Bài tập Vật lí Lớp 12 - Chương 4: Dòng điện xoay chiều - Dạng 1: Đại cương về điện xoay chiều (Có lời giải)

Nội dung text: Bài tập Vật lí Lớp 12 - Chương 4: Dòng điện xoay chiều - Dạng 1: Đại cương về điện xoay chiều (Có lời giải)

1. B. PHÂN DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI I. BÀI TOÁN ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Phương pháp Dùng các kiến thức lí thuyết đã trình bày để vận dụng làm một số câu hỏi đại cương. 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Một dòng điện xoay chiều có cường độ i 2 2 cos 100 t (A). Chọn phát biểu sai: 2 A. Cường độ dòng điện hiệu dụng I 2A B. Tần số f 50Hz C. Tại thời điểm t = 0,15s cường độ dòng điện cực đại D. Pha ban đầu 2 Lời giải Dựa vào biểu thức cường độ dòng điện i I0 cos t 1 ta có + Cường độ hiệu dụng là 2 (A). Vậy A đúng.  + Tần số f 50 Hz . Vậy B đúng. 2 + Pha ban đầu là . Vậy D đúng. 2 + Tại thời điểm t = 0,15 (s) ta có i 2 2 cos 100 .0,15 0 . Vậy C sai. 2 Đáp án C Ví dụ 2: Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức u 100 2 cos100 t V . Đèn chỉ sáng khi u 100V . Tính thời gian đèn sáng trong một chu kỳ? 1 1 1 1 A. s B. s C. s D. s 100 50 150 75 Lời giải u 100 Ta có u 100 . Dựa vào đường tròn của hiệu điện thế biến thiên điều hòa, ta có: trong 1 u 100 chu kì, góc quét ứng với u 100 gồm: + Khi vật dao động đi từ -100 theo chiều âm đến 100 2 rồi đến -100 theo chiều dương (góc quét tương ứng là ) 4 4 2 Trang 1
2. + Khi vật dao động đi từ 100 theo chiều dương đến 100 2 rồi về 100 theo chiều âm (góc quét tương ứng là ). 4 4 2 T 1 Vậy tổng góc quét là: . Thời gian là: t s . 2 2 2 100 Đáp án C STUDY TIP Khi nắm vững chương dao động cơ, đặc biệt là bài toán về thời gian, chúng ta có thể dễ dàng giải quyết bài toán này. Ví dụ 3: Tìm phát biểu sai? A. Phần tử R khi cho dòng điện đi qua sẽ tỏa nhiệt. B. Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua. C. Cuộn dây không có chức năng ngăn cản với dòng điện xoay chiều. D. Tụ điện cho dòng điện xoay chiều đi qua. Lời giải A. Đúng. Khi dòng điện đi qua điện trở R, điện trở R sẽ tỏa nhiệt. B. Đúng. Tụ điện không cho dòng một chiều đi qua, nhưng dòng xoay chiều thì có. C. Sai. Đối với dòng điện 1 chiều thì cuộn dây không có chức năng ngăn cản dòng điện, nhưng với dòng điện 1 chiều thì cuộn dây có chức năng cản trở dòng điện, đặc trưng bởi cảm kháng ZL. D. Đúng. Đối với dòng xoay chiều thì tụ điện cho dòng điện đi qua. Đáp án C Ví dụ 4: Khi mắc một tụ điện vào mạng điện xoay chiều, nếu tần số của dòng điện xoay chiều: A. Càng nhỏ, thì dòng điện càng dễ đi qua. B. Càng lớn, dòng điện càng khó đi qua. C. Càng lớn, dòng điện càng dễ đi qua. D. Bằng 0, dòng điện càng dễ đi qua. Lời giải U 1 Ta có cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch chỉ có tụ điện là I , mà ZC nên I UC ZC C Trang 2
3. Vậy nếu tần số (tần số góc) càng lớn thì cường độ dòng càng lớn (dòng điện dễ đi qua tụ); tần số (tần số góc) càng nhỏ thì cường độ dòng điện càng nhỏ (dòng điện khó đi qua tụ hơn). Đáp án C Ví dụ 5: Đối với dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện: A. Dòng điện có tần số càng nhỏ càng bị cản trở nhiều. B. Dòng điện có tần số càng lớn càng ít bị cản trở. C. Dòng điện bị cản trở hoàn toàn. D. Cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng bị cản trở nhiều. Lời giải U U Ta có cưòng độ dòng điện hiệu dụng trong mạch chỉ có cuộn cảm là I , mà ZL L nên I ZL L Vậy nếu tần số (tần số góc) càng lớn thì cường độ dòng điện càng nhỏ (dòng điện khó đi qua cuộn cảm, mức độ cản trở nhiều); tần số (tần số góc) càng nhỏ thì cường độ dòng điện càng lớn (dòng điện dễ đi qua cuộn cảm hơn, mức độ cản trở ít). Đáp án D Ví dụ 6: Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i I0 sin 100 t . Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,01 s cường độ dòng điện tức thời có giá trị bằng 0,5I0 vào những thời điểm 1 2 1 2 1 3 1 5 A. s và s B. s và s C. s và s D. s và s 300 300 400 400 500 500 600 600 Lời giải Phưong pháp giải bài tập này giống như trong chương dao động cơ (bạn đọc xem lại phần bài toán thời gian trong dao động). Ta có 100 t k2 1 6 i I0 sin 100 t 0,5I0 sin 100 t ; k,m ¢ 2 5 100 t m2 6 1 k 1 t t 600 50 0 t 0,01 0,083 k 0,416 k 0 600  5 m 0,416 m 0,083 m 0 5 t t 600 50 600 Đáp án D Ví dụ 7: Một mạch điện chỉ có một phần tử (R hoặc L hoặc C) nhưng chưa biết rõ là gì? Nhưng qua khảo sát thấy dòng điện trong mạch có biểu thức i 2 cos 100 t (A), còn hiệu điện thế có biểu thức là 6 2 u 50 cos 100 t (V). Vậy phần tử đó là gì? 3 Trang 3
4. 103 0,25 A. R 25 B. C F C. L H D. Đáp án khác 2,5 Lời giải Để biết phần tử đó là gì ta dựa vào độ lệch pha giữa hai hiệu điện thế và cường độ dòng điện. Ta có: 2 u i 100 t 100 t 3 6 2 Suy ra hiệu điện thế sớm pha hơn cường độ dòng điện 1 góc là , suy ra phần tử đó là cuộn cảm L. 2 U0 50 25 0,25 Cảm kháng là ZL 25 Từ đó suy ra độ tự cảm L H I0 2 100 Đáp án C Ví dụ 8: Một ấm nước có điện trở của dây may so là 100 Ω, được lắp vào mạng điện 220 V - 50 Hz. Tính nhiệt lượng ấm nước tỏa ra trong vòng 1 giờ? A. 17424 JB. 17424000 JC. 1742400 J D. 174240 J Lời giải Mạng điện 220 V - 50 Hz cho ta biết: hiệu điện thế hiệu dụng là U = 220 V và tần số dòng điện là f 50Hz . Nhiệt lượng ấm nước tỏa ra trong 1 giờ là U2 2202 Q RI2t t .3600 1742400 J R 100 Đáp án C Ví dụ 9: Cho đoạn mạch gồm ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Gọi U, UR, UL, UC lần lượt là hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu đoạn mạch, hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm, hai đầu tụ điện. Và i, i R, iL,iC là cường độ dòng điện tức thời tương ứng. Trong các biểu thức sau, biểu thức nào đúng? u u u u A. R R B. Z L C. Z C D. Z i L i C i i Lời giải Nhìn có vẻ tất cả các đáp án đều đúng, nhưng chỉ có 1 đáp án đúng. Vì cường độ dòng điện trong mạch cùng pha với hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở, nên chỉ có đáp án A đúng. Các đáp án B, C, D đúng khi thay giá trị tức thời bằng giá trị hiệu dụng. Đáp án A Ví dụ 10: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i 2 2 cos 100 t A, t tính bằng giây. Vào một thời điểm nào đó, dòng điện đang có cường độ tức thời bằng 2 2 (A) thì sau đó ít nhất bao lâu để dòng điện có cường độ tức thời bằng 6 A? 5 1 1 2 A. s B. s C. s D. s 600 600 300 300 Trang 4
5. Lời giải Hoàn toàn tưong tự như bài toán tìm thời gian trong dao động điều hòa. Từ biên âm là 2 2 đến 6 thì dựa vào đường tròn ta sẽ thấy góc quét được là suy ra thời gian 5T 1 s 12 120 Đáp án A Ví dụ 11: Đặt điện áp u U 2 cost (V) (với U và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm đèn sợi đốt có ghi 220V - 100W, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Khi đó đèn sáng đúng công suất định mức. Nếu nối tắt hai bản tụ điện thì đèn chỉ sáng với công suất bằng 50W. Trong hai trường hợp, coi điện trở của đèn như nhau, bỏ qua độ tự cảm của đèn. Dung kháng của tụ điện không thể là giá trị nào trong các giá trị sau? A. 345 ΩB. 484 ΩC. 475 Ω D. 274 Ω Lời giải - Như đã phân tích ở bên, ta cần đánh giá được Z C có tập giá trị là gì. Vì đơn vị của ZC và R đều là Ω, mà 2202 R (của đèn) tính được và nó không đổi R 484 , nên ta sẽ tìm cách đánh giá sao cho ZC f R 100 hoặc ZC f R . - Ban đầu, mạch có R, L, C, công suất của đèn P 1 = 100W. Lúc sau, nối tắt C nên mạch chỉ còn R, L, 2 2 2 2 công suất của đèn P 2 = 50W. Do đó I1 2I2 , mà U toàn mạch không đổi, nên tương đương 2Z1 Z2 , tương đương 2 2 R2 Z Z R2 Z2 Z2 4Z Z R2 2Z2 0 L C L L L C C - Coi đây là phương trình bậc hai theo Z L, phương trình này có nghiệm