Bài tập ôn tập lý 12

Bài tập ôn tập lý 12
Câu 1: Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp O và O dao
1
2
động cùng pha, cùng biên độ. Chọn hệ tọa độ vuông góc xOy (thuộc mặt nước) với gốc tọa độ là
vị trí đặt nguồn O còn nguồn O nằm trên trục Oy. Hai điểm P và Q nằm trên Ox có OP =
1
2
4,5 cm và OQ = 8 cm. Dịch chuyển nguồn O trên trục Oy đến vị trí sao cho góc PO2Q có
2
giá trị lớn nhất thì phần tử nước tại P không dao động còn phần tử nước tại Q dao động với
biên độ cực đại. Biết giữa P và Q không còn cực đại nào khác. Trên đoạn OP, điểm gần P nhất
mà các phần tử nước dao động với biên độ cực đại cách P một đoạn là
A. 3,4 cm.
B. 2,0 cm.
C. 2,5 cm.
D. 1,1 cm.
Chọn đáp án B:
•
O1 O

x
ϕ1

•

•

M
Y
•

O2
ϕ2

P

α
•

Q
Đặt O1O2 = b (cm)
Theo hình vẽ ta có α = ϕ 1 - ϕ 2
b
b
4,5
8
tanϕ 1 =
tanϕ 2 =
;

b b
−
4,5 8
b b
1+
4,5 8

tan ϕ1 − tan ϕ 2
1 + tan ϕ1 . tan ϕ 2

tanα = tan(ϕ 1 - ϕ 2) =

3,5
3,5b
36
b+
2
b + 36
b
tanα =
=

Theo bất đẳng thức Côsi

=

α = α max khi b = 6 (cm)


OP 2 + b 2
Suy ra: O2P =

= 7,5 cm
.

OQ 2 + b 2
O2Q =

= 10 cm
.
2

Tại Q là phần tử nước dao động với biên độ cực đại nên O Q – OQ = kλ = 10 - 8 = 2cm
Tại P là phần tử nước không dao động nên P thuộc cực tiểu bậc k’
2

O P – OP = (k’ - 0,5) λ = 7,5 – 4,5 = 3 cm vơi k’ = k+1 ( do giữa P và Q không còn cực đại
nào)
kλ = 2cm, (k + 0,5) λ = 3cm ----- λ =2 cm và k = 1
Q là cực đại ứng với k = 1 nên cực đại M gần P nhất ứng với k = 2
2

2

2

2

2

O M – OM = 2λ = 4cm. Mặt khác O M – OM = b = 36
2

O M – OM = 4cm
2

O M + OM =36/4 = 9 cm----- 2 OM = 5 cm hay OM = 2,5 cm.
Do đó MP = 4,5 – 2,5 = 2 cm Đáp án B
2

Câu 2: Cường độ dòng điện xoay chiều trong một đoạn mạch là i = 2

cos(100πt+ π/3)(A) (t

tính bằng s). Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Tần số dòng điện là 100 Hz.
B. Cường độ dòng điện sớm pha π/3 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
C. Cường độ hiệu dụng của dòng điện là 2A.
D. Cường độ dòng điện đổi chiều 50 lần trong một giây.
Chọn đáp án C
Câu 3: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp,
cường độ dòng điện trong đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là I và lệch pha so với điện áp
giữa hai đầu đoạn mạch một góc φ. Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch là
A. UI.
B. UIsinφ.
C. UIcosφ.
D. UItanφ.
Chọn đáp án C
Câu 4: Một trạm thủy điện nhỏ ở xã Nàn Ma, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang có một máy
phát điện xoay chiều một pha với rôto là nam châm có p cặp cực. Khi rôto quay đều với tốc độ
n vòng/giây thì từ thông qua mỗi cuộn dây của stato biến thiên tuần hoàn với tần số bao nhiêu
Hz?
60n
60 p
np
p
n
60
A f=
.
B. f = np
C. f =

.
D. f =
.
Chọn đáp án B
Câu 5: Đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp đang có dung kháng lớn hơn cảm kháng. Để có
cộng hưởng điện thì có thể


