Đề kiểm tra Vật lí Lớp 12 - Chương 4: Dòng điện xoay chiều (Có lời giải)

Nội dung text: Đề kiểm tra Vật lí Lớp 12 - Chương 4: Dòng điện xoay chiều (Có lời giải)

1. ĐỀ KIỂM TRA CHƯƠNG 4. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 1: Đặt vào hai đầu cuộn thuần cảm L một hiệu điện thế xoay chiều U 220V , f 60Hz . Dòng điện đi qua cuộn cảm có cường độ 2,4A. Để cho dòng điện qua cuộn cảm có cường độ là 7,2A thì tần số của dòng điện phải bằng: A. 180 Hz.B. 120 Hz.C. 60 Hz. D. 20 Hz. Câu 2: Một cuộn dây L thuần cảm được nối vào mạng điện xoay chiều 127V, 50Hz. Dòng điện cực đại qua nó bằng 10A. Khi đó: A. L 0,04H. B. L 0,057H. C. L 0,08H. D. L 0,114H. Câu 3: Mạch chỉ có R, biểu thức i qua mạch có dạng i 2cos100 t, R 20 . Viết biểu thức u? A. u 40cos 100 t V B. u 40 2 cos 100 t V 2 2 C. u 40cos 100 t V D. u 40 2 cos 100 t V 1 Câu 4: Mạch điện chỉ có cuộn cảm thuần, L H biểu thức dòng điện trong mạch có dạng i 2cos 100 t A. Tính cảm kháng trong mạch ZL và viết biểu thức hiệu điện thế hai đầu mạch điện? A. ZL 100,u 200cos 100 t V B. ZL 100,u 200cos 100 t V 2 2 C. ZL 100,u 200cos 100 t V D. ZL 200,u 200cos 100 t V 2 1 Câu 5: Mạch điện gồm cuộn dây thuần cảm, độ tự cảm L H được gắn vào mạng điện xoay chiều 4 người ta thấy dòng điện trong mạch có biểu thức là i 2cos 100 t A. Hỏi nếu gắn vào mạng điện 6 103 đó đoạn mạch chỉ có tụ điện có điện dung là F thì dòng điện trong mạch có biểu thức là? 2 A. i 25cos 100 t A B. i 2,5cos 100 t A 2 6 5 5 C. i 2,5cos 100 t A D. i 0,25cos 100 t A 6 6 0,4 Câu 6: Mạch điện có cuộn dây thuần cảm độ tự cảm L H được gắn vào mạng điện xoay chiều có phương trình u 100cos 100 t V. Viết phương trình dòng điện qua mạch khi đó? Và nếu cũng 2 mạng điện đó ta thay cuộn dây bằng điện trở R 20 thì công suất tỏa nhiệt trong mạch là bao nhiêu? Trang 1
2. A. i 2,4cos 100 t A; P 250W .B. i 2,5cos 100 t A; P 250W C. i 2cos 100 t A; P 250W D. i 2,5cos 100 t A; P 62,5W 1 Câu 7: Mắc cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L H thì trong mạch có dòng điện i 5 2 cos 100 t A. Còn nếu thay vào đó là một điện trở 50 thì dòng điện trong mạch có biểu 3 thức là gì? 5 A. i 10cos 100 t A .B. i 10 2 cos 100 t A. 6 6 5 5 C. i 10 2 cos 100 t A. D. i 10 2 cos 100 t A. 6 6 1 Câu 8: Đặt vào hai đầu cuộn thuần cảm L H một hiệu điện thế: u 200cos 100 t (V). Biểu 3 thức của cường độ dòng điện trong mạch là: A. i 2cos 100 t A. B. i 2cos 100 t A. 3 6 C. i 2cos 100 t A. D. i 2cos 100 t A. 6 3 1 Câu 9: Cho dòng điện i 4 2 cos100 t (A) qua một ống dây thuần cảm có L H thì hiệu điện 20 thế giữa hai đầu ống dây có dạng: A. u 20 2 cos 100 t V B. u 20 2 cos 100 t V C. u 20 2 cos 100 t V D. u 20 2 cos 100 t V 2 2 1 Câu 10: Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện C F, hiệu điện thế xoay chiều ổn định đặt vào 7200 2 hai đầu mạch là u U0 cos t V. Tại thời điểm t1 ta có u 60 2V và i1 A, tại thời điểm t2 4 2 ta có u 60 3V và i2 0,5A . Hãy hoàn thiện biểu thức của điện áp u. A. u 120cos 100 t V B. u 120cos 120 t V 4 4 C. u 120cos 50 t V D. u 120cos 60 t V 4 4 Câu 11: Một hộp kín X chỉ chứa một trong 3 phần tử là điện trở thuần R hoặc tụ điện có điện dung C hoặc cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đặt vào 2 đầu hộp X một điện áp xoay chiều có phương trình u U0 cos 2 ft V , với f 50Hz thì thấy điện áp và dòng điện trong mạch ở thời điểm t1 có giá trị lần Trang 2
