Chuyên đề dòng điện xoay chiều (Mạch Trí Tín)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.54 MB, 134 trang )
BỒI DƯỠNG VĂN HÓA & LTĐH MÔN VẬT LÝ
128/4 HÙNG VƯƠNG - BMT
ĐT: 0905 949 242 ( Thầy Tín)
TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ
TẬP III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Tài liệu lưu hành nội bộ
Biên soạn: Mạch Trí Tín
Họ và tên: _______________________________________________________
NĂM HỌC: 2014-2015
R
U
L
U
U
C
U
RC
U
I
Thay đổi L để U
L
cực đại:
22
22
C
L L C L
C
RZ
Z Z Z Z Z
Z
RC
UU
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 1
BÀI 1: ĐẠI CƢƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Nhắc lại về hàm số biến thiên điều hòa
cos( )
-A x A
x A t
2. Định nghĩa
Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian:
0
cos( )
i
i I t
i: cường độ dòng điện tức thời (A)
I
0
: cường độ dòng điện cực đại (A)
ω: tần số góc của i (rad/s)
2
2 f
T
Tương tự, hiệu điện thế xoay chiều:
0
cos( )
u
u U t
3. Các giá trị hiệu dụng
Công suất tỏa nhiệt: cho dòng điện xoay chiều
0
cos( )
i
i I t
qua điện trở R.
Công suất tức thời:
2 2 2 2
00
cos(2 2 ) 1
cos ( )
2
t
P Ri RI t RI
Công suất trung bình:
Nhiệt lượng tỏa ra trên R trong thời gian dt: dQ=P.dt
Xét nhiệt lượng tỏa ra trên R trong một chu kỳ (kể từ t=0)
2 2 2
0 0 0
00
0
12
cos(2 2 ) 1 sin(2 2 ) t .
2 2 2 2
T
TT
RI RI RI
Q idt t dt t T
T
công suất trung bình trong một chu kỳ:
2
2
00
, I=
2
2
RI I
P RI víi
tT
Thực tế ta chỉ xét tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều với các khoảng thời gian lớn hơn rất
nhiều chu kỳ dao động. Một cách gần đúng, người ta xem khoảng thời gian đó là bội số nguyên
lần của chu kỳ, và P cũng là công suất trung bình trong khoảng thời gian bất kỳ, gọi là công
suất.
Cường độ hiệu dụng I của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của
một dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R
bởi hai dòng điện đó là như nhau.
00
vµ U=
22
IU
I
4. Điện lượng chuyển qua mạch
Theo định nghĩa cường độ dòng điện:
0
lim dq=idt
t
q dq
i
t dt
Trong khoảng thời gian từ t
1
đến t
2
, điện lượng chuyển qua tiết điện ngang của dây dẫn là:
2
1
t
t
q idt
II. CÁC VÍ DỤ
1. HÀM ĐIỀU HÒA – VÒNG LƢỢNG GIÁC
Ví dụ 1. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức:
0
cos(100 ) A
6
i I t
. Những thời
điểm cường độ dòng điện có giá trị bằng 0 là:
x
A
-A
x
0
M
0
φ
O
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 2 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2014 - 2015
A.
1
s, k=0,1,2,
300 100
k
t víi
B.
1
s, k=1,2,3,
300 100
k
t víi
C.
1
s, k=0,1,2,
400 100
k
t víi
D.
1
s, k=0,1,2,
600 100
k
t víi
Hƣớng dẫn:
Cách 1: Giải phương trình lượng giác
0
1
cos(100 ) =0 100
6 6 2 300 100
k
i I t t k t
11
§Ó t 0 0 0,1,2,
300 100 3
k
kk
Đáp án A.
Cách 2: Ứng dụng mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòA.
(Vẽ vòng tròn lượng giác như ở chương 1. HS tự giải).
Ví dụ 2. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức:
2cos100 Ait
. Trong một giây dòng
điện đổi chiều
A.100 lần B. 50 lần C.110 lần D. 90 lần
Hƣớng dẫn:
Đối với dòng điện xoay chiều, chiều dòng điện luôn thay đổi. Người
ta chọn một trong hai chiều đó là chiều dương, thì i>0 khi dòng
điện đi theo chiều dương đã chọn, i<0 khi dòng điện đi ngược chiều
dương. Như vậy, dòng điện đổi chiều khi i đổi dấu
0i
.
Trong một chu kỳ: i=0 hai lần.
Số dao động trong 1s: f=50 Hz
i đổi chiều 100 lần trong 1s.
Đáp án A
Ví dụ 3. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=110
2
V và tần số 50 Hz vào hai đầu một
bóng đèn, biết rằng đèn chỉ sáng khi hiệu điện thế tức thời có độ lớn không nhỏ hơn 110
2
V. Thời
gian đèn sáng trong một chu kỳ của hiệu điện thế là:
A.
1
75
s
B.
1
50
s
C.
1
150
s
D.
1
100
s
Hƣớng dẫn:
Đèn sáng
0
110 2 V
110 2 V=U=
2
110 2 V
u
U
u
u
12 34
®i 1 ®Õn 2
ªn vßng trßn:
2
®i 3 ®Õn 4
tõ
tr
tõ
12 34
21
4 2 2 100
TT
t t t s
Đáp án D.
Ví dụ 4. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức:
2 2 cos(100 ) A
6
it
. Vào thời
điểm
1
600
ts
thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch có giá trị
A.0,1 A và đang giảm B. 0,1 A và đang tăng
C.
2
A và đang tăng D.
2
A và đang giảm
Hƣớng dẫn:
Cách 1: Hàm số i=f(t) đang tăng nếu có đạo hàm cấp 1 dương, giảm nếu có đạo hàm cấp 1 âm.
Ta có:
2 2( 100 )sin(100 ) A
6
it
1 1 3
2 2( 100 )sin(100 ) A=-2 2.100 . 0
600 600 6 2
t s i
i đang giảm
O
i
I
0
-I
0
1
2
3
4
u
220
-220
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 3
Cách 2: Tính pha dao động:
=100
6
pha t
11
= 100
600 600 6 3
t s pha
0
2 vµ i ®ang gi¶m
2
I
iA
Đáp án D.
ĐIỆN LƢỢNG CHUYỂN QUA TIẾT ĐIỆN THẲNG CỦA DÂY DẪN
Ví dụ 5. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức:
5cos(100 ) A
2
it
. Tính điện lượng
chuyển qua mạch trong
1
6
chu kỳ đầu tiên.
A.
1
50
C
B.
1
100
C
C.
1
10
C
D.
1
40
C
Hƣớng dẫn:
2
1
6
6
0
0
5 5 1 1
5cos(100 t ) sin(100 ) .
2 100 2 100 2 40
T
T
t
t
q idt dt t C
Đáp án D
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Dòng điện xoay chiều là dòng điện
A.có tần số biến thiên điều hòa theo thời gian. B.có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian.
C.có chiều biến thiên tuần hoàn theo thời gian. D.được cung cấp bởi bình ắc quy.
Câu 2. Khái niện cường độ 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. Đối với dòng điện xoay chiều, phát biểu nào sau đây đúng?
A.Trong công nghiệp, có thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện.
B.Điện lượng chuyển qua một tiết điện thẳng dây dẫn trong một chu kỳ bằng 0.
C.Điện lượng chuyển qua một tiết điện thẳng dây dẫn trong khoảng thời gian bất kỳ đều bằng 0.
D.Công suất tỏa nhiệt tức thời có giá trị cực đại bằng
2
lần công suất tỏa nhiệt trung bình.
Câu 4. 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 thế B.chu kỳ C.tần số D.công suất
Câu 5. 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 thế B.cường độ dòng điện C.tần số D.suất điện động.
Câu 6. Phát biểu nào sau đây 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.
D.Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng được xây dựng dựa vào tác dụng phát quang của dòng điện.
Câu 7. Chọn câu 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.có cường độ biến đổi theo thời gian.
Câu 8. Tác dụng của dòng điện xoay chiều không phụ thuộc vào chiều của dòng điện là:
A. nhiệt. B.hóA. C.từ. D.nhiệt và hóA.
Câu 9. Dòng điện xoay chiều và dòng điện không đổi đều được sử dụng để
A.mạ điện, đúc điện. B.nạp ắc quy. C.điện phân. D.đun nóng, thắp sáng.
i
O
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 4 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2014 - 2015
Câu 10. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức:
220 2 cos100 t Vu
. Hiệu điện thế
hiệu dụng của đoạn mạch là:
A.110 V B.