khi ' 0 , tương đương với 2 2 R 2ZC R 0 hay ZC 242 2 342 2 Đáp án D Phân tích Đề bài hỏi "dung kháng của tụ điện không thể là giá trị nào trong các giá trị sau", có nghĩa là ta không thể tính chính xác giá trị của ZC, mà ta chỉ có thể dựa vào đánh giá để biết Z C có tập giá trị là gì, đối chiếu với đáp án, từ đó loại các đáp án không đúng. Mà trắc nghiệm chỉ có 1 đáp án đúng trong 4 đáp án, nên chắc chắn đáp án đúng sẽ vào 1 trong hai đáp án: Đáp án có giá trị lớn nhất hoặc đáp án có giá trị nhỏ nhất. Từ nhận xét này nếu em nào may mắn sẽ chọn được đáp án đúng, vì xác suất chọn đúng là 0,5. Trang 5
6. BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Tìm phát biểu đúng về dòng điện xoay chiều? A. Dòng điện xoay chiều là dòng điện có tần số biến thiên theo thời gian. B. Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều biến thiên điều hòa theo thời gian. C. Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều biến thiên tuần hoàn theo thời gian. D. Dòng điện xoay chiều là dòng điện lấy ra từ bình ắc quy. Câu 2: Giá trị hiệu dụng của dòng điện được xây dựng trên cơ sở A. Giá trị trung bình của dòng điện. B. Một nửa giá trị cực đại. C. Khả năng tỏa nhiệt so với dòng điện một chiều. D. Hiệu của tần số và giá trị cực đại. Câu 3: Tìm phát biểu sai? A. Phần tử R khi cho dòng điện đi qua sẽ tỏa nhiệt. B. Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua. C. Cuộn dây không có chức năng ngăn cản với dòng điện xoay chiều. D. Tụ điện cho dòng điện xoay chiều đi qua. Câu 4: Chọn phát biểu sai? A. Khi tăng tần số sẽ làm giá trị R không đổi. B. Khi tăng tần số sẽ làm cảm kháng tăng theo. C. Khi tăng tần số sẽ làm điện dung giảm. D. Khi giảm tần số sẽ làm dung kháng tăng. Câu 5: Tìm phát biểu đúng? A. Dung kháng có đơn vị là Fara.B. Cảm kháng có đơn vị là Henri. C. Độ tự cảm có đơn vị là Ω.D. Điện dung có đơn vị là Fara. Câu 6: Đối với dòng điện xoay chiều cách phát biểu nào sau đây là đúng? A. Trong công nghiệp, có thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện. B. Điện lượng chuyển qua một tiết diện thẳng dây dẫn trong một chu kì bằng không. C. Điện lượng chuyến qua một tiết diện thẳng dây dẫn trong khoảng thời gian bất kì đều bằng không. D. Công suất toả nhiệt tức thời có giá trị cực đại bằng 2 lần công suất tỏa nhiệt trung bình. Câu 7: Trong các đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lượng nào có dùng giá trị hiệu dụng: A. Hiệu điện thếB. Chu kìC. Tần số D. Công suất Câu 8: Trong các đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lượng nào không dùng giá trị hiệu dụng: A. Hiệu điện thếB. Cường độ dòng điệnC. Tần số D. Suất điện động Câu 9: Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng được xây dựng dựa vào tác dụng hóa học của dòng điện. B. Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng được xây dựng dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện. C. Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng được xây dựng dựa vào tác dụng từ của dòng điện. Trang 6
7. D. Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng được xây dựng dựa vào tác dụng phát quang của dòng điện. Câu 10: Chọn trả lời sai. Dòng điện xoay chiều: A. gây ra tác dụng nhiệt trên điện trở B. gây ra từ trường biến thiên. C. được dùng để mạ điện, đúc điện. D. bắt buộc phải có cường độ tức thời biến đổi theo thời gian. Câu 11: Trong tác dụng của dòng điện xoay chiều, tác dụng không phụ thuộc vào chiều của dòng điện là tác dụng: A. NhiệtB. HóaC. Từ D. A, B đều đúng Câu 12: Trường hợp nào dưới đây có thể dùng đồng thời cả hai loại dòng điện xoay chiều và dòng điện không đổi: A. Mạ điện, đúc điện.B. Nạp điện cho acquy C. Tinh chế kim loại bằng điện phânD. Bếp điện, đèn dây tóc Câu 13: Cường độ hiệu dụng I của dòng điện xoay chiều A. là