3. lượt là i1 1A;u1 100 3V , ở thời điểm t2 thì i2 3A;u2 100V . Biết nếu tần số điện áp là 100Hz thì 1 cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là A. Hộp X chứa: 2 1 A. Điện trở thuần R 100 B. Cuộn cảm thuần L H 10 4 100 3 C. Tụ điện có điện dung C F D. Chứa cuộn cảm có L H Câu 12: Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ là i I0 cos t (A). Tính T từ lúc t 0 , điện lượng chuyển qua mạch trong đầu tiên là: 4 I 2I I A. 0 B. 0 C. 0 D. 0   2 Câu 13: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ là i I0 cos t , với 2 I0 0 . Tính từ lúc t 0 (s) điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn của đoạn mạch đó trong thời gian bằng nửa chu kì của dòng điện là: I 2 I 2I A. 0 B. 0C. 0 D. 0   2  Câu 14: Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức i 2cos 120 t A. Điện lượng 3 T chuyển qua mạch trong khoảng thời gian kể từ thời điểm t 0 là 6 A. 3,25.10 3 C. B. 4,03.10 3 C. C. 2,53.10 3 C. D. 3,05.10 3 C. Câu 15: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ là i I0 cos 120 t A với I0 0 . Tính từ lúc t 0 (s), điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây 3 dẫn của đoạn mạch đó trong thời gian bằng nửa chu kì của dòng điện là: I 2 I 2I A. 0 B. 0C. 0 D. 0   2  Câu 16: Trong một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch A. sớm pha so với cường độ dòng điệnB. sớm pha so với cường độ dòng điện 2 4 C. trễ pha so với cường độ dòng điệnD. trễ pha so với cường độ dòng điện 2 4 Trang 3
4. Câu 17: Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i I0 sin100 t . Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời có giá trị bằng 0,5I0 vào những thời điểm 1 2 1 2 A. s và s.B. s và s. 300 300 400 400 1 3 1 5 C. s và s.D. s và s. 500 500 600 600 2.10 4 Câu 18: Đặt điện áp u U0 cos 100 t V vào hai đầu một tụ điện có điện dung F . Ở thời 3 điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4A. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là A. i 4 2 cos 100 t A B. i 5cos 100 t A 6 6 C. i 4 2 cos 100 t A D. i 5cos 100 t A 6 6 Câu 19: Đặt điện áp xoay chiều 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 100 2 V thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm 2 là 2A. Biểu thức của cường độ dòng điện qua cuộn cảm là A. i 2 3 cos 100 t A B. i 2 3 cos 100 t A 6 6 C. i 2 2 cos 100 t A D. i 2 2 cos 100 t A 6 6 Câu 20: Tại thời điểm t, điện áp u 200 2 cos 100t (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s) có 2 1 giá trị 100 2 V và đang giảm. Sau thời điểm đó s, điện áp này có giá trị là 300 A. 100V B. 100 3V C. 100 2V D. 200V Câu 21: Đặt điện áp u U0 cost 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 và 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 u A. i 2 B. i3 u3C 2 1 R L C Trang 4
5. u u C. i 1 D. 2 R L Câu 22: Đặt điện áp u U0 cost vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là: U0 U0 A. i cos t B. i cos t L 2 L 2 2 U0 U0 C. i cos t D. i cos t L 2 2 L 2 Câu 23: 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, 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? U I U I A. 0 B. 2 U0 I0 U0 I0 u i u2 i2 C. 0 D. 2 2 1 U I U0 I0 Câu 24: Đặt điện áp u U0 cost 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 U U U A. 0 B. 0 C. 0 D. 0. L 2 2L L Câu 25: Đặt điện áp u U0 cost 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: u2 i2 1 u2 i2 A. B. 1 U 2 I 2 2 U 2 I 2 u2 i2 1 u2 i2 C. D. 2 U 2 I 2 4 U 2 I 2 Câu 26: Đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở thuần R và độ tự cảm L nối tiếp với tụ điện biến đổi có điện dung C thay đổi được. Hiệu điện thế xoay chiều ở hai đầu mạch ổn định và có biểu thức: u U0 cos t (V). Khi C C1 thì cường độ dòng điện qua mạch là: i I0 cos t (A) và công suất 4 tiêu thụ trên mạch là P1 . Khi C C2 thì công suất mạch cực đại P2 100W . Tính P1 . A. P1 200W. B. P1 50 2W. C. P1 50W. D. P1 25W. Trang 5
