Đề cương ôn tập Chương III môn Vật lí Lớp 12 - Trường THPT Thái Phiên

Nội dung text: Đề cương ôn tập Chương III môn Vật lí Lớp 12 - Trường THPT Thái Phiên

1. CHƯƠNG III: DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU A. TĨM TẮT LÝ THUYẾT I. DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Định nghĩa, biểu thức của cường độ dịng điện và điện áp tức thời + Dịng điện xoay chiều là dịng điện cĩ cường độ biến thiên điều hồ theo thời gian: i = I0cos(ωt + φi) trong đĩ: i là cường độ dịng điện tức thời. I0 > 0 là cường độ dịng điện cực đại. ω > 0 là tần số gĩc của dịng điện. (ωt + φi) là pha của i tại thời điểm t. φi là pha ban đầu của cường độ dịng điện. + Điện áp xoay chiều (hay hiệu điện thế xoay chiều) biến thiên điều hịa theo thời gian: u = U0cos(ωt + u) trong đĩ: u là điện áp tức thời. U0 > 0 Điện áp cực đại. ω > 0 là tần số gĩc của điện áp. (ωt + φu) là pha của điện áp tại thời điểm t. φu là pha ban đầu của điện áp. + Độ lệch pha giữa điện áp u và cường độ dịng điện i: = u i Với > 0: u sớm pha hơn i (hay i trễ pha hơn u). Với < 0: u trễ pha hơn i (hay i sớm pha hơn u). Với = 0: u cùng pha với i. + Chu kì của dịng điện xoay chiều: T = 2 / . + Tần số dịng điện: f = 1/T = /2 2. Cường độ hiệu dụng I của dịng điện xoay chiều Cường độ hiệu dụng của dịng điện xoay chiều là đại lượng cĩ giá trị bằng cường độ của một dịng điện khơng đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì cơng suất tiêu thụ trên R bởi dịng điện khơng đổi ấy bằng cơng suất trung bình tiêu thụ trên R bởi dịng điện xoay chiều nĩi trên. + Giá trị hiệu dụng bằng giá trị cực đại chia cho 2 . Suất điện động hiệu dụng: E = E0/2 Điện áp hiệu dụng: U = U0/2 Cường độ dịng điện hiệu dụng: I = I0/2 II. MẠCH CĨ R, L, C MẮC NỐI TIẾP – CỘNG HƯỞNG ĐIỆN 1. Các giá trị tức thời + Xét đoạn mạch RLC nối tiếp. Đặt vào hai đầu A, B của đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = U0cos(t + u) + Trong mạch cĩ dịng điện xoay chiều i = I0cos(t + i ) + Các phần tử trong đoạn mạch mắc nối tiếp nên ta cĩ: u = uR + uL + uC 2. Giản đồ Fre-nen. Quan hệ giữa cường độ dịng điện và điện áp a) Giản đồ Fre-nen + Cách biễu diễn: - Vẽ trục Ox nằm ngang gọi là trục pha. Biểu diễn i bởi Itrùng với trục Ox. - Biểu diễn: uR bởi U R ; uL bởi U L ; uC bởi U C ; u bởi U với U = U R + U L + U C b) Định luật Ơm cho đoạn mạch RLC nối tiếp I U / Z
2. Với Z là tổng trở của đoạn mạch RLC nối tiếp 2 2 Z R (ZL ZC ) c) Độ lệch pha của điện áp so với cường độ dịng điện Gọi là độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp với cường độ dịng điện chạy trong đoạn mạch = u – i Với được xác định thơng qua biểu thức U U Z Z tan L C L C UR R Khi ZL Zc thì > 0, điện áp giữa hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp nhanh pha hơn cường độ dịng điện qua mạch (giản đồ vectơ cĩ U nằm trên trục pha). Đoạn mạch cĩ tính cảm kháng. 3. Cộng hưởng điện + Giữ nguyên giá trị điện áp hiệu dụng U ở hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, thay đổi tần số gĩc  của điện áp đến giá trị sao cho ZL ZC Hay L 1/ C Suy ra  1/ LC + Lúc đĩ tổng trở của đoạn mạch RLC nối tiếp đạt giá trị cực tiểu Z min = R, cường độ hiệu dụng của dịng điện trong đoạn đạt giá trị cực đại. Hiện tượng này gọi là hiện tượng cộng hưởng điện + Khi cĩ cộng hưởng điện thì: I max U / Zmin U / R Điện áp tức thời giữa hai bản tụ điện và hai đầu cuộn cảm thuần triệt tiêu uL + uc = 0 (hay UL Uc 0 ), điện áp ở hai đầu điện trở R bằng điện áp ở hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp. Cường độ dịng điện biến đổi cùng pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp. 4. Cơng suất của dịng điện xoay chiều - Hệ số cơng suất a) Cơng suất trung bình của dịng điện xoay chiều (gọi tắt là cơng suất của dịng điện xoay chiều) P = RI2 = UIcos với U là điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch; I là cường độ hiệu dụng của dịng điện chạy trong đoạn mạch; là độ lệch pha giữa điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch và cường độ dịng điện tức thời