng. Mỗi cuộn: N1c = = 100 vòng.

4. Tần số của dòng điện xoay chiều do máy phát ra: f = .

Suất điện động cực đại do máy phát ra: E0 = wNBS = 2pfNBS.

Điện áp hiệu dụng đặt vào 2 đầu đoạn mạch: U = E ==pfNBS.

Cảm kháng của đoạn mạch: ZL = wL = 2pfL.

+ Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n1 = n thì: f1 = ;

U1 = pf1NBS; ZL1 = 2pf1L; I1 = = 1      (1).

+ Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n3 = 3n thì: f3 = = 3f1;

U3 = pf3NBS = 3U1; ZL3 = 2pf3L = 3ZL1; I3 === (2).

Từ (1) và (2) suy ra: 3= ð ZL1 = .

+ Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n2 = 2n thì: f2 = = 2f1;

ZL2 = 2pf2L = 2ZL1 = .

5. Ta có: PQ = UQIcosj ð I = = 0,5 A; ZQ = = 440 W;

RQ = ZQcosj = 352 W; Z = = 760 W; Z2 - Z= 384000

ð(R + RQ)2 +(ZLQ - ZCQ)2 - (R+ (ZLQ - ZCQ)2) = (R + RQ)2 - R= 384000

ð (R + RQ)2 = 384000 + R= 712,672 ð R = 712,67 – RQ = 360,67 » 361 (W).

6. Ta có: I2r + Pđ = UIcosj ð 32I2 - 180I + 43 = 0 ð I = A (loại vì công suất hao phí quá lớn, không phù hợp thực tế) hoặc I = 0,25 A (nhận).

7. Ta có: Ptp = Pci + Php = 187 W; Ptp = UIcosj ð I == 1 A; I0 = I= A

MỘT SỐ CÂU TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP

Đề thi TN – ĐH – CĐ năm 2009

1. Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto gồm 4 cặp cực (4 cực nam và 4 cực bắc). Để suất điện động do máy này sinh ra có tần số 50 Hz thì rôto phải quay với tốc độ

A. 750 vòng/phút.      B. 75 vòng/phút.              C. 25 vòng/phút.        D. 480 vòng/phút.

2. Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 50 V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu R là 30 V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm bằng

A. 10 V.                    B. 20 V.                        C. 30 V.                        D. 40 V.

3. Đặt một điện áp xoay chiều tần số f = 50 Hz và giá trị hiệu dụng U = 80 V vào hai đầu đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp. Biết cuộn cảm thuần có L = H, tụ điện có điện dung C = F và công suất tỏa nhiệt trên điện trở R là 80 W. Giá trị của điện trở thuần R là

A. 80 W.                    B. 30 W.                        C. 20 W.                        D. 40 W.

4. Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện thì

A. cường độ dòng điện trong đoạn mạch sớm pha p/2 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

B. dòng điện xoay chiều không thể tồn tại trong đoạn mạch.

C. cường độ dòng điện trong đoạn mạch trể pha p/2 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

D. tần số của dòng điện trong đoạn mạch khác tần số của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

5. Khi động cơ không đồng bộ ba pha hoạt động ổn định với tốc độ quay của từ trường không đổi thì tốc độ quay của rôto

A. luôn bằng tốc độ quay của từ trường.

B. lớn hơn tốc độ quay của từ trường.

C. nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường.

D. có thể lớn hơn hoặc bằng tốc độ quay của từ trường, tùy  thuộc tải.

6. Điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch xoay chiều có biểu thức u = 220cos100pt (V). Giá trị hiệu dụng của điện áp này là

A. 110 V.           B. 220 V.   C. 110 V.                      D. 220 V.

7. Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng, cuộn thứ cấp gồm          50 vòng. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 220 V. Bỏ qua hao phí. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là

A. 440 V.                  B. 44 V.                        C. 110 V.                      D. 11 V.

8. Đặt một điện áp xoay chiều u = 100cos100pt (V) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết R = 50 W, cuộn thuần cảm có độ tự cảm   L = H và tụ điện có điện dung C = F. Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong đoạn mạch là

A. A.                B. 2 A.              C. 2 A.                   D. 1 A.

9. Khi đặt hiệu điện thế không đổi 12 V vào hai đầu một cuộn dây có điện trở thuần R và độ tự cảm L thì dòng điện qua cuộn dây  có cường độ 0,15 A. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây này một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua nó là  1 A. Cảm kháng của cuộn dây là

A. 50 W.                    B. 30 W.                        C. 40 W.                        D. 60 W.

10. 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 R = 30 W, cuộn cảm thuần L =   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. 150 V.                  B. 160 V.                      C. 100 V.                      D. 250 V.