110 2 V
C.220 V D.
220 2 V
Câu 11. Phát biểu nào sau đây 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 12. Nguồn xoay chiều có hiệu điện thế
100 2 cos100 t Vu
. Để thiết bị hoạt động tốt nhất thì
giá trị định mức của thiết bị là:
A.100 V B.
100 2 V
C.200 V D.
200 2 V
Câu 13. Một dòng điện xoay chiều có cường độ:
2 2 cos(100 ) A
2
it
. Chọn phát biểu sai:
A.cường độ hiệu dụng I=2 A. B.tần số f=50 Hz.
C.tại thời điểm t=0,15s thì i đạt cực đại. D.pha ban đầu
2
.
Câu 14. Cường độ dòng điện trong mạch không phân nhánh có dạng:
2 2cos100 Ait
. Nếu dùng
ampe kế nhiệt để đo cường độ dòng điện của mạch trên thì ampe kế chỉ giá trị bao nhiêu?
A.I=4A B.I=2,83A C.I=2A D. I=1,41A
Câu 15. Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức:
100 2 cos100 t Vu
. Đèn chỉ sáng khi
100 Vu
. Tính tỉ lệ thời gian đèn sáng – tối trong một chu kỳ.
A.1:1 B.2:3 C.1:3 D. 3:2
Câu 16. Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức:
100 2 cos100 t Vu
. Đèn chỉ sáng khi
100 Vu
. Tính thời gian đèn sáng trong một chu kỳ.
A.
1
100
s
B.
1
50
s
C.
1
150
s
D.
1
75
s
Câu 17. Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức:
100 2 cos100 t Vu
. Đèn chỉ sáng khi
100 Vu
. Tính thời gian đèn sáng trong một phút.
A.20s B.30s C. 40s D. 45s
Câu 18. Một bóng đèn điện chỉ sáng khi có
100 2 Vu
được gắn vào mạng điện có giá trị hiệu dụng
là 200 V. Tìm tỉ lệ thời gian đèn tối và sáng trong một chu kỳ.
A.1:1 B.2:1 C.1:2 D. 3:1
Câu 19. Một đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz. Biết rằng đèn chỉ sáng khi
hiệu điện thế tức thời giữa hai cực của đèn có độ lớn không nhỏ hơn 155,56 V. (
155,56 110 2
).
Trong một chu kỳ, thời gian đèn sáng là:
A.
1
100
s
B.
1
50
s
C.
1
75
s
D.
1
20
s
Câu 20. Một đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số 50 Hz. Biết rằng đèn chỉ sáng khi
hiệu điện thế tức thời giữa hai cực của đèn có độ lớn không nhỏ hơn 155,56 V. (
155,56 110 2
). Thời
gian đèn sáng trong 2s là
4
3
s
. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu bóng đèn là:
A.220 V B.
220 3 V
C.
220 2 V
D. 200 V
Câu 21. Biểu thức dòng điện trong mạch có dạng:
4cos(8 ) A
6
it
. Vào thời điểm t cường độ
dòng điện tức thời là 0,7 A. Hỏi sau đó 3s giá trị tức thời của cường độ dòng điện là bao nhiêu?
A 0,7 A B. 0,7 A C. 0,5 A D. 0,75 A
Câu 22. Dòng điện xoay chiều có biểu thức:
2cos(100 ) A
3
it
. Những thời điểm nào tại đó
cường độ tức thời có giá trị cực tiểu?
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 5
A.
1
, k=1,2,3,
120 100
k
ts
B.
1
, k=0,1,2,
120 100
k
ts
C.
1
, k=1,2,3
120 100
k
ts
D.
1
, k=0,1,2,
120 100
k
ts
Câu 23. Biểu thức dòng điện trong mạch có dạng:
2 2 cos(100 ) A
6
it
. Vào thời điểm t cường
độ dòng điện tức thời là 0,5 A. Hỏi sau đó 0,03s giá trị tức thời của cường độ dòng điện là bao nhiêu?
A.0,5 A B. 0,4 A C. -0,5 A D. 1 A
Câu 24. Biểu thức dòng điện trong mạch có dạng:
2cos100 Ait
. Số lần cường độ tức thời có độ
lớn i=1A trong 1s là:
A.200 lần. B.400 lần. C. 100 lần. D. 50 lần.
Câu 25. Biểu thức dòng điện trong mạch có dạng:
4cos20 Ait
. Vào thời điểm t
1
cường độ dòng
điện tức thời là i
1
= 2 A và đang giảm. Đến thời điểm t
2
=t
1
+0,025s thì cường độ dòng điện là
A.
2 2 A
B.
2 3 A
C. 2 A D. -2 A
Câu 26. Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức:
2 2cos100 Ait
. Vào một
thời điểm nào đó, dòng điện đang có cường độ tức thời
2 2 A
thì sau đó ít nhất bao lâu dòng điện có
cường độ tức thời
6 A
?
A.
1
120
s
B.
1
600
s
C.
1
300
s
D.
1
150
s
Câu 27. Hai dòng điện xoay chiều i
1
, i
2
có tần số lần lượt là f
1
=50 Hz và f
2
=100 Hz. Trong cùng một
khoảng thời gian, số lần đổi chiều của
A.dòng i
1
gấp 2 lần dòng i
2.
B. dòng i
1
gấp 4 lần dòng i
2.
C. dòng i
2
gấp 2 lần dòng i
1.
D. dòng i
2
gấp 4 lần dòng i
1.
Câu 28. Thời điểm đầu tiên kể từ thời điểm ban đầu, dòng điện
5cos(100 ) A
2
it
có giá trị 2,5 A
là:
A.
1
200
s
B.
1
300
s
C.
1
400
s
D.
1
600
s
Câu 29. Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở
10 R
, nhiệt lượng tỏa ra trong 30 phút là
900kJ. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là:
A.I
0
=0,22 A B. I
0
=0,32 A C. I
0
=7,07 A D. I
0
=10 A
Câu 30. Điện trở của một bình nấu nước là
400 R
. Đặt vào hai đầu bình một hiệu điện thế xoay
chiều thì dòng điện qua bình là:
2 2cos100 Ait
. Sau 4 phút nước sôi. Bỏ qua mọi mất mát năng
lượng. Nhiệt lượng cung cấp làm sôi nước là:
A.6400J B. 576kJ C. 384kJ D. 768kJ
Câu 31. Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức là:
0
cos( )i I t
. Tính từ lúc t=0,
điện lượng chuyển qua mạch trong
1
4
chu kỳ đầu tiên là:
A.
0
I
B.
0
2I
C.
0
2
I
D. 0
Câu 32. Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức là:
0
cos( )
2
i I t
. Tính từ lúc t=0,
điện lượng chuyển qua mạch trong
1
2
chu kỳ đầu tiên là:
A.
0
2I
B.
0
2I
C.
0
2
I
D.
0
2
I
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 6 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2014 - 2015
Câu 33. Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức:
2 cos(120 ) A
3
it
. Tính từ lúc
t=0, điện lượng chuyển qua mạch trong
1
6
chu kỳ đầu tiên là:
A.
3
3,25.10 C
B.
3
4,03.10 C
C.
3
2,53.10 C
D.
3
3,05.10 C
Câu 34. (ĐH 2007). Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức:
0
sin100 tiI
. Trong khoảng
thời gian từ 0 đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời có giá trị bằng 0,5I
0
vào những thời điểm
A.
12
vµ
300 300
ss
. B.
12
vµ
400 400
ss
C.
13
vµ
500 500
ss
D.
15
vµ
600 600
ss
Câu 35. (ĐH 2010). Tại thời điểm t, điện áp
200 2 cos 100 t
2
u
, trong đó u tính bằng V, t tính
bằng s, có giá trị
100 2 V
và đang giảm. Sau thời điểm đó
1
300
s
, điện áp này có giá trị là
A 100 V B.
100 3 V
C.
100 2 V
D. 200 V
Câu 36. (CĐ 2011). Cho dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz, chạy qua một đoạn mạch. Khoảng thời
gian giữa hai lần liên tiếp cường độ dòng điện này bằng 0 là
A.
1
25
s
B.
1
50
s
C.
1
100
s
D.