chạy trong đoạn mạch. b) Hệ số cơng suất cos = R/Z A Lưu ý: Để viết biểu thức điện áp ở hai đầu đoạn mạch RL hoặc LC ta cần tính điện áp cực đại và pha ban đầu của điện áp ở hai đầu đoạn mạch RL hoặc LC Khi tính ta dựa trên nguyên tắc, đoạn mạch đang khảo sát thiếu vắng phần tử nào so với đoạn mạch RLC thì cho phần tử đĩ nhận giá trị 0 trong tất cả các cơng thức của đoạn mạch RLC. Ví dụ: Đoạn mạch chỉ cĩ RL nối tiếp (thiếu C so với đoạn mạch RLC) ta cĩ các cơng thức sau 2 2 ZRL R ZL ; U0RL = I0ZRL; tan RL = ZL/R Trong trường hợp cuộn cảm cĩ điện trở thuần đáng kể, thì ta coi mạch đĩ cĩ một cuộn cảm L khơng cĩ điện trở thuần mắc nối tiếp với một điện trở thuần R khơng cĩ độ tự cảm (vì dịng điện đi từ đầu này tới đầu kia cuộn cảm). Trường hợp đoạn mạch đang khảo sát gồm nhiều phần tử giống nhau, thì trong các cơng thức phải thay bởi giá trị tương đương của chúng. Nếu các phần tử giống nhau mắc nối tiếp thì trị tương đương của chúng sẽ là R = R1 + R2 + . ZL = ZL1 + ZL2 + . ZC = ZC1 + ZC2 + .
3. Nếu các phần tử giống nhau mắc song song thì trị tương đương của chúng sẽ là 1/R = 1/R1 + 1/R2 + . 1/ZL = 1/ZL1 + 1/ZL2 + . 1/ZC = 1/ZC1 + 1/ZC2 + . III. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều Cho một khung dây dẫn phẳng cĩ diện tích S quay đều với tốc độ gĩc  quanh một trục vuơng gĩc với các đường sức của một từ trường đều cĩ cảm ứng từ B . Giả sử tại thời điểm ban đầu t = 0, vectơ pháp tuyến của khung và vectơ cảm ứng từ B hợp với nhau gĩc , đến thời điểm t gĩc hợp bởi giữa chúng là (t + ), từ thơng qua mạch là  = NBScos(t + ) Theo định luật cảm ứng điện từ, trong khung dây xuất hiện một suất điện động biến thiên điều hồ theo thời gian dΦ e = – = NBSsin(t + ) dt e = E0cos(t + 0) Suất điện động này gọi là suất điện động xoay chiều. + Chu kì và tần số của suất điện động xoay chiều T = 2 /, f = /2 2. Hai cách tạo ra suất điện động cảm ứng xoay chiều thường dùng trong các máy điện + Từ trường cố định, các vịng dây quay trong từ trường. + Từ trường quay, các vịng dây đặt cố định. 3. Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 1 pha Các bộ phận chính: + Phần cảm là nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện. Đĩ là phần tạo ra từ trường. + Phần ứng là những cuộn dây, trong đĩ xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động. Một trong hai phần đặt cố định, phần cịn lại quay quanh một trục. Phần cố định gọi là stato, phần quay gọi là rơto. Hoạt động: + Khi rơto quay, từ thơng qua cuộn dây biến thiên, trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng, suất điện động này được đưa ra ngồi để sử dụng. + Tần số của dịng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều một pha cĩ p cặp cực, rơto quay với tốc độ n vịng/giây phát ra: f = np 4. Dòng điện xoay chiều ba pha a) Dòng điện xoay chiều ba pha Dòng điện xoay chiều ba pha là một hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một là 2 /3. i1 = I0cost; i2 = I0cos(t – 2 /3); i3 = I0cos(t + 2 /3). b) Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha Máy phát điện xoay chiều ba pha cấu tạo gồm stato có ba cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống nhau quấn trên ba lỏi sắt đặt lệch nhau 1200 trên một vòng tròn, rôto là một nam châm điện. Khi rôto quay đều, các suất điện động cảm ứng xuất hiện trong ba cuộn dây có cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch pha nhau 2 /3. Nếu nối các đầu dây của ba cuộn với ba mạch ngoài (ba tải tiêu thụ) giống nhau thì ta có hệ ba dòng điện cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch nhau về pha là 2 /3. Dây pha 1 A1 c) Các cách mắc mạch 3 pha Up + Mắc hình sao: B1 B3 Ba điểm đầu của ba cuộn dây được nối với 3 B U A2 2 d mạch ngoài bằng 3 dây dẫn, gọi là dây pha. Ba điểm cuối A3 nối chung với nhau trước rồi nối với 3 mạch ngoài bằng Dây pha 2 một dây dẫn gọi là dây trung hòa. Dây pha 3