11. Đặt điện áp u = U0coswt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện C và cuộn cảm thuần có L thay đổi được. Biết dung kháng của tụ bằng R. Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại, khi đó

A. điện áp 2 đầu điện trở R lệch pha so với điện áp 2 đầu đoạn mạch.

B. điện áp 2 đầu tụ điện C lệch pha so với điện áp 2 đầu đoạn mạch.

C. trong mạch có cộng hưởng điện.

D. điện áp 2 đầu cuộn cảm L lệch pha so với điện áp 2 đầu đoạn mạch.

12. Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm thuần L, điện trở thuần R và tụ điện 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 2 đầu đoạn mạch AB lệch pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch NB (đoạn mạch NB gồm R và C ). Hệ thức nào dưới đây đúng?

A. .                 B. .

C. .                 D. .

13. 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. .                      B. .              C. .              D. - .

14. Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch là u = 150cos100pt (V). Cứ mỗi giây có bao nhiêu lần điện áp này bằng không?

A. 100 lần.    B. 50 lần.                      C. 200 lần.                    D. 2 lần.

15. Máy biến áp là thiết bị

A. biến đổi tần số của dòng điện xoay chiều.

B. có khả năng biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều.

C. làm tăng công suất của dòng điện xoay chiều.

D. biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.

16. Khi đặt hiệu điện thế không đổi 30V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L = H thì dòng điện trong đoạn mạch là dòng điện một chiều có cường độ 1 A. Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch này điện áp (V) thì biểu thức của cường độ dòng điện trong đoạn mạch là

A. (A).                    B. (A).

C. (A).                      D. (A).

17. 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 W. Khi điều chỉnh R thì tại hai giá trị R1 và 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 của R1 và R2

A. R1 = 50 W, R2 = 100 W.                   B. R1 = 40 W, R2 = 250 W.

C. R1 = 50 W, R2 = 200 W.                               D. R1 = 25 W, R2 = 100 W.

18. Đặt điện áp (V), có w thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 200 W, cuộn cảm thuần L =   H và tụ điện có điện dung F mắc nối tiếp. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 50 W. Giá trị của w là

A. 150p rad/s.                       B. 50p rad/s.           C. 100p rad/s.              D. 120p rad/s.

19. Đặt điện áp xoay chiều u = U0coswt có U0 không đổi và w thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Thay đổi w thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch khi w = w1 bằng cường độ dòng điện hiệu dụng khi w = w2. Hệ thức đúng là

A. w1 + w2 = .       B. w1.w2 = .              C. w1 + w2 = D. w1.w2 = .

20. Đặt điện áp u = U0cos(100pt - ) (V) vào hai đầu một tụ điện có điện dung   (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. i = 4cos(100pt + ) (A).                               B. i = 5cos(100pt + ) (A).

C. i = 5cos(100pt - ) (A).                                        D. i = 4cos(100pt - ) (A).

21. Trong đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần, so với điện áp hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong mạch có thể

A. trễ pha .                       B. trể pha .                  C. sớm pha .                     D. sớm pha .

22. Khi truyền đi một công suất 20 MW trên đường dây tải điện 500 kV mà đường dây tải điện có điện trở 20 W thì công suất hao phí là

A. 320 W.                  B. 500 W.                      C. 50 kW. D. 32 kW.

23. Đặt điện áp u = U0cos(100pt + )  vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện thì cường độ dòng điện trong mạch là i = I0cos(wt + ji); ji bằng

A. - .                                B. - .                                  C. .                          D. .

24. Khi động cơ không đồng bộ ba pha hoạt động ổn định, từ trường quay trong động cơ có tần số

A. bằng tần số của dòng điện chạy trong các cuộn dây của stato.

B. lớn hơn tần số của dòng điện chạy trong các cuộn dây của stato.

C. có thể lớn hơn hay nhỏ hơn tần số của dòng điện, tùy vào tải.

D. nhỏ hơn tần số của dòng điện chạy trong các cuộn dây của stato.

25. Đặt điện áp  u = U0cos(100pt + ) (V) vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm   L = (H). Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là 100 V thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là 2 A. Biểu thức của cường độ dòng điện qua cuộn cảm là