1
200
s
Câu 37. Vào cùng một thời điểm nào đó hai dòng điện xoay chiều
1 0 1
cos( )i I t
và
2 0 2
cos( )i I t
có cùng giá trị tức thời
0
0,5 3I
nhưng một dòng điện đang tăng, một dòng điện đang
giảm. Hai dòng điện này lệch pha nhau
A.
3
B.
2
3
C.
D.
2
Câu 38. Vào cùng một thời điểm nào đó hai dòng điện xoay chiều
1 0 1
cos( )i I t
và
2 0 2
cos( )i I t
có cùng giá trị tức thời
0
0,5I
nhưng một dòng điện đang tăng, một dòng điện đang
giảm. Hai dòng điện này lệch pha nhau
A.
3
B.
2
3
C.
D.
2
Câu 39. Vào cùng một thời điểm nào đó hai dòng điện xoay chiều
1 0 1
cos( )i I t
và
2 0 2
cos( )i I t
có cùng giá trị tức thời
0
0,5 2I
nhưng một dòng điện đang tăng, một dòng điện đang
giảm. Kết luận nào sau đây là đúng?
A.Hai dòng điện dao động cùng phA. B.Hai dòng điện dao động ngược phA.
C.Hai dòng điện dao động lệch pha nhau 120
0
. D.Hai dòng điện dao động vuông phA.
Câu 40. Vào cùng một thời điểm nào đó điện áp xoay chiều trên hai phần tử nối tiếp có biểu thức lần
lượt là:
1 0 1
cos( )u U t
và
2 0 2
cos( )u U t
có cùng giá trị tức thời
0
0,5 2U
nhưng một điện
áp đang tăng, một điện áp đang giảm. Hai điện áp này lệch pha nhau
A.
3
B.
2
3
C.
D.
2
Câu 41. (ĐH-2012)Đặt điện áp u = 400cos100t (u tính bằng V, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch
AB gồm điện trở thuần 50 mắc nối tiếp với đoạn mạch X. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn
mạch là 2 A. Biết ở thời điểm t, điện áp tức thời giữa hai đầu AB có giá trị 400V; ở thời điểm
1
400
t
(s), cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch bằng không và đang giảm. Công suất tiêu thụ điện của
đoạn mạch X là
A. 400 W. B. 200 W. C. 160 W. D. 100 W.
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 7
Câu 42. (CĐ 2013) Điện áp ở hai đầu một đoạn mạch là
160cos100 ( )u t V
(t tính bằng s). Tại thời
điểm t
1
, điện áp ở hai đầu đoạn mạch có giá trị 80V và đang giảm. Đến thời điểm t
2
=t
1
+0,015s, điện áp ở
hai đầu đoạn mạch có giá trị bằng :
A. 80V B. 80
3
V C. 40
3
V D. 40V.
Câu 43. (CĐ 2013) Cường độ dòng điện
2 2cos100 ( )i t A
có giá trị hiệu dụng bằng :
A. 2A B.
2
A C.2
2
A D. 1ª
Câu 44. (ĐH 2014) Điện áp
u 141 2 100 tcos
(V) có giá trị hiệu dụng bằng
A. 141 V B. 200 V C. 100 V D. 282 V
Câu 45. (CĐ 2014) Cường độ dòng điện i = 2cos100t (A) có giá trị cực đại là
A. 2 A. B. 2,82 A. C. 1 A. D. 1,41 A.
Câu 46. (CĐ 2014) Theo quy ước, số 12,10 có bao nhiêu chữ số có nghĩa?
A. 1. B. 4. C. 2. D. 3.
Câu 47. (CĐ 2014) Điện áp u = 100cos314t (u tính bằng V, t tính bằng s) có tần số góc bằng
A.100 rad/s. B. 157 rad/s. C. 50 rad/s. D. 314 rad/s.
Câu 48. (ĐH 2014) Các thao tác cơ bản khi sử dụng đồng hồ đa năng hiện
số (hình vẽ) để đo điện áp xoay chiều cỡ 120 V gồm:
A. Nhấn nút ON OFF để bật nguồn của đồng hồ.
B. Cho hai đầu đo của hai dây đo tiếp xúc với hai đầu đoạn mạch cần đo điện
áp.
C. Vặn đầu đánh dấu của núm xoay tới chấm có ghi 200, trong vùng ACV.
D. Cắm hai đầu nối của hai dây đo vào hai ổ COM và V.
e. Chờ cho các chữ số ổn định, đọc trị số của điện áp.
g. Kết thúc các thao tác đo, nhấn nút ON OFF để tắt nguồn của đồng hồ.
Thứ tự đúng các thao tác là
A. a, b, d, c, e, g. B. c, d, a, b, e, g. C. d, a, b, c, e, g. D. d, b, a, c, e, g.
ĐÁP ÁN
1B
2C
3B
4A
5C
6B
7C
8A
9D
10C
11D
12A
13C
14C
15A
16A
17B
18C
19C
20A
21B
22B
23C
24A
25B
26A
27C
28D
29D
30C
31A
32B
33A
34D
35C
36C
37A
38B
39D
40D
41B
42B
43A
44A
45A
46B
47D
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 8 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2014 - 2015
BÀI 2: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỨA MỘT PHẦN TỬ
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Mạch chỉ có điện trở thuần
a) Biểu thức: nếu
0
cos( )
i
i I t
0
cos( )
i
u U t
b) Định luật Ohm
0
0
U
Uu
I I i
R R R
Điện trở R cho cả dòng điện xoay chiều và dòng điện không đổi đi qua, và đều cản trở dòng
điện. Công suất tỏa nhiệt (trung bình):
2
P RI
c) Giản đồ: u và i cùng phA.
2. Mạch chỉ có cuộn thuần cảm
a) Biểu thức: nếu
0
cos( )
i
i I t
0
cos( )
2
i
u U t
b) Định luật Ohm
0
0
nh-ng
L L L
U
Uu
I I i
Z Z Z
Cảm kháng:
( )
L
ZL
. Cuộn dây thuần cảm cho cả dòng điện xoay chiều và dòng điện
không đổi đi qua, chỉ cản trở dòng xoay chiều, không tiêu thụ công suất.
c) Giản đồ: u nhanh pha
2
so với i.
3. Mạch chỉ có tụ điện
a) Biểu thức: nếu
0
cos( )
i
i I t
0
cos( )
2
i
u U t
b) Định luật Ohm
0
0
nh-ng
C C C
U
Uu
I I i
Z Z Z
Dung kháng:
1
( )
C
Z
C
. Tụ điện ngăn cản dòng điện không đổi, chỉ cho dòng điện xoay
chiều đi qua và cản trở dòng điện xoay chiều, không tiêu thụ công suất.
c) Giản đồ: u chậm pha
2
so với i.
4. Hệ thức độc lập (hệ thức liên hệ giữa các giá trị tức thời, độc lập với thời gian)
Đối với mạch chỉ có L, hoặc chỉ có C, hoặc có L và C nối tiếp
tổng quát: đối với hai dao
động điều hòa vuông pha:
R
u
i
L
u
i
C
u
i
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 9
2
2
2
0
00
2
2
00
2
0
0
cos ( )
cos( )
cos( )
cos( ) sin( )
sin( )
sin ( )
2
i
i
i
ii
i
i
i
i
t
t
i I t
II
u
u U t U t
u
t
t
U
U
22
22
00
1
iu
IU
II. CÁC VÍ DỤ
1. CÔNG THỨC ĐỊNH LUẬT OHM
Ví dụ 1. Đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần L một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không
đổi và tần số f thay đổi. Khi f=60 Hz thì cường độ hiệu dụng qua L là 2,4 A. Để cường độ hiệu dụng
qua L bằng 3,6 A thì tần số của dòng điện phải bằng
A.75 Hz B. 40 Hz C.25 Hz D. 50 Hz
Hƣớng dẫn:
1
11
1 2 1
21
2 1 2
2
22
2
40 Hz
2
L
L
UU
I
Z f L
I f I
ff
I f I
UU
I
Z f L
Đáp án B.
Ví dụ 2. Một tụ điện khi mắc vào nguồn
2 cos(100 ) Vu U t
thì cường độ hiệu dụng qua
mạch là 2 A. Nếu mắc tụ vào nguồn
cos(120 0,5 ) Vu U t
thì cường độ hiệu dụng qua mạch là
A.
