Luyện thi Vật lí Lớp 12 - Bài tập điện xoay chiều (Phần 4) - Chu Văn Biên

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 12 - Bài tập điện xoay chiều (Phần 4) - 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 4 PHÁT TRIỂN Ý TƯỞNG BÀI TOÁN ỔN ÁP TRONG ĐỀ THỰC NGHIỆM CỦA BỘ NĂM 2017 245 KHAI THÁC THÔNG TIN TỪ ĐỒ THỊ CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG LẤY THÔNG TIN TỪ NHIỀU ĐỒ THỊ HÌNH SIN 246 LẤY THÔNG TIN TỪ 1 ĐỒ THỊ KHÔNG PHẢI SIN 252 ĐỒ THỊ CÔNG SUẤT DÒNG ĐIỆN HỆ SỐ CÔNG SUẤT 255 ĐỒ THỊ ĐIỆN ÁP 259 LẮY THÔNG TIN TỪ ĐỒ THỊ THÍ NGHIỆM 262 Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888
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 347. Điện năng từ nhà máy điện được đưa tới nơi tiêu thụ nhờ các dây dẫn, tại nơi tiêu thụ cần một công suất không đổi. Ban đầu hiệu suất truyền tải là 90%. Muốn hiệu suất truyền tải là 96% thì cần giảm cường độ dòng điện trên dây tải điện đi bao nhiêu phần trăm so với lúc đầu? A. 37%. B. 39%. C. 35%. D. 61%. Hướng dẫn Ptt 0,9P 2 * Lúc dầu: Ptt 9 P 9I R P 0,1P ' Ptt 0,96P ' ' '2 * Lúc sau: Ptt 24 P ' 24I R P ' 0,05P ' ' I' Ptt Ptt 0,61 100% 39% Chọn B I Câu 348. Trong quá trình truyền tài điện năng đi xa, ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây một pha bằng n lần điện áp nơi truyền đi. Coi dòng điện trong mạch luôn luôn cùng pha với điện áp. Để công suất hao phí trên đường dây giảm đi a lần nhưng vẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ là không đổi, cần phải tăng điện áp đưa lên đường dây bao nhiêu lần? a 1 n n n n a n a A. . B. . C. . D. . a a n 1 a n 1 a n 1 Hướng dẫn * Từ U nU cos  1 P nUI * Công suất tiêu thụ lúc đầu: Ptt P P 1 n UI 1 I' ' P a ' I nUI * Công suất tiêu thụ lúc sau: Ptt P ' P ' U 'I'  Ptt U ' a a a ' I nUI a 1 n n * Vì Ptt Ptt U ' 1 n UI U ' U. Chọn A. a a a Câu 349. Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa. Ban đầu độ giảm điện áp trên dây một pha bằng 0,1 điện áp nơi truyền đi. Coi dòng điện trong mạch luôn luôn cùng pha với điện áp. Để công suất hao phí trên đường dây giảm đi 81 lần nhưng vẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ là không đổi, cần phải tăng điện áp đưa lên đường dây bao nhiêu A. 73/9. B. 71/9. C. 9 D. 8,8 Hướng dẫn * Từ U nU cos  1 P nUI * Công suất tiêu thụ lúc đầu: Ptt P P 0,9UI 1 I' ' P a ' I nUI * Công suất tiêu thụ lúc sau: Ptt P ' P ' U 'I'  Ptt U ' 81 81 81 I 0,1UI 73 * Vì P' P U ' 0,9UI U ' U. Chọn A. tt tt 9 81 9 Câu 350. Điện năng được truyền từ nơi phát đến một xưởng sản xuất bằng đường dây một pha với hiệu suất truyền tải 80%. Ban đầu xưởng này có 80 máy hoạt động, sau đó tăng thêm một số máy nên hiệu suất truyền tải điện giám 10%. Biết điện áp nơi phát không đổi. Tìm số máy tăng thêm. A. 60. B. 70. C. 25. D. 15. Hướng dẫn P P R P R * Từ hH tt P 1 H H tt P P U 2 cos2 tt U 2 cos2 H 1 H P 0,7 1 0,7 80 x 2 2 tt2 x 25 Chọn C H1 1 H1 Ptt1 0,8 1 0,8 80 Câu 351. Điện năng được truyền từ nơi phát đến một xưởng sản xuất bằng đường dây môt pha với hiệu suất truyền tải là 90%. Ban đầu xưởng sản xuất này có 90 máy hoạt động, vì muốn mở rộng quy mô sản xuất nên xưởng đã nhập về thêm một số máy. Hiệu suất truyền tải lúc sau (khi có thêm các máy mới cùng hoạt động) đã giảm đi 10% so với ban đầu. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây, công suất tiêu thụ điện của các máy hoạt động (kể cả các máy mới nhập về) đều như nhau và hệ số công suất trong các trường hợp đều bằng 1. Nếu giữ nguyên điện áp nơi phát thì số máy hoạt động đã được nhập về thêm là 242
3. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ A. 50. B. 160. C. 100. D. 70. Hướng dẫn P PR 1 P R P R * Từ h 1 H tt H 1 H tt P U2 H U2 U2 H ' 1 H ' P' 0,8 1 0,8 90 x tt x 70 Chọn D H 1 H Ptt 0,9 1 0,9 90 Câu 352. Điện năng được truyền tải điện từ trạm phát đến nơi tiêu thụ bằng đường dây một pha với điện áp trước khi truyền tải là 100 kv thì hiệu suất truyền tải là 75%. Coi điện trở đường dây tài điện và hệ số công suất truyền tải luôn không đổi. Nếu công suất tiêu thụ điện tăng thêm 25% để hiệu suất truyền tải điện là 80% thì điện áp trước khi truyền tải điện phải tăng thêm gần bằng A. 25 kV. B. 35 kV. C. 50kV. D. 21 kV. Hướng dẫn PHƯƠNG PHÁP: P P R P R * Từ hH tt P 1 H H tt P P U 2 cos2 tt U 2 cos2 2 H2 1 H2 P U tt2 1 H1 1 H1 Ptt1 U2 ÁP DỤNG: 2 0,8 1 0,8 100 1,25 U2 121 kV U2 U1 21 kV Chọn D. 0,75 1 0,75 U2 Câu 353. Điên năng được truyền tải điện từ trạm phát (công suất không đổi) đến nơi tiêu thụ bằng đường dây một pha thì hiệu suất truyền tải là H. Coi điện trở đường dây tải điện và hệ số công suất truyền tải luôn không đổi. Nếu tại trạm phát dùng máy tăng áp A có số vòng dây sơ cấp và thứ cấp là N1 và N2 thì hiệu suất truyền tải tăng 27%. Nếu tại trạm phát dùng máy tăng áp B có số vòng dây sơ cấp và thứ cấp là N2 và N3 thì hiệu suất truyền tải tăng 32%. Nếu tại trạm phát dùng kết hợp hai máy tăng áp A và tăng áp B thì hiệu suất truyền tải tăng 35%. Nếu N1 + N2 + N3 = 1800 vòng thì A. N1 +N2 = 600. B. N1 + 2N2 = 800. C. 2N1 + N2 = 600. D. 3N1 + N2 = 1200. Hướng dẫn PHƯƠNG PHÁP: P P2R 2 * Từ P UIcos I P I2R U cos U cos 2 2 P PR 1 H2 U1 N1 * Từ h 1 H 2 2 P U cos 1 H1 U2 N2 ÁP DỤNG: 2 2 2 1 H 0,27 N 1 H 0,32 N 1 H 0,35 N N 1 ; 2 ; 1 2 1 H N2 1 H N3 1 H N2 N3 N 1 1 N 200 N 2 1 2 N1 N2 N3 1800 H 0,64  N2 400 Chọn A. N 1 2 N 1200 3 N3 3 Câu 354. Tại một điểm M có một máy phát điện xoay chiều một pha có công suất phát điện và hiệu điện thế hiệu dụng ở hai cực của máy phát đều không đổi. Nối hai cực của máy phát với một trạm tăng áp có hệ số tăng áp là k đặt tại đó. Từ máy tăng áp điện năng được đưa lên dây tải cung cấp cho một xưởng cơ khí cách xa điểm M. Xưởng cơ khí có các máy tiện cùng loại công suất khi hoạt động là như nhau. Khi hệ số k = 2 thì ở xưởng cơ khí có tối đa 120 máy tiện cùng hoạt động. Khi hệ số k = 3 thì ở xưởng cơ khí có tối đa 125 máy tiện cùng hoạt động. Do xẩy ra sự cố ở trạm tăng áp người ta phải nối trực tiếp dây tải điện vào hai cực của máy phát điện. Khi đó ở xưởng cơ khí có thể cho tối đa bao nhiêu máy tiện cùng hoạt động. Coi rằng chỉ có hao phí trên dây tải điện là đáng kể. Điện áp và dòng điện trên dây tải điện luôn cùng pha. A. 93. B. 108. C. 84. D. 112. (Chuyên Vĩnh Phúc − 2016) Hướng dẫn 243
4. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ P P P P xP x 93 0 P 0 * Công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương U nên: P  Chọn A. P 120P0 4 P 129P0  P P 36P0 P 125P0 9  Câu 355. Điện năng được truyền tải điện từ trạm tăng áp băng đường dây tải điện một pha có điện trở tồng cộng 30 Ω. Biết điện áp hiệu ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp cùa máy hạ áp lần lượt là 2200 V và 220 V, cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp của máy hạ áp là 100 A. Xem các máy biến áp lý tưởng, hệ số công suất luôn luôn bằng 1. Hiệu suất truyền tải điện năng là: A. 88%. B. 92%. C. 90%. D. 85%. Hướng dẫn U ' N1 I2 U2 220 * Hạ áp: I1 I2 100. 