Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều VẤN ĐỀ CÔNG SUẤT TIÊU THỤ - HỆ SỐ CÔNG SUẤT HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN I TÓM TẮT CÔNG THỨC THƯỜNG DÙNG Công suất tức thời: P = UIcosϕ + Uicos(2ωt + ϕu + ϕi) (W) U2 cos2 ϕ R Công suất trung bình: P = UIcosϕ = I2R = R UR = Z U Hệ số công suất toàn mạch: cosϕ = (với ≤ cosϕ ≤ 1) Z L = Z C ⇔ ω0 = Khi xảy cộng hưởng: II CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM  U2 → Pmax = U + cos ϕ =  → I max = →  R R LC + U = U  R Chọn câu sai câu sau: Mạch điện xoay chiều RLC số điện áp đặt vào hai đầu mạch thì: A Cường độ hiệu dụng qua mạch giảm C Điện áp hiệu dụng R tăng Khi có cộng hưởng điện đoạn mạch xoay chiều nối tiếp xảy cộng hưởng Nếu thay đổi tần B Hệ số công suất mạch giảm D Công suất trung bình mạch giảm RLC không phân nhánh thì: A Cường độ dòng điện tức thời mạch pha với điện áp tức thời đặt vào hai đầu đoạn mạch B Điện áp tức thời hai đầu điện trở pha với điện áp tức thời hai tụ điện C Công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị nhỏ D Điện áp tức thời hai đầu điện trở pha với điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm RLC Dung kháng mạch mắc nối tiếp có giá trị nhỏ cảm kháng Muốn xảy tượng cộng hưởng điện mạch ta phải: A Giảm tần số dòng điện xoay chiều B Tăng điện dung tụ điện C Tăng hệ số tự cảm cuộn dây D Giảm điện trở mạch R, L, C Đặt vào hai đầu mạch RLC nối tiếp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng phần tử lần 40 ( V ) , 50 ( V ) lượt hai đầu điện trở 80 ( V ) R Khi thay đổi tần số dòng điện để mạch có cộng hưởng điện áp hiệu dụng bằng: Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều 50 ( V ) 35 ( V ) A B R , L, C Cho mạch điện gồm mắc nối tiếp Cho 40 ( V ) 70 ( V ) C R = 30 ( Ω ) , L = 0, ( H ) , C π  u = 120 cos 100π t + ÷( V ) 2  D thay đổi Đặt vào hai đầu C = C0 mạch điện hiệu điện xoay chiều Khi công suất mạch đạt giá trị cực đại Khi biểu thức hiệu điện hai đầu điện trở là: π  uR = 60 cos  100π t + ÷( V ) uR = 120 cos ( 100π t ) ( V ) 2  A B π  uR = 120 cos 100π t + ÷( V ) uR = 60 cos ( 100π t ) ( V ) 2  C D R = 100 ( Ω ) , L = ( H ) , RLC C π Một mạch điện xoay chiều không phân nhánh có tụ điện có điện dung thay π  u AB = 200 cos 100π t + ÷( V ) 4  C đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều Giá trị R công suất tiêu thụ mạch điện áp hai đầu pha với điện áp hai đầu đoạn mạch nhận cặp giá trị sau đây:     10−4 10−4 10−3 10−4 C = F C = F C = F C = ( ) ( ) ( ) ( F)     2π 2π π 2π      P = 400 ( W )  P = 300 ( W )  P = 400 ( W )  P = 200 ( W )     A B C D π  u = 100 cos 100π t − ÷( V ) 4  Cho hiệu điện thê hai đầu đoạn mạch là: cường độ dòng điện qua mạch π   i = cos 100π t + ÷( A) 12   Tính công suất tiêu thụ đoạn mạch? P = 180 ( W ) P = 120 ( W ) P = 100 ( W ) A B C R = 110 ( Ω ) Một mạch điện xoay chiều RLC có điện trở π  u = 220 cos  100π t + ÷( V ) 2  115 ( W ) A P = 150 ( W ) D mắc vào điện áp Khi hệ số công suất mạch lớn công suất tiêu thụ bằng: 220 ( W ) 880 ( W ) 440 ( W ) B C D Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều R, L, C Khi xảy cộng hưởng điện đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp (cuộn dây cảm) A mạch B đoạn mạch C đoạn mạch D tụ điện Điện áp hiệu dụng hai tụ điện lớn điện áp hiệu dụng hai đầu Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây nhỏ điện áp hiệu dụng hai đầu Điện áp tức thời hai đầu điện trở điện áp tức thời hai đầu Điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm điện áp tức thời hai u = U sin ωt ( V ) 10 Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh (với cuộn cảm thuần) Gọi cường dòng điện hiệu dụng qua mạch I, công suất tiêu thụ mạch P, điện áp hiệu dụng hai đầu R, L, C U R , U L , UC Khi có tượng cộng hưởng điện mạch RLC, đẳng thức sau ? U L + U C = UR = U P < UI ω = LC A B C D u = 200 cos ( ωt ) ( V ) 11 Điện áp vào hai đầu mạch RLC không phân nhánh với cuộn cảm có độ tự cảm L= (H) π Khi đó, điện áp hiệu dụng hai đầu phần tử R, L C có độ lớn Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: 100 ( W ) 200 ( W ) 350 ( W ) 250 ( W ) A B C D Z C = 200 ( Ω ) 12 Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có dung kháng cuộn dây mắc nối tiếp π  u = 120 cos 100π t + ÷( V ) 3  Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức 120 ( V ) điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng suất tiêu thụ cuộn dây là: 72 ( W ) 240 ( W ) A B sớm pha L= so với điện áp đặt vào mạch Công 120 ( W ) 144 ( W ) C u = 100 cos ( 100π t ) ( V ) 13 Đặt điện áp π vào hai đầu đoạn mạch thấy D RLC (H) π không đổi Khi điện áp hiệu dụng hai đầu phần tử tiêu thụ đoạn mạch là: Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com C, R không phân nhánh với có độ lớn R, L, C có độ lớn Công suất Trang Tài liệu luyện thi THPT QG 50 ( W ) Chuyên đề dòng điện xoay chiều 100 ( W ) 200 ( W ) 350 ( W ) A B C D 14 Hãy chọn câu sai Công suất tiêu thụ đoạn mạch điện xoay chiều tỷ lệ thuận với: A Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch B Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C Tổng trở đoạn mạch D Hệ số công suất đoạn mạch π  u = 120 cos 100π t + ÷( V ) L, 3  15 Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây cảm C= 103 ( µF ) 2π R L điện trở tụ điện có mắc nối tiếp Biết điện áp hiệu dụng cuộn dây tụ C R điện nửa Công suất tiêu thụ đoạn mạch bằng: 720 ( W ) 360 ( W ) 240 ( W ) 300 ( W ) A B C D i = I cos ( ωt ) RLC 16 Cường độ dòng điện tức thời qua mạch điện xoay chiều nối tiếp đặt vào hai đầu u = U cos ( ωt + ϕ ) đoạn mạch điện áp xoay chiều công thức: A P= P = U I cos ϕ + cos ( ωt + ϕ )  P= U I  cos ϕ + cos ( 2ωt + ϕ )  Công suất tức thời đoạn mạch xác định theo B U I cosϕ P = U I cos ϕ C D 17 Đặt điện áp u = U0cosωt (V) vào hai đoạn mạch R 1LC R2LC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm hệ số công suất hai đoạn mạch cosϕ1, cosϕ2 công suất tiêu thụ hai đoạn mạch P 4P Hệ thức sau ? R1 2cosϕ1 = R cosϕ2 A B u = U cos ( ωt ) ( V ) R1 2cosϕ2 = R2 cosϕ2 R1 2cosϕ1 = R2 cosϕ2 R1 2cosϕ2 = R2 cosϕ1 C D 18 Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm tụ điện, cuộn cảm điện trở mắc nối tiếp Gọi M điểm nối tụ điện cuộn cảm Biết điện áp hiệu dụng hai đầu AM điện áp hiệu dụng hai đầu MB cường độ dòng điện đoạn mạch lệch pha áp hai đầu đoạn mạch Hệ số công suất đoạn mạch MB là: Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang π 12 so với điện Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều 2 A B 0,26 C 0,50 D 19 Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây cảm Khi nối tắt tụ C điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R tăng lần dòng điện hai truờng hợp vuông pha với Hệ số công suất đoạn mạch lúc sau bằng: 5 10 10 A B C D r = 10 ( Ω ) 20 Đoạn mạch xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch mắc nối tiếp AM chứa cuộn dây có điện trở L= độ tự cảm 0,3 ( H) π đoạn mạch MB (chứa tụ điện C nối tiếp với điện trở R) Đặt vào hai đầu đoạn mạch U = 120 ( V ) , hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60 ( V ) hiệu điện hiệu dụng hai đầu MB π Hiệu