cường độ của một dòng điện không đổi khi cho nó đi qua điện trở R trong thời gian t thì tỏa ra nhiệt lượng Q RI2t . B. là giá trị trung bình của cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều. C. có giá trị càng lớn thì tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều càng lớn. D. Cả A, B, C đều đúng. Câu 14: Khi cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i I0 cost (A) qua mạch điện chỉ có tụ điện thì hiệu điện thế tức thời giữa hai cực tụ điện: A. Nhanh pha đối với i. B. Có thể nhanh pha hay chậm pha đối với i tùy theo giá trị điện dung C. C. Nhanh pha đối với i. 2 D. Chậm pha đối với i. 2 Câu 15: Đối với dòng điện xoay chiều, khả năng cản trở dòng điện của tụ điện C. A. Càng lớn, khi tần số f càng lớn.B. Càng nhỏ, khi chu kỳ T càng lớn. C. Càng nhỏ, khi cường độ càng lớn.D. Càng nhỏ, khi điện dung của tụ C càng lớn. Câu 16: Khi mắc một tụ điện vào mạng điện xoay chiều, nếu tần số của dòng điện xoay chiều: A. Càng nhỏ, dòng điện càng dễ đi qua.B. Càng lớn, dòng điện càng khó đi qua. C. Càng lớn, dòng điện càng dễ đi qua.D. Bằng 0, dòng điện càng dễ đi qua. Câu 17: Đối với dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện: A. Dòng điện có tần số càng nhỏ càng bị cản trở nhiều. B. Dòng điện có tần số càng lớn càng ít bị cản trở. C. Dòng điện bị cản trở hoàn toàn. D. Cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng bị cản trở nhiều. Trang 7
8. Câu 18: Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa tụ điện tăng lên 4 lần thì dung kháng của tụ điện A. tăng lên 2 lầnB. tăng lên 4 lầnC. giảm đi 2 lần D. giảm đi 4 lần Câu 19: Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm tăng lên 4 lần thì cảm kháng của cuộn cảm A. tăng lên 2 lầnB. tăng lên 4 lầnC. giảm đi 2 lần D. giảm đi 4 lần Câu 20: Cách phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, dòng điện biến thiên sớm pha so với hiệu điện thế. 2 B. Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, dòng điện biến thiên nhanh pha so với hiệu điện thế. 2 C. Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên chậm pha so với hiệu điện thế. 2 D. Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên sớm pha so với hiệu điện thế. 2 Câu 21: Cho dòng điện xoay chiều hình sin qua mạch điện chỉ có điện trở thuần thì hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu điện trở A. chậm pha đối với dòng điện.B. nhanh pha đối với dòng điện. C. cùng pha với dòng điện.D. lệch pha đối với dòng điện 2 Câu 22: Một điện trở thuần R mắc vào mạch điện xoay chiều tần số 50Hz, muốn dòng điện trong mạch sớm pha hơn hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch một góc thì 2 A. Người ta phải mắc thêm vào mạch một tụ điện nối tiếp với điện trở. B. Người ta phải mắc thêm vào mạch một cuộn cảm nối tiếp với điện trở. C. Người ta phải thay điện trở nói trên bằng một tụ điện. D. Người ta phải thay điện trở nói trên bằng một cuộn cảm. Câu 23: Hệ thức nào sau đây cùng thứ nguyên với tần số góc: 1 L 1 1 A. B. C. D. RL C LC RC Câu 24: Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức: u 220 2 cos100 t (V). Hiệu điện thế hiệu dụng của đoạn mạch là A. 110VB. 100 2V C. 200V D. 200 2V Câu 25: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hiệu điện thế hiệu dụng? A. được ghi trên các thiết bị sử dụng điện.B. được đo bằng vôn kế xoay chiều. C. có giá trị bằng giá trị cực đại chia 2 D. được đo bằng vôn kế khung quay. Câu 26: Nguồn xoay chiều có hiệu điện thế u 100 2 cos100 t (V). Để thiết bị hoạt động tốt nhất thì giá trị định mức của thiết bị là: Trang 8