1,2 2 A
B. 1,2 A C.
2 A
D. 3,5 A
Hƣớng dẫn:
1 1 1
1 1 1
2
2 2 2
2 2 2
.100
1,2 2 A
.120
2
C
I U C
IU
UU
I UC I
U
Z I U
I U C
Đáp án A.
Ví dụ 3. Đoạn mạch điện xoay chiều tần số f
1
=60 Hz chỉ có một tụ điện. Nếu tần số là f
2
thì dung
kháng của tụ điện tăng thêm 20%. Tần số f
2
là:
A.72 Hz B. 50 Hz C.250 Hz D. 10 Hz
Hƣớng dẫn:
2
11
2 1 1 1 2
12
0,2 1,2 , 1,2 50 Hz
1,2
C
C C C C
C
Z
ff
Z Z Z Z f
Zf
Đáp án B.
2. QUAN HỆ GIỮA CÁC GIÁ TRỊ TỨC THỜI
Ví dụ 4. (ĐH 2011). Đặt điện áp
2 cosu U 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
A.
22
22
1
4
ui
UI
B.
22
22
1
ui
UI
C.
22
22
2
ui
UI
D.
22
22
1
2
ui
UI
Hƣớng dẫn:
2 2 2 2 2 2
2 2 2 2
22
00
1 1 2
( 2) ( 2)
i u i u i u
I U I U
IU
Đáp án C.
Ví dụ 5. Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần một điện áp xoay chiều
0
cos100u U t
V. Biết giá trị điện áp và cường độ dòng điện tại thời điểm t
1
là
1
50 2 Vu
,
1
2 Ai
và tại thời
điểm t
2
là
2
50 Vu
và
2
3 Ai
. Giá trị U
0
là:
A. 50 V B. 100 V C.
50 3 V
D.
100 2 V
Hƣớng dẫn:
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 10 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2014 - 2015
22
11
2 2 2 2 2
0 0 0 0 0 0
22
0
22
2 2 2
22
0 0 0
00
1 1 1 1
1 2 2.2500 1
4
2 A
1 1 1 1 100 V
3 2500 1
1
10000
iu
I U I U I I
U
iu
I U U
IU
Đáp án B.
Ví dụ 6. Đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm
0,3
H
một điện áp xoay chiều. Biết điện
áp có giá trị tức thời
60 6 V
thì dòng điện có giá trị tức thời
2 A
và khi điện áp có giá trị tức thời
60 2 V
thì dòng điện có giá trị tức thời
6 A
. Tần số của dòng điện là
A. 120 Hz B. 50 Hz C. 100 Hz D. 60 Hz
Hƣớng dẫn:
22
11
2 2 2 2 2
0 0 0 0 0 0
22
22
0
2 2 2
22
0 0 0
00
1 1 1 1
1 2 3600.6 1
8
2 2 A
1 1 1 1
120 2 V
6 3600.2 1
1
28800
iu
I U I U I I
iu
U
I U U
IU
0
0
2 60 100 Hz
L
U
Z fL f
I
Đáp án C.
Ví dụ 7. Một hộp X chỉ chứa một trong ba phần tử là điện trở thuần, cuộn cảm thuần hoặc tụ điện. Đặt
vào hai đầu hộp X một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi nhưng tần số thay đổi đượC.
Khi f=50 Hz thì điện áp trên X và dòng điện trong mạch ở thời điểm t
1
có giá trị lần lượt là:
1
100 3 Vu
và
1
1 Ai
, ở thời điểm t
2
thì:
2
100 Vu
,
2
3 Ai
. Khi f=100 Hz thì cường độ
dòng điện hiệu dụng trong mạch là
0,5 2 A
. Hộp X chứa
A. điện trở thuần
100 R
B. Cuộn cảm thuần có độ tự cảm
1
HL
C. tụ điện có điện dung
4
10
FC
D. tụ điện có điện dung
100 3
FC
Tóm tắt:
11
1
22
1 ; 100 3
50 Hz
3 ; 100
i A u V
f
i A u V
22
100 0,5 2 f Hz I A
/ / ?X R L C
Giải
1) Khi f
1
=50 Hz.
a) Nếu mạch chỉ chứa R thì:
12
12
100 3 100
, v« lý
1
3
uu
u
R
i i i
mạch L hoặc C.
b) Mạch L hoặc C thì:
22
11
2 2 2 2 2
0 0 0 0 0
0
22
0
22
2 2 2
22
0 0 0
00
1 1 1 1
1 1 30000 1
4
2 A
1 1 1 1
200 V
3 10000 1
1
40000
iu
I U I U I
I
U
iu
I U U
IU
Theo đề bài, hiệu điện thế hiệu dụng không đổi, f thay đổi dẫn đến Z thay đổi
I thay đổi. Như vậy, đến
đây ta thu được:
Hiệu điện thế hiệu dụng luôn luôn là:
100 2 VU
.
Cường độ hiệu dụng trong trường hợp f
1
: I
1
=1 A.
2) Khi f
2
=100 Hz
2 1 2 1
21
0,5 2 0,707 A <I 1 A
UU
I A Z Z
ZZ
, mà f
2
>f
1
Z=Z
L.
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 11
22
2 2 2
1 100 2 1 1
2 H
2 2 .100
0,5 2
L
UU
Z L f L
I I f
Đáp án B.
3. BIỂU THỨC ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN
Ví dụ 8. (ĐH 2010). Đặt điện áp
0
cosu U t
vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường
độ dòng điện qua cuộn cảm là
A.
0
cos
2
U
it
L
B.
0
cos
2
2
U
it
L
C.
0
cos
2
U
it
L
D.
0
cos
2
2
U
it
L
Hƣớng dẫn:
Mạch chỉ có L u nhanh pha
2
so với I I chậm pha
2
so với u:
00
cos cos
22
L
UU
i t t
ZL
Đáp án C.
Ví dụ 9. Đặt điện áp
0
cos 120 V
4
u U t
vào hai đầu một tụ điện thì vôn kế nhiệt mắc song
song với tụ điện chỉ
120 2 V
, ampe kế nhiệt mắc nối tiếp với tụ điện chỉ
2 2 A
. Chọn kết luận
đúng:
A. Điện dung của tụ điện là
1
mF
7,2
, pha ban đầu của dòng điện qua tụ điện là
4
.
B. Dung kháng của tụ điện là 60 Ω, pha ban đầu của dòng điện qua tụ điện là
2
.
C. Dòng điện tức thời qua tụ điện là
4cos 100 A
4
it
.
D. Điện áp cực đại hai đầu tụ điện là
120 2 V
, dòng điện cực đại qua tụ là
2 2 A
.
Hƣớng dẫn:
3
120 2 1 10
60 V C= F
7,2
22
C
C
U
Z
IZ
Mạch C i sớm pha
2
so với u:
2 cos 120 =4cos 120 A
4 2 4
i I t t
Đáp án A.
Ví dụ 10. Đồ thị biểu diễn cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần có cảm
kháng Z
L
=50 Ω như hình vẽ. Viết biểu thức điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm.
A.
50 5
60cos V
36
ut
. B.
50
60sin V
33
ut
C.
50
60cos V
36
ut
. D.
50
30cos V
33
ut
Hƣớng dẫn:
1) Lập biểu thức cường độ dòng điện:
I
0
=1,2 A
t (s)
i (A)
0,6
-1,2
0,01
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 12 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2014 - 2015
0
0
2
3
®ang gi¶m
i
I
i
t
i
Đi từ vị trí
0,01
0
6
50
trÝ c©n b»ng = rad/s
23
ts
I
i vÞ
t
50
1,2cos A
33
it
2) Suy ra biểu thức hiệu điện thế:
Mạch chỉ có L u sớm pha
2
so với i:
0
50 50 5
Z cos =60cos V
3 3 2 3 6
L
u I t t
Đáp án A.
Ví dụ 11. (ĐH 2009). Đặt điện áp
0
cos 100 V
3
u U t
vào hai đầu một tụ điện có điện dung
0,2
mF. Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4 A.
Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là
A.
4 2 cos 100 A
6
it
B.
5cos 100 A
6
it
C.
5cos 100 A
6
it
D.