4. Nếu tải tiêu thụ cũng được nối hình sao và tải đối xứng (3 tải giống nhau) thì cường độ dòng điện trong dây trung hòa bằng 0. Nếu tải không đối xứng (3 tải không giống nhau) thì cường độ dòng điện trong dây trung hoà khác 0 nhưng nhỏ hơn nhiều so với cường độ dòng điện trong các dây pha. Khi mắc hình sao ta có: Ud = 3 Up, Id = Ip trong đó: Ud là điện áp giữa hai dây pha, Up là điện áp giữa dây pha và dây trung hoà. Mạng điện gia đình sử dụng một pha của mạng điện 3 pha: nó có một dây nóng và một dây nguội. + Mắc hình tam giác: Điểm cuối cuộn này nối với điểm đầu của cuộn tiếp theo B3 A1 theo tuần tự thành ba điểm nối chung. Ba điểm nối đó được nối Dây pha 1 với 3 mạch ngoài bằng 3 dây pha. A Khi mắc hình tam giác ta có: B1 3 B2 Id = 3 Ip, Ud = Up A2 Dây pha 2 Cách mắc này đòi hỏi 3 tải tiêu thụ phải giống nhau. IV. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Dây pha 3 1. Sự quay không đồng bộ Quay đều một nam châm hình chử U với tốc độ góc  thì từ trường giữa hai nhánh của nam châm cũng quay với tốc độ góc . Đặt trong từ trường quay này một khung dây dẫn kín có thể quay quanh một trục trùng với trục quay của từ trường thì khung dây quay với tốc độ góc ’ < . Ta nói khung dây quay không đồng bộ với từ trường. 2. Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha + Tạo ra từ trường quay bằng cách cho dòng điện xoay chiều 3 pha đi vào trong 3 cuộn dây giống nhau, đặt lệch nhau 120o trên một giá tròn thì trong không gian giữa 3 cuộn dây sẽ có một từ trường quay với tần số bằng tần số của dòng điện xoay chiều. + Đặt trong từ trường quay một rôto lòng sóc có thể quay xung quanh trục trùng với trục quay của từ trường. + Rôto lòng sóc quay do tác dụng của từ trường quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ của từ trường. Chuyển động quay của rôto được sử dụng để làm quay các máy khác. V. MÁY BIẾN ÁP (Máy biến thế) Máy biến áp là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà khơng làm thay đổi tần số của nĩ. 1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động Máy biến áp gồm hai cuộn dây cĩ số vịng dây khác nhau quấn trên một lõi sắt kín, ghép cách điện với nhau để giảm hao phí điện năng do dịng Fu-cơ. Các cuộn dây thường làm bằng đồng, đặt cách điện với nhau và được cách điện với lõi. Cuộn dây nối với nguồn điện xoay chiều, được gọi là cuộn sơ cấp. Cuộn thứ hai nối với tải tiêu thụ điện năng, được gọi là cuộn thứ cấp. 2. Hoạt động Dịng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp gây ra từ thơng biến thiên qua cuộn thứ cấp, làm xuất hiện trong cuộn thứ cấp một suất điện động xoay chiều. Nếu mạch thứ cấp kín thì cĩ dịng điện chạy trong cuộn thứ cấp. 3. Sự biến đổi điện áp và cường độ dịng điện qua máy biến áp Nếu bỏ qua điện trở của dây quấn thì E U N 1 1 1 E 2 U 2 N 2 Nếu bỏ qua hao phí điện năng trong máy biến áp thì cơng suất của dịng điện ở mạch sơ cấp bằng cơng suất điện ở mạch thứ cấp E U N I 1 1 1 2 E 2 U 2 N 2 I1
5. A Lưu ý: trong các cơng thức trên, chỉ số 1 kí hiệu cho các đại lượng và các thơng số ở cuộn sơ cấp. Chỉ số 2 kí hiệu cho các đại lượng và các thơng số ở cuộn thứ cấp. Máy biến áp tăng điện áp lên bao nhiêu lần thì giảm cường độ dịng điện đi bấy nhiêu lần và ngược lại. VI. Truyền tải điện + Điện năng truyền tải đi xa thường bị tiêu hao đáng kể, chủ yếu do toả nhiệt trên đường dây. + Cơng suất hao phí trên đường dây trong quá trình truyền tải điện năng RP 2 ΔP (Ucos ) 2 trong đĩ: P(W) là cơng suất điện ở nơi phát truyền đi, U(V) là điện áp ở nơi phát, cos là hệ số cơng suất của mạch điện. A Lưu ý: - R = ℓ/S là điện trở tổng cộng của dây tải điện (dẫn điện bằng 2 dây) - Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: U = IR P ΔP - Hiệu suất tải điện: H = .100% P l + Biện pháp giảm hao phí trên đường dây tải: giảm R, tăng U. Vì R = nên để giảm ta phải dùng S các loại dây có điện trở suất nhỏ như bạc, dây siêu dẫn, với giá thành quá cao, hoặc tăng tiết diện S. Việc tăng tiết diện S thì tốn kim loại và phải xây cột điện lớn nên các biện pháp này không kinh tế. Trong thực tế để giảm hao phí trên đường truyền tải người ta dùng biện pháp chủ yếu là tăng điện áp U: dùng máy biến áp để đưa điện áp ở nhà máy lên rất cao rồi tải đi trên các đường dây cao áp. Gần đến nơi tiêu thụ lại dùng máy biến áp hạ áp để giảm điện áp từng bước đến giá trị thích hợp. Tăng điện áp trên đường dây tải lên n lần thì công suất hao phí giảm n2 lần. B. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Cường độ của một dịng điện xoay chiều cĩ biểu thức i = 4 cos120 t ( A ). Dịng điện này A. cĩ chiều thay đổi 120 lần trong 1 s. B. cĩ tần số 50 Hz. C. cĩ giá trị hiệu dụng bằng 2 A. D. cĩ giá trị trung bình trong một chu kì bằng 2 Câu 2: Nguyên tắc tạo dịng điện xoay chiều dựa trên A.hiện tượng cảm ứng điện từ. B.hiện tượng quang điện. C.hiện tượng tự cảm. D.hiện tượng tạo ra từ trường quay. Câu 3: Cường độ dịng điện luơn trễ pha so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch khi đoạn mạch A. chỉ cĩ tụ điện C. B. cĩ R và C mắc nối tiếp. C. cĩ R và L mắc nối tiếp. D. cĩ L và C mắc nối tiếp Câu 4: Biểu thức nào sau đây là biểu thức tổng quát nhất để tính cơng suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều? A. P = RI2. B. P = U.I.cos . C. P = U 2/R. D. P = ZI 2. Câu 5: Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp thì biểu thức nào sau đây sai? A. cos = 1.B. Z L = ZC. C. uL = uC. D. U = U R. 0,3 Câu 6: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R = 40 , cuộn cảm thuần cĩ độ tự cảm L = ( H ) 1 và tụ điện cĩ điện dung C = ( F ). Đặt vào hai đầu đoạn mạch u = 160cos 100 t (V) thì biểu 7000 thức dịng điện tức thời qua mạch là A. i = 22 cos ( 100 t + /4 ) ( A ). B. i = 2cos ( 100 t + /4 ) ( A ). C. i = 22 cos ( 100 t - /4 ) ( A ). D. i = 2cos ( 100 t - /4 ) ( A ). Câu 7: Máy biến áp là thiết bị dùng để biến đổi A. điện áp xoay chiều. B. cơng suất điện xoay chiều. C. hệ số cơng suất của mạch điện xoay chiều. D. điện áp và tần số của dịng điện xoay chiều.
6. Câu 8: Đặt điện áp u = 302 cos 100 t ( V )vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và tụ điện C mắc nối tiếp. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R là 24V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện là A.6 V. B.18 V. C.54 V. D.30 V. Câu 9: Dịng điện xoay chiều cĩ tần số 60 Hz và cường độ hiệu dụng 2 A. Vào thời điểm t = 0, cường độ dịng điện bằng 2 A và sau đĩ tăng dần. Biểu thức của cường độ dịng điện là A. i = 2 2 cos(120πt + π) (A). B. i = 2 cos(120πt) (A). 2 C. i = 2 2 cos(120πt – π/4) (A). D. i = 2 cos(120πt + π/4)2 (A). Câu 10: Dịng điện xoay chiều cĩ phương trình i = 2cos(100πt + π/4) (A). Thời điểm đầu tiên dịng điện trong mạch cĩ độ lớn bằng 3 A là A. 7/1200 s.B. 7/600 s.C. 5/1200 s.D. 5/600 s. Câu 11: Một bĩng đèn Neon chỉ sáng khi đặt vào hai đầu bĩng đèn một điện áp u 155,5 V. Đặt vào hai đầu bĩng đèn này điện áp xoay chiều cĩ giá trị hiệu dụng U = 220 V. Trong một chu kì của dịng điện, thời gian đèn sáng là 1/75 s. Tần số của dịng điện là A. 60 Hz.B. 50 Hz.C. 100 Hz.D. 75 Hz. Câu 12: Điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở R = 100 Ω cĩ biểu thức: u = 1002 sint (V). Nhiệt lượng tỏa ra trên R trong 1 phút là A. 6000 J. B. 6000 J. 2 C. 200 J.D. chưa thể tính được vì chưa biết . Câu 13: Đặt điện áp xoay chiều u = 200 2 cos100πt (V) vào hai đầu điện trở R = 50 Ω. Khi điện áp hai đầu điện trở R là 200 V thì cường độ dịng điện trong mạch bằng A. 4 A. B. 22 A. C. 26 A.D. 2 A. Câu 14: Đặt một điện áp xoay chiều u = U 0sint vào hai đầu đoạn mạch chỉ cĩ cuộn dây thuần cảm L. Gọi U là điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch; i, I 0, I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dịng điện trong mạch. Hệ thức liên hệ nào sau đây khơng đúng? 2 2 2 2 A. U I . B. u i . C. . u i D. . U I 0 2 2 0 2 2 2 2 U0 I0 U0 I0 U I U0 I0 Câu 15: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm R = 30 Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều cĩ giá trị hiệu dụng là U = 602 V. Điện áp hai đầu cuộn cảm là u = 60 2 cos100πt (V). Xác định L. A. 0,2/π H.B. 0,3/π H. C. 0,6/π H. D. 0,4/π H. Câu 16: Khi mắc lần lượt R, L, C vào một điện áp xoay chiều ổn định thì cường độ dịng điện hiệu dụng qua chúng lần lượt là 2 A, 1 A, 3 A. Khi mắc mạch gồm R,L,C nối tiếp vào điện áp trên thì cường độ dịng điện hiệu dụng qua mạch bằng A. 1,25 A. B. 1,20 A.C. 3 A.D. 6 A. 2 Câu 17: Điện áp xoay chiều giữa hai đầu mạch điện là: u = 2202 cos(100 t - /6) (V) và cường độ dịng điện qua mạch là: i = 22 cos(100 t + /6 ) (A). Cơng suất tiêu thụ của đoạn mạch là A. 880 W. B. 440 W. C. 220 W. D. khơng tính được vì chưa biết R. Câu 18: Một đoạn mạch điện gồm điện trở R = 50  mắc nối tiếp với cuộn thuần cảm L = 0,5/ H. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = 1002 cos(100 t – /4) (V). Biểu thức của cường độ dịng điện qua đoạn mạch là A. i = 2cos(100 t - /2) (A). B. i = 2 cos(100 t - /4) (A).2 C. i = 22 cos100 t (A). D. i = 2cos100 t (A). Câu 19: Mạch RLC mắc nối tiếp cĩ R = 20 Ω; L = 0,2/π H; C = 10 -3/2π F. Điện áp hai đầu mạch là u = 80cost (V). Xác định  để trong mạch cĩ cộng hưởng A. 100π rad/s. B. 50π rad/s. C. 100π rad/s.2 D. 50 rad/s. Câu 20: Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm R = 30 Ω; L = 0,5/π H; C = 10 -3/2π F. Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều 100 V - 50 Hz. Hệ số cơng suất mạch là A. 0,5. B. 1/2 . C. 3 /2.D. 0,6.
7. Câu 21: Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm R = 50 Ω; C = 0,1/π mF; cuộn dây thần cảm L = 0,5/π H. Điện áp hai đầu mạch là u = 100 2 cos100πt (V). Viết biểu thức điện áp hai đầu tụ A. uC = 100 2 cos(100πt – π/2) (V). B. u C = 200cos(100πt – π/2) (V). C. uC = 200cos(100πt – π/4) (V). D. uC = 2002 cos(100 t – /4) (V). Câu 22: Đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm cuộn dây cĩ điện trở thuần r = 40 Ω, độ tự cảm L = 0,3/π H mắc nối tiếp với tụ điện C = 1/7π mF. Điện áp hai đầu mạch là u = 160cos100πt (V). Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây là A. 200 V.B. 100 V. C. 100 V. 2 D. 200 V. 2 Câu 23: Đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm hộp kín X (chứa một trong ba phần tử R0, L0, C0) và điện trở thuần R = 20 Ω. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 200 2cos100πt (V) thì dịng điện trong mạch i = 2 2 sin(100πt + π/2) (A). Phần tử trong hộp X là A. L0 = 318 mH.B. R 0 = 80 Ω. C. C 0 = 100/π μF.D. R 0 = 100 Ω. Câu 24: Đoạn mạch xoay chiều AB mắc nối tiếp gồm hai đoạn mạch AM và MB. AM chứa điện trở R = 40 Ω nối tiếp với cuộn cảm thuần L; MB chứa tụ C. Khi đặt vào hai đầu mạch điện áp u = 80cos100πt (V) thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM và MB là 50 V và 70 V. Cường độ hiệu dụng của dịng điện trong mạch là A. 1 A. B. 2 A.C. 0,5 A.D. 2 A. Câu 25: Cho đoạn mạch điện gồm R = 40 Ω; L = 1/2π H và tụ C (C thay đổi được) mắc nối tiếp. Điện áp hai đầu mạch u = 220 2 cos100πt (V). Xác định C để cơng suất của mạch cực đại. A. 2.10-4/π F. B. 10-4/π F.C. 10 -4/2π F. D. 10-4/π F.2 Câu 26: Đoạn mach RLC mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = U 2 cos2πft (V) (với U khơng đổi, f thay đổi được). Khi f nhận các giá trị 25 Hz và 100 Hz thì dịng điện trọng mạch cĩ cùng giá trị hiệu dụng. Tính f để hệ số cơng suất của mạch bằng 1. A. 100 Hz.B. 75 Hz.C. 50 Hz.D. 60 Hz. Câu 27: Đoạn mạch xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch mắc nối tiếp AM (chứa cuộn dây cĩ điện trở thuần r = 103 Ω và độ tự cảm L = 0,3/π H và MB (chứa tụ C nối tiếp với điện trở R). Điện áp hai đầu mạch u = 120 2 cos100πt (V), điện áp hiệu dụng hai đầu MB bằng 60 V. Điện áp hai đầu mạch và hai đầu MB lệch pha nhau π/3. Tính điện áp hiệu dụng hai đầu AM. A. 60 V.B. 60 V.C. 603 V.D. 120 V. 2 Câu 28: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM (chứa điện trở R 1 nối tiếp với cuộn dây thuần L) và MB (chứa điện trở R2 nối tiếp với tụ C) mắc nối tiếp với nhau. Khi đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều cĩ giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM và MB lần lượt là U 1 và U2. 