A. giảm điện dung của tụ điện.
B. giảm độ tự cảm của cuộn dây.
C. tăng điện trở đoạn mạch.
D. tăng tần số dòng điện.
Chọn đáp án D
Câu 6: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở thuần R, mắc nối tiếp với tụ
điện. Biết điện áp giữa hai đầu cuộn dây lệch pha 0,5π so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch. Mối
liên hệ giữa điện trở thuần R với cảm kháng Z của cuộn dây và dung kháng Z của tụ điện là
L
C
2
2
A. R = ( ZL – ZC)ZL.
B. R = ( ZL – ZC)ZC.
C. R2 = ( ZC – ZL)ZL.
D. R2 = ( ZL + ZC)ZC.
Chọn đáp án C
U UC

UR
Ud

UL

Vẽ giãn đồ véc tơ như hình vẽ’
Ud vuông pha với U

UC2 = U2 + Ud2

ZC2 = Z2 + Zd2 = R2 + ZL2 + ZC2 – 2ZLZC + R2 + ZL2
R2 = ZLZC. – ZL2 Suy ra:
R2 = ( ZC – ZL)ZL.

Đáp án C

Câu 7: Đặt điện áp u = U cos(100πt + π/4) (V) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện thì cường
0
độ dòng điện trong mạch là i = I cos(100πt + φ) (A). Giá trị của φ bằng
0
A. - 3 π/4
B. - π/2.
C. 3 π/4.
D. π/2.
π
2
Chọn đáp án C Mạch thuần C nên i sớm pha hơn u góc
π
π
π
3π
2
4

2
4
ϕU - ϕI = - - ϕ = ϕ=
Đáp án C
Câu 8: Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha với
hiệu suất
truyền tải là 90%. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây và không vượt quá
20%. Nếu công suất sử dụng điện của khu dân cư này tăng 20% và giữ nguyên điện áp ở nơi
phát thì hiệu suất truyền tải điện năng trên chính đường dây đó là
A. 85,8%.
B. 89,2%.
C. 87,7%.
D. 92,8%.
P1 − ∆P1
∆P1
∆P1
R
2
P1
P1
P1
U cos 2 ϕ
Giải: H1 =
=1 1 – H1 =
= P1
P2 − ∆P2
∆P2
∆P2
R
2

P2
P2
P2
U cos 2 ϕ
H2 =
=1 1 – H2 =
= P2


1 − H1
1− H2

P1
P2
=

0

(*)

1

2

0

2

1

1

1

1

0

2

2

2

2

P1 = P + ∆ P và P = 1,2P + ∆ P --H P = P - ∆ P = P và H P = (P - ∆ P ) = 1,2P
1

1

2

0

2

hay 1,2H P = H P
P1
H2

P2
1,2 H 1
=
(**)
1 − H1
1− H2
Từ (*) và (**) ------

H2
1,2 H 1
=

1 − 0,9
H2
1 − H 2 1,2.0,9
==
=
= H22 – H2 + 0,108 = 0

Phương trình có hai nghiệm H21 = 0,8768 = 87,7% và H22 = 0,1232 = 12,32% < 20% loại
Vậy H2 = 87,7%. Đáp án C
Câu 9: Một đoạn mạch AB gồm cuộn cảm thuầncó độ tự cảm L, điện trở thuần R = 100 Ω, tụ
1
điện có điện dung C và điện trở thuần R =100 Ω mắc nối tiếp theo đúng thứ tự trên. Gọi M là
2
điểm nối giữa R và tụ điện C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp u = 200 cosωt (V). Khi
1
mắc ampe kế có điện trở rất nhỏ vào hai đầu đoạn mạch MB thì ampe kế chỉ 1A. Khi thay
ampe kế bằng một vôn kế có điện trở rất lớn thì hệ số công suất của đoạn mạch AB cực đại. Số
chỉ của vôn kế khi đó là

2
A. 50 V.

B. 50

2
V.

C. 100 V.

D. 100

V.

