Dạng bài tập về các giá trị hiệu dụng trong Dòng điện xoay chiều môn Vật lý 12 năm 2020

CÁC GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG TRONG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU NĂM 2020

1. ĐỀ BÀI:

Bài 1.Điện áp đặt vào hai đầu một đoạn mạch R, L, C không phân nhánh. Điện áp hai đầu R là 80V, hai đầu L là 120V, hai bản tụ C là 60V. Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là:

            A. 260V                B. 140V                   C. 100V                   D. 20V

Bài 2.Một đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm R = 100W, cuộn dây thuần cảm \(L = \frac{1}{\pi }\)H, tụ điện có điện dung C = 15,9 mF. Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch là \(u = 200\sqrt 2 \cos 100\pi t\) (V). Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là :

      A.  \(i = 2\cos \left( {100\pi t - \frac{\pi }{4}} \right)\)(A)                    B. \(i = 0,5\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{4}} \right)\) (A)

      C. \(i = 02\cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{4}} \right)\) (A)                  D. \(i = \frac{1}{5}\sqrt {\frac{2}{3}} \cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{4}} \right)\) (A)

Bài 3.Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 100W, cuộn dây thuần cảm có cảm kháng bằng 100W, tụ điện có điện dung \(C = \frac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }\) F mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều \(u = 200\sin 100\pi t\)  (V). Công suất tiêu thụ bởi đoạn mạch là:

        A. P = 200W           B. P = 400W             C. P = 100W          D. P = 50W

Bài 4.Một khung dây có N = 50 vòng, đường kính mỗi vòng là d = 20cm. Đặt khung dây trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10-4 T. Pháp tuyến của khung hợp với cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) góc j. Giá trị cực đại của từ thông là:

       A. \({\Phi _0}\) = 0,012 (Wb).                                  B. \({\Phi _0}\) = 0,012 (Wb).

       C. \({\Phi _0}\) = 6,28.10-4 (Wb).                             D. \({\Phi _0}\) = 0,05 (Wb).

Bài 5.Mắc một cuộn dây hệ số tự cảm L có điện trở r = 100W, nối tiếp với tụ điện có điện dung 31,8mF. Điện áp ở hai đầu đoạn mạch có biểu thức là  \(u = 200\sin 100\pi t\)(V). Điều chỉnh L sao cho cường độ dòng điện đạt cực đại. Cường độ dòng điện hiệu dụng cực đại Imax là:

        A. 2A                     B. \(\frac{{\sqrt 2 }}{3}\)A                    C. 1A                      D. \(\sqrt 2 \)A

Bài 6.Máy phát điện xoay chiều ba pha mắc sao, điện áp pha 127V, tần số 50Hz. Người ta đưa dòng điện vào tải ba pha mắc tam giác, đối xứng. Mỗi tải là cuộn dây có điện trở thuần r = 12W, độ tự cảm L = 51mH. Cường độ dòng điện đi qua các tải sẽ là:

        A. 6,35A                B. 11A                      C. 12,63A                D.4,54A

Bài 7.Cho mạch điện R, L, C mắc nối tiếp. Cuộn dây thuần cảm, tụ điện có C thay đổi được. Điều chỉnh C để UC đạt giá trị cực đại thì ta sẽ có:

        A. uLC vuông pha với u.                          B. uRL vuông pha với u.

        C. uLC vuông pha với uRC.                       D. uRC vuông pha với u.

Bài 8.Cho mạch điện gồm hai hộp kín 1 và 2. u2 trùng pha với i. Điện áp u1 nhanh pha \(\frac{\pi }{3}\) so với u2. Chúng có giá trị hiệu dụng  \({U_1} = {U_2} = 80\sqrt 3 \)V. Góc lệch pha giữa điện áp u của toàn mạch so với i là :

        A.  \(\frac{\pi }{3}\)                    B. \(\frac{\pi }{4}\)                      C.   \(\frac{\pi }{2}\)                 D.  \(\frac{\pi }{6}\)