6. Câu 27: Hai đầu đoạn mạch RLC, cuộn dây thuần cảm, được duy trì điện áp uAB U0 cost (V). Thay đổi R, khi điện trở có giá trị R 80 thì công suất đạt giá trị cực đại 200W. Hỏi khi điện trở bằng 60 thì mạch tiêu thụ công suất bằng bao nhiêu? A. 100W.B. 150W.C. 192W. D. 144W. Câu 28: Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm và có độ tự cảm thay đổi, tụ 10 4 1,25 C F . Điện áp hiệu dụng 2 đầu mạch là 100V, tần số 50 HZ. Khi L H thì U đạt cực đại. L Hỏi khi thay đổi L thì công suất tiêu thụ cực đại của mạch điện là bao nhiêu? A. 100W.B. 200W.C. 50W. D. 400W. Câu 29: Mạch RLC khi mắc vào mạng điện một chiều có giá trị suất điện động là U0 thì công suất là P0 . Khi mạch trên được mắc vào mạng điện xoay chiều có u U cos 100 t V thì công suất của mạch là P. P Xác định tỉ số 0 P 1 A. 0.B. 1.C. .D. 2. 2 Câu 30: Mạch điện chỉ có R khi mắc vào mạng điện một chiều có giá trị suất điện động là U0 thì công suất là P0 . Khi mạch trên được mắc vào mạng điện xoay chiều có u U0 cos 100 t V thì công suất của P mạch là P. Xác định tỉ số 0 P 1 A. 0.B. 1.C. D. 2. 2 Câu 31: Cho mạch điện AB gồm một bóng đèn dây tóc có ghi (120V - 75W); một cuộn dây có độ tự cảm 0,48 H và một tụ điện mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp u U cos 100 t V (t tính bằng s) thì thấy đèn sáng bình thường và công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB bằng 100W. Hệ số công suất của cuộn cảm là bao nhiêu? 4 3 1 1 A. B. C. D. 5 5 3 2 Câu 32: Đặt điện áp u U 2 cost (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 và R2 80 của biến trở thì công suất tiêu thụ trong đoạn mạch đều bằng 400 W. Giá trị của U là A. 400V.B. 200V.C. 100V. D. 100 2 V. Trang 6
7. Câu 33: Đặt điện áp u 200cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm một biến trở R mắc nối tiếp với 1 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 1 A. 1A.B. 2A.C. 2 D. 2 Câu 34: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50Hz 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 thay đổi được. 10 4 10 4 Điều chỉnh điện dung C đến giá trị hoặc thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đều có giá trị 2 bằng nhau. Giá trị của L bằng 1 2 1 3 A. H.B. H.C. H.D. H. 2 3 Câu 35: Đặt điện áp u 100 2 cost V, có  thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần 25 10 4 200 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện có điện dung F. Công suất tiêu thụ của đoạn 36 mạch là 50W. Giá trị của  là A. 150 rad/s. B. 50 rad/s. C. 100 rad/s.D. 120 rad/s. Câu 36: Đặt điện áp u 100cos t (V) vào hai đầu đoạn mạch có điện trở thuần, cuộn cảm thuần 6 và tụ điện mắc nối tiếp thì dòng điện qua mạch là i 2cos t (A). Công suất tiêu thụ của đoạn 3 mạch là A. 100 3 W.B. 50W. C. 50 3 W.D. 100W. Câu 37: 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 120W 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 3 A. 180W.B. 160W.C. 90W. D. 75W. Câu 38: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở 10 3 thuần R 40 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C F, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R 1 4 2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không Trang 7