10 A U2 N2 I1 U ' 22000 Ptt Ptt U 'I1 2200.10 * Hiệu suất truyền tải: H 2 2 0,88 P Ptt P U 'I1 I1 R 2200.10 10 .30 Chọn A. Bài toán 6: Điện năng được truyền từ một nhà máy phát điện có công suất không đổi đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Nếu điện áp truyền đi là U và nơi tiêu thụ phải lắp một máy hạ áp lý tưởng với tỉ số vòng dây sơ cấp và thứ cấp là k thì công suất nơi tiêu thụ nhận được là Ptải. Nếu điện áp truyền đi là nU và nơi tiêu thì phải lắp một máy hạ áp lý tưởng với tỉ số vòng dây sơ cấp và thứ cấp là k’ thì công suất nơi tiêu thụ nhận được là P’tải. Coi dòng điện luôn cùng pha với điện áp. Lập biểu thức xác định k’ Hướng dẫn * Điện áp trên tải luôn là Utải: U đưa lên I dây U sơ cấp P sơ cấp P thứ cấp U P kUtải P Ptải kUtải U U nU P k’Utải P P’tải k’Utải nU nU Câu 356. Điện năng được truyền từ một nhà máy phát điện A có công suất không đổi đến nơi tiêu thụ B bằng đường dây tải điện một pha. Nếu điện áp truyền đi là U và ở B lắp một máy hạ áp lý tưởng với tỉ số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là k = 30 thì đáp ứng 20/21 nhu cầu điện năng của B. Nếu muốn cung cấp đủ điện năng cho B thì điện áp truyền đi phải là 2U, khi đó cần dùng máy hạ áp lý tưởng với tỉ số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là k bằng bao nhiêu? Coi dòng điện luôn cùng pha với điện áp. A. 58. B. 53. C. 44. D. 63. (Chuyên Vinh 2016) Hướng dẫn k ' P ' k ' 21 *Áp dụng: tai k ' 63 Chọn D. nk Ptai 2.30 20 Câu 357. (340251BT) Điện năng được truyền từ một nhà máy phát điện nhỏ đến một khu công nghiệp (KCN) bằng đường dây tải điện một pha. Nếu điện áp truyền đi là u thì ở KCN phải lắp một máy hạ áp lý tưởng với tỉ số 18/1 để đáp ứng 12/13 nhu cầu điện năng của KCN. Nếu muốn cung cấp đủ điện năng cho KCN thì điện áp truyền đi phải là 2U, khi đó cần dùng máy hạ áp lý tưởng với tỉ số như thế nào? Coi dòng điện luôn cùng pha với điện áp. A. 114/1. B. 41/3. C. 117/1. D. 39/1. Hướng dẫn * Điện áp trên tải luôn là Utải: U đưa lên I dây U sơ cấp P sơ cấp P thứ cấp U P kUtải P Ptải kUtải U U nU P k’Utải P P’tải k’Utải nU nU k ' P ' k ' 13 * Vì P sơ cấp = P thứ cấp nên: tai k ' 39 nk Ptai 2.18 12 244
5. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Câu 358. Điện năng truyền đi từ một máy phát công suất không đổi. theo đường dây một pha với điện trở dây tải 30 Ω. Biết điện áp hai đầu máy phát có giá trị hiệu dụng 600 V và lệch pha 200 so với cường độ dòng điện. Điện áp hai đầu mạch tiêu thụ có giá trị hiệu dụng 500 V và lệch pha 25° so với cường độ dòng điện. Hiệu suất truyền tài và công suất máy phát có giá trị lần lượt là A. 88,3% và 2145,5 W. C. 91,2% và 3120,7 W. B. 91,2% và 2145,5 W. D. 80,4% và 2511,1 W. Hướng dẫn U 6002 5002 2.600.500cos 110,83 V B R U I R 5,54 A 600 R * Tính 500 P UIcos 3124,37 W 200 250 P 1 1 A P1 U1Icos 1 2511,14 W H 0,804 U P R M Chọn D. PHÁT TRIỂN Ý TƯỞNG BÀI TOÁN ỔN ÁP TRONG ĐỀ THỰC NGHIỆM CỦA BỘ NĂM 2017 Bài toán tổng quát: Điện năng được truyền từ đường dây điện một pha có điện áp hiệu dụng ổn định U vào nhà một hộ dân bằng đường dây tải điện có chất lượng kém. Trong nhà của hộ dân này, dùng một máy biến áp lý tưởng để duy trì điện áp hiệu dụng ở hai đầu ra luôn là U (gọi là máy ổn áp). Nếu công suất sử dụng điện trong nhà lần lượt là P 1 và P2 thì tỉ số giữ điện áp hiệu dụng ở đầu ra và điện áp hiệu dụng ở đầu vào (tỉ số tăng áp) của máy ổn áp lần lượt là k 1 và k2. Coi điện áp và cường độ dòng điện luôn cùng