4 2 cos 100 A
6
it
Hƣớng dẫn:
1
3
1 0,2.10
100 . 50
C
Z
C
2
2 2 2 2
2
0
2 2 2 2 2 2
0 0 0 0 0
1 150
1 1 4 1 5 A
50
.Z
c
i u i u
I
I U I I I
Mạch chỉ có C i sớm pha
2
so với u:
5cos 100 A
6
it
Đáp án B.
Ví dụ 12. Đặt điện áp
0
cos 100 Vu U t
vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần có độ tự
cảm
0,4
H
. Nếu tại thời điểm t
1
điện áp là 60 V thì cường độ dòng điện tại thời điểm t
1
+0,035s có độ
lớn là
A. 1,5 A. B. 1,25 A. C.
1,5 3 A
. D.
2 2 A
.
Hƣớng dẫn:
40
L
ZL
Ở thời điểm t
1
:
1 0 1
cos 100 =60V (1)u U t
00
cos 100 = cos 100
2 40 2
L
UU
i t t
Z
Ở thời điểm t
2
=t
1
+0,035s:
0 0 0
2 1 1 1
cos 100 0,035 cos 100 3 cos 100 (2)
40 2 40 40
U U U
i t t t
Từ (1) và (2):
2
60
1,5 A 1,5 A
40
ii
Đáp án A.
Ví dụ 13. Đặt điện áp
0
cos 100 Vu U t
vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện có điện dung
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 13
0,1
mF
. Nếu tại thời điểm t
1
điện áp là 50 V thì cường độ dòng điện tại thời điểm t
1
+0,005s là
A. -0,5 A. B. 0,5 A. C. 1,5 A. D. -1,5 A.
Hƣớng dẫn:
Z
C
=100 Ω
Ở thời điểm t
1
:
1 0 1
cos 100 =50V (1)u U t
00
cos 100 = cos 100
2 100 2
C
UU
i t t
Z
Ở thời điểm t
2
= t
1
+0,005s :
0 0 0
2 1 1 1
cos 100 0,005 cos 100 cos100 (2)
100 2 100 100
U U U
i t t t
Từ (1) và (2):
2
50
0,5 A
100
i
Đáp án A.
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Tìm phát biểu sai:
A.Điện trở thuần tỏa nhiệt khi có dòng điện đi quA.
B.Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi quA.
C.Cuộn dây không có tác dụng ngăn cản dòng điện xoay chiều.
D.Tụ điện cho dòng điện xoay chiều đi qua nhưng cản trở nó.
Câu 2. Tìm phát biểu sai:
A.Khi tăng tần số, điện trở R không đổi. B.Khi tăng tần số, cảm kháng tăng.
C.Khi tăng tần số, điện dung giảm. D.Khi giảm tần số, dung kháng tăng.
Câu 3. Đặt điện áp xoay chiều u vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa tụ điện có điện dung C. So với dòng
điện i qua tụ, thì hiệu điện thế u
A.Nhanh pha hơn i. B.Nhanh pha hoặc chậm pha so với i tùy giá trị của C.
C.nhanh pha
2
so với i. D.Chậm pha
2
so với i.
Câu 4. 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 dòng điện càng lớn. D.càng nhỏ khi điện dung của tụ C càng lớn.
Câu 5. 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 tụ. B.càng lớn thì dòng điện càng khó đi qua tụ.
C.càng lớn thì dòng điện càng dễ đi qua tụ. D.bằng 0 thì dòng điện qua tụ có cường độ lớn nhất.
Câu 6. Tìm phát biểu đúng về khả năng cản trở của cuộn cảm đối với dòng điện xoay chiều
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.Cuộn cảm ngăn cản hoàn toàn dòng điện xoay chiều.
D.Dòng điện có tần số càng lớn càng bị cản trở nhiều.
Câu 7. 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 lần B.tăng lên 4 lần C.giảm đi 2 lần D.giảm đi 4 lần
Câu 8. Chọn phát biểu sai:
A.Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, dòng điện biến thiên sớm pha
2
so với hiệu điện thế.
B.Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, dòng điện biến thiên nhanh pha
2
so với hiệu điện thế.
C.Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên chậm pha
2
so với hiệu điện thế.
D.Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên sớm pha
2
so với hiệu điện thế.
Câu 9. Cho dòng điện xoay chiều qua điện trở thuần thì hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu điện trở
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 14 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2014 - 2015
A.chậm pha so với dòng điện B.nhanh pha so với dòng điện
C.cùng pha với dòng điện. D.lệch pha
2
so với dòng điện.
Câu 10. Đặt điện áp
0
cos 100 (V)
3
u U t
vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm
1
2
H
. Ở thời điểm điện áp giữu hai đầu cuộn cảm là 150V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4A. Giá trị
cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là
A.4 A B.
4 3 A
C.
2,5 2 A
D.5 A
Câu 11. Với U
R
, U
L
, U
C
, u
R
, u
L
, u
C
là các điện áp hiệu dụng và tức thời hai đầu 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 không đúng là:
A.
R
U
I
R
B.
R
u
i
R
C.
L
L
U
I
Z
D.
L
L
u
i
Z
Câu 12. Chọn biểu thức đúng:
A.
R
u
R
i
B.
L
L
u
Z
i
C.
C
C
u
Z
i
D.tất cả đều sai.
Câu 13. (CĐ 2010). Đặt điện áp xoay chiều
0
cosu U 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 trí tức thời, giá trị cực đại và giá trị
hiệu dụng của cường độ dòng điện trong mạch. Hệ thức nào sau đây sai?
A.
00
0
UI
UI
B.
00
2
UI
UI
C.
0
ui
UI
D.
22
22
00
1
ui
UI
Câu 14. Đặt điện áp xoay chiều
0
cosu U 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 trí tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu
dụng của cường độ dòng điện trong mạch. Hệ thức nào sau đây sai?
A.
00
0
UI
UI
B.
00
2
UI
UI
C.
22
22
2
ui
UI
D.
22
22
00
1
ui
UI
Câu 15. Đặt điện áp xoay chiều
0
cosu U 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 trí tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của
cường độ dòng điện trong mạch. Hệ thức nào sau đây sai?
A.
00
0
UI
UI
B.
00
2
UI
UI
C.
22
22
2
ui
UI
D.
22
22
00
1
ui
UI
Câu 16. Mắc tụ điện có điện dung
3
10
2
F
vào nguồn xoay chiều có điện áp
120 2 cos100 (V)ut
.
Số chỉ ampe kế mắc nối tiếp với tụ điện là
A.4 A B.5 A C.6 A D.7 A
Câu 17. Đặt hiệu điện thế
200cos100 (V)ut
vào hai đầu điện trở thuần R=20 Ω. Công suất tỏa
nhiệt trên R là
A.1000 W B.500 W C.1500 W D.1200 W
Câu 18. Hiệu điện thế u và cường độ dòng điện i trong mạch điện chỉ có điện trở thuần R
A.cùng phA. B.lệch pha
2
. C.lệch pha
2
. D.lệch pha
.
Câu 19. Mắc tụ điện có điện dung 10 µF vào mạng điện xoay chiều có tần số 50 Hz. Dung kháng của tụ
điện là
A.31,8 Ω. B.3,18 Ω. C.0,318 Ω. D.318,3 Ω.
Câu 20. Dòng điện xoay chiều qua cuộn dây có độ tự cảm
1
H
, trong một phút dòng điện đổi chiều
6000 lần. Cảm kháng của cuộn dây là
A.100 Ω. B.200 Ω. C.150 Ω. D.50 Ω.
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 15
Câu 21. Mắc tụ điện có điện dung
3
10
2
F
vào nguồn xoay chiều có điện áp
100 2 cos 100 (V)
4
ut
. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch có giá trị là
A.4 A B.5 A C.6 A D.7 A
Câu 22. Mạch điện xoay chiều chỉ gồm một phần tử là điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện.
Biết biểu thức điện áp và cường độ dòng điện lần lượt là
40 2 cos100 (V)ut
và
2 2 cos 100 (A)
2
it
. Đó là phần tử nào?
A. C. B.L. C.R. D. C hoặc L.
Câu 23. Mạch điện xoay chiều chỉ gồm một phần tử là điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện.
Biết biểu thức điện áp và cường độ dòng điện lần lượt là
220 2 cos100 (V)ut
và
2 2 cos100 (A)it
. Đó là phần tử nào? Có giá trị bằng bao nhiêu?
A. R=100 Ω B. R=110 Ω. C.
1
LH
D.