Bài 9.Mạch R, L, C nối tiếp có  \(2\pi f\sqrt {LC} = 1\). Nếu cho R tăng 2 lần thì hệ số công suất của mạch

        A. tăng 2 lần         B. Giảm 2 lần        C. tăng bất kì       D. không đổi

Bài 10.Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu cuộn dây thuần cảm có \(L = \frac{1}{{2\pi }}\)H thì cường độ dòng điện qua cuộn dây có biểu thức \(i = 3\sqrt 2 \sin \left( {100\pi t + \frac{\pi }{6}} \right)\) (A). Biểu thức điện áp ở hai đầu đoạn mạch là:

        A. \(u = 150\sin \left( {100\pi t + \frac{{2\pi }}{3}} \right)\) (V).             B. \(u = 150\sqrt 2 \sin \left( {100\pi t - \frac{{2\pi }}{3}} \right)\) (V).

        C. \(u = 150\sqrt 2 \sin \left( {100\pi t + \frac{{2\pi }}{3}} \right)\) (V).         D. \(u = 100\sin \left( {100\pi t + \frac{{2\pi }}{3}} \right)\) (V).

Bài 11.Cho mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, trong đó R thay đổi được. Cho \(L = \frac{1}{\pi }\)H, \(C = \frac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{\pi }\)F, điện hai đầu mạch giữ không đổi có biểu thức \(u = 100\sqrt 2 {\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{in1}}00\pi t\) (V). Giá trị của R và công suất cực đại của mạch lần lượt là:

         A. R = 40W, P = 100W.                          B. R = 50W, P = 500W.

         C. R = 50W, P = 200W.                          D. R = 50W, P = 100W.

Bài 12.Một máy biến áp một pha có số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 2000 vòng và 100 vòng. Điện áp và cường độ hiệu dụng ở mạch sơ cấp là 120V – 0,8A. Bỏ qua mất mát điện năng thì điện áp hiệu dụng và công suất ở mạch thứ cấp là:

          A. 6V – 96W.                                         B. 240V – 96W.

          C. 6V – 4,8W.                                        D. 120V – 4,8W.

Bài 13.Một khung dây có 200 vòng, diện tích mỗi vòng là 125cm2. Đặt khung dây trong từ trường có cảm ứng từ B = 0,4T. Lúc t = 0, vec-tơ pháp tuyến của khung hợp với \(\overrightarrow B \) góc  \(\frac{\pi }{6}\). Cho khung dây quay đều quanh trục \(\Delta \bot \overrightarrow B \) với vận tốc \(\omega = 100\pi \) rad/s. Tính tần số và suất điện động hiệu dụng trong khung lúc \(t = \frac{1}{{50}}\)s.

          A. f = 100Hz, E = 444\(\sqrt 2 \) (V).                B. f = 50Hz, E = 222 (V).

          C. f = 50Hz, E = 444 \(\sqrt 2 \)(V).                  D. f = 100Hz, E = 444 (V).

Bài 14.Cho mạch xoay chiều R, L, C nối tiếp.

             - Khi nối tắt L (còn R nối tiếp C) thì thấy i nhanh pha hơn u một góc  \(\frac{\pi }{4}\).

             - Khi R, L, C nối tiếp thì i chậm pha so với u một góc \(\frac{\pi }{4}\) .

Mối liên hệ giữa ZL và ZC là:

          A. ZL = 2ZC.                                            B. ZC = 2ZL.

          C. ZL = ZC.                                              D. không xác định được.

Bài 15.  Cho mạch điện như hình vẽ.