Giải: Khi mắc ampekế thì mạch điện gồm R1 nối tiếp với R1 I1 = 1A
U
2
2
R1 + Z L
I1
2
Z1 =
=
= 100
Ω ---- ZL =100 Ω
Khi mắc vôn kế thì hệ số công suât của mạch AB cực đại trong mạch có cộng hưởng điên ZC
= ZL = 100 Ω.
2
Do R2 = R1 nên ZMB = Z1 = 100
Ω và cường độ dòng điện qua mạch

U
100 2
2
2
R1 + R2
2
200
2
2
I2 =
=
=
A Số chỉ của vôn kế UV = I2ZMB =
100
= 100V. Đáp án C
Câu 10: Trong giờ thực hành, một học sinh mắc đoạn mạch AB gồm điện trở thuần 40 Ω, tụ
điện có điện dung C thay đổi được và cuộn dây có độ tự cảm L nối tiếp nhau theo đúng thứ tự
trên. Gọi M là điểm nối giữa điện trở thuần và tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện
áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V và tần số 50 Hz. Khi điều chỉnh điện dung của tụ điện
đến giá trị C

m

thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu bằng. 75 V.


Điện trở thuần của cuộn dây là
A. 24 Ω.
B. 16 Ω.
C. 30 Ω.

Giải: Gọi r là điện trở thuần của cuộn dây.

D. 40 Ω
U

UMB = IZMB =

UZ MB
Z

U r + (Z L − Z C )
2

2

( R + r ) 2 + (Z L − Z C ) 2
r 2 + (Z L − Z C ) 2

( R + r ) 2 + (Z L − Z C ) 2
=
( R + r )2 + (Z L − ZC )2
r 2 + (Z L − ZC )2

UMB = UMBmin khi Y =

=
R 2 + 2 Rr
r 2 + (Z L − Z C )2
=1+

có giá trị cực đại.

U
R+r

Y = Ymax khi ZL = ZC trong mạch có cộng hưởng. Khi đó I =
U
200r
R+r
40 + r
UMBmin =
r = 75 =
----- r = 24 Ω. Đáp án A
Câu 11: Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp (hình vẽ). Biết
tụ điện có dung kháng Z , cuộn cảm thuần có cảm kháng Z và 3Z = 2Z . Đồ thị biểu diễn
C
L
L
C
sự phụ thuộc vào thời gian của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AN và điện áp giữa hai đầu
đoạn mạch MB như hình vẽ. Điện áp hiệu dụng giữa hai điểm M và N là
A. 173 V.
B. 122 V.
C. 86 V.
D. 102 V.

Giải: Từ đồ thi ta có UAN0 = 200V, UMB0 = 100V. Chu kỳ T = 2.10-2s - f = 50Hz
Khi t = 0 uAN0 = 200V - pha ban đầu của uAN : ϕAN = 0
-- uAN = 200cos100πt (V)

Khi t = 0: uMB0 = 50V - pha ban đầu của uMB: cosϕMB = 0,5 ----ϕMB =

π
3

π
3

--- uMB = 100cos(100πt + ) (V)
Ta có uAN = uC + uX --- uC = uAN – uX và uMB = uX + uL--- uL = uMB – uX
Do 3ZL = 2ZC ---- 3uL = - 2uC ( dấu trừ là do uL và uC luôn ngược pha nhau
--- 3uMB – 3uX = -(2uAN – 2uX) ---- 5uX = 3uMB + 2uAN

uX = 0,6uMB + 0,4uAN = 60cos(100πt +

π
3

) + 80cos100πt


60 2 + 80 2 + 2.60.80 cos
Vẽ giãn đồ véc tơ ta tinh được UXmax =
U X max
2
UX = UMN =
= 86,02V. Chọn đáp án C

π
3

= 121,66

2

Câu 12:

Đặt điện áp u =120

cos2πft (V) (f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc

nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C, với CR

2

<

2L. Khi f = f thì điện
1
2
áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại. Khi f = f = f
thì điện áp hiệu dụng giữa
2 1
hai đầu điện
trở đạt cực đại. Khi f = f thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại U
.
3 trị nào nhất sau đây?
Lmax
Giá trị của U
gần giá
Lmax