pha. Tìm hệ thức liên hệ giữa P1, P2, k1 và k2. U IR I k U U / k U U I U P 2 k U 2 2 P1 U 2 I I R U k k k 1 I1 P k k 1 * Từ 2 2 2 2 1 2 k1 2 1 2 I I R U U k k 1 P k2 k 1 1 1 1 U 2 1 1 2 1 k1 Câu 359. Điện năng được truyền từ đường dây điện một pha có điện áp hiệu dụng ôn định 220 V vào nhà một hộ dân bằng đường dây tải điện có chất lượng kém. Trong nhà của hộ dân này, dùng một máy biên áp lí tưởng để duy trì điện áp hiệu dụng ở đầu ra luôn là 220 V (gọi là máy ổn áp). Máy ổn áp này chỉ hoạt động khi điện áp hiệu dụng ở đầu vào lớn hơn 110 V. Tính toán cho thấy, nếu công suất sử dụng điện trong nhà là 1,1 kW thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở đầu ra và điện áp hiệu dụng ở đâu vào (tỉ số tăng áp) của máy ổn áp là 1,1. Coi điện áp và cường độ dòng điện luôn cùng pha. Nếu công suất sử dụng điện trong nhà là 2,2 kW thì tỉ số tăng áp của máy ổn áp bằng A. 1,55. B. 2,20. C. 1,62. D. 1,26. (Trích đề thực nghiệm của Bộ 2017) Hướng dẫn U I U P 2 k U 2 2 P1 U 2 I I R U k k k 1 I1 P k k 1 * Từ 2 2 2 2 1 2 k1 2 1 2 I I R U U k k 1 P k2 k 1 1 1 1 U 2 1 1 2 1 k1 2 1,2 k2 1 k2 4,785 2 2 Chọn D. k2 1,1 1 k2 1,264 Câu 360. Điện năng được truyền từ đường dây điện một pha có điện áp hiệu dụng ổn định U vào nhà một hộ dân bằng đường dây tải điện có chất lượng kém. Trong nhà của hộ dân này, dùng một máy biến áp lí tưởng để duy trì điện áp hiệu dụng ở đầu ra luôn là U (gọi là máy ổn áp). Máy ổn áp này chỉ hoạt động khi điện áp hiệu dụng ở đầu vào lớn hơn 0,65U. Tính toán cho thấy, nếu công suất sử dụng điện trong nhà là P thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở đầu ra va điện áp hiệu dụng ở đầu vào (tỉ số tăng áp) của máy ổn áp là 1,15. Coi điện áp và cựờng độ dòng điện luôn cùng pha. Nếu công suất sử dụng điện trong nhà là 2P thì tỉ số tăng áp của máy ổn áp bằng A. 15/17. B. 25/13. C. 23/16. D. 23/15. Hướng dẫn 245
6. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ U I U P 2 k U 2 2 P1 U 2 I I R U k k k 1 I1 P k k 1 * Từ 2 2 2 2 1 2 k1 2 1 2 I I R U U k k 1 P k2 k 1 1 1 1 U 2 1 1 2 1 k1 23 k 1,152 k 1 2 8 2 2 Chọn D. k2 1,15 1 23 2 k 2 15 Câu 361. Điện năng được truyền từ đường dây điện 1 pha có điện áp hiệu dụng ổn định U vào nhà một hộ dân bằng đường dây tại điển có chất lượng kém. Trong nhà của hộ dân này, dùng một máy biến áp lí tưởng để duy trì điên áp hiệu dụng ở đầu ra luôn là U (gọi là máy ổn áp). Tính toán cho thấy, nếu công suẩt sử dụng điện trong nhà là P thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở đầu ra và điện áp hiệu dụng ở đầu vào (tỉ số tăng áp) của máy ổn áp là 1,2. Coi điện áp và cựờng độ dòng điện luôn cùng pha. Nếu tỉ số tăng áp của máy ổn áp bằng 1,5 thì công suất sử dụng điện trong nhà là A. 1,25P. B. 1,8P. C. 1,6P. D. 2P Hướng dẫn U I U P 2 k U 2 2 P1 U 2 I I R U k k k 1 I1 P k k 1 * Từ 2 2 2 2 1 2 k1 2 1 2 I I R U U k k 1 P k2 k 1 1 1 1 U 2 1 1 2 1 k1 P k1 1,2 2 1,6 Chọn C k2 1,5 P1 Câu 362. Điên năng được truyền từ đưòưg dây điện một pha có điện áp hiệu dụng ổn định U vào nhà một hộ dân bằng đường dây tải điện có chất lượng kém. Trong nhà của hộ dân này, dùng một máy biến áp lí tưởng để duy trì điện áp hịẹu dụng ở đâu ra luôn là U (gọi là máy ổn áp). Nếu công suất sử dụng điện trong nhà lần lượt là P và 1,6P thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở đầu ra và điện áp hiệu dụng ở đầu vào (tỉ số tăng áp) cùa máy ổ áp lần lượt là k và k + 0,3. Coi điện áp và cường độ dòng điện luôn cùng pha. Giá trị