R1 = ZL1 = 100W. X là hộp kín chỉ chứa một trong ba phần tử điện thuần R, L, C. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch thì uAB nhanh pha hơn i một góc \(\frac{\pi }{3}\) . X là phần tử điện có giá trị:

          A. R = 73,2W          B. ZL = 73,2W          C. ZC = 73,2W         D. R = 6,8W

Bài 16.Mạch điện gồm cuộn thuần cảm L = 0,318H nối tiếp biến trở Rx và nối tiếp với tụ điện C = 0,159.10-4F. Tần số dòng điện f = 50Hz. Để điện áp hai đầu RL là uRL vuông pha với điện áp hai đầu RC là uRC thì R có giá trị:

          A. 100W                 B. 141W                    C. 200W                   D. 284W

Bài 17.Cho mạch điện không phân nhánh. R = 40W, cuộn dây có r = 20W và L = 0,0636H, tụ điện có điện dung thay đổi. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có f = 50Hz và U = 120V. Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại, giá trị đó bằng:

          A. 40V                   B. 80V                      C. 46,57V                 D. 56,57V

Bài 18.Một động cơ không đồng bộ ba pha đấu hình sao vào mạng điện xoay chiều ba pha, có điện áp dây 380V. Động cơ có công suất 10 kW. Hệ số công suất 0,8. Cường độ dòng điện hiệu dụng đi qua mỗi cuộn dây có giá trị bao nhiêu?

          A. 18,94A              B. 56,72A                 C. 45,36A                 D. 26,35A

Bài 19.Cuộn thứ cấp của máy biến áp có 1500 vòng và dòng điện có f = 50Hz. Giá trị cực đại của từ thông trong lõi thép là 0,6 Wb. Chọn pha ban đầu bằng không. Biểu thức của suất điện động trong cuộn thứ cấp là:

          A. \(e = 200\cos 100\pi t\)(V).                         B. \(e = 200\cos \left( {100\pi t - \frac{\pi }{2}} \right)\)(V).

          C. \(e = 200\sqrt 2 \cos 100\pi t\)(V).                    D. \(e = 200\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t - \frac{\pi }{4}} \right)\)(V).

Bài 20.Cho đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp gồm R = 100W, cuộn dây thuần cảm có L = 0,318H. Tần số dòng điện f = 50Hz. Biết tổng trở của đoạn mạch bằng  \(100\sqrt 2 \). Điện dung C của tụ điện có giá trị:

          A. 200 \(\mu \)F.               B. 15,9 \(\mu \)F.              C.\(\frac{2}{\pi }\mu F\).                 D.  \(\frac{1}{\pi }\mu F\)

---Xem tiếp nội dung đầy đủ câu 21-50 ở phần xem online hoặc tải về---

2. ĐÁP ÁN

1C	2C	3A	4C	5D	6B	7B	8D	9D	10C
11D	12A	13B	14A	15B	16B	17D	18A	19C	20B
21C	22A	23C	24C	25B	26B	27B	28C	29B	30D
31D	32C	33B	34A	35A	36C	37C	38A	39C	40B
41B	42B	43D	44B	45A	46D	47C	48A	49A	50B

 

3. HƯỚNG DẪN GIẢI

Bài 1. Điện áp ở hai đầu đoạn mạch:

\(U = \sqrt {U_R^2 + {{({U_L} - {U_C})}^2}} = \sqrt {{{80}^2} + {{(120 - 60)}^2}} = 100\) (V).

           Vậy chọn đáp án C.

Bài 2. Cảm kháng: \({Z_L} = \omega L = 100\pi .\frac{1}{\pi } = 100\Omega \)

           Dung kháng: \({Z_C} = \frac{1}{{\omega C}} = \frac{1}{{100\pi .15,{{9.10}^{ - 6}}}} = 200\Omega \) .

           Tổng trở:

\(Z = \sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} = \sqrt {{{100}^2} + {{\left( {100 - 200} \right)}^2}} = 100\sqrt 2 \Omega \)

\(\begin{array}{l} {I_o} = \frac{{{U_o}}}{Z} = 2A\\ \tan \varphi = \frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R} = - 1\\ \Rightarrow \varphi = - \frac{\pi }{4}rad\\ {\varphi _i} = {\varphi _u} - \varphi = 0 - \left( { - \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{\pi }{4}rad \end{array}\)

Vậy chọn đáp án C.