2 2 2 Nếu U U1 U 2 thì hệ thức nào sau đây đúng? A. L = CR1R2. B. C = LR1R2. C. LC = R1R2. D. L R1 = CR2. Câu 29: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ C. Độ lệch pha của điện áp ở hai đầu cuộn dây so với cường độ dịng điện trong mạch là π/3 và U C = 3 Udây. Hệ số cơng suất của mạch là A. 0,125. B. 0,25. C. 0,5. D. 0,75. Câu 30: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm biến trở R (biến đổi từ 0 đến 200 Ω), cuộn cảm thuần L = 0,8/π H và tụ C = 10-4/2π F mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch điện áp u = 200cos100πt (V). Tìm R để cơng suất của mạch cực đại và giá trị cực đại đĩ? A. 120 Ω; 250 W.B. 60 Ω; 250 W. C. 120 Ω; 250/3 W. D. 60 Ω; 250/3 W. Câu 31: Đoạn mạch điện xoay chiều cĩ tần số 50 Hz gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ C. Khi biến trở thay đổi, cĩ hai giá trị của R là 50 Ω và 128 Ω thì cơng suất mạch cĩ cùng giá trị là 100 W. Xác định C. A. 10-3/4π F.B. 10 -3/5π F. C. 10-4/1,6π F. D. 10-3/8π F. Câu 32: Đặt điện áp xoay chiều cĩ biểu thức u = U 0.cosωt (U0 và  khơng đổi) vào 2 đầu AB của một đoạn mạch nối tiếp như hình vẽ R C A M L B (cuộn dây thuần cảm). Biết 2. 2LC = 1 Khi thay đổi biến trở đến các   giá trị R1 = 80 Ω, R2 = 100 Ω, R3 = 120 Ω thì điện áp hiệu dụng giữa 2 điểm AM cĩ giá trị lần lượt là U1, U2, U3. Kết luận nào sau đây là đúng? A. U1 U2 > U3. D. U1 = U3 > U2.
8. Câu 33: Đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM (chứa cuộn cảm thuần L = 2/π H nối tiếp với điện trở R = 100 Ω) và MB (chứa tụ cĩ C biến đổi được). Đặt vào hai đầu mạch điện áp u = 100 2 cos100πt (V). Giá trị của C để điện áp hiệu dụng hai đầu mạch MB cực đại là A. 10-4/2π F.B. 10 -4/2,5π F.C. 10 -3/2,5π F.D. 10 -3/2π F. Câu 34: Đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm cuộn dây khơng thuần cảm nối tiếp với tụ C biến đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều cĩ giá trị hiệu dụng U. Khi C = C 0 thì điện áp hiệu dụng trên tụ cực đại UCmax và UCmax = 3 U. Xác định điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây theo U. A. U.B. U.C. 2U.D. 2 U. 3 Câu 35: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (U0 khơng đổi và ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Khi ω = ω 1 hoặc ω = ω 2 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở cĩ cùng một giá trị. Khi ω = ω 0 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở cực đại. Hệ thức liên hệ giữa ω 1, ω2 và ω0 là 1 1 1 1 1 1 A. . B. . C. . D. .  (  )    2 (2 2 ) 2 2 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 2 1 2 2 2 Câu 36: Một khung dây dẫn quay đều trong từ trường đều cĩ cảm ứng từ vuơng gĩc với trục quay của khung, từ thơng xuyên qua khung dây cĩ biểu thức Φ = 2.10 -2cos(720t + π/6) (Wb). Biểu thức của suất điện động cảm ứng trong khung là A. e = 14,4cos(720t – π/3) (V).B. e = 14,4cos(720t + π/3) (V). C. e = 144cos(720t – π/6) (V).D. e = 14,4cos(720t + π/6) (V). Câu 37: Máy phát điện xoay chiều một pha cĩ rơto là một nam châm điện gồm gồm 5 cặp cực. Để phát ra dịng xoay chiều cĩ tần số 50 Hz thì tốc độ quay của rơto phải bằng A. 300 vịng/phút. B. 600 vịng/phút. C. 3000 vịng/phút. D. 10 vịng/phút. Câu 38: Một máy biến áp lý tưởng cĩ tỉ số vịng dây giữa các cuộn sơ cấp và thứ cấp là 3. Biết cường độ hiệu dụng của dịng điện trong cuộn sơ cấp và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp lần lượt là 6 A và 120 V. Cường độ hiệu dụng của dịng điện và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp lần lượt là A. 2 A và 360 V. B. 18 V và 360 V. C. 2 A và 40 V. D. 18 A và 40 V. Câu 39: Một máy phát điện xoay chiều cĩ cơng suất 1000 kW. Dịng điện nĩ phát ra sau khi tăng điện áp lên đến 110 kV được truyền đi xa bằng một đường dây cĩ điện trở 20 Ω. Cơng suất điện hao phí trên đường dây là A. 6050 W.B. 5500 W.C. 2420 W. D. 1653 W. Câu 40: Cơng suất điện truyền đi của một trạm phát điện là 200 kW. Hiệu số chỉ của cơng tơ điện ở trạm phát và ở nơi sử dụng sau một ngày đêm lệch nhau 480 kWh. Hiệu suất tải điện là A. 70% B. 80% C. 90%. D. 95%. TRÍCH ĐỀ THI THPTQG CÁC NĂM Câu 41: ( TN THPT 2020 ) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp thì tổng trở