A. .                      B. .

C. .                      D. .

26. Đặt điện áp u = 100cos(wt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC thì dòng điện qua mạch là i = 2cos(wt + ) (A). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là

A. 100 W.                      B. 50 W.                       C. 50W.     D. 100 W.

27. Từ thông qua 1 vòng dây dẫn là f = cos(100pt - ) (Wb). Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây này là

A. e = 2cos(100pt - ) (V)                            B. e = 2cos(100pt + ) (V).

C. e = 2cos(100pt + ) (V). D. e = 2cos100pt (V).

28. Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp 2400 vòng dây, cuộn thứ cấp 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.

29. Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos2pft, có U0 không đổi và f thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Khi f = f0 thì trong đoạn mạch có cộng hưởng điện. Giá trị của f0

A. .              B. .                  C. .                  D. .

30. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60 V vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch là i1 = I0cos(100pt + ) (A). Ngắt bỏ tụ điện C thì cường độ dòng điện qua mạch là i2 = I0cos(100pt  - ) (A). Điện áp hai đầu đoạn mạch là

A. u = 60cos(100pt - ) (V).                B. u = 60cos(100pt - ) (V).

C. u = 60cos(100pt + ) (V).   D. u = 60cos(100pt + ) (V).

31. Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ  nhật có 500 vòng dây, diện 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.

32. Trong đoạn mạch điện xoay chiều gồm R, L (thuần cảm) và C mắc nối tiếp thì

A. điện áp giữa hai đầu tụ điện ngược pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

B. điện áp giữa hai đầu cuộn cảm cùng pha với điện áp giữa hai đầu tụ điện.

C. điện áp giữa hai đầu tụ điện trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

D. điện áp giữa hai đầu cuộn cảm trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

33. Cho đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Biết các điện áp hiệu dụng              UR = 10 V, UL = 50 V, UC = 60 V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch và độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy trong mạch có giá trị là

A. U = 20V; j = .                   B. U = 20V; j = .

C. U = 20 V; j = - .                       D. U = 20 V; j = - .

Đề thi ĐH – CĐ năm 2010

34. Đặt điện áp u = Ucosωt 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, điện dung C. Đặt w1 = . Để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc vào R thì tần số góc ω bằng

A. .                              B. .                     C. 2ω1.              D. ω1.

35. 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 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 cosφ1; khi biến trở có giá trị R2 thì các giá trị tương ứng nói trên là UC2, UR2 và cosφ2. Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1. Giá trị của cosφ1 và cosφ2 là:

A. cosj1 = , cosj2 = .                    B. cosj1 = , cosj2 = .

C. cosj1 = , cosj2 = .                    D. cosj1 = , cosj2 = .

36. 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 = thì điện áp hiệu dụng giữa A và N bằng

A. 200 V.                        B. 100 V.                      C. 200 V.                                  D. 100 V.

37. Tại thời điểm t, điện áp u      = 200cos(100πt - ) (u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị 100V và đang giảm. Sau thời điểm đó s, điện áp này có giá trị là

A. - 100 V.                      B. – 100 V.                    C. 100 V.                D. 200 V.

38. 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 H, đoạn mạch MB chỉ có tụ điện có điện dung thay đổi được. Đặt điện áp                        u = U0cos100πt (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 với điện áp hai đầu đoạn mạch AM. Giá trị của C1

A. F.                  B. F.                      C. F.              D. F.

39. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung C đến giá trị F hoặc F thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đều có giá trị bằng nhau. Giá trị của L bằng

A. H.                             B. H.                     C. H.                                    D. H.

40. Đặt điện áp u = U0cosωt 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, 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. i = .              B. i = .                    C. i = u3wC.       D. i = .

