Luyện thi Vật lí Lớp 12 - Bài tập điện xoay chiều (Phần 1) - Chu Văn Biên

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 12 - Bài tập điện xoay chiều (Phần 1) - Chu Văn Biên

1. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ MỤC LỤC BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ PHẦN 2 KINH NGHIỆM SỬ DỤNG ĐỊNH LÝ BHD5 179 HAI GIÁ TRỊ CỦA BIẾN SỐ ĐỂ UX = kU. 179 KINH NGHIỆM PHỐI KẾT HỢP TN2 VÀ BHD4 183 KINH NGHIỆM PHỐI KẾT HỢP VIET VÀ BHD4 184 CASIO VỚI CÁC DẠNG CỰC TRỊ BUỘC DÙNG ĐẠO HÀM 189 MẠCH LrRC − URCMAX KHI C THAY ĐỔI 189 CƠ SỞ CỦA CHUẨN HÓA SỐ LIỆU TRONG CỰC TRỊ 198
2. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ DẠNG TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU HAY – MỚI - LẠ Câu 186. Đặt điện áp: u U 0 cos t (V) (U không đổi, ω thay đổi được) vào đoạn mạch AB nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự 2 cảm L, tụ điện có điện dung C và điện trở R sao cho CR R C. Khi ω = ω L thì điện áp hiệu dụng trên L cực đại 17U/15. Tìm hệ số công suất của mạch lúc này. A. 0,8. B. 0,56. C. 0,45. D. 0,86. Hướng dẫn 17 ULmax U U 15 17 UL max  n 1 n 2 8 * Từ BHD4 suy ra: Chọn A. 2 cos 0,8 n 1 Câu 189. Đặt điện áp u = 200cos(ωt + π/6) (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp theo đúng thứ tự gồm điện 1 trở R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Khi  rad/s thì điện áp hiệu dụng trên C cực đại và bằng? 3LC A. 1 0 0 3 V . B. 150V. C. 175V. D. 1 0 0 2 V . Hướng dẫn 171
3. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 1 C nLC n 3  U 150 V * Theo BHD4: U 100 2 Cmax U UCmax 1 n 2 Câu 190. Đặt điện áp u 100 2 cos t (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp theo đúng thứ tự gồm đoạn AM chứa cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, đoạn MB chứa điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Khi ω = ω 1 thì điện áp hiệu dụng trên tụ đạt giá trị cực đại và bằng 200 / 3 V. Tìm hệ số công suất khi ω = ω1 A. 2 / 3 B. 8 / 9 C. 3 / 7 D. 2 / 5 Hướng dẫn U UCmax 200/ 3 UC max  n 2 2 U 100 1 n * Theo BHD4: ZL 1 2 2 ZC n cos n 1 3 R 2n 2 Câu 191. Đặt điện áp u U 2 cost (V) (U không đổi, ω thay đổi được) vào đoạn mạch AB nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự 2 cảm L, tụ điện có điện dung C và điện trở R sao cho CR R C. Lần lượt cho ω các giá trị ω 1, ω2, ω3, ω4, ω5, ω6, ω7 thì điện áp hiệu dụng UCmax, UC = U; UC =UR,UR = U, UR = UL, UL = U và ULmax. Hệ thúc đúng là 2 A. 7  6 2. B. 12 4 . C.  5  3  2  6 2 . D.  2  1 3. Hướng dẫn 1 1 4 n * Theo BHD4: 4 R ; 1 C , 7 L 4 n LC nLC n LC 2 2 1 2 1 2 R C 4 * Từ UC U R L 2 1 2 C C LC 2L n 2 2 1 1 1 1 1 * Từ UL U L R L 0 n4 C 2 LC R 2C 2 1 2L 172
4. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 1 1 * Từ U U R  C R C 3 RC R * Từ U U L R  Chọn A. L R 5 L Câu 194. Đặt điện áp u U 2cost V (U không đổi còn ω thay đổi được) vào hai đoạn mạch AB mắc nối tiếp theo đúng thứ tự gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C. Khi ω = ω 1 thì điện áp trên C đạt giá trị cực đại là U Cmax. Kh   2 0, 5 61 thì điện áp trên R cực đại. Khi   3 2 2 / 3 thì điện áp hiệu dụng trên tụ là 150V. Giá trị U Cmax gần giá trị nào nhất sau đây? A. 200V. B. 220 V. C. 120 V. D. 180V. Hướng dẫn ZL 1 1 R 0,51 C 1 n 1,5 ZC n 1,5 * Theo BHD4: nLC n n R 2n 2 1 U 3U UC max 2 1 n 5 ZL3 2ZL 2 2 UR UC 100 2 ZC 1,5 1,5 * Khi  3 22 / 3 1 2 ZC3 2 2 2 U U 200 L C R 1 1,5 2 2 2 2 U UR UL UC 100 .2 200 150 150 3U UC max 90 5 201 Chọn A. 5 Câu 195. Đặt điện áp u U 0 cos t V ( U0 không đổi và ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm cuộn dây 2 thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C sao cho 2L > R C. Khi f = 6f1 thì điện áp hiệu dụng trên đoạn RL cực đại. Khi f 1 5f 1 thì điện áp hiệu dụng t rên tụ cực đại. Khi f = xf1 thì mạch AB tiêu thụ công suất cực đại. Giá trị của x gần giá trị nào nhất sau đây: A. 2. B. 3. C. 4. D. 5 Hướng dẫn p RL R p R2C 1 n 1,8 LC 6  1 p p 1 * Theo BHD4: RL np 2L n  4  p 1 R 15 C C 3 nLC n f R n f C 1, 8 15f1 3 3f1 Chọn D. Câu 196. Đặt điện áp u U 2 cos 2 ft (V) (U không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp theo thứ tự gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C sao cho R2C = 24L. Khi f = 50 Hz thì điện áp hiệu dụng trên R cực đại. Khi f = f1 điện áp hiệu dụng trên đoạn RL cực đại. Khi f = f2 = f2 − Δf điện áp hiệu dụng trên đoạn RC cực đại. Tìm độ lớn của Δf. A. 75 Hz. B. 25 Hz. C. 100Hz. D. 50 Hz. Hướng dẫn R 2 C p 4 *Theo HHD4: 12 p 1 p 2L p 3 f 0 f f L f C f 0 p 75Hz Chọn A. p Câu 197. Đặt điện áp xoay chiều U = U 0cosωt (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C sao cho CR 2 < 2L. Điều chỉnh ω để điện áp hiệu dụng trên tụ cực đại, khi đó điện áp hiệu dụng trên R gấp 5 lần điện áp hiệu dụng trên L. Tính hệ số công suất mạch AB lúc này. A. 5 / 31. B. 3 / 19 . C. 2 / 29 . D. 5 / 29. Hướng dẫn 2 2 L R 2 R ZL 0,2R Cách 1: Theo BHD1 UCmax ZL ZC ZL ZLZC C 2 2 ZC 2,7Z 173
5. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ R 2 cos Chọn C. 2 2 29 R ZL ZC 1 Z Cách 2: Theo định lý TN3; U tan tan tan . L Cmax 2 RL R 1 2 tan 2, 5 cos Chọn C. 1 tan 2 29 Z 1 L R 5ZL 2 2 Cách 3: Theo BHD4: UC max ZC n  n 13,5 cos n 1 29 R 2n 2 Chọn C. Câu 198. Đặt điện áp u = U0cos2πft (V) (f và U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp theo thứ tự’ gồm điện trở R = 40Ω , tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm. Lần lượt cho f = 50 3 Hz và f = 50 Hz thì điện áp hiệu dụng trên R cực đại và trên C cực đại. Tìm L. A. 0,4/π H. B. 0,6/π H. C. 0,2/π H. D. 0,3/π H. Hướng dẫn Cách 1: 2 1 R2C R2LC 1 R2 1 1  2 2 2 R 1 C 1 n 2L 2 L 2R L 0,2 * Theo BHD4: C  L H n n R 3 Chọn C. Cách 2: L R 2 R 2 Theo BHD1: U Z Z  L L2 2 C max L  C C 2 R 2 R 0,2 L L H Chọn C. 2 2 2 R C Câu 199. Đặt điện áp u U 2 cost (V) (U không đổi, ω thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp theo thứ tụ gồm điện trở 2 R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C sao cho 2L > R C. Khi ω = ω C thì điện áp hiệu dụng trên C cực đại và bằng 2U/ 3 . Tìm hệ số công suất của mạch RL lúc này. A. 0, 82. B. 0,56. C. 0,45. D. 0,86. Hướng dẫn 2 U ULmax U U 3  n 2 ZL 1 Cmax 1 n 2 UCmax ZC n R 2n 2 R 2n 2 cos RL cos RL 0,816 2 2 2n 1 R ZL Chọn A. Câu 200. Đặt điện áp u 220 2 cos 2 ft (V) (f thay đổi được) vào hai đầu đoạn rnạcl AB nối tiếp theo thứ tự gồm cuộn cảm thuần có độ tụ cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C Khi f = f 1 thì điện áp hiệu dụng trên C bằng điện áp hiệu dụng trên R. Khi f = l,5f 1 thì điện áp hiệu dụng trên L bằng điện áp hiệu dụng trên R. Giá trị điện áp hiệu dụng cực đại trên L gần giá trị nào nhất sau đây? A. 250 V. B. 230V. C. 270 V. D. 180 V. Hướng dẫn 1 1 R 2 C * Theo bài ra R 1,51L 1 0, 75 n 4 1C n 2L U UL max 227 V Chọn B 1 n 2 Câu 201. Một mạch điện xoay chiều AMB, đoạn AM gồm điện trở thuần R nối tiếp cuộn dây thuần cảm L, đoạn MB chỉ có tụ điện C, với 2L > CR2. Đặt vào 2 đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có biểu thức u U 2 cost với ω thay đổi được. Thay đổi ω để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại và bằng 1,25U. Hệ số công suất của đoạn mạch AM là: 1 2 1 2 A. . B. . C. . D. . 3 5 7 7 Hướng dẫn 174
6. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ U ULmax 1,25U 5 UC max  n ZL 1 2 1 n 3 UC max ZC n R 2n 2 2 R 2n 2 cos RL cos RL 2 2 2n 1 7 R ZL Chọn D. Câu 202. Đặt điện áp u 80 2 cos 2 ft (V) (f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp theo thứ tụ gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C lần lượt cho f = 50 Hz và f = 80 Hz thì điện áp hiệu dụng trên C cực đại và điện áp hiệu dụng trên L cực đại và giá trị cực đại đó gần giá trị nào nhất sau đây? A. 85 V. B. 145 V. C. 57 V. D. 173 V. Hướng dẫn fL U * Theo BHD4: n 1,6 U L max U C max 102,5 V ChọnB 2 fC 1 n Câu 203. Đặt điện áp u U 2 cost (V) (ω thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp theo thứ tự gồm điện trở R, cuộn cảm 2 thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C sao cho CR R C Lần lượt cho f = f1 và f = f2 thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện cực đại và điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm cực đại. Biết giá trị điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm cực đại bang 2U. Tính hệ số công suất của mạch AB khi f = f1. A. 0,87. B. 0,96. C. 0,76. D. 0,67. Hướng dẫn U UL max 2U 2 * Theo BHD4: U C max U L max  n 1 n 2 3 ZL 1 R 2 * Khi UCmax chuẩn hóa ZC n cos 0,96 R 2 Z Z 2 n 1 R 2n 2 L C Chọn B. Câu 205. Đặt điện áp u U 2 cos 2 t (V) (f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm, điện trở R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C sao cho 2L > CR 2. Khi f = 50 Hz thì điện áp hiệu dụng trên C cực đại và lúc này tổng cảm kháng của L và dung kháng của C là 400Ω . Khi f = 100 Hz thì điện áp hiệu dụng trên L cực đại. Tìm L. A. 4/(3π) H. B. 3/(4π) H. C. 4/(7π)H. D. 7/(4π) H. Hướng dẫn 1 C 100 nLC 1 n 2 4 100 L 400 L H Chọn A 100 C 100 L n.100 L 400 3 n L 200 LC Câu 206. Đặt điện áp u 120 2 cos t (V) (ra thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm, điện trở R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được và tụ điện có điện dung C cố định L = L1 thay đổi m thì thấy khi ω = 120π rad/s thì điện áp hiệu dụng trên L cực đại và lúc này điện áp hiệu dụng trên tụ là 40 3 V. cố định L = 2L1 thay đổi ra để điện áp hiệu dụng cực đại trên tụ. Tìm giá trị ω đó. 175
7. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ A. 30 3 rad/s. B. 30 6 rad/s. C. 40 6 rad/s. D. 40 3 rad/s. Hướng dẫn 2 2 Z U U2 U2 40 3 120 n L L max C 2 L L Z n 1 ULmax L Z U U *  C C C 40 3  : Z 1 2 C n 1 120 R 2C 1 1 L ; 1 L1C L1C 2 2L1 n 2 2 2 L 2L1 U 1 R C 1 R C 1 4 * C max 1 n '  : n ' 2L 2 2 2L1 4 3 2 1 1 3 120 C . 30 3 rad / s Chọn A. n 'L2C n '.2L1C 4 2.2 Câu 207. Đặt điện áp u 120 2 cos t (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm, điện trở R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được và tụ điện có điện dung C cố định L = L 1 thay đổi ω thì thấy khi ω = 120π rad/s thì điện áp hiệu dụng trên L cực đại và lúc này điện áp hiệu dụng trên tụ là 40 3 V. cố định L = 2L1 thay đổi ω thì điện áp hiệu dụng cực đại trên tụ là bao nhiêu? A. 168 V. B. 181 V. C. 150V. D. 195 V. Hướng dẫn 2 2 Z U U2 U2 40 3 120 n L L max C 2 L L Z n 1 ULmax L Z U U *  C C C 40 3  : Z 1 2 C n 1 120 R 2C 1 1 L ; 1 L1C L1C 2 2L1 n 2 2 2 L 2L1 U 1 R C 1 R C 1 4 * C max 1 n '  : n ' 2L 2 2 2L1 4 3 U 120 U C max 181, 4 V Chọn B 1 n ' 2 1 9 / 16 Câu 208. Đặt điện áp u 100cost (V) ( ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB ghép nối tiếp theo thứ tự gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C. Khi ω = ω0 thì UC = 1,2URL và nếu nối tắt tụ thì dòng hiệu dụng không thay đổi. Khi thay đổi ω thì điện áp hiệu dụng trên đoạn RL lớn nhất bằng A. 107 V. B. 100 V. C. 87 V. D. 120 V. Hướng dẫn Z 1,2Z 1,2 R 2 Z2 C RL L ZL 0,75R 2 2 2 2 Z' R Z R Z Z ZC 1,5R L L C 4 p R2C R2 4 3 p 1 p 2L 2Z Z 9 1 L C p 0 3 U 50 2 URL max 107 V Chọn A. 2 2 1 p 4 1 3 Câu 209. Đặt điện áp u U 2cost V (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp, điện trở R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Cố định C = C 0 thay đổi ω đến gái trị ω = ω 1 thì điện áp hiệu dụng trên tụ cực đại, đến giá trị ω = 4ω1/3 thì điện áp hiệu dụng trên L cực đại và bằng 332,61 V. Cố định ω = ω 2 = 4ω1/3 thay đổi C để điện áp hiệu dụng trên tụ cực đại và giá trị cực đại là: A. 220V. B. 381V. C. 421V. D. 480 V. Hướng dẫn U ULmax  4 2 n L 10n U 220 V  3 * Theo BHD4: C Z n 4 Z n;R 2n 2 L L R 2n 2 6 176
8. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 2 ZL 8 * Khi  2 thay đổi C: UC max U 1 220 1 421 V Chọn C. R 3 Câu 210. Đặt điện áp u 200 2cost V (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB 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. Cố định ω = ω0 thay đổi L đến giá trị L0 thì ULmax = U1. Cố định L = L0 2 thay đổi ω đến giá trị ω1 thì UCmax = U2 và đến giá trị ω2 thì ULmax = U3. Biết U1 = 0,9U3 và CR < 2L0. Giá trị U2 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 230 V. B. 255 V. C. 225 V. D. 250 V. Hướng dẫn R 2 C 1 U n * Đặt 0 2 1 2 L 0 n R C 2 n 1 2 2 2 2 R ZC R ZC * Khi  0 thay đổi L: U1 ULmax U ZL R ZC L L n R 2 Z2 0 U U U 0 U C C 1 L max R 2C 2 n 1 U * Khi L = L0 thay đổi ω, theo định lý BHD4: U 2 U 3 U LC max 1 n 2 n U 50 * Vì U1 0,9U 2 nên U 0,9 n 2 n 1 1 n 2 31 200 U2 254,9 V Chọn B. 1 50 / 31 2 Câu 211. Đặt điện áp u U 2 cost (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB 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, cố định ω = ω0, thay đổi L đến giá trị L0 thì ULmax = U1. Cố định L = L0 thay đổi ω đến giá trị ω1 thì UCmax = U2 và đến giá trị ω2 thì ULmax = U3. Biết U 1 7U 3 / 3 và CR2 < 2L0. Tìm 2 / 1 . A. 1,6. B. 1,8. C. 1,9. D. 1,5. Hướng dẫn R 2 C 1 L n * Đặt 0 2 1 2 L 0 n R C 2 n 1 2 2 2 2 R ZC R ZC * Khi  0 thay đổi L: U1 ULmax U ZL R ZC L L n R 2 Z2 0 U U U 0 U C C 1 L max R 2C 2 n 1 U * Khi L = L0 thay đổi ω, theo định lý BHD4: U 2 U 3 U LC max 1 n 2 n U 7 1 U 2 n 1 n 1 U 3  1 3  n 1,8 2 Chọn B. 2 U3 n 2n 1 n2 1 Câu 212. Đặt điện áp u U 2 cost (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB 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, cố định ω = ω0, thay đổi L đến giá trị L0 thì ULmax = U1. Cố định L = L0 thay đổi ω đến giá trị ω1 thì UCmax = U2 . Giá trị k không thể là ? A. 0,86. B. 0,87. C. 0,92. D. 0,98. Hướng dẫn R 2 C 1 L n * Đặt 0 2 1 2 L 0 n R C 2 n 1 2 2 2 2 R ZC R ZC * Khi  0 thay đổi L: U1 ULmax U ZL R ZC 177
9. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ L0 n U1 UL max U 2 U 2 2 L0 R C 2 n 1 R ZC C L L n 1 1 R 2 0 0 1 1 2 C R C 2 n 1 2 n U * Khi L = L0 thay đổi ω, theo định lý BHD4: U 2 U LC max 1 n 2 1 1 1 U1 1 1 3 k 1 2 n k 1 Chọn A. U 2 2 n 2 Câu 213. Đặt điện áp u U 2 cost (V) (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Khi  1 thì điện áp hiệu dụng trên các phần tử thỏa mãn 2U L = 3UR = 4UC = 120 V. Khi  2 thì UCmax. Giá trị UCmax gần giá trị nào nhất sau đây? A. 120 V. B. 50 V. C. 60V. D. 105 V. Hướng dẫn 2 2 2 2 * Khi  1 : U UR UL UC 40 60 30 50 V 2 2 2 2 1 R C R U R 40 Đặt 2 1 n 1,8 n L Z L ZC U L U C 60.30 * Theo định lý BHD4: U 50 U L max U C max 60,13 V 1 n 2 1 1,8 2 Chọn C. Câu 214. Đặt điện áp u 200 2 cost (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Khi ω thay đổi thì điện áp hiệu dụng trên tụ cực đại là UCmax và điện áp hiệu dụng trên đoạn mạch chứa RL cực đại là URlmax. Nếu UCmax = 250 V thì URLmax là A. 320V. B. 280 V. C. 311V. D. 305 V. Hướng dẫn R 2C 1 Đặt 2 1 2p p 1 L n 1 2 1 2p p 1 U 200 5 n UL max UC max 250 n  p 1,306 1 n 2 1 n 2 3 * Theo định lý BHD4: U 200 URL max URC max 311 V 2 2 1 p 1 1,306 Chọn C. Câu 215. Đặt điện áp u U 2cos t u (V) ( ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C. Khi ω = ω0 điện áp hiệu dụng trên R cực đại. Khi  0 3, 733 rad/s thì điện áp hiệu dụng trên L bằng 0,8U. Khi  50 / 6 thì điện áp hiệu dụng trên RC cực đại. Giá trị ω0 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 42π rad/s. B. 110π rad/s. C. 38π rad/s. D. 50π rad/s. Hướng dẫn 5 R2C  0 1 n 1 p 1 p 0 RC 6 2L 1 229 * Theo BHD4: RC  p 1,44  n p 625 UL U * Từ UL IZL kU 2 2 2 1 1 1 R C 1 1 R L 2 2 4 2 1 2 1 C L C  2L LC  2 2 2   1  0 2n 1 0 1 0 k 0,8  0 1,2011515 2 1 229 n   k 625   0 3,733  0 42,637 rad/s Chọn A. Câu 216. Đặt điện áp u U 2cos 2 ft u (V) (U không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C sao cho 9L = 5CR2. Lần lượt cho f = x Hz, f = x2 − 1200 Hz và f = y Hz thì điện áp hiệu dụng trên C cực đại, điện áp hiệu dụng trên L cực đại và điện áp hiệu dụng trên R cực đại. Tính y. A. 50Hz B. 40 Hz. C. 40 10 Hz. D. 50 10 Hz. Hướng dẫn 178
10. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 1 R 2C * Từ 9L 5C2 1 0,9 n 10 n 2L f x2 1200 n L 10 x 40 BHD4  fC x Chọn C. fR fC n 40 10 KINH NGHIỆM SỬ DỤNG ĐỊNH LÝ BHD5 HAI GIÁ TRỊ CỦA BIẾN SỐ ĐỂ UX = kU. Định lý BHD5: 1) Mạch RLC, khi L thay đổi thì U L max k 0 U . Nếu hai giá trị L1 và L2 để UL = kU thì: 2 L2 L1 1 k0 2 4 2 L1 L2 1 k 2 C2 C1 1 k0 2) Mạch RLC, khi C thay đổi thì U C max k 0 U . Nếu hai giá trị C1 và C2 để U C kU thì 2 4 2 C1 C2 1 k 3) Mạch RLC, khi ω thay đổi thì UL max UC max k0 U . Nếu hai giá trị ω 1 và ω 2 để U L kU (hoặc U C kU ) thì 2 2   1 k 2 2 1 0 2 4 2 1 2 1 k 4) Mạch RLC, khi R thay đổi thì mạch tiêu thụ công suất cực đại P max. Nếu hai giá trị R 1 và R2 để mạch tiêu thụ công suất P thì: 2 R 2 R1 Pmax 2 2 R1 R 2 P Phương pháp chung: Biến đổi về phương trình bậc 2 rồi áp dụng định lý Viet b c y0 x0 2 2 2a a y ax bx c ax bx c y 0 b c y x x ;x x 1 2 a 1 2 a (Các bài toán thường gặp a, b > 0) * Khi L thay đổi: UZL U UL IZL kU 2 2 2 2 1 1 R ZL ZC R ZC 2 2ZC . ZL ZL 1 2 1 ZC 1 k0 2 2 2 2 ZL0 R ZC R ZC 2 2 1 1 1 1 1 1 1 k R ZC 2 2ZC . 1 2 0 2 2 ZL ZL k ZL1 ZL2 R ZC 1 1 2Z C Z Z R 2 Z2 L1 L2 C Z Z 1 k 2 L L 1 k 2 L 2 L1 0 2 1 0 2 4 2 4 2 Z L1 Z L 2 1 k L1 L 2 1 k * Khi C thay đổi: UZ U C UC IZC kU 2 2 2 2 1 1 R ZL ZC R ZL 2 2ZL . 1 ZC ZC 2 1 ZL 1 k0 2 2 2 ZC0 R ZL R ZL 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 k R ZL 2 2ZL . 1 2 2 2 ZC ZC k ZC1 ZC2 R ZL 1 1 2Z L Z Z R 2 Z2 C1 C2 L 179
11. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Z Z 1 k 2 C C 1 k 2 C 2 C1 0 2 1 0 2 4 2 2 4 2 Z C1 Z C 2 1 k C1 C 2 1 k * Khi ω thay đổi: 1 U C U UC IZC kU 2 2 2 2 1 2 2 4 R C 2 R L L C  2 LC  1 C 2 1 R 2 1 k 2 2 0 C 2 LC 2L LC 2 2 2 2 2 4 R C 2 1 2 2 1 k L C  2 LC  1 2 0 1 2 2 2 2 k L C 2 2 2 1 R 1 2 2 2 LC 2L 2 2   1 k 2 1 2 2 4 0   1 k 2 EMBED Equation.DSMT4 2 1 * Khi ω thay đổi: UL U UL IZL kU 2 2 2 1 1 1 1 R 1 R L 2 2 4 2 2 2 1 C L C  LC 2L  2 2 1 R C 2 2 LC LC 1 k0 L 2 2 1 1 1 R 1 1 1 1 2 2 2 2 2 4 2 2 2 1 2 0 2 2 L C 1 k L C  LC 2L  k 1 2 1 1 R 2C2 2 2 2 LC 1 2 2 2 2 2 1 2 1 k0 2 4 2 2 1 1 k U 2 R U 2 * Khi R thay đổi: 2 2 2 P I R 2 2 R R Z LC 0 R Z LC P 2 U 2 R0 ZLC;R1R2 ZLC 2 2P R R P max 1 2 2 4 max 2 2 U R2 R1 P R R 1 2 P Câu 217. (340329BT) Đặt điện áp xoay chiều u U 2cos  (V) (U và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi. Điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằng U 10 . Khi L = L1 và L = L2 thì điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm đều bằng 1,5U. Tính L1/L2 + L2/L1. A. 1,24. B. 1,50. C. 3,43. D. 4,48. Hướng dẫn * Khi L thay đổi: UZL U UL IZL kU 2 2 2 2 1 1 R ZL ZC R ZC 2 2ZC . ZL ZL 1 180
12. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 2 1 ZC 1 k0 2 2 2 2 ZL0 R ZC R ZC 2 2 1 1 1 1 1 1 1 k R ZC 2 2ZC . 1 2 0 2 2 ZL ZL k ZL1 ZL2 R ZC 1 1 2Z C Z Z R 2 Z2 L1 L2 C Z Z 1 k 2 L L 1 0,1 L 2 L1 0 2 1 Chọn D. 2 4 2 2 4 2 4, 48 Z L1 Z L 2 1 k L1 L 2 1 1,5 Câu 218. (340330BT) Đặt điện áp xoay chiều u U 2cos t (V) (U và ω không đôi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C thay đổi được, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L. Điện áp hiệu dụng trên tụ đạt giá trị cực đại bằng 5U/3. Khi C = C1 và C = C1 + 16/π (pF) thì điện áp hiệu dụng trên tụ đều bằng U 2,5 . Tính C1. A. 12/π (µF). B. 40/π (µF). C. 18/π(µF). D. 24/π (µF). Hướng dẫn UZ U * Khi C thay đổi: C UC IZC kU 2 2 2 2 1 1 R ZL ZC R ZL 2 2ZL . 1 ZC ZC 2 1 ZL 1 k0 2 2 2 ZC0 R ZL R ZL 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 k R ZL 2 2ZL . 1 2 2 2 ZC ZC k ZC1 ZC2 R ZL 1 1 2Z L Z Z R 2 Z2 C1 C2 L Z Z 1 k 2 C C 1 0,36 C 2 C1 0 2 1 2 4 2 4 2 ZC1 ZC 2 1 k C1 C 2 1 0, 4 16 C C F C 2 5 2 1 24     C1 F Chọn D. C1 3 Câu 219. (340331BT)Đặt điện áp xoay chiều u 100 2cos t (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp 2 gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L sao cho 2L > R C. Khi ω = ω1 và ω = ω2 thì điện áp hiệu dụng trên tụ cùng bằng 115 V. Nếu ω1/ω2 + ω2/ω1 = 2,66 thì điện áp hiệu dụng cực đại trên tụ là bao nhiêu? A. 144,0 V. B. 132,6 V. C. 155,6 V. D. 122,5 V. Hướng dẫn 1 U C U * Khi ω thay đổi: UC IZC kU 2 2 2 2 1 2 2 4 R C 2 R L L C  2 LC  1 C 2 1 R 2 1 k 2 2 0 C 2 LC 2L LC 2 2 2 2 2 4 R C 2 1 2 2 1 k L C  2 LC  1 2 0 1 2 2 2 2 k L C 2 2 2 1 R 1 2 2 2 LC 2L 2 2 2 R C 1 k 1 2 1 k0 1 0,656778 k0 1,326 2L 2 2 1 U C m ax k 0 U 132, 6 V Chọn B. Câu 220. (340332BT) Đặt điện áp u U 2 cos 2 ft (U không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C. Khi f = 35 Hz hoặc f = 77 Hz thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện có cùng giá trị 1,1U. Khi f thay đổi thì điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm đạt giá trị cực đại là xU. Tính x. A. 1,2. B. 1,25. C. 1,35. D. 1,4. Hướng dẫn 181
13. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 2 2 2 f1 f2 2fC 2 2 1 4 f1 f2 1 2 fR k 2 4 4 f 2 f 2 352 772 fC fC fC 1 2 1 1 2 2 2 4 2 2 1 2 2 2 1 2 0,3057 fL fL fC fR 4f1 f2 k 4.35 .77 1,1 U 1 1 Chọn A. U L max xU x 1, 2 2 2 1 0,3057 fC fC 1 2 1 2 f L f L Câu 221. (340333BT) Đặt điện áp xoay chiều u U 2cos t (V) (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L sao cho 2L > R 2C. Khi ω thay đổi điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm cực đại là 1,25U. Khi ω = 12000 rad/s và ω = ω2 R C. Khi ω =ω 1 và ω = 2ω1 thì điện áp hiệu dụng trên L cùng bằng 160 V. Điện áp hiệu dụng cực đại trên L gần giá trị nào nhất sau đây? A. 170 V. B. 175 V. C. 180 V. D. 185 V. Hướng dẫn 182