Bài 3. Dung kháng: \({Z_C} = \frac{1}{{\omega C}} = \frac{1}{{100\pi .\frac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }}} = 100\Omega \).

           ZL = ZC nên xảy ra cộng hưởng điện.

           Công suất của mạch là  :

\(P = \frac{{{U^2}}}{R} = \frac{{{{200}^2}}}{{2.100}} = 200\)(W) . Vậy chọn đáp án A.

Bài 4.  \({\Phi _o} = NBS = {50.4.10^{ - 4}}.\pi .{\left( {\frac{{0.2}}{2}} \right)^2} = 6,{28.10^{ - 4}}\)(Wb).

Vậy chọn đáp án C.

Bài 5. Để dòng điện đạt cực đại thì trong mạch xảy ra cộng hưởng điện.

           Lúc đó: \({I_{\max }} = \frac{U}{r} = \frac{{200}}{{\sqrt 2 .100}} = \sqrt 2 \) (A).

Vậy chọn đáp án D.

Bài 6. Cảm kháng các cuộn dây:

\({Z_L} = \omega L = 2\pi {.50.51.10^{ - 3}} = 16\Omega \)

           Tổng trở mỗi pha:

\(Z = \sqrt {{r^2} + Z_L^2} = \sqrt {{{12}^2} + {{16}^2}} = 20\Omega \)

           Điện áp hai đầu mỗi tải:  \({U_d} = \sqrt 3 {U_p} = \sqrt 3 .127 = 220\) (V).

           Cường độ dòng điện qua các tải:  \(I = \frac{U}{Z} = \frac{{220}}{{20}} = 11\)(A). Vậy chọn đáp án B.

Bài 7. Điều chỉnh C để UC đạt giá trị cực đại thì:

\(\begin{array}{l} {Z_C} = \frac{{{R^2} + Z_L^2}}{{{Z_L}}}\\ \Rightarrow {R^2} = {Z_L}\left( {{Z_C} - {Z_L}} \right)\\ \Rightarrow \frac{{{Z_L}}}{R}.\frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R} = - 1\\ \Leftrightarrow \tan {\varphi _{RL}}.\tan \varphi = - 1 \end{array}\)             

 hay uRL vuông pha u.

Vậy chọn đáp án B.

Bài 8. Giản đồ Fre-nen như hình vẽ. 

           u1 nhanh pha \(\frac{\pi }{3}\)  so với i; u2 trùng pha i.

           Vì U1 = U2 nên \(\overrightarrow U \) là đường chéo của hình thoi có mỗi cạnh  \({U_1} = {U_2} = 80\sqrt 3 \)V.

Suy ra góc lệch pha giữa u so với i là  \(\varphi = \frac{\pi }{6}\) .

           Vậy chọn đáp án D.

Bài 9.  \(2\pi f\sqrt {LC} = 1\) → trong mạch có cộng hưởng điện nên hệ số công suất của mạch là 1. Do đó, khi tăng R lên 2 lần thì hệ số công suất vẫn không đổi.

Vậy chọn đáp án D.

...

---Để xem tiếp nội dung phần Hướng dẫn và đáp án, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Dạng bài tập về các giá trị hiệu dụng trong Dòng điện xoay chiều môn Vật lý 12 năm 2020. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• 34 bài tập trắc nghiệm về công suất tiêu thụ và hệ số công suất môn Vật lý 12 có đáp án

• Rèn luyện kỹ năng lập phương trình Dao động điều hòa Vật lý 12

• Bài tập và công thức tính nhanh về Con lắc lò xo, Con lắc đơn trong DĐĐH

Chúc các em học tập tốt !