41. Trong giờ học thực hành, học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều với điện trở R rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V. Biết quạt điện này có các giá trị định mức: 220 V - 88 W và khi hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là φ, với cosφ = 0,8. Để quạt điện này chạy đúng công suất định mức thì R bằng

A. 354 Ω.                              B. 361 Ω.                      C. 267 Ω.                      D. 180 Ω.

42. Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là

A. i = cos(wt + ).                             B. i = cos(wt + ).

C. i = cos(wt - ).                               D. i = cos(wt - ).

43. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100 V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Nếu tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn này bằng

A. 100 V.                              B. 200 V.                      C. 220 V.                      D. 110 V.

44. 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 hiệu dụng trong đoạn mạch là 1 A. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ hiệu dụng trong đoạn mạch là A. Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm kháng của đoạn mạch AB là

A. .                               B. R.                     C. .                       D. R.

45. Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng    220 V thì sinh ra công suất cơ học là 170 W. Biết động cơ có hệ số công suất 0,85 và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động cơ là 17 W. Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng điện cực đại qua động cơ là

A. 2 A.                          B. A.                             C. 1 A.              D. A.

46. Đặt điện áp xoay chiều u = U0coswt vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch; i, I0 và I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Hệ thức nào sau đây sai?

A. .        B. .           C. .       D. .

47. Đặt điện áp u = U0coswt có w thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Khi w < thì

A. điện áp hiệu dung giữa hai đầu điện trở thuần R bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.

B. điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần R nhỏ hơn điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.

C. cường độ dòng điện trong đoạn mạch trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

D. cường độ dòng điện trong đoạn mạch cùng pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

48. Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto quay với tốc độ       375 vòng/phút. Tần số của suất điện động cảm ứng mà máy phát tạo ra là 50 Hz. Số cặp cực của rôto bằng

A. 12.                                   B. 4.                             C. 16.               D. 8.

49. Đặt điện áp u = U0coswt 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. .                        B. .                    C. .                       D. 0.

50. Đặt điện áp u = 220cos100pt (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 . Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AM bằng

A. 220 V.                        B. V.                   C. 220 V.                      D. 110 V.

51. Một động cơ không đồng bộ ba pha mắc theo kiểu hình sao được nối vào mạch điện ba pha có điện áp pha UPha = 220V. Công suất điện của động cơ là 6,6 kW; hệ số công suất của động cơ là . Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mỗi cuộn dây của động cơ bằng

A. 20 A.                                B. 60 A.                        C. 105 A.                      D. 35 A.

52. Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện 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 T. Suất điện động cực đại trong khung dây bằng

A. 110 V.                        B. 220 V.    C. 110 V.                      D. 220 V.

53. Đặt điện áp u = 200cos100pt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm một biến trở R mắc nối tiếp với một cuộn cảm thuần có độ tự cảm 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. A.                      D.A.

54. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần 40 W và tụ điện mắc nối tiếp. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch lệch pha so với cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Dung kháng của tụ điện bằng

A. 40 W.             B. W.   C. 40 W.                        D. 20 W.

55. Đặt điện áp u = U0cos(wt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là          i = I0cos(wt + ) (A). Tỉ số điện trở thuần R và cảm kháng của cuộn cảm là

A. .                                   B. 1.                             C. .                       D. .

56. Đặt điện áp u = U0coswt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và tụ điện C mắc nối tiếp. Biết điện áp giữa hai đầu điện trở thuần và điện áp giữa hai bản tụ điện có giá trị hiệu dụng bằng nhau. Phát biểu nào sau là sai ?

A. Cường độ dòng điện qua mạch trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

B. Điện áp giữa hai đầu điện trở thuần sớm pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

C. Cường độ dòng điện qua mạch sớm pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

D. Điện áp giữa hai đầu tụ điện trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

57. Đặt điện áp u = Ucoswt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với một biến trở R. Ứng với hai giá trị R1 = 20W và R2 = 80 W 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 V.

Đề thi TN – ĐH – CĐ năm 2011

58. Đặt điện áp xoay chiều u = vào hai đầu một đoạn mạch AB gồm điện trở thuần 100 W, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Khi đó, điện áp hai đầu tụ điện là (V). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB bằng

A. 200 W.                B. 100 W.                      C. 400 W.                      D. 300 W.

59. Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos100pt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 100 W, tụ điện có điện dung F và cuộn cảm thuần có độ tự cảm thay đổi được. Để điện áp hai đầu điện trở trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB thì độ tự cảm của cuộn cảm bằng

A. H.               B. H.                  C. H.                     D. H.

60. Cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây lần lượt là N1 và N2. Biết N1 = 10N2. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều        u = U0coswt thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là

A. .                              B. .                 C. .                        D. U0.

61. Đặt điện áp u = U0cos(100pt - ) (V) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua mạch là i = I0cos(100pt + ) (A). Hệ số công suất của đoạn mạch bằng

A. 0,50.                              B. 0,71.             C. 1,00.             D. 0,86.

62. Đặt điện áp u = vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm   H. Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm là:

A. .                         B. .

C. .                   D. .

63. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện?