của đoạn mạch là Z. Hệ số cơng suất của đoạn mạch là cos . Cơng thức nào sau đây đúng? A. cos = B. cos = C. cos = D. cos = Câu 42: ( TN THPT 2020 ) Đặt điện áp xoay chiều cĩ giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện thì dung kháng của tụ điện là ZC. Cường độ dịng điện hiệu dụng trong mạch là 2 A. I = B. I = U .ZC C. I = D. I = Câu 43: ( TN THPT 2020 ) Một máy biến áp lí tưởng cĩ số vịng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp lần lượt là N1 và N2. Nếu máy biến áp này là hạ áp thì A. 1. C. = 1. D. N2 = . Câu 44: ( TN THPT 2020 ) Cường độ dịng điện i = 5 cos(100 t + ) (A) cĩ giá trị hiệu dụng là A. 100 A. B. 5 A. C. A. D. 5 A. Câu 45: ( TN THPT 2020 ) Đặt điện áp xoay chiều u = U cos100 t ( t tính bằng s ) vào hai đầu đoạn mạch cĩ R, L, C mắc nối tiếp thì cĩ cộng hưởng điện. Biết cuộn cảm cĩ cảm kháng 60 Ω. Điện dung của tụ điện cĩ giá trị là A. 0,19 F. B. 1,67.10-4 F. C. 0,60 F. D. 5,31.10-5 F.
9. Câu 46: ( TN THPT 2020 ) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 70 Ω mắc nối tiếp với tụ điện. Biết dung kháng của tụ điện là 240 Ω. Tổng trở của đoạn mạch là A. 310 Ω. B. 115 Ω. C. 250 Ω. D. 170 Ω. Câu 47: ( TN THPT 2020 ) Đặt điện áp u = 20 cos(100 t + ) ( V) vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp. Điều chỉnh R đến giá trị để cơng suất tiêu thụ điện của đoạn mạch đạt cực đại. Khi đĩ biểu thức điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là A. uL = 20 cos(100 t + ) ( V). B. uL = 20 cos(100 t + ) ( V). C. uL = 20cos(100 t - ) ( V). D. uL = 20cos(100 t + ) ( V). Câu 48: ( THPTQG 2019 ) Rơ to của máy phát điện xoay chiều một pha gồm các nam châm cĩ p cặp cực ( p cực nam và p cực bắc). Khi rơto quay đều với tốc độ n vịng/giây thì suất điện động do máy tạo ra cĩ tần số là A. . B. . C. . D. pn. Câu 49: ( THPTQG 2019 ) Đặt điện áp u = 220 cos(100 t +π/3) ( V) vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dịng điện trong đoạn mạch là i = 2 cos100 t (A). Hệ số cơng suất của đoạn mạch là A. 0,8. B. 0,9. C. 0,7. D. 0,5. Câu 50: ( THPTQG 2019 ) Đặt điện áp u = 60 cos100 t ( V) vào hai đầu điện trở R = 20 Ω. Cường độ dịng điện qua điện trở cĩ giá trị hiệu dụng là A. 6 A. B. 3 A. C. 3 A. D. 1,5 A. Câu 51: ( THPTQG 2019 ) Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động bình thường. Các suất điện động cảm ứng trong ba cuộn dây của phần ứng từng đơi một lệch pha nhau 3 2 3 A. . B. . C D 4 3 2 4 Câu 52: ( THPTQG 2019 ) Điện áp u 220 2 cos60 t(V ) cĩ giá trị cực đại bằng A. 220 V. B. 2202 C. 60 V. D. 60 V. Câu 53: ( THPTQG 2019 ) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R 20 3 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần . Biết cuộn cảm cĩ cảm kháng ZL 20 . Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dịng điện trong đoạn mạch là A. . B. . C. . D. . 4 3 2 6 Câu 54: ( THPTQG 2019 ) Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp cĩ cuộn sơ cấp A và cuộn thứ cấp B. Cuộn A được nối với mạng điện xoay chiều cĩ điện áp hiệu dụng khơng đổi. Cuộn B gồm các vịng dây quấn cùng chiều, một số điểm trên B được nối ra các chốt m,n, p,q (như hình bên). Số chỉ của vơn kế V cĩ giá trị lớn nhất khi khĩa K ở chốt nào sau đây ? A. Chốt p. B. Chốt q. C. Chốt n. D. Chốt m. Câu 55: ( THPTQG 2019 ) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu của đoạn mạch thì cơng suất tiêu thụ của đoạn mạch là 750 W. Trong khoảng thời gian 6 giờ, điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ là A. 4500 W.h. B.16,2 kW.h. C. 16200 kW.h. D.4,5 kW.h. Câu 56: ( THPTQG 2019 ) Đặt điện áp u 20cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch cĩ R, L, C mắc nối tiếp, trong đĩ tụ điện cĩ điện dung C thay đổi được. Biết giá trị của điện trở là 10  và cảm kháng của cuộn cảm là 103  . Khi C = C1 thì điện áp giữa hai đầu tụ điện là uC UC0 cos 100 t (V). 6 Khi C 3C1 thì biểu thức cường độ dịng điện trong đoạn mạch là A. i 2 3 cos 100 t (A). B. i = 3 cos(100πt + π/6) (A). 6 C. i = 2 3 cos(100πt + π/6) (A). D. i = 3 cos(100πt - π/6) (A).