3
10
2
CF
.
Câu 24. Mắc tụ điện có điện dung
3
10
2
F
vào nguồn xoay chiều có điện áp
20cos 100 (V)
6
ut
. Công suất của mạch là
A.100 W. B.40 W. C.50 W. D.0.
Câu 25. Mắc điện trở thuần R=100 Ω vào mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz. Tính nhiệt lượng tỏa ra
trên R trong 1 giờ
A.17 424 J. B.17 424 000 J. C.1 742 400 J. D.174 240 J.
Câu 26. Mạch điện xoay chiều chỉ gồm một phần tử là điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện.
Biết biểu thức điện áp và cường độ dòng điện lần lượt là
2
200cos 100 (V)
3
ut
và
2cos 100 (A)
6
it
. Đó là phần tử nào? Có giá trị bằng bao nhiêu?
A. R=100 Ω B. R=110 Ω. C.
1
LH
D.
4
10
CF
.
Câu 27. Mạch điện xoay chiều chỉ gồm một phần tử là điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện.
Biết biểu thức điện áp và cường độ dòng điện lần lượt là
2
200cos 100 (V)
3
ut
và
2cos 100 (A)
6
it
. Đó là phần tử nào? Có giá trị bằng bao nhiêu?
A. R=100 Ω B. R=110 Ω. C.
1
LH
D.
4
10
CF
.
Câu 28. Mạch điện có hiệu điện thế hiệu dụng U=200 V. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch khi
mắc nối tiếp R
1
=20 Ω và R
2
=30 Ω là
A.4,4 A. B.4,44 A. C.4 A. D.0,4 A.
Câu 29. Mạch điện có hiệu điện thế hiệu dụng U=200 V. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch khi
mắc song song R
1
=20 Ω và R
2
=30 Ω là
A.1,667 A. B.16,67 A. C.166,7 A. D.0,1667 A.
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 16 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2014 - 2015
Câu 30. Mắc cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm
2
H
vào nguồn xoay chiều có điện áp
100 2 cos 100 (V)
2
ut
. Pha ban đầu của cường độ dòng điện là
A.
2
i
B.
0
i
C.
2
i
D.
i
Câu 31. Đặt vào hai đầu cuộn thuần cảm L một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=220 V
không đổi và tần số f có thể thay đổi đượC. Khi f=60 Hz thì dòng điện đi qua cuộn cảm có cường độ hiệu
dụng 2,4 A. Để dòng điện qua cuộn cảm có cường độ hiệu dụng 7,2 A thì tần số dòng điện là
A.180 Hz. B.120 Hz. C.60 Hz. D.20 Hz.
Câu 32. Mắc cuộn dây thuần cảm L vào mạng điện xoay chiều 127 V – 50 Hz. Dòng điện cực đại qua
cuộn dây là 10 A. Độ tự cảm L là
A. L=0,04 H. B.L=0,057 H. C.L=0,08 H. D.L=0,114 H.
Câu 33. Dòng điện
2cos100 (A)it
qua điện trở R=20 Ω. Biểu thức điện áp hai đầu R là
A.
40cos 100 (V)
2
ut
B.
40 2 cos 100 (V)
2
ut
C.
40cos100 (V)ut
D.
40 2 cos 100 (V)ut
Câu 34. Mạch điện chỉ có cuộn cảm thuần
1
LH
, biểu thức dòng điện trong mạch có dạng
2cos100 (A)it
. Tính cảm kháng Z
L
và viết biểu thức hiệu điện thế hai đầu mạch điện.
A.Z
L
=100 Ω,
200cos 100 (V)
2
ut
B.Z
L
=100 Ω,
200cos 100 (V)
2
ut
C. A.Z
L
=100 Ω,
200cos 100 (V)ut
D. A.Z
L
=200 Ω,
200cos 100 (V)
2
ut
Câu 35. Đặt hiệu điện thế xoay chiều
0
cos 100
u
u U t
vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự
cảm
1
4
LH
thì dòng điện trong mạch có biểu thức
2cos 100 (A)
6
it
. Nếu thay cuộn cảm
trên bằng tụ điện có điện dung
3
10
2
F
thì biểu thức cường độ dòng điện là
A.
2,5cos 100 (A)
2
it
B.
2,5cos 100 (A)
6
it
C.
5
2,5cos 100 (A)
6
it
D.
5
0,25cos 100 (A)
6
it
Câu 36. Đặt hiệu điện thế xoay chiều
100cos 100 (V)
2
ut
vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ
tự cảm
0,4
LH
. Viết phương trình dòng điện qua mạch khi đó. Nếu thay cuộn cảm trên bằng điện trở
R=20 Ω thì công suất tỏa nhiệt trong mạch là bao nhiêu?
A.
2,4cos 100 (A)it
; P=250 W. B.
2,5cos 100 (A)it
; P=250 W.
C.
2cos 100 (A)it
; P=250 W. D.
2,5cos 100 (A)it
; P=62,5 W.
Câu 37. Đặt hiệu điện thế xoay chiều
0
cos 100
u
u U t
vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự
cảm
1
LH
thì dòng điện trong mạch có biểu thức
5 2 cos 100 (A)
3
it
. Nếu thay cuộn cảm
trên bằng điện trở R=50 Ω thì biểu thức cường độ dòng điện là
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 17
A.
5
10cos 100 (A)
6
it
B.
10 2 cos 100 (A)
6
it
C.
5
10 2 cos 100 (A)
6
it
D.
5
10 2 cos 100 (A)
6
it
Câu 38. Đặt vào hai đầu cuộn thuần cảm
1
LH
một hiệu điện thế
200cos 100 (V)
3
ut
thì
biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là
A.
2cos 100 (A)
3
it
B.
2cos 100 (A)
6
it
C.
2cos 100 (A)
6
it
D.
2cos 100 (A)
3
it
Câu 39. Dòng điện
4 2 sin 100 (A)it
qua một ống dây thuần cảm có độ tự cảm
1
20
LH
.
Biểu thức hiệu điện thế hai đầu ống dây là
A.
20 2 cos 100 (V)ut
B.
20 2 cos 100 (V)ut
C.
20 2 cos 100 (V)
2
ut
D.
20 2 cos 100 (V)
2
ut
Câu 40. Đặt hiệu điện thế xoay chiều
0
cos
4
u U t
vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa tụ điện có
điện dung
1
7200
CF
. Tại thời điểm t
1
thì điện áp và cường độ dòng điện có giá trị lần lượt là:
1
60 2 Vu
và
1
2
A
2
i
, tại thời điểm t
2
thì
1
60 3 Vu
và
1
0,5 Ai
. Tần sô dòng điện là
A. 50 Hz B. 60 Hz C. 25 Hz D. 30 Hz
Câu 41. Một hộp kín X chỉ chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần R hoặc cuộn dây thuần cảm L hoặc
tụ điện C. Đặt vào hai đầu X một điện áp xoay chiều có biểu thức
0
cos 2u U ft
với tần số f thay đổi
đượC. Khi f=50 Hz thì điện áp và dòng điện trong mạch ở thời điểm t
1
có giá trị lần lượt là
1
100 3 Vu
và
1
1 Ai
, ở thời điểm t
2
thì
2
100 Vu
và
2
3 Ai
. Khi f=100 Hz thì cường độ
dòng điện hiệu dụng trong mạch là
2
A
2
. Hộp X chứa
A.điện trở thuần R=100 Ω. B.cuộn cảm thuần có
1
LH
C.tụ điện có điện dung
4
10
CF
. D.cuộn cảm thuần có
100 3
LH
Câu 42. (ĐH 2009). Đặt điện áp
0
cos 100 (V)
3
u U t
vào hai đầu một tụ điện có điện dung
4
210
( )F
. Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4 A.
Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là
A.
4 2 cos 100 (A)
6
it
B.
5cos 100 (A)
6
it
C.
5cos 100 (A)
6
it
D.
4 2 cos 100 (A)
6
it
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 18 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2014 - 2015
Câu 43. (ĐH 2009). Đặt điện áp
0
cos 100 (V)
3
u U t
vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự
cảm
1
(H)
2
. Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là
100 2 V
thì cường độ dòng điện qua cuộn
cảm là 2 A. Biểu thức của cường độ dòng điện qua cuộn cảm là
A.
2 3 cos 100 (A)
6
it
B.