9. A. 100VB. 100 2V C. 200VD. 200 2V Câu 27: Một dòng điện xoay chiều có cường độ i 2 2 cos 100 t (A). Chọn phát biểu sai: 2 A. Cường độ hiệu dụng I 2A B. f 50Hz C. Tại thời điểm t = 0,15s cường độ dòng điện cực đại. D. 2 Câu 28: Cường độ dòng điện trong mạch không phân nhánh có dạng i 2 2 cos100 t (A). Nếu dùng ampe kế nhiệt để đo cường độ dòng điện của mạch trên thì ampe kế chỉ giá trị bao nhiêu? A. I = 4 AB. I = 2,83 AC. I = 2 A D. I = 1,41 A Câu 29: Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức u 100 2 cos100 t (V). Đèn chỉ sáng khi u 100V . Tính tỉ lệ thời gian đèn sáng - tối trong một chu kỳ? 1 2 1 3 A. B. C. D. 1 3 3 2 Câu 30: Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức u 100 2 cos100 t V . Đèn chỉ sáng khi u 100V . Tính thời gian đèn sáng trong một chu kỳ? 1 1 1 1 A. s B. s C. s D. s 100 50 150 75 Câu 31: Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức u 100 2 cos100 t V . Đèn chỉ sáng khi u 100V . Tính thời gian đèn sáng trong một phút? A. 30sB. 35sC. 40s D. 45s Câu 32: Một bóng đèn điện chỉ sáng khi có u 100 2V được gắn vào mạch điện có giá trị hiệu dụng là 200 V, tìm tỉ lệ thời gian tối sáng của bóng đèn trong một chu kỳ? A. 2:1B. 1:1C. 1:2 D. 4:3 Câu 33: Một dòng điện xoay chiều có phương trình i 2 cos 2 ft A. Biết rằng trong 1 s đầu tiên dòng điện đổi chiều 119 lần, hãy xác định tần số của dòng điện? A. 60HzB. 50HzC. 59,5Hz D. 119Hz Câu 34: Một đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều tần số f = 50(Hz), U = 220(V). Biết rằng đèn chỉ sáng khi hiệu điện thế giữa hai cực của đèn đạt giá trị u ≥ 155(V). Trong một chu kỳ thời gian đèn sáng là: 1 2 2 5 A. s B. s C. s D. s 100 100 300 100 Trang 9
10. Câu 35: Đặt điện áp u U0 cos 100 t V vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm 3 1 L H . Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4A. 2 Giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là A. 4 AB. 4 3 AC. 2,5 2 AD. 5 A Câu 36: Dùng vôn kế khung quay để đo điện áp xoay chiều thì vôn kế đo được: A. Không đo được.B. Giá trị tức thờiC. Giá trị cực đại. D. Giá trị hiệu dụng. Câu 37: Một bóng đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz. Biết rằng đèn chỉ sáng khi điện áp giữa hai cực của đèn đạt giá trị u 110 2 V. Trong 2 s thời gian đèn sáng là 4/3 s. Xác định điện áp hiệu dụng ở hai đầu bóng đèn A. 220VB. 220 3 A C. 220 2 A D. 200 A Câu 38: Biểu thức dòng điện trong mạch có dạng i 4 cos 8 t A. Vào thời điểm t dòng điện bằng 6 0,7A. Hỏi sau 3s dòng điện có giá trị là bao nhiêu? A. -0,7 AB. 0,7 AC. 0,5 A D. 0,75 A Câu 39: Cho dòng điện có biểu thức i 2 cos 200 t (A). Những thời điểm nào tại đó cường độ tức 3 thời có giá trị cực tiểu? 5 k 5 k A. t s k 1,2 B. t s k 0,1,2 600 100 600 100 1 k 1 k C. t s k 0,1,2 D. t s k 1,2 150 100 120 100 Câu 40: Cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i 2 2 cos 100 t (A) vào thời điểm t cường 6 độ có giá trị là 0,5A. Hỏi sau 0,03s cường độ tức thời là bao nhiêu? A. 0,5 AB. 0,4 AC. -0,5 A D. 1 A Câu 41: Dòng điện xoay chiều có cường độ i 2 cos 100 t (A) chạy qua một đoạn mạch điện. Số lần dòng điện có độ lớn 1 (A) trong 1 (s) là A. 200 lầnB. 400 lầnC. 100 lần D. 50 lần Câu 42: Cường độ dòng điện tức thời chạy qua một đoạn mạch điện xoay chiều là i 4 cos20 t (A), t đo bằng giây. Tại thời điểm t1 nào đó dòng điện đang giảm và có cường độ bằng i 1 = -2A. Hỏi đến thời điểm t2 = (t1 + 0,025) s cường độ dòng điện bằng bao nhiêu? A. 2 3 AB. 2 3 A C. 2 AD. -2 A Trang 10