A. 85 V.
B. 145 V.
C. 57 V.
D. 173 V.
Giải: Mạch RLC có ω thay đổi:
1
ω=
LC
* Khi
thì IMax ⇒ URmax
1
1
ω=
C L R2
2U .L
U LMax =
−
C 2
R 4 LC − R 2C 2
* Khi
thì
2
2U .L
1 L R
U CMax =
ω=
−
L C 2
R 4 LC − R 2C 2
* Khi

thì

Từ các công thức trên ta thấy

Khi ω = ω 1 =

1
L

thì UC = UCmax
1
LC

Khi ω = ω 2 =

Khi ω = ω 3 =

L R2
−
C 2

thì UR = URmax = U
1

1
C

L R2
−
C 2

2UL
thì UL = ULmax =

R 4 LC − R 2 C 2


ω 1 ω 3 = ω 22 ----- f1f3 = f22 = 2f12 ---- f3 = 2f1
1

1
C

L R2
−
C
2

=2

L R2
−
C 2

1
L

L
C

---
=2
2U

2UL
R 4 LC − R 2 C 2

ULmax =
138,56V
Đáp án B

=

L
C

2
C
2 C
R 4 −R 2
L
L

L
C

- R2 ===
= R2
2U
2U 2.120

4
1
R
− 2
2
3
3
3
R
R
=
=
=
= 80
V=

Giải: cụ thể hơn
1
L

L R2
−
C
2

C

L R2
−
C

2

UC = UCmax khi ω1 =
; UR = URmax khi ω2 =
2
1
2 L R
L
2
LC
C
L C 2
----->
=
( ) ----> R2 =
(*)
1
1

UL = ULmax khi ω3 =

Do vậy ZL3 = Lω3 =
UZ L3
Z

C R2 −

R2
2

=
L 2
CR

=
1
ω 3C

2
=R

; ZC3 =

2
CR

1
LC

= ω1

----> ω22 = 2ω12

(**)

R
2
=

2

R 2 + (Z L3 − Z C 3 ) 2
và Z =

1,5
=R

2
1,5

ULmax =
= 120
= 138,56V. Chọn đáp án B
Câu 13: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ?
A. Trong sóng điện từ, dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn đồng pha
với nhau.
B. Sóng điện từ là sóng ngang nên nó chỉ truyền được trong chất rắn.
C. Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó có thể bị phản xạ và khúc xạ.
D. Sóng điện từ truyền được trong chân không.
Đáp án B
Câu 14: Ở trụ sở Ban chỉ huy quân sự huyện đảo Trường Sa có một máy đang phát sóng điện
từ. Vào thời điểm t, tại điểm M trên phương truyền theo phương thẳng đứng hướng lên, vectơ
cảm ứng từ đang có độ lớn cực đại và hướng về phía Nam. Khi đó, vectơ cường độ điện trường
có độ lớn
A. cực đại và hướng về phía Tây.
B. cực đại và hướng về phía Đông.
C. cực đại và hướng về phía Bắc.
D. bằng không.

Đáp án A. Cường độ điện trường và cảm ứng từ luôn dao động cùng pha nên khi cảm ứng
từ cực đại thì cường độ điện trường có độ lớn cực đại.
Tây
E

v
Nam
B

Câu 15: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm tụ điện có điện dung 18 nF và cuộn cảm thuần
có độ tự cảm 6 µH. Trong mạch đang có dao động điện từ với hiệu điện thế cực đại giữa hai bản
tụ điện là 2,4 V. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch có giá trị là
A. 212,54 mA.
B. 65,73 mA.
C. 92,95 mA.
D. 131,45 mA.
Đáp án D: Ta có:
CU 02
2

=

LI 02
2

18.10 −9
6.10 −6

C
L

------ I0 = U0

= 2,4.

= 0,13145A = 131,45mA. Đáp án D