CHỦ ĐỀ CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT LÝ 12 CĨ ĐÁP ÁN Chủ đề: Cơng suất mạch điện xoay chiều Bài tập công suất mạch điện xoay chiều đề thi Đại học có giải chi tiết Dạng 1: Cơng suất dòng điện xoay chiều Dạng 2: Hệ số công suất mạch điện xoay chiều 40 tập trắc nghiệm Công suất mạch điện xoay chiều chọn lọc có đáp án chi tiết (phần 1) 40 tập trắc nghiệm Công suất mạch điện xoay chiều chọn lọc có đáp án chi tiết (phần 2) Chủ đề: Công suất mạch điện xoay chiều Bài tập công suất mạch điện xoay chiều đề thi Đại học có giải chi tiết Bài 1: [THPT QG năm 2015 – Câu 25 - M138] Đặt điện áp u = 200√2cos100πt (V) vào hai đầu điện trở 100Ω Công suất tiêu thụ điện trở A 800 W B 200 W C 300 W D 400 W Hiển thị đáp án Đáp án: D Công suất tiêu thụ đoạn mạch xoay chiều có điện trở (hoặc đoạn mạch xoay chiều có cộng hưởng điện) P= = 400 W Bài 2: [THPT QG năm 2015 – Câu 28 - M138] Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm mắc nối tiếp với điện trở Biết điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở 100 V Hệ số công suất đoạn mạch A 0,8 B 0,7 C D 0,5 Hiển thị đáp án Đáp án: D Hệ số công suất đoạn mạch xoay chiều: cosω = = 0,5 Bài 3: [THPT QG năm 2017 – Câu – M201] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R tụ điện mắc nối tiếp dung kháng tụ điện ZC Hệ số công suất đoạn mạch A C B D Hiển thị đáp án Đáp án: D Hệ số công suất đoạn mạch: Bài 4: [THPT QG năm 2017 – Câu – M203] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Biết cảm kháng dung kháng đoạn mạch Z L ZC Hệ số công suất đoạn mạch A B C D Hiển thị đáp án Đáp án: A Hệ số công suất mạch cosφ = Bài 5: [THPT QG năm 2017 – Câu – M204Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R cuộn cảm cảm kháng cuộn cảm ZL Hệ số công suất đoạn mạch A C B D Hiển thị đáp án Đáp án: C Hệ số công suất đoạn mạch gồm R cuộn dây cảm cosφ = Bài 6: [THPT QG năm 2018 – Câu 19 – M201] Đặt vào hai đầu điện trở điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi tần số f thay đổi Khi f = f0 f = 2f0 cơng suất tiêu thụ điện trở tương ứng P P2 Hệ thức sau đúng? A P2 = 0,5P1 B P2 = 2P1 C P2 = P1 D P2 = 4P1 Hiển thị đáp án Đáp án: C Đoạn mạch xoay chiều có điện trở, cơng suất tiêu thụ không phụ thuộc vào tần số Bài 7: [THPT QG năm 2018 – Câu 16 – M210] Đặt điện áp u = 200√2cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện đoạn mạch i = 5√2cos100πt (A) Hệ số công suất đoạn mạch A B C 0,71 D 0,87 Hiển thị đáp án Đáp án: B u i pha ⇒ cosφ = Bài 8:[THPT QG năm 2019 – Câu 18 – M218] Đặt điện áp u = 220√2cos(100πt + ) vào hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện đoạn mạch i=2√2cos100πt (A) Hệ số công suất đoạn mạch A 0,7 B 0,8 Hiển thị đáp án Đáp án: D cosφ = cos = 0,5 C 0,9 D 0,5 Bài 9: [THPT QG năm 2019 – Câu 22 – M223] Đặt điện áp u = i=200√2cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện đoạn mạch i=2√2cos100πt (A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch A 110 W B 440 W C 880 W D 220 W Hiển thị đáp án Đáp án: B P = UIcosφ = 220.0.cos0 = 440W Bài 10:[THPT QG năm 2019 – Câu 16 – M206] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch cơng suất tiêu thụ đoạn mạch 750 W Trong khoảng thời gian giờ, điện mà đoạn mạch tiêu thụ A 4,5 kWh B 4500 kWh C 16,2 kWh D 16200 kWh Hiển thị đáp án Đáp án: A Q = Pt = 750.6 = 4,5 kWh Bài 11:[THPT QG năm 2019 – Câu 18 – M213] Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu mạch R, L, C mắc nối tiếp Biết điện trở tổng trở đoạn mạch có giá trị 50Ω 50√2Ω Hệ số công suất đoạn mạch A B 0.71 C 0.87 D 0.5 Hiển thị đáp án Đáp án: B cosφ = Bài 12: [THPT QG năm 2019 – Câu 18 – MH] Một dòng điện có cường độ i = 2cos100πt (A) chạy qua đoạn mạch có điện trở 100Ω Công suất tiêu thụ đoạn mạch A 200 W B 100 W C 400 W D 50 W Hiển thị đáp án Đáp án: C P= R = 22.100 = 400W Bài 13: [THPT QG năm 2017 – Câu 15 – MH] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R