11. Câu 43: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i 2 2 cos 100 t A, t tính bằng giây. Vào một thời điểm nào đó dòng điện đang có cường độ tức thời bằng 2 2 (A) thì sau đó ít nhất bao lâu để dòng điện có cường độ tức thời bằng 6 ? 5 1 1 2 A. s B. s C. s D. s 600 600 300 300 Câu 44: Với UR, UL, UC, uR, uL, uC là các điện áp hiệu dụng và tức thời của điện trở thuần R, cuộn thuần cảm L và tụ điện C, I và i là cường độ dòng điện hiệu dụng và tức thời qua các phần tử đó. Biểu thức nào sau đây không đúng? U u U u A. I R B. i R C. I L D. i L R R ZL ZL Câu 45: Trong các biểu thức sau, biểu thức nào đúng? uR uL UL uL A. R B. ZL C. I D. i i i ZL ZL Câu 46: Đặt điện áp xoay chiều u U0 cost vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch; i, I 0 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? U I U I u i u2 i2 A. B. C. 0 D. 0 2 2 2 1 U0 I0 U0 I0 U I U0 I0 Câu 47: Đặt điện áp xoay chiều u U0 cost vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch; i, I 0 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? U I U I u i u2 i2 A. B. C. 0 D. 0 2 2 2 1 U0 I0 U0 I0 U I U0 I0 Câu 48: Đặt điện áp xoay chiều u U0 cost vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch; i, I 0 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? 2 2 U I U I u i u2 i2 A. B. C. D. 0 2 1 2 2 1 U0 I0 U0 I0 U I U0 I0 Câu 49: Hai dòng diện xoay chiều có tần số lần lượt là f1 50Hz , f2 100Hz . Trong cùng một khoảng thời gian số lần đổi chiều của: A. Dòng f1 gấp 2 lần dòng f2.B. Dòng f 1 gấp 4 lần dòng f2. C. Dòng f2 gấp 2 lần dòng f1.D. Dòng f 2 gấp 4 lần dòng f1. Trang 11
12. 100 3 Câu 50: Môt tụ điên có C F mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp u 120 2 cos100 t (V). Số 2 chỉ Ampe kế trong mạch là bao nhiêu? A. 4 AB. 5 AC. 6 A D. 7 A Câu 51: Một mạch điện chỉ có R, có u 200 cos100 t (V); R = 20Ω. Tính công suất trong mạch là? A. 1000WB. 500WC. 1500W D. 1200W Câu 52: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở R, hiệu điện thế u và cường độ dòng điện i lệch pha bao nhiêu? A. cùng phaB. radC. radD. π rad 2 2 Câu 53: Một tụ điện có C 10F mắc vào mạch điện xoay chiều có tần số 50Hz, tính dung kháng của tụ? A. 31,8 ΩB. 3,18 ΩC. 0,318 Ω D. 318,3 Ω 1 Câu 54: Một cuộn dây có độ tự cảm L H , mắc vào dòng điện xoay chiều, trong một phút dòng điện đổi chiều 6000 lần, tính cảm kháng của mạch. A. 100 ΩB. 200 ΩC. 150 Ω D. 50 Ω 100 3 Câu 55: Môt tụ điện có C F mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp u 141,2 cos 100 t 2 4 (V). Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch có giá trị là? A. 7 AB. 6AC. 5A D. 4 A Câu 56: Mạch điện có phần tử duy nhất (R, L hoặc C) có biểu thức u là: u 40 2 cos100 t V, i 2 2 cos 100 t A. Đó là phần tử gì? 2 A. CB. LC. R D. Cả 3 đáp án Câu 57: Mạch điện chỉ có một phần tử (R, L hoặc C) mắc vào mạng điện có hiệu điện thế u 220 2 cos 100 t V và có biểu thức i là 2 2 cos100 t A. Đó là phần tử gì? Có giá trị là bao nhiêu? 1 A. R = 100ΩB. R = 110ΩC. L H D. Không có đáp án 100 3 Câu 58: Mach điện chỉ có C F , tần số dao động trong mạch là 50 Hz. Nếu gắn đoạn mạch trên 2 vào mạng điện có hiệu điện thế u 20 cos 100 t V. Tính công suất của mạch? 6 A. 100WB. 50WC. 40W D. 0W Câu 59: Một ấm nước có điện trở của dây may so là 100 Ω, được lắp vào mạng điện 220 V - 50 Hz. Tính nhiệt lượng ấm nước tỏa ra trong vòng 1 giờ? A. 17424 JB. 17424000 JC. 1742400 J D. 174240 J Trang 12
13. Câu 60: Một dòng điện xoay chiều có i 50 cos 100 t A. Tìm thời điểm đầu tiên kể từ thời điểm 6 ban đầu để dòng điện trong mạch có giá trị bằng 25 A? 1 1 1 1 A. s B. s C. s D. s 200 400 300 600 Câu 61: Dòng điện trong mạch có biểu thức i 2 cos 100 t A và hiệu điện thế trong mạch có 6 2 biểu thức u 200 cos 100 t V. Mach điện trên chứa phần tử gì? Có giá trị bao nhiêu? 