8. 7 đổi thì điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch AM và MB lần lượt là: u 50 2 cos 100 t V và 12 uMB 150cos100 t (V). Hệ số công suất của đoạn mạch AB là A. 0,84.B. 0,71.C. 0,95. D. 0,86. Câu 39: Mắc nối tiếp một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được với một điện trở R và tụ 1 điện C rồi đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp ổn định u U cos t (V). Khi L L H thì 0 1 cường độ hiệu dụng chạy trong mạch đạt cực đại, lúc đó công suất tiêu thụ của mạch điện R 100 W . 2 Khi L L H thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại bằng 200 (V). Giá trị của  2 bằng: A. 100 rad/s. B. 75 rad/s. C. 150 rad/s.D. 200 rad/s. Câu 40: Đoạn mạch AB gồm biến trở R thay đổi được từ 0 đến 100  , tụ điện C có điện dung thay đổi 1 được và cuộn cảm L H mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp u 220 2 cos 100 t (V) . Điều chỉnh C đến giá trị C0 khác 0, thì thấy hiệu điện thế hiệu dụng U RC không phụ thuộc vào R khi thay đổi giá trị của R. giá trị của C0 và U RC lần lượt là: 10 4 2.10 4 10 4 2.10 4 C F C F C F C F A. B. C. D. U RC 110 V U RC 220 V U RC 220 V U RC 110 V ĐÁP ÁN 1-D 2-B 3-C 4-B 5-C 6-B 7-D 8-C 9-C 10-D 11-B 12-A 13-D 14-A 15-D 16-C 17-D 18-B 19-A 20-C 21-C 22-D 23-D 24-D 25-D 26-C 27-C 28-B 29-A 30-D 31-A 32-B 33-A 34-D 35-D 36-C 37-C 38-A 39-D 40-B HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT Câu 26: Đáp án C. Khi C C2 thì công suất mạch cực đại: U 2 P 100W khi Z Z . 2 R L C2 Ban đầu C C thì cường độ dòng điện trong mạch chậm pha so với điện áp giữa hai đầu mạch nên 1 4 R ZL ZC . U 2 Công suất của mạch lúc này là: P 50W . 1 2R Trang 8
9. Câu 27: Đáp án C. Khi điện trở có giá trị R 80 thì công suất cực đại là: U 2 P U R.P 80.200 40V max R max Khi điện trở bằng R 60 thì mạch tiêu thụ công suất bằng: 2 U 2 R 40 10 .60 P 96W . 2 2 2 602 802 R ZL ZC Câu 28: Đáp án B. 2 2 1,25 R ZC Khi L H thì U L đạt giá trị cực đại nên ZL R 50 ZC U 2 Vậy khi thay đổi L thì công suất tiêu thụ cực đại của mạch là: P 200W . R Câu 29: Đáp án A. Câu 30: Đáp án D. Câu 31: Đáp án A. 0,48 Cảm kháng của cuộn dây là: Z L. .100 48 L Cường độ dòng điện của bóng đèn là: P 75 5 I A. U 120 8 Câu 32: Đáp án B. U 2 Ta có: P U 200V . R1 R2 Câu 33: Đáp án A. U 100 2 Để công suất tỏa nhiệt trên biến trở đạt giá trị cực đại thì: R ZL I 1A . 2ZL 2.100 Câu 34: Đáp án D. 1 1 Ta có: ZL ZC ZC ZC 100 200 150 2 1 2 2 1,5 L H . Câu 35: Đáp án D. Theo đề ta có: Trang 9
10. U 2 R 1002.200 P 50 2 2 2 R ZL ZC 25 1 2002 . 36 10 4 .  120 rad/s. Câu 36: Đáp án C. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là: P UI cos 50 2. 2.cos 50 3W . 6 Câu 37: Đáp án C. Ban đầu: cos AB 1 ZL ZC . U 2 Công suất của mạch là: P 120W . R1 R2 2 2 2 R1 R2 ZL Sau đó nối tắt tụ C thì ta được: R1 2R2 ZL 3R2 U 2 R R U 2.3R U 2 P 1 2 2 90W . 2 2 9R2 3R2 4R R1 R2 ZL 2 2 2 Câu 38: Đáp án A. Ta có: 1   Z 40 nên Z 40 2 nên AM ;MB 75 nên U 148,36V . C C. AM AB Áp dụng định lý hàm sin trong tam giác đó ta có: 75 2 104,9 77,6 32,6 sin sin 75 0 cos 0 0,84 Câu 39: Đáp án D. ZL ZC 1 1 2 Khi L L1 H IMAX U P 100 W , 1 R 2 Khi L L H 2 Trang 10
11. R2 Z 2 Z 2Z C Z Z R L2 L1 L1 C ZC Z Z L1 C U 2 2 U L MAX U R Z L MAX R C U R2 R2 200 V R U 100 2 V , 2 Từ (1) và (2) ta có: R 200  Z L 200   200 rad/s. L1 1 Câu 40: Đáp án B. Hiệu điện thế hiệu dụng U RC không phụ thuộc vào R khi thay đổi giá trị của R nên ZL 2ZC nên 2.10 4 Z 100 Z 50 C (F). L C Giá trị của U RC U 220V . Trang 11