2 3 cos 100 (A)
6
it
C.
2 2 cos 100 (A)
6
it
D.
2 2 cos 100 (A)
6
it
Câu 44. (ĐH 2010). Đặt điện áp
0
cosu U 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
mạch, u
1
, u
2
, u
3
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
A.
2
2
1
u
i
RL
C
B.
3
i u C
C.
1
u
i
R
D.
2
u
i
L
Câu 45. (ĐH 2010). Đặt điện áp
0
cosu U t
vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường
độ dòng điện qua cuộn cảm là
A.
0
cos
2
U
it
L
B.
0
cos
2
2
U
it
L
C.
0
cos
2
U
it
L
D.
0
cos
2
2
U
it
L
Câu 46. (CĐ 2010). Đặt điện áp
0
cosu U 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
A.
0
2
U
L
B.
0
2
U
L
. C.
0
U
L
. D.0.
Câu 47. (ĐH 2011). Đặt điện áp
2 cosu U 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
A.
22
22
1
2
ui
UI
B.
22
22
1
ui
UI
. C.
22
22
1
4
ui
UI
. D.
22
22
2
ui
UI
.
Câu 48. (ĐH 2012). Khi đặt vào hai đầu một cuộn dây có độ tự cảm
0,4
H
một hiệu điện thế một chiều
12V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 0,4 A. Sau đó, thay hiệu điện thế này bằng một điện áp xoay
chiều có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 12 V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây bằng
A.0,30 A B.0,40 A C.0,24 A D.0,17 A
Câu 49. (ĐH 2013). Đặt điện áp xoay chiều
2 cos (V)u U t
vào hai đầu một điện trở thuần R=110
Ω thì cường độ dòng điện qua điện trở có giá trị hiệu dụng bằng 2 A. Giá trị của U bằng
A.220 V B.
220 2 V
C.110 V D.
110 2 V
Câu 50. (ĐH 2013). Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f thay đổi được
vào hai đầu một cuộn cảm thuần. Khi f=50 Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm có giá trị hiệu dụng
bằng 3 A. Khi f=60 Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm có giá trị hiệu dụng bằng
A.3,6 A B.2,5 A C.4,5 A D.2,0 A
Câu 51. (CĐ 2014) Đặt điện áp u = U
0
cosωt vào hai đầu điện trở thuần R. Tại thời điểm điện áp giữa
hai đầu R có giá trị cực đại thì cường độ dòng điện qua R bằng
A.
0
U
R
B.
0
U2
2R
C.
0
U
2R
D. 0
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 19
Câu 52. (CĐ 2014) Đặt điện áp u = 100
cos100t (V) vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1H thì
cường độ dòng điện qua cuộn cảm thuần có biểu thức
A. i = cos100πt (A) B. i =
cos100t (A) C. i = cos(100πt -
)(A) D. i =
cos(100t -
)(A)
Câu 53. (CĐ 2014) Trong đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần, cường độ dòng điện trong
mạch và điện áp ở hai đầu đoạn mạch luôn
A. Lệch pha nhau 60
0
B. Ngược pha nhau C. Cùng pha nhau D. Lệch pha nhau 90
0
Câu 54. (ĐH 2014) Đặt điện áp
0
u U 100 t V
4
cos
vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện thì
cường độ dòng điện trong mạch là
0
i I 100 t Acos
. Giá trị của
bằng
A.
3
4
. B.
2
. C.
3
4
. D.
2
.
Đáp án:
1C
2C
3D
4D
5C
6D
7B
8D
9C
10C
11D
12A
13D
14B
15B
16C
17A
18A
19D
20A
21B
22A
23B
24D
25C
26C
27C
28C
29B
30D
31D
32B
33C
34B
35C
36B
37D
38C
39B
40D
41B
42B
43A
44C
45C
46D
47D
48C
49A
50B
51A
52D
53C
54A
BÀI 3: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU R, L, C NỐI TIẾP
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Mạch R, L, C
a) Các biểu thức
0
00
0
cos( )
Gi¶ sö: cos( ) th× cos( )
2
cos( )
2
R R i
i L L i
C C i
u U t
i I t u U t
u U t
0
0 0 0 0
cos( )
hoÆc (1)
C
RL
u
R L C R L C
u
uu
u
Ut
U U U U U U U U
b) Giản đồ vectơ
(1) = (2)
R L C R LC
LC
U U U U U U
U
(2) là cách nhóm tổng vectơ đơn giản nhất, tuy nhiên tùy theo từng bài
toán, có thể ta phải nhóm:
RL C
U U U
(cuộn dây có điện trở hoạt động)
RC L
U U U
(vôn kế mắc vào đoạn chứa R và C)
c) Liên hệ các điện áp, tổng trở
2
2 2 2 2
R LC R L C
U U U U U U
§Æt
22
2 2 2 2 2 2 2
I
L C L C
U I R IZ IZ I R Z Z Z
2
2
LC
Z R Z Z
d) Định luật Ohm
i
L
R
C
u
φ
CHNG III: DềNG IN XOAY CHIU
Trang 20 GIO TRèNH VT Lí LTH 2014 - 2015
0 0 0 0
0
C R L C
RL
L C L C
U U U U U
UU
U
II
Z R Z Z Z R Z Z
Lu ý:
c
RL
LC
u
uu
i
R Z Z
e) Gúc lch pha gia u v i: (rad)
tan = = với , -
22
L C L C
ui
R
U U Z Z
UR
Ngoi ra:
cos
R
U
R
UZ
2. Hin tng cng hng in
a) iu kin cng hng
0 0 0
11
h-ởng Z , f=
2
LC
cộng Z
LC LC
Vi Z
L0
, Z
C0
l giỏ tr ca cm khỏng, dung khỏng khi xy ra hin tng
cng hng.
u, i cựng pha: =0; tan=0; cos=1
min max
U
Z R I
R
max
R
UU
b) Bi toỏn Z
1
=Z
2
Xột bi toỏn: t in ỏp
2 cos
u
u U t
vo hai u on mch R, L, C. Vi U khụng i, ch
cú duy nht mt i lng bin i l , L, hoc C. Khi ú, tn ti hai giỏ tr ca bin s : Z
1
=Z
2
thay i - t bin s: x=
22
1 1 2 2
1 2 1 1 2 2
1 1 2 2 1 2 1 2
12
1 2 1 2 1 2
1 2 1 2
ạ ,HS chứng minh
1 1 1 1
L C L C
L C L C
L C L C L L C C
Z Z Z Z lo i tự
Z Z Z Z Z Z
Z Z Z Z Z Z Z Z
L L L
C C C LC
2
1 2 1 2 0
1
thay đổi, : trung bình nhân.khi Z Z
LC
Lu ý: T
1 2 1 1 2 2 1
2
11
, t-ơng tự: Z
L C L C
L Z Z Z
LC C
L thay i t bin s: x=Z
L
Vi Z
C
khụng i, khi x=Z
L
=Z
L0
=Z
C
thỡ xy ra hin tng cng hng.
22
12
1 2 1 2
1 2 1 2
ạ ,HS chứng minh
2
L C L C
L C L C
L C L C L L C
Z Z Z Z lo i tự
Z Z Z Z Z Z
Z Z Z Z Z Z Z
12
1 2 0
Z
L thay đổi, Z : trung bình cộng.
2
LL
LC
Z
khi Z Z Z
C thay i t bin s: x=Z
C.
Vi Z
L
khụng i, khi x=Z
C
=Z
C0
=Z
L
thỡ xy ra hin tng cng hng.
22
12
1 2 1 2
1 2 1 2
ạ , chứng minh
2
L C L C
L C L C
L C L C C C L
Z Z Z Z lo i tự
Z Z Z Z Z Z
Z Z Z Z Z Z Z
12
1 2 0
Z
C thay đổi, Z : trung bình cộng.
2
CC
CL
Z
khi Z Z Z
Túm li: Xem Z l hm s theo bin x, ta cú th biu din tt c cỏc kt qu trờn bng th Z=f(x).
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 21
x
0
là điểm cực trị của
hàm Z ứng với hiện
tượng cộng hưởng. khi
đó: Z
min
=R.
x
1
, x
2
là 2 giá trị của
biến số mà Z
1
=Z
2
.
Nếu lấy x
3
nằm ngoài
đoạn [x
1,
x
2
]thì
Z
3
>Z
1
=Z
2.