3 1 10 4 A. R = 100ΩB. L H C. C F D. Đáp án khác 2 Câu 62: Dòng điện trong mạch có biểu thức i 2 cos 100 t A và hiệu điện thế trong mạch có 3 biểu thức u 200 cos 100 t V. Mạch điện trên chứa phần tử gì? Tìm giá trị của nó? 6 1 10 4 A. R = 100ΩB. L H C. C F D. Đáp án khác Câu 63: Mạch điện có hiệu điện thế hiệu dụng U = 200V, tìm giá trị của cường độ dòng điện khi mắc nối tiếp R1 = 20Ω và R2 = 30Ω? A. 4,4AB. 4,44AC. 4,00A D. 0,4A Câu 64: Mạch điện có hiệu điện thế hiệu dụng U = 200V, tìm giá trị của cường độ dòng điện khi mắc song song R1 = 20Ω và R2 = 30Ω? A. 1,667 AB. 16,67 AC. 166,7 A D. 0,1667 A Câu 65: Mạch điện chỉ có R = 20Ω được mắc vào nguồn điện có hiện điện thế hiệu dụng U = 200 V. Tìm công suất trong mạch? A. 2MWB. 2WC. 200W D. 2 KW Câu 66: Một mạch điện chỉ có một phần tử (R hoặc L hoặc C) nhưng chưa biết rõ là gì? Nhưng qua khảo sát thấy dòng điện trong mạch có biểu thức i 2 cos 100 t A, còn hiệu điện thế có biểu thức là 6 2 u 50 cos 100 t V. Vậy đó là phần tử gì? 3 10 3 0,25 A. R = 25ΩB. C F C. L H D. Đáp án khác 2,5 Câu 67: Một mạch điện chỉ có một phần tử (R hoặc L hoặc C) nhưng chưa biết rõ là gì? Nhưng qua khảo sát thấy dòng điện trong mạch có biểu thức i 2 cos 100 t A, còn hiệu điện thế có biểu thức là 6 u 50 cos 100 t V. Vậy đó là phần tử gì? 6 Trang 13
14. 10 3 0,25 A. R = 25ΩB. C F C. L H D. Đáp án khác 2,5 Câu 68: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10Ω, nhiệt lượng tỏa ra trong 30 phút là 900 kJ. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là: A. I0 0,22A B. I0 0,32A C. I0 7,07A D. I0 10,0A Câu 69: Điện trở của một bình nấu nước là R = 400Ω. Đặt vào hai đầu bình một hiệu điện thế xoay chiều, khi đó dòng điện qua bình là i 2 2 cos100 t (A). Sau 4 phút nước sôi. Bỏ qua mọi mất mát năng lượng. Nhiệt lượng cung cấp làm sôi nước là: A. 6400 JB. 576 kJC. 384 kJ D. 768 kJ 2 Câu 70: Hai đâu cuộn thuần cảm L H có hiệu điện thế xoay chiều u 100 2 cos 100 t (V). 2 Pha ban đầu của cường độ dòng điện là: A. B. 0 C. D. i 2 i i 2 i ĐÁP ÁN 1-C 2-C 3-C 4-B 5-D 6-B 7-A 8-C 9-B 10-C 11-A 12-D 13-D 14-D 15-D 16-C 17-D 18-D 19-B 20-D 21-C 22-C 23-D 24-C 25-D 26-A 27-C 28-C 29-A 30-A 31-A 32-C 33-C 34-C 35-C 36-A 37-A 38-B 39-C 40-C 41-A 42-B 43-A 44-D 45-A 46-D 47-C 48-C 49-C 50-C 51-A 52-A 53-D 54-A 55-C 56-A 57-B 58-D 59-C 60-D 61-B 62-C 63-C 64-B 65-D 66-C 67-A 68-D 69-C 70-D Trang 14
15. HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án C Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều biến thiên tuần hoàn theo thời gian. Câu 2: Đáp án C. Giá trị hiệu dụng của dòng điện được được xây dựng trên cơ sở khả năng tỏa nhiệt so với dòng điện một chiều. Câu 3: Đáp án C. Phần tử R khi cho dòng điện đi qua sẽ tỏa nhiệt là đúng. Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua, chỉ cho dòng điện xoay chiều đi qua. Cuộn dây không có chức năng ngăn cản với dòng điện xoay chiều là sai. Cuộn dây làm cản trở dòng điện xoay chiều nhỏ khi tần số nhỏ và lớn đối với tần số lớn. Câu 4: Đáp án B. Khi tăng tần số sẽ không làm R thay đổi, cảm kháng tăng, dung kháng giảm, điện dung không thay đổi. Câu 5: Đáp án D. Theo chuẩn đơn vị SI thì điện dung có đơn vị là Fara (F), độ tự cảm có đơn vị là Henri (H), dung kháng và cảm kháng có đơn vị là Ôm (Ω) . Câu 6: Đáp án B. Trong công nghiệp, không thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện. Điện lượng chuyển qua một tiết diện thẳng dây dân trong một chu kỳ bằng không. Công suất tỏa nhiệt tức thời có giá trị bằng công suất tỏa nhiệt trung bình. Câu 7: Đáp án A. Đại lượng có dùng giá trị hiệu dụng là: hiệu điện thế Câu 8: Đáp án C. Đại lượng không dùng giá trị hiệu dụng là tần số. Câu 9: Đáp án B. Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng được xây dựng vào tác dụng nhiệt của dòng điện. Câu 10: Đáp án C. Trong công nghiệp, dòng điện xoay chiều không được dùng để mạ điện, đúc điện. Câu 11: Đáp án A. Trong tác dụng từ của dòng điện xoay chiều, tác dụng không phụ thuộc vào chiều của dòng điện là tác dụng nhiệt. Câu 12: Đáp án D. Có thể dùng cả hai loại dòng điện xoay chiều và dòng điện không đổi đối với bếp điện, đèn dây tóc. Còn mạ điện, đúc điện chỉ có thể sử sụng dòng điện một chiều. Câu 13: Đáp án D. Trang 15