A. Hệ số công suất của đoạn mạch bằng không.

B. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là khác không.

C. Tần số góc của dòng điện càng lớn thì dung kháng của đoạn mạch càng nhỏ.

D. Điện áp giữa hai bản tụ trễ pha so với cường độ dòng điện qua đoạn mạch.

64. Rôto của máy phát điện xoay chiều một pha là nam châm có bốn cặp cực (4 cực nam và cực bắc). Khi rôto quay với tốc độ 900 vòng/phút thì suất điện động do máy tạo ra có tần số là

A. 60 Hz.                 B. 100 Hz.                     C. 120 Hz.                     D. 50 Hz.

65. Đặt điện áp u = (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 W và 8 W. Khi tần số là f2 thì hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1. Hệ thức liên hệ giữa f1 và f2

A. f2 = B. f2 = C. f2 = D. f2 =

66. Lần lượt đặt các điện áp xoay chiều u1 = ;                               u2 = và u3 = vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức tương ứng là: i1 = ;                        i2 = và i3 = . So sánh I và I’, ta có:

A. I = I’.                                 B. I = .   C. I < I’.             D. I > I’.

67. Một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc w 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(wt + ). Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc bằng

A. 450.                                  B. 1800.             C. 900.              D. 1500.

68. 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 , 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.

69. 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. 40 vòng dây.        B. 84 vòng dây.            C. 100 vòng dây.                       D. 60 vòng dây.

70. Đặt điện áp xoay chiều u = 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. 80 V.                                B. 136 V.                      C. 64 V.                                    D. 48 V.

71. Đặt điện áp 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. . B. = 1.        C. = 2.                     D. .

72. Đặt điện áp xoay chiều u = U0coswt (U0 không đổi và w thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn càm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, với CR2 < 2L. Khi w = w1 hoặc w = w2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có cùng một giá trị. Khi w = w0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại. Hệ thức liên hệ giữa w1, w2 và w0

A. w0 = (w1+ w2).  B. w = (w+ w).  C..   D. .

73. Đặt điện áp xoay chiều (U không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L = 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 . Điện trở R bằng

A. 10 W.                               B. W.                            C. W.                D. 20 W.

74. Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R1 = 40 W mắc nối tiếp với tụ điện có diện dụng , 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: . Hệ số công suất của đoạn mạch AB là

A. 0,86.                                B. 0,95.             C. 0,84.             D. 0,71.

75. 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 ra có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng V. Từ thông cực đại qua mỗi vòng của phần ứng là mWb. Số vòng dây trong mỗi cuộn dây của phần ứng là

A. 71 vòng.              B. 200 vòng.     C. 100 vòng.     D. 400 vòng.

76. 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.

77. Một khung dây dẫn phẳng, hình chữ nhật, diện tích 0,025 m2, gồm 200 vòng dây quay đều với tốc độ 20 vòng/s quanh một trục cố định trong một từ trường đều. Biết trục quay là trục đối xứng nằm trong mặt phẳng khung và vuông góc với phương của từ trường. Suất điện động hiệu dụng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng 222V. Cảm ứng từ có độ lớn bằng:

A. 0,50 T.                 B. 0,60 T.                      C. 0,45 T.                      D. 0,40 T.

78. Khi nói về hệ số công suất cosj của đoạn mạch xoay chiều, phát biểu nào sau đây sai?

A. Với đoạn mạch chỉ có tụ điện hoặc chỉ có cuộn cảm thuần thì cosj = 0.

B. Với đoạn mạch có điện trở thuần thì cosj = 1.

C. Với đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp đang xảy ra cộng hưởng thì cosj = 0.

D. Với đoạn mạch gồm tụ điện và điện trở thuần mắc nối tiếp thì 0 < cosj < 1.

79. Đặt điện áp u = U0coswt ( U0 và w không đổi) vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện có điện dung điều chỉnh được. Khi dung kháng là 100 W thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại là 100 W. Khi dung kháng là 200 W thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện là 100 V. Giá trị của điện trở thuần là