Nếu lấy x
3
nằm trong
khoảng (x
1,
x
2
)thì
Z
3
<Z
1
=Z
2.
3. Công suất mạch RLC:
2
cos (W); trong ®ã: cos = :hÖ sè c«ng suÊt.
R
P UI RI
Z
II. CÁC VÍ DỤ
1. LIÊN HỆ GIỮA CƢỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP
Ví dụ 1. Mạch điện nối tiếp gồm điển trở R=60 Ω, cuộn dây có điện trở thuần r=40 Ω, độ tự cảm
0,4
LH
và tụ điện có điện dung
1
14
C mF
. Mắc mạch vào nguồn điện xoay chiều có tần số góc
100π rad/s. Tổng trở của mạch điện là
A.150 Ω B.125Ω C.
100 2
D.140Ω
Hƣớng dẫn:
1
3
0,4 1 10
.100 40 ; Z .100 140
14
LC
ZL
C
2 2 2
2
100 40 140 100 2
LC
Z R r Z Z
Đáp án D.
Ví dụ 2. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm tụ điện có dung
kháng 200 Ω, điện trở thuần
30 3
và cuộn cảm có điện trở
30 3
, cảm kháng 260 Ω. So với
cường độ dòng điện thì điện áp hai đầu đoạn mạch
A.sớm pha
4
. B. sớm pha
6
. C.trễ pha
4
. D.trễ pha
4
.
Hƣớng dẫn:
1
tan 0
66
3
LC
u i u i i
ZZ
Rr
u nhanh pha
6
so với iĐáp án B
Ví dụ 3. Đặt điện áp
100 2 cos100 (V)ut
vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R=30Ω
và các tụ điện có điện dung
1
1
3
C mF
,
2
1
C mF
mắc nối tiếp. Cường độ dòng điện hiệu dụng là
A.1,00 A. B.0,25 A. C.2 A. D.0,50 A.
Hƣớng dẫn:
2
2
1 2 1 2
100
30 ; 10 50 2
50
C C C C
U
Z Z Z R Z Z I A
Z
Đáp án C.
Ví dụ 4. (ĐH 2011). Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi lần lượt
vào hai đầu điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì cường độ
dòng điện hiệu dụng qua mạch tương ứng là 0,25 A; 0,5 A; 0,2 A. Nếu đặt điện áp xoay chiều này vào
hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử trên mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là
A.0,2 A. B.0,3 A. C.0,15 A. D.0,05 A.
Hƣớng dẫn:
Z
Z
1
=Z
2
Z
min
=R
x
2
x
1
x
0
x
3
Z
3
>Z
2
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 22 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ LTĐH 2014 - 2015
f không đổiZ
L
, Z
C
không đổi. U không đổi.
Xét các đoạn mạch chỉ chứa 1 phần tử:
; Z ; Z
0,25 0,5 0,2
LC
U U U
R
.
Xét đoạn mạch RLC nối tiếp:
2 2 2
2
0,2
0,25 0,5 0,2
LC
UU
IA
R Z Z
U U U
Đáp án A.
Ví dụ 5. Đoạn mạch gồm điện trở R=40Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm
0,8
LH
và tụ điện có
điện dung
4
2.10
CF
mắc nối tiếp. Dòng điện qua mạch có biểu thức:
3cos100 (A)it
. Điện
áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là
A.60 V. B.240 V. C.150 V. D.
75 2 V
.
HS tự giải. đáp án D.
Ví dụ 6. Đoạn mạch R,L,C nối tiếp theo đúng thứ tự gồm cuộn cảm thuần có cảm kháng 14Ω, điện
trở thuần 8Ω, tụ điện có điện dung 6Ω. Biết điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là 200 V. Điện áp
hiệu dụng trên đoạn gồm điện trở và tụ điện là
A.250 V. B.100 V. C.
125 2 V
. D.
100 2 V
.
Hƣớng dẫn:
22
2
2
. 125 2 V
RC RC C
LC
U
U Z I R Z
R Z Z
Đáp án C.
Ví dụ 7. Cho mạch điện xoay chiều tần số 50 Hz nôi tiếp theo đúng thứ tự gồm điện trở thuần
R=50Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm
0,5
H
và tụ điện có điện dung
0,1
mF
. Tính độ lệch pha
giữa u
RL
và u
LC.
A.
4
B.
2
C.
3
4
D.
3
Hƣớng dẫn:
50 ; Z 100
LC
Z
Tính độ lệch pha của u
RL
so với i:
tan 1
4
L
RL RL
Z
R
Tính độ lệch pha của u
LC
so với i:
0
tan lim
2
LC
LC LC
r
ZZ
r
u
RL
nhanh pha
3
4 2 4
RL LC
Đáp án C.
Ví dụ 8. (ĐH 2008). Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện. Độ
lệch pha của điện áp giữa hai đầu cuộn dây so với cường độ dòng điện trong mạch là
3
. Điện áp hiệu
dụng giữa hai đầu tụ điện bằng
3
lần điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây. Độ lệch pha của điện
áp giữa hai đầu cuộn dây so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch trên là
A.
2
3
B.0 C.
2
D.
3
Hƣớng dẫn:
tan tan 3 3
3
L
RL L
Z
ZR
R
2 2 2 2
3 . 3.I 3. 3 2 3
C RL C L C
U U I Z R Z Z R R R
LTĐH 128/4 HÙNG VƢƠNG – BMT ĐT: 0905 949 242
Biên soạn: MẠCH TRÍ TÍN Trang 23
3 2 3 2
tan 3
3 3 3 3
LC
RL
ZZ
RR
RR
Đáp án A.
Ví dụ 9. Đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện C và cuộn cảm thuần L. Đặt
vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều ổn định thì điện áp hiệu dụng trên R, L, C lần lượt là 60
V, 120 V và 40 V. Thay C bởi tụ điện
C
thì điện áp hiệu dụng trên tụ là 100 V, khi đó điện áp hiệu
dụng trên R là
A.150 V. B.80 V. C. 40 V. D.
20 2 V
.
Hƣớng dẫn:
Chỉ có C thay đổi, R và Z
L
không đổi. U không đổi.
Mạch R, L, C:
2
2
100 V
R L C
U U U U
IR 60 1
120 2
R
L L L
U
R
U IZ Z
Mạch R, L,
C
:
U vẫn =100 V.
I R 1
2
2
R
LR
L L L
U
R
UU
U I Z Z
22
2 2 2 2
100 2 100 80 V
R L C R R R
U U U U U U U
Đáp án B.
Ví dụ 10. Đặt điện áp 200 V – 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần 25Ω mắc nối tiếp
với đoạn mạch X. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch là 2A. Biết ở thời điểm t
0
, điện áp tức
thời giữa hai đầu AB có giá trị 200 V và đang tăng; ở thời điểm
0
1
600
ts
, cường độ dòng điện tức thời
qua đoạn mạch bằng 2A và đang giảm. Tính độ lệch pha của điện áp hai đầu đoạn mạch AB so với dòng
điện qua mạch. Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch AB và đoạn mạch X.
A.
; 200 W;100 W
3
B.
; 150 W;100 W
3
C.
; 150 W;100 W
6
D.
; 200 W;100 W
6
Hƣớng dẫn:
Gọi biểu thức điện áp hai đầu AB và cường độ dòng điện lần lượt là:
200 2 cos 100 vµ i=2 2 cos 100
ui
u t t
Vẽ vòng tròn lượng giác (học sinh tự vẽ), chúng ta tìm được:
Ở t
0
: u=200 V và u đang tăng (điểm ở nửa dưới vòng lượng giác)
00
cña u 2 100 100 2
44
uu
pha k t t k
Ở
0
1
600
ts
: i=2A và I đang giảm (điểm ở nửa trên vòng lượng giác)
00
1
cña i 2 100 100 2
4 600 12
ii
pha l t t l
Độ lệch pha của u so với i:
00
100 2 100 2 2
4 12 3
ui
t k t l n
v× - =-
2 2 3
(1) : điện áp chậm pha
3
so với cường độ dòng điện.
Công suất toàn mạch:
cos 200.2.cos 200 W
3
P UI
(2).
Công suất tỏa nhiệt trên R:
22
25.2 100 W
R
P RI
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch X:
100 W
XR
P P P
(3).
Từ (1), (2), (3) Đáp án A.