10. Câu 57: ( THPTQG 2017 ) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở R và tụ điện mắc nối tiếp thì dung kháng của tụ điện là Zc. Hệ số cơng suất của đoạn mạch là 2 2 2 2 R ZC R R Z R A. . B. . C. C . D. . R 2 2 R 2 2 R ZC R ZC 2 t Câu 58: ( THPTQG 2017 ) Dịng điện chạy qua một đoạn mạch cĩ cường độ i 4cos (A) (T > 0). T Đại lượng T được gọi là A. tần số gĩc của dịng điện,B. chu kì của dịng điện. C.tần số cửa địng điện. D. pha ban đầu của dịng điện. Câu 59: ( THPTQG 2017 ) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch cĩ R, L, C mắc nối tiếp. Khi trong đoạn mạch cĩ cộng hưởng điện thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch A.lệch pha 90° so vớỉ cường độ dịng điện trong đoạn mạch. B. trễ pha 60° so với cường độ dịng đỉện trong đoạn mạch, C. cùng pha với cường độ dịng địện trong đoạn mạch. D. sớm pha 30° so với cường độ dịng điện trong đoạn mạch. Câu 60: ( THPTQG 2017 ) Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp xoay chiều u ở hai đầu một đoạn mạch vào thời gian t. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch bằng A. 1102 V. B. 2202 V. C. 220 V. D.110 V. Câu 61: ( THPTQG 2017 ) Đặt điện áp xoay chiều cĩ giá trị cực đại là 100 V vào hai đầu cuộn cảm thuần thì cường độ dịng điện trong cuộn cảm cĩ biểu thức i = 2cos 100πt (A). Tại thời điểm điện áp cĩ giá trị 50 V và đang tăng thì cường độ dịng điện là A. 3 A. B. -3 A. C.-1A. D. 1A. Câu 62: ( THPTQG 2017 ) Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động bình thường, Trong ba cuộn dây của phần ứng cĩ ba suất điện động cĩ giá trị e1,e2 và e3. Ở thời điểm mà e1 = 30 V thì tích 2 e2.e3 =- 300 (V ). Giá trị cực đại của e1 là A. 50 V. B. 40 V. C.45V. D. 35 V. Câu 63: ( THPTQG 2017 ) Điện năng được truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Ban đầu hiệu suât truyền tải là 80%. Cho cơng suất truyền đi khơng đổi và hệ số cơng suất ở nơi tiêu thụ (cuổi đường dây tải điện) luơn bằng 0,8. Để giảm hao phi 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 A. 2,1, B.2,2. C.2,3. D. 2,0. Câu 64: ( THPTQG 2017 ) Đặt điện áp u 80 2 cos(100 t ) V vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tỉếp 4 gồm điện trở 20Ω3 cuộn cảm thuần và tụ điện cĩ điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung đến giá trị C= C0 để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại và bằng 160 V. Giữ nguyên gỉá trị C = C0, biểu thức cường độ dịng đỉện trong đoạn mạch là A. i 2cos(100 t ) (A). B. i 2 2 cos(100 t ) (A). 6 6 C. i 2 2 cos(100 t ) (A). D. i 2cos(100 t ) (A). 12 12 Câu 65: ( TN THPT 2020 ) Điện năng được truyền tải từ máy hạ áp A đến máy hạ áp B bằng đường dây tải điện một pha như sơ đồ hình bên. Cuộn sơ cấp của A được nối với điện áp xoay chiều cĩ giá trị hiệu dụng U khơng đổi, cuộn thứ cấp của B được nối với tải tiêu thụ X. Gọi tỉ số giữa số vịng dây của cuộn sơ cấp và số vịng dây của cuộn thứ cấp của A là k1, tỉ số giữa số vịng dây của cuộn sơ cấp và số vịng dây của cuộn thứ cấp của B là k2. Ở tải tiêu thụ, điện áp hiệu dụng như nhau, cơng suất tiêu thụ điện như nhau trong hai trường hợp: k1 = 32 và k2 = 68 hoặc k1 = 14 và k2 = 162. Coi các máy hạ áp là lí tưởng, hệ số cơng suất của các mạch điện luơn bằng 1. Khi k1 = 32 và k2 = 68 thì tỉ số cơng suất hao phí trên đường dây truyền tải và cơng suất ở tải tiêu thụ là A. 0,107. B. 0,052. C. 0,009. D. 0,019.