A. 100 W.                 B. 150 W.                      C. 160 W.                      D. 120 W.

80. Đặt điện áp u = 220 cos100pt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm một bóng đèn dây tóc loại 110V – 50W mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh C để đèn sáng bình thường. Độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và điện áp ở hai đầu đoạn mạch lúc này là:

A. .                                 B. .                          C. .              D. .

81. Một máy tăng áp có cuộn thứ cấp mắc với điện trở thuần, cuộn sơ cấp mắc với nguồn điện xoay chiều. Tần số dòng điện trong cuộn thứ cấp

A. có thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn tần số trong cuộn sơ cấp.

B. bằng tần số dòng điện trong cuộn sơ cấp.

C. luôn nhỏ hơn tần số dòng điện trong cuộn sơ cấp.

D. luôn lớn hơn tần số dòng điện trong cuộn sơ cấp.

82. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện và một cuộn cảm thuần mắc nối tiếp. Độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu tụ điện và điện áp ở hai đầu đoạn mạch bằng

A. .                                  B. .                        C. 0 hoặc π.                  D. hoặc .

83. Đặt điện áp (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần là 150 V. Hệ số công suất của mạch là

A. .                              B. 1.                             C. .                           D. .

84. Trong máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động, suất điện động xoay chiều xuất hiện trong mỗi cuộn dây của stato có giá trị cực đại là E0. Khi suất điện động tức thời trong một cuộn dây bằng 0 thì suất điện động tức thời trong mỗi cuộn dây còn lại có độ lớn bằng nhau và bằng

A. .                           B. .                       C. .                         D. .

85. 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. s.                             B. s.                     C. s.                       D. s.

86. Khi truyền điện năng có công suất P từ nơi phát điện xoay chiều đến nơi tiêu thụ thì công suất hao phí trên đường dây là ∆P. Để cho công suất hao phí trên đường dây chỉ còn là (với n > 1), ở nơi phát điện người ta sử dụng một máy biến áp (lí tưởng) có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là

A. .                               B. .                       C. n.                             D. .

Đáp án các câu trắc nghiệm luyện tập

1 A. 2 D. 3 D. 4 A. 5 C. 6 D. 7 D. 8 A. 9 D. 10 B. 11 A. 12 C. 13 A. 14 A. 15 B. 16 D. 17 C. 18 D. 19 0 B. 20 B. 21 B. 22 D. 23 D. 24 A. 25 A. 26 C. 27 B. 28 D. 29 D. 30 C. 31 D. 32 C. 33 C. 34 D. 35 B. 36 C. 37 A. 38 A. 39 C. 40 B. 41 B. 42 C. 43 B. 44 C.   45 D. 46 D. 47 B. 48 D. 49 D. 450C. 51 A. 52 B. 53 A. 54 A. 55 B. 56 A. 57 B. 58 C. 59 D. 60 B. 61 A. 62 A. 63 B. 64 A. 65 A. 66 C. 67 B. 68 C. 69 D. 70 A. 71 C. 72 B. 73 B. 74 C. 75 C. 76 A. 77 A. 78 C. 79 A. 80 B. 81 B. 82 C. 83 B. 84 A. 85 A. 86 B.


C -  KẾT LUẬN

Thực tế giảng dạy và kết quả các bài kiểm tra, bài thi trong các năm học qua nơi các trường tôi đã giảng dạy (THPT Bùi Thị Xuân, THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận) cho thấy nếu các em học sinh nhận được dạng các câu hỏi trắc nghiệm định lượng trong các đề thi thì việc giải các câu này sẽ cho kết quả khá tốt.

Trong đề thi tuyển sinh ĐH và CĐ các năm 2010, 2011 có một số câu trắc nghiệm định lượng khá dài và khó nên nhiều thí sinh không làm kịp. Để giúp các em nhận dạng để giải nhanh một số câu trắc nghiệm định lượng, tôi đã đưa vào trong tài liệu này một số dạng bài tập được xem là mới với cách giải được coi là ngắn gọn nhất (theo suy nghĩ chủ quan của bản thân tôi) để các đồng nghiệp và các em học sinh tham khảo. Để đạt được kết quả cao trong các kỳ thi thì các em học sinh nên giải nhiều đề luyện tập để rèn luyện kỷ năng nhận dạng từ đó đưa ra phương án tối ưu để giải nhanh và chính xác từng câu. Nếu đề có những câu khó và dài quá thì nên dành lại để giải sau cùng. Nếu sắp hết giờ mà chưa giải ra một số câu nào đó thì cũng đừng bỏ trống, hãy lựa chọn một phương án mà mình cho là khả thi nhất để tô vào ô lựa chọn (dù sao vẫn còn xác suất 25%).