k gần giá trị nào nhât sau đây? A. 1,25. B. 1,8. C. 1,6. D. 2. U I U P 2 k U 2 2 P1 U 2 I I R U k k k 1 I1 P k k 1 * Từ 2 2 2 2 1 2 k1 2 1 2 I I R U U k k 1 P k2 k 1 1 1 1 U 2 1 1 2 1 k1 k 1,2 k2 k 0,3 1 1,6 k 0,178 k 0,3 2 k 1 k 1,122 Chọn A. KHAI THÁC THÔNG TIN TỪ ĐỒ THỊ CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG LẤY THÔNG TIN TỪ NHIỀU ĐỒ THỊ HÌNH SIN Câu 363. Đoan mạch AB gồm đoạn AM chứa hộp kín X nối tiếp đoạn MB chứa hộp kín Y. Các hộp kín chỉ chứa một trong các phần tử: điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có U(V) độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều thì 300 cường độ hiệu dụng chạy qua mạch là 2 A, điện áp tức thời trên AM (đường 1) và trên (2) t(ms) MB (đường 2) phụ thuộc thời gian biểu diễn như hình vẽ. Giá trị của X và Y lần lượt là 0 20 300 (1) A. C 100 2 / F và R 300 . B. L 0,75 2 / H và R 200 . C. C 100 2 / F và L 0,75 2 / H D. L 0,75 2 / H và C 100 2 / F. Hướng dẫn 2 * Chu kỳ:  20.10 3 s  100 rad / s T 246
7. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ * Vì uAM sớm pha hơn uMB là π nên X là L và Y là : 150 2 0,75 2 ZL L H 2 100 2 100 2 Z C F C 2 Chọn D. Câu 364. Đăt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp theo thứ tự gồm U(V) đoạn AM chứa cuộn cảm thuần có độ tự cảm L nối tiếp với điện trở R và đoạn MB chứa tụ điện có điện dung C. Hình vẽ là đồ thị phụ thuộc thời gian của điện áp tức thời trên AB (đường 1) và trên AM (đường 2). Nếu cường độ hiệu dụng qua mạch là 1 A thì L bằng 100 2 (1) 100 t(ms) A. 0,5/π H. B. 1,5/π H. C. 1,0/π H. D. 0,5 3 H 0 (2) 100 3 100 6 2,5 Hướng dẫn * Chu kỳ T/8 = 2,5ms M  0,02s  2 /  100 rad / s * Vẽ giản đồ véc tơ:  AB UL tan 3 U AM cos 50 V AM 3 L  UR I UL ZL 0,5 A ZL 50 L H Chọn A I    UC U B Câu 365. Đăt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đa AB gồm đoạn AM (chứa tụ điện U(V) có điện dung C = 0,4/π tiếp với điện trở R) và đoạn MB chứa cuộn dây cảm. Đồ thị phụ thuộc thời gian của điện áp tức thời trên đoạn AM và MB như hình vẽ lần lượt là đường 100 (1) và đường (2). Lúc t = 0, dòng điện có giá trị bằng giá trị hiệu dụng và đang giảm. (1) Công suất tiêu thụ của mạch là ? 10 A. 400 W. B. 500 W. C. 100 W D. 200 W. 0 t(ms) (2) 100 (Thi thử chuyên Thái Bình) Hướng dẫn * Tính T 4.10 ms 0,04 s  50 ZC 50 * Từ đồ thị kết hơp với giản đồ véc tơ suy ra: R r ZL ZC 50 và UC 50V U I C 1 A P I2 R r 100 W Chọn C. ZC Câu 366 (4390087BT) Đặt điện áp xoay chiều tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch AB U(V) gồm đoạn AM nối tiếp với đoạn MB. Đoạn AM chứa điện trở R = 90 Ω nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 1/(9π) mF, đoạn MB chứa hộp kín X chi chứa 2 trong 3 phần tử nối 180 tiếp (điện trở thuần R 0, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L 0, tụ điện có điện dung C 0). Hình 156 vẽ là đồ thị phụ thuộc thời gian của điện áp trên đoạn AM (đường 2) và trên đoạn MB (1) (đường 1). Lấy 90 3 156 . Giá trị của các phần tử trong hộp kín X là? 30 t(ms) A. R = 60 Ω, L = 165 mH. B. R = 30 Ω, L = 95,5 mH. 0 0 0 0 0 60 C. R0 = 30 Ω, C0 = 106 pF. D. R0 = 60 Ω, C0 = 61,3 pF. (2) (Thi thử chuyên Hà Tĩnh) Hướng dẫn 247
8. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ *Tính: ZC 90 R nên RC / 4 . * Từ đồ thị nhận thấy U0AM 3U0MB 180V và uMB sớm hơn uAM là π/2 X / 4 Mạch X chứa R0L0 sao cho R 0 ZL0 R / 3 30  L0 95,5mH Chọn B Câu 367. Đăt điện áp u U 2 cos 2 ft u (V) (U và u không đổi, f thay đổi được) U(V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Cố định f = f1 thay đổi R đến giá trị R1 thì công suất mạch tiêu thụ cực đại và lúc này đồ thị phụ thuộc thời gian của điện áp trên AB và trên tụ như hình vẽ. Cố định R = R1 thay đổi f đến giá trị f2 thì mạch cộng hường. Tìm f2. t(ms) 0 A. 510Hz. B. 50 6 / 3Hz C. 120Hz D. 50 2Hz 5 7,5 20 Hướng dẫn u 2,5 2 cos100 t V * Từ đồ thị: 1 2R1 uC 5cos 100 t V 100 C 4 100 L R1 1 f 5000 50 2 Hz Chọn D. 2 4 2LC Câu 368. Mach điện AB gồm đoạn AM và đoạn MB. Đoạn AM có một điện trở thuần 50 Ω và đoạn MB có một cuộn dây không thuần cảm. Đặt vào mạch AB một điện áp xoay U(V) chiều thì đồ thị phụ thuộc thời gian của điện áp tức thời của hai đoạn AM và MB biểu diễn 100 2 như hình vẽ. Cảm kháng của cuộn dây là: 100 t(s) A. 12,5 2 Ω. B. 12,5 3 Ω. 0 C. 12,5 6 . D. 25 6 .Hướng dẫn * Chu kỳ là 12 ô và uMB sớm pha hơn uAM là 2 ô = T/6 : π/3 RL / 3. ZL tan rL tan r 3 ZL 12,5 6  Chọn C. 100 r2 Z2 L 100 2 R Câu 369. Đăt điện áp u U 2 cos 2 / T (V) (U, T không đổi) vào hai đầu đoạn u u(V) mạch AB mắc nối tiếp theo đúng thứ tự gồm đoạn AM chứa điện trở R, đoạn MN chứa cuộn 60 cảm có độ tự cảm L có điện trở r = R và đoạn NB chứa tụ điện có điện dung C. Đồ thị phụ (1) thuộc thời gian của điện áp tức thời trên đoạn AN (đường 1) và điện áp tức thời trên đoạn t MB (đường 2) như hình vẽ. Tính hệ số công suất trên đoạn MN và U? 0 A. 0,5 2 và 24 5V B. 2 / 5 và 24 10V (2) 60 C. 0,5 2 và 120 V. D. 0,5 3 và 60 2V T / 2 Hướng dẫn   Ur 1 UL UAN sin sin UMB 1 5 * Vẽ giải đồ: tan   cos U U 2 2 UR I r R cos Ur O  UAN 5 UR r   ULC UMB  UL  UC 248
9. Tran Thao Nhi KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ 30 2 UL UAN sin 5 Ur 1 cos MN 2 2 2 60 2 Ur UL UR r UAN cos 5 120 U U2 U2 R r LC 60 2 5 ULC UMB cos 5 EMBED Equation.DSMT4 Câu 370. Đăt điện áp u U cos 2 t / T (V) (Uo, T và φ u không đổi) vào hai đầu 0 u u(V) đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm đoạn AM chứa điện trở R, đoạn MN chứa cuộn cảm có độ tự cảm L có điện trở r = 0,5R và đoạn NB chứa tụ điện có điện dung C. Đồ thị phụ thuộc 100 thời gian của điện áp tức thời trên đoạn AN (đường 1) và trên đoạn MB (đường 2) như hình (1) vẽ. Giá tri U0 bằng? 0 t(s) A. 24 10 V. B. 50 6 V. (2) C. 60 5 V. D. 10 22 V. 100 * Vẽ giản đồ:   UL UAN Ur 1 sin sin U 1 10  tan MB  UR I cos U U 3 3 Ur r R cos O U  AN 10 UR r 100.3 U U cos 0 R r 0AN 10   100.3 ULC UMB U U cos 0LC 0MB  10 UL  2 2 U UR r ULC 60 5 UC Câu 371. Đoan mạch điện xoay chiều gồm các phần tử nối tiếp AB (chỉ chứa điện trở, U(V) cuộn cảm, tụ điện), gồm ba đoạn AM, MN và NB mắc nối tiếp nhau. Trên hình vẽ là đồ thị phụ thuộc thời gian của điện áp tức thời giữa hai đâu AB, AM, MN tương ứng là 220 đường (1), đường (2) và đường (3). Biết cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i 2 cos t / 4 A. Công suất tiêu thụ trên các đoạn mạch AM và MN lần lượt là t(ms) 0 P1 và P2. Chọn phương án đúng. (3) (2) A. P1 = 75,13 W. B. P2 = 20,47 W. 220 (1) D. P1 − P2 = 54,7 W. C. P1 + P2 = 95,6 W. 10 7,5 3 Hướng dẫn uAM 220 3 1 cos 100 t V 6 P 20,47 W P UIcos u i 1 * Từ đồ thị: uAB 220cos100 t V  Chọn C. P2 75,13 W uMB 110cos 100 t V 3 Câu 372. Điên áp xoay chiều u 100 2 cos 100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB i(A) nối tiếp gồm đoạn AM chứa điện trở R nối tiếp tụ điện có điện dung C và đoạn MB chứa cuộn cảm thuần 3 có độ tụcảm L. Khóa K có điện trở vô cùng nhỏ mắc vào hai đầu cuộn 3 cảm. Khi K mở hoặc đóng, thì đồ thị cường độ dòng điện qua mạch theo thời gian tương 3 t(s) ứng là im (đường 1) và iđ (đường 2) được biểu diễn như hình bên. Giá trị của R gần giá 0 trị nào nhất sau đây? A. 87 Ω. B. 41 Ω. C. 100 Ω. D. 71 Ω. 3 3 249
10. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Hướng dẫn * Từ đồ thị nhận thấy iđ sớm hơn im là π/2 và tổng trở khi mở và đóng k: B U0 100 2 2  Zm 100  Zm I0m 3 3   U 100 3 ZL Z 0  R d A I0d 3   ZC Zd M Cách 1: 2 2 * Vì dòng trong hai trường hợp vuông pha nên cos 1 cos 2 1 2 2 2 2 2 R R Zm 100 . 13 R 40,8  2 2 2 2 2 Z 100 . Zm Zd d 9 Cách 2: Dùng hệ thức lượng trong tam giác vuông ABM: 2 2 2 1 1 1 Zm 100 . 3 R 40,8  2 2 2 2 2 2 Chọn B. Z 100 . R Zm Zd d 9 Với bài toán đóng mở khóa k làm mất L hoặc C chúng ta nên dùng phương pháp giản đồ véc tơ nối đuôi liên quan đến tổng trở. Cách này cỏ khả năng cơ động hơn, nếu tam giác AMB là tam giác vuông thì áp dụng hệ thức lượng cho tam giác vuông, nếu là tam 1 1 giác thường thì áp dụng công thức diện tích: S Z Z sin A R.Z 2 m d 2 L Câu 373 . Điên áp xoay chiều u 120 2 cos 100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB i(A) nối tiếp gồm đoạn AM chứa điện trở R nối tiếp tụ điện có điện dung C và đoạn MB chứa 4 (1) cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Khóa K có điện trở vô cùng nhỏ mắc vào hai đầu cuộn 2 cảm. Khi K mở hoặc đóng, thì đồ thị cường độ dòng điện qua mạch theo thời gian tương t(ms) ứng là im (đường 1) và iđ (đường 2) được biểu diễn như hình bên. Giá trị của R gần giá trị 0 nào nhất sau đây? (2) 2 2 A. 87 Ω. B. 38 Ω. C. 100 Ω. D. 29 Ω. Hướng dẫn * Từ đồ thị nhận thấy: iđ sớm im là: 7 /12 và tổng trở khi mở và đóng k: B  U0 120 2 Zm Zm 60  U0m 2 2   ZL U 120 2 R Z 0 30 2  A d I0d 4   ZC 1 1 * Xé ABM : S Z Z sin R.MB Zd 2 m d 2 M Z Z sin R m d 30  Chọn B 2 2 Zm Zd 2Zm Zd cos Câu 374. Đặt hai điện áp giống hệt nhau u U0 cost (V) (U0, ω không đổi) vào hai đầu i(A) đoạn mạch X và hai đầu đoạn mạch Y với X, Y là các đoạn mạch chứa RLC mắc nối tiếp. Đồ thị phụ thuộc thời gian của dòng điện tức thời trên đoạn X (đường 1), trên đoạn Y (đường 3 2) như hình vẽ. Nếu đặt điện áp đó vào đoạn mạch mắc nối tiếp X và Y thì cường độ hiệu 2 dụng qua mạch gần giá trị nào nhất sau đây? 1 A. 0,7 A. B. 1.4 A. C. 0,9 A. D. 1,2A. 0 1 t(s) 2 3 250
11. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ Hướng dẫn 2 Z Z X 3 Y iX 3cos t A 3 * Biểu thức dòng: X 3 iY 2cos t A 6 Y 6 Chuan hoa Z 3;Z 2 R X ZX cos X 1;ZLCX ZX sin X 3 YX  R Y ZY cos Y 1,5 3 3;ZLCY ZY sin Y 1,5 2 2 ZXY R X R Y ZLCX ZLCY 13 U I Z Z 6 XY XY X I 1,2 A Chọn D. U XY IX ZXY 26 ZX Câu 375. (150229BT) Mach điện xoay chiều AB gồm đoạn AM nối tiếp với đoạn u(V) MB. Đoạn AM chứa tụ điện có điện dung C = 0,04/π mF nối tiếp với điện trở R. Đoạn MB chứa cuộn dây có điện trở. Trên hình vẽ, đường 1 và đường 2 lần lượt 100 là đồ thị phụ thuộc thời gian của điện áp tức thời trên đoạn AM và MB. Nếu tại thời điểm t = 0, dòng điện tức thời cực đại thì công suất tiêu thụ trên mạch AB là: 5 t(ms) A. 20 W. B. 100 W. C. 40 W. D. 50 W. 0 100 Hướng dẫn Chu kì: T/2 = 5 ms => T = 10 ms = 0,01 s  2 /  200 rad / s i I0 cos 200 t A  uAM 100cos 200 t V Phương trình: 4  uAB uAM uMB 100 2 cos 200 t V uMB 100cos 200 t V 4  Vì uAM và uMB cùng giá trị hiệu dụng và cùng lệch pha so với dòng điện là π/4 nên r R ZL ZC 1/ C 125. U 2 1002 * Vì u, i cùng pha nên mạch cộng hưởng: P 40 W Chọn C. r R 125 125 Câu 376. (150228BT) Đoạn mạch xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM nối tiếp với u(V) MB. Đoạn AM chứa tụ có điện dung C = 0,2/π mF nối tiếp điện trở R, đoạn MB là cuộn dây không thuần cảm. Khi t = 0, dòng điện trong mạch có giá trị I0 / 2 và đang giảm 200 (I0 là biên độ dòng điện trong mạch). Đồ thị điện áp tức thời uAM và uMB phụ thuộc thời (1) gian t lần lượt là đường 1 và 2. Tính công suât tiêu thụ cùa mạch. 0 A. 200W. B. 100W. C. 400W. D. 50W. t(ms) (2) 200 Hướng dẫn * Chu kỳ: C R r,L B T 2 10ms T 40ms  50 rad / s A 4 T M * Biểu thức: A B  UC 100 2 100 2 UL   0 UR 45 Ur 251
12. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ i I0 cos 50 t 4 u 200cos50 t V AM uMB 200cos 50 t V 2 uAB uAM uMB 200 2 cos 50 t V 4 0 uAB cùn pha với I Từ giản đồ véc tơ UC 100 2 sin 45 100V 3 UC 0,2.10 I UCC 100 2.50 . 1 A ZC P UI cos 200.1.1 200W Chọn A. LẤY THÔNG TIN TỪ 1 ĐỒ THỊ KHÔNG PHẢI SIN Câu 377. (390084BT) Đặt điện áp xoay chiều u U cos100t V (t tính bằng s) vào hai 0 U (V) đau đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ C điện có điện dung C thay đổi được. Hình vẽ là đồ thị phụ thuộc C của điện áp hiệu dụng 152 trên tụ. Lấy 48 10 152 . Giá trị của R là: A. R = 120 Ω. B. R = 60 Ω. 120 C. R = 50 Ω. D. R = 100 Ω. C(0,01mF) 0 5 15 Hướng dẫn UZC * Từ UC IZC 2 2 R ZL ZC + C 0 ZC UC 120 U 2 2 + C 0,05mF ZC 200 R ZL 200 25000 2 200 2 200 25000 + C 0,15mF ZC R ZL 3 3 9 R ZL 50 Chọn C. Câu 378. Đăt vào hai đầu mạch RLC nối tiếp (cuộn dây thuần cảm) một điện áp xoay chiều I(A) u U 2 cos t / 6 (V) (U không đổi và ω thay đổi được). Đồ thị biểu diễn cường độ hiệu dụng trong mạch phụ thuộc vào tân sô góc như hình vẽ. Khi cho ω lần lượt nhận các giá trị 4 1,2 ,3 và ω4 thì dòng điện tức thời lần lượt là I1, I2, I3 và I4. Biểu thức nào sau đây đúng? 2 2 2 A. i1 2 2 cos t / 6 A. B. i2 4 2 cos t / 3 A C. i 4cos t /12 A. D. u 2 2 cos t  / 2 A 3 4 0 1 2 3 4  Hướng dẫn R I 1 * Khi  1 thì ZL ZC và cos Z Imax 2 3 i 2 2 cos t 2 * Khi  2 ZL ZC và 0 i2 4 2 cos t 6 R I 1 * Khi  3 ZL ZC ;cos i3 4cos t Z Imax 2 4 12 252
13. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MỚI LẠ KHÓ R I 1 * Khi  4 ;ZL ZC vaf cos i4 2 2 cos t Z Imax 2 3 6 Câu 379. Cho đoạn mạch AB nối tiếp gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay UL (V) chiều u 200 2 cost (V) (với ω không thay đổi). Cho L biến thiên, đồ thị biểu diễn hiệu 270 điện thế hiệu dụng trên L phụ thuộc vào ZL như trong hình vẽ. Giá trị điện áp hiệu dụng trên L cực đại gần giá trị nào nhất sau đây? A. 280V. B. 360 V. C. 320V. D. 240 V ZL  0 50 120 Hướng dẫn 2 UZL 2 U 2 2 UL IZL ZL 1 2 2ZC ZL R ZC 0 2 2 UL R ZL ZC * Khi ZL tến đến thì UL = U. 2 2 R ZC 2 2 * Khi UL U thì ZL 50  R ZC 100ZC 2ZC 2 2 200 * Khi UL 270V và ZL 120 thì 120 1 2 2ZC .120 100ZC 0 270 3760 Z 46,42  R 100Z Z2 47,87  C 81 C C 2 2 2 R ZC ZC * Giá trị: UL max U U 1 273,23 V R R Câu 380. Đăt điện áp xoay chiều u U 2 cos100t (V) (U không đổi) vào hai đầu đoạn mạch U (V) AB nối tiếp gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở thuần L R = 60 Ω và tụ điện có điện dung C. Đồ thị biểu diễn hiệu điện thế hiệu dụng trên L phụ thuộc vào L như trong hình vẽ với L1 – L0 = 0,45 H, L2 – L0 = 0,8 H. Điện áp hiệu dụng trên L đạt giá 200 trị cực đại là? A. 200 2 V. B. 400V. C. 400 2 V. D. 300 2 V. L(H) 0 L0 L1 L2 Hướng dẫn ZL UL U 2Z 1 C 2 2 UL U ZL R ZC UZ U L 1 1 2Z * Từ UL C 2 2 2 2 1 1 2 2 R ZL ZC ZL1 ZL2 R ZC R ZC 2 2ZC 1 Z Z L L 2 ZC UL max U 1 R 100L0 60 2ZC 1 1 1 2 2 ZC 60 R ZC 100L0 100 L0 0,45 100 L0 0,8 UL max 200 2 Chọn A. 253