điện hai đầu đoạn mạch hai đầu MB lệch pha Xác định hệ số công suất đoạn mạch AB: 3 2 A B C D 21 Một mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện C Đặt vào hai đàu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần số điện áp hiệu dụng không đổi Dùng vôn kế có điện trở lớn, đo điện áp hai đầu đoạn mạch, hai đầu tụ điện hai đầu cuộn dây số vôn kế tương ứng U , UC U = U C = 2U L UL Biết Hệ số công suất mạch điện là: cos ϕ = cos ϕ = cos ϕ = cos ϕ = 2 A B C D 22 Mắc nối tiếp điện trở R với cuộn dây có độ tự cảm L mắc vào nguồn điện xoay chiều Dùng vôn kế có điện trở lớn đo hiệu điện hai đầu cuộn dây, hai đầu điện trở hai đầu đoạn mạch giá trị tương 100 ( V ) ,100 ( V ) ứng A 173, ( V ) 0,866 B Hệ số công suất cuộn cảm là: 0, C 0, 707 D u = U cos ( ωt ) ( V ) , R = 23 Cho mạch điện RLC Điện áp đặt vào hai đầu mạch có dạng L C U RL = 3U RC hiệu dụng Hệ số công suất đoạn mạch có giá trị: Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang Cho biết điện áp Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều A B C D 24 Cho đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp; đoạn AM gồm R nối tiếp với C MB có u = U cos ( ωt ) ( V ) cuộn cảm có độ tự cảm L điện trở r Đặt vào AB điện áp xoay chiều có biểu thức R=r= L , C Biết điện áp hiệu dụng hai đầu MB gấp lần điện áp hai đầu AM Hệ số công suất đoạn mạch có giá trị A B 0,775 0,887 C D 50 ( Ω ) 25 Cho đoạn mạch điện mắc nối thứ tự gồm điện trở R, tụ điện có dung kháng 100 ( V ) r = 50 ( Ω ) có điện trở cuộn dây Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng Điện 5π ( rad ) 12 áp hai đầu R C lệch pha so với hai đầu cuộn dây góc mạch có cộng hưởng Công suất tiêu thụ mạch là: 45,62 ( W ) 73,20 ( W ) 54,52 ( W ) 37,36 ( W ) A B C D R = 30 ( Ω ) , 26 Có ba dụng cụ gồm điện trở cuộn cảm L tụ điện C Đặt điện áp xoay chiều u = U0 cos ( ωt + ϕ ) ( V ) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm RL RC cường độ dòng điện π  i1 = cos  ω t + ÷( A ) 7  10π   i2 = cos  ω t + ( A) 21 ÷   mạch Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp công suất mạch điện lúc gần giá trị sau ? 960 ( W ) 800 ( W ) 600 ( W ) 540 ( W ) A B C D R1 27 Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở mắc R2 nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt điện áp xoay chiều có tần số giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB Khi đoạn 120 ( W ) mạch AB tiêu thụ công suất có hệ số công suất Nếu nối tắt hai đầu tụ điện điện áp hai Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Trang Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều đầu đoạn mạch AM MB có giá trị hiệu dụng lệch pha AB trường hợp bằng: 75 ( W ) 160 ( W ) 90 ( W ) A B C π , công suất tiêu thụ đoạn mạch 180 ( W ) D R1 = 40 ( Ω ) 28 Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở C= 10−3 ( F) 4π R2 mắc nối tiếp với tụ điện có diện dụng , đoạn mạch MB gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi điện áp tức thời hai đầu 7π   u AM = 50 cos 100π t − ÷( V ) 12   uMB = 150 cos ( 100π t ) ( V ) đoạn mạch AM MB là: Hệ số công suất đoạn mạch AB là: A 0,86 B 0,84 C 0,95 D 0,71 29 Cho mạch điện AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với tụ điện C cuộn dây theo thứ tự Gọi M điểm nối điện trở tụ điện, N điểm nối tụ điện cuộn dây Đặt vào hai đầu đoạn mạch f = 50 ( Hz ) 120 ( V ) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 ( V ) , hai điểm M B không đổi, tần số uAN điện áp lệch pha π đo đươc điện áp hiệu dụng uMB so với điện áp uAB đồng thời lệch pha π so với 360 ( W ) uAN Biết công suất tiêu thụ mạch thụ mạch gần giá trị sau đây? 810 ( W ) 350 ( W ) A B Nếu nối tắt hai đầu cuộn dây giá trị công suất tiêu 600 ( W ) C 180 ( W ) D R = 60 ( Ω ) , u = 150 cos ( 100π t ) ( V ) 30 Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 250 ( W ) cuộn dây có điện trở r tụ điện có điện dung C Công suất tiêu thụ đoạn mạch Nối hai tụ điện dây dẫn có điện trở không đáng kể Khi đó, điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở điện 50 ( V ) áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 60 ( Ω ) A Dung kháng tụ điện có giá trị bằng: 30 ( Ω ) B 15 ( Ω ) C Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com 35 ( Ω ) D Trang Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều u = 80cos ( ωt ) ( V ) 31 Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện C cuộn dây 40 ( W ) , không cảm thấy công suất tiêu thụ mạch U R = U L , r = 25 ( V ) , điện áp hiệu dụng U C = 60 ( V ) Điện trở r cuộn dây bao nhiêu? 15 ( Ω ) 25 ( Ω ) 20 ( Ω ) 40 ( Ω ) A B C D 32 sTrên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh có bốn điểm theo thứ tự A, M, N B Giữa hai điểm A M có điện trở thuần, hai điểm M N có cuộn dây, điểm N B có tụ điện Đặt vào hai 175 ( V ) − 50 ( Hz ) đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều 25 ( V ) 25 ( V ) , điện áp hiệu dụng đoạn AM 175 ( V ) đoạn MN đoạn NB Hệ số công suất đoạn mạch AB là: 1 17 25 25 25 A B C D 33 Một đoạn mạch xoay chiều gồm phần tử mắc nối tiếp: điện trở R, cuộn dây có độ tự cảm L điện trở r, tụ điện có điện dung C Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều, điện áp tức thời hai đầu cuộn dây hai đầu tụ điện có biểu thức π 2π    ud = 80 cos  ωt + ÷( V ) , uC = 40 cos  ωt − ÷( V ) , 6    điện áp hiệu dụng U R = 60 ( V ) hai đầu điện trở Hệ số công suất mạch điện 0,862 0,908 0,753 0, 664 A B C D 34 Mạch RLC nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm (L,r) tụ điện C Khi hiệu điện hai đầu đoạn mạch 13 ( V ) , u = 65 cos ( ωt ) ( V ) điện áp hiệu dụng điện trở cuộn dây 65 ( V ) , điện áp tụ 25 ( W ) công suất tiêu thụ toàn mạch Hệ số công suất toàn mạch 10 12 13 13 13 13 A B C D 35 Đoạn mạch AB gồm AM, MN, NB nối tiếp Biết AM chứa điện trở thuần, MN chưa cuộn dây, NB chứa tụ điện Đặt vào hai đầu AB điện áp π  u = 400 cos 120π t + ÷( V ) 3  điện áp hai đầu đoạn AM, MN NB u1 = 200 cos ( 120π t + ϕ1 ) ( V ) , u2 = 200 cos ( 120π t + ϕ ) ( V ) , u3 = 400 cos ( 120π t + ϕ3 ) ( V ) suất đoạn mạch AB là: Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Hệ số công Trang Tài liệu luyện thi THPT QG Chuyên đề dòng điện xoay chiều A 0,4 B 0,5 C 0,6 D 0,8 36 Đoạn mạch AB gồm đoạn AM (chứa tụ điện C nối tiếp điện trở R) đoạn MB (chứa cuộn dây) Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều ổn định Đồ thị theo thời gian u AM uMB hình vẽ Lúc t = 0, dòng điện có giá trị i = + I 0/ giảm Biết C = 1/(5π) mF, công suất tiêu thụ mạch là: A 200 W B 100 W C 400 W D 50 W 37 Đoạn Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp R1 Đoạn mạch AM gồm điện trở mắc nối tiếp với tụ C có điện dung 10 −3 ( F) , 2π u = 60 cos ( 100π t ) ( V ) R2 trở đoạn mạch MB cuộn dây có điện độ tự cảm L Đặt hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều điện áp 24 ( V ) hiệu dụng hai điểm A M Nếu nối tắt hai đầu tụ C dây dẫn có điện trở không đáng kể 20 ( V ) 20 ( V ) điện áp hiệu dụng hai đoạn AM MB chưa nối tắt gần giá trị sau ? A 0,86 B 0,81 C 0,95 HẾT Nguyễn Mạnh Tú – SĐT: 01664553217 – email: volammtu@gmail.com Hệ số công suất mạch AB D 0,92 Trang