Tài liệu chỉ trình bày được một phần của chương trình Vật Lý 12. Cách giải các bài tập theo suy nghĩ chủ quan của tôi cho là ngắn gọn nhưng chưa chắc là ngắn gọn lắm và chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót trong cách phân dạng cũng như cách giải các bài tập minh họa. Rất mong nhận được những nhận xét, góp ý của các quí đồng nghiệp để xây dựng được một tập tài liệu hoàn hảo hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Vật lí 12 - Vũ Quang (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011.

2. Bài tập vật lí 12 - Vũ Quang (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011.

3. Vật lí 12 - Nâng cao - Vũ Thanh Khiết (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011.

4. Bài tập vật lí 12 - Nâng cao - Vũ Thanh Khiết (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011.

5. Nội dung ôn tập môn Vật lí 12 - Nguyễn Trọng Sửu - NXB GD - Năm 2010.

6. Hướng dẫn ôn tập thi tốt nghiệp THPT năm học 2010 - 2011 - Nguyễn Trọng Sửu - NXB GD - Năm 2011.

7. Vật lí 12 - Những bài tập hay và điển hình - Nguyễn Cảnh Hòe - NXB ĐHQG Hà Nội – 2008.

8. Bài giảng trọng tâm chương trình chuẩn Vật lí 12 - Vũ Thanh Khiết - NXB ĐHQG Hà Nội - 2010.

9. Các đề thi tốt nghiệp THPT và tuyển sinh ĐH - CĐ các năm 2009, 2010 và 2011.

10. Các tài liệu truy cập trên các trang web thuvienvatly.com violet.vn.

Hàm Thuận Bắc, tháng 01 năm 2012

Dương Văn Đổng - CTV Thư Viện Vật Lý

Trường THPT Nguyễn Văn Linh - Bình Thuận

Thư Viện Vật Lý trích đăng từ File Word Giải các bài tập Lý 12 - Phần dòng điện xoay chiều

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Hai bí ẩn lượng tử hòa làm một
22/12/2014
Một đội nghiên cứu quốc tế vừa chứng minh được rằng hai phương diện đặc biệt của thế giới lượng tử – trước đây
6 máy cơ đơn giản
18/12/2014
Xuyên suốt lịch sử, con người đã phát triển một số dụng cụ giúp họ thực hiện công dễ dàng hơn. Đáng chú ý nhất trong
Nguyên tố Manganese
16/12/2014
Số nguyên tử: 25 Kí hiệu nguyên tố: Mn Trọng lượng nguyên tử: 54,938049 Màu sắc: xám bạc Pha: rắn Phân loại: kim loại chuyển
Nguyên tố Chromium
15/12/2014
Số nguyên tử: 24 Kí hiệu nguyên tố: Cr Trọng lượng nguyên tử: 51,9961 Màu sắc: xám bạc Pha: rắn Phân loại: kim loại chuyển
Định nghĩa kilogram - Phần 3
14/12/2014
Yêu cầu đổi mới Nếu toàn bộ tiêu chuẩn mà cộng đồng đo lường quốc tế thiết lập cho những đại lượng đo nhất
Hành trình dài đưa đến Hệ phương trình Maxwell - Phần 4
13/12/2014
James C. Rautio (ieee.org) Nét đẹp toán học là một chuyện. Còn việc tìm kiếm bằng chứng thực nghiệm cho lí thuyết Maxwell
Hành trình dài đưa đến Hệ phương trình Maxwell - Phần 3
13/12/2014
James C. Rautio (ieee.org) Nhưng một vài người có chú ý. Và một trong số họ là Oliver Heaviside. Từng được một người bạn
Hành trình dài đưa đến Hệ phương trình Maxwell - Phần 2
12/12/2014
 James C. Rautio (ieee.org) Dựa trên những ý tưởng trước đó, Maxwell hình dung ra một loại môi trường phân tử trong đó

Liên kết hữu ích

Diễn Đàn Vật Lý | Phương pháp dạy & học | Tin Tức Vật Lý | Giáo án điện tử  | Văn phòng phẩm giá rẻ 

Vui Lòng Đợi

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com