16. Trong dòng điện xoay chiều thì cường độ hiệu dụng I là cường độ của một dòng điện không đổi khi cho nó đi qua điện trở R trong thời gian t thì tỏa ra nhiệt lượng Q = RI2t Câu 14: Đáp án D. Khi cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i I0 cost qua mạch điện chỉ có tụ điện thì hiệu điện thế tức thời giữa hai tụ điện chậm pha đối với i. 2 Câu 15: Đáp án D. Theo công thức tính cảm kháng của tụ điện thì ta có: 1 Z C C Vậy khả năng cản trở dòng điện của tụ điện C sẽ càng nhỏ khi điện dung của tụ C càng lớn. Câu 16: Đáp án C. Khi mắc một tụ điện vào mạng điện xoay chiều, nếu tần số của dòng điện xoay chiều càng lớn, dòng điện càng dễ qua. Câu 17: Đáp án D. Trong dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều và dòng điện có tần số càng lớn thì cản trở càng nhiều. Câu 18: Đáp án D. 1 Dung kháng của tụ điện là: Z C C Khi tần số tăng lên 4 lần thì tần số góc tăng lên 4 lần nên từ công thức suy ra dung kháng của tụ điện giảm đi 4 lần. Câu 19: Đáp án B. Ta có: Z  L . Sau đó: Z  L 4 L L1 1 L2 2 1 Vậy cảm kháng của cuộn cảm tăng 4 lần. Câu 20: Đáp án D. Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên chậm pha so với hiệu điện thế. 2 Câu 21: Đáp án C. Mạch điện chỉ có điện trở thuần thì hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu điện trở cùng pha với dòng điện. Câu 22: Đáp án C. Để dòng điện trong mạch sớm pha hơn hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch một góc thì phải thay 2 điện trở nói trên bằng một tụ điện. Câu 23: Đáp án D. Trang 16
17. 1 1 1 Hệ thức cùng thứ nguyên với tần số góc là: . Vì ZC  và ZC cùng thứ nguyên với R. RC C ZCC Câu 24: Đáp án C. U Biểu thức điện áp: u 220 2 cos100 t . Hiệu điện thế hiệu dụng của mạch là: U 0 220 (V) . 2 Câu 25: Đáp án D. Hiệu điện thế hiệu dụng không được đo bằng vôn kế khung quay mà phải đo bằng vôn kế xoay chiều. Câu 26: Đáp án A. Nguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế u 100 2 cos100 t . Để thiết bị hoạt động tốt nhất thì giá trị định mức của thiết bị bằng với giá trị hiệu dụng của dòng điện U U 0 100 V. 2 Câu 27: Đáp án C. I 2 2 Cường độ dòng điện hiệu dụng là: I 0 2A 2 2   100 f 50Hz ; Tại thời điểm t = 0,15s thì cường độ dòng điện là: 2 i 2 2 cos 100 t 2 2 cos 100 .0,15 0 2 2 Câu 28: Đáp án C. Dùng ampe kế đo cường độ dòng điện của mạch thì ta sẽ thu được cường độ dòng điện hiệu dụng của mạch đó: I = 2A Câu 29: Đáp án A. Điện áp giữa hai đầu bóng đèn có biểu thức: u 100 2 cos100 t .4 1 Đén sáng khi u 100V . Vậy thời gian đèn sáng trong một chu kỳ là: t 4 s  100 100 Thời gian đèn tối trong một chu kỳ là: 1 t . t  100 100 t 1 Vậy s . tt 1 Câu 30: Đáp án A. Biểu thức của điện áp là: u 100 2 cos100 t Trang 17
18. 1 Thời gian đèn sáng trong một chu kỳ là: t s s 100 100 Câu 31: Đáp án A. 1 Thời gian đèn sáng trong một chu kỳ là: t s 100 Chu kỳ của mạch điện xoay chiều là: 2 2 1 T 0,02s phút  100 3000 Vậy thời gian đèn sáng trong một phút là: ∆t = 30s. Câu 32: Đáp án C. Ta có U = 200 V. Bóng đèn sáng khi có u 100 2 nên góc quay đèn sáng trong một chu kỳ bằng góc quay đèn tối trong một chu kỳ. t 1 Vậy tỷ lệ thời gian đèn sáng đèn tối trong một chu kỳ s s tt t 1 Câu 33: Đáp án C. Trong 1 s đầu tiên dòng điện đổi chiều 119 lần nên 2f 119 f 59,5Hz Câu 34: Đáp án C. Đèn sáng khi hiệu điện thế u 155V 110 2V . Vậy thời gian đèn sáng trong một chu kỳ là: 4 / 3 2 t s 100 300 Câu 35: Đáp án C. 1 1 2 Ta có:  C .10 4 F . LC 2L Áp dụng biểu thức liên hệ độc lập với thời gian ta có: 2 2 2 2 2 2 2 .10 4 i u i u 4 150 1 1 . 1 1 I0 U0 I0 L I0 I0 I . 0 C 2 Vậy I0 2,5 2 A. Câu 36: Đáp án A. Dùng vôn kế khung quay để đo điện áp xoay chiều thì vôn kế không thể đo được. Vì trong mạch điện xoay chiều ta chỉ dùng vôn kế xoay chiều để đo điện áp. Câu 37: Đáp án A. 1 1 Chu kỳ của mạch điện là: T 0,02s f 50 Trang 18