cuộn cảm mắc nối tiếp Khi đó, cảm kháng cuộn cảm có giá trị R Hệ số công suất đoạn mạch A B 0,5 C 0,87 D 0,71 Hiển thị đáp án Đáp án: D Hệ số công suất đoạn mạch cosφ = = 0.71 Bài 14: [THPT QG năm 2017 – Câu 21 – MH2] Điện áp xoay chiều hai đầu thiết bị điện lệch pha 300 so với cường độ dòng điện chạy qua thiết bị Hệ số công suất thiết bị lúc A B 0,87 C 0,5 D 0,71 Hiển thị đáp án Đáp án: B Hệ số công suất đoạn mạch xoay chiều: cosφ = cos300 = 0.87 Bài 15: [THPT QG năm 2017 – Câu – MH3] Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc ω vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Hệ số công suất đoạn mạch lúc A B C D Hiển thị đáp án Đáp án: C Bài 16 :[THPT QG năm 2015 – Câu 42 - M138] Lần lượt đặt điện áp (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch X vào hai đầu đoạn mạch Y; với X Y đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Trên hình vẽ, P x y biểu diễn quan hệ công suất tiêu thụ X với Y với Sau đó, đặt điện áp u lên hai đầu đoạn mạch AB gồm X Y mắc nối tiếp Biết cảm kháng hai cuộn cảm mắc nối tiếp (có cảm kháng Z L1 ZL2) ZL = ZL1 + ZL2 dung kháng hai tụ điện mắc nối tiếp (có dung kháng Z C1 ZC2) ZC1 ZC2 = ZC1 + ZC2 Khi ω = ω2 , cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB có giá trị gần giá trị sau ? A 14 W B 10 W C 22 W D 18 W Hiển thị đáp án Đáp án: C PXmax = Khi ω =ω2 = 40 W; PYmax = = 60 W ⇒ U2 = 60RY RX = 1,5RX PX = ⇒ ZLX - ZCX = ±RX = ±1,5 RY = 0.5.PXmax = 0.5 lấy dấu “+” ω2 > ω1 ; PY = = PXmax = ⇒ ZLY-ZCY = ±√2RY lấy dấu “-” ω2 < ω3 P= = = 23,97 Bài 17 : [THPT QG năm 2016 – Câu 32 – M536] Đặt điện áp u = 200√2cos100πt (u tính V, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ Biết cuộn dây cuộn cảm thuần, R = 20 Ω cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch A Tại thời điểm t u = 220√2 V Tại thời điểm t + (s) cường độ dòng điện đoạn mạch khơng giảm Công suất tiêu thụ đoạn mạch MB A 180 W B 200 W C 120 W D 90W Hiển thị đáp án Đáp án: C Công suất PAM = I2R = 32.20 = 180 W đoạn mạch AM Tần số góc dòng điện ω = 2πf = 100π rad/s Nếu thời điểm t(s), UAB = 200√2 thời điểm t + , tức sau ∆t = s vectơ quay biểu diễn u quay góc α = ω.∆t = 100π = (rad) Mà i = 0(A) giảm, ta suy độ lệch pha điện áp dòng điện φu/i = Vậy công suất PMB = PAB - PAM = 300 - 180 = 120(W) đoạn mạch MB Bài 18 : [THPT QG năm 2017 – Câu 37 – M202] Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên dòng điện qua đoạn mạch có cường độ i = 2√2 cosωt (A) Biết điện áp hiệu dụng hai đầu AM, hai đầu MN hai đầu NB 30 V, 30 V 100 V Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB A 200 W B 110 W C 220 W D 100 W Hiển thị đáp án Đáp án: B Ta có : U2 = (UR + Ur)2 + (UL - UC)2 Khai triển, thay số ⇒ 10UL = 90 + 3Ur (1) Mặt ⇒ UL = (2) Thay (2) 10 U r2 + khác: vào UL = (1), 302 ta = 90 + 30Ur ⇒ UR = 25,049 V ≈ 25 Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB là: P= UIcosφ=UI = 110W Bài 19:[THPT QG năm 2018 – Câu 38 – M201] Đặt điện áp xoay chiều u vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp dòng điện đoạn mạch có cường độ i Hình bên phần đồ thị biểu diễn phụ thuộc tích u.i theo thời gian t Hệ số công suất đoạn mạch A 0,625 B 0,866 C 0,500 D 0,707 Hiển thị đáp án Đáp án: A Giả φu + φi = x; φu - φi = φ sử ; p = ui = UI(cos(2ωt + x) + cosφ) 13 = 2ωt0 + x = 2π + k2π UI[1 + cosφ] (1) t = 0, p = 11 = UI[cosx + cosφ] (2) t = 3t0, p = = UI[cos(2ω.3t0 + x) + cosφ] = UI[cos(6π-2x) + cosφ] = UI[cos(-2x) + cosφ] (3) (2) Lấy (1) cosφ = 5,5 - 6,5cosx chia (2) ta Lấy (1) chia (3) ta được: Suy cosx = 0,75 ⇒ cosφ = 0,625 Bài 20 : [THPT QG năm 2018 – Câu 36 – M203] Đặt điện áp xoay chiều u vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp dòng điện đoạn mạch có cường độ i Hình bên phần đồ thị biểu diễn phụ thuộc tích u.i theo thời gian t Hệ số công suất đoạn mạch Câu 29 Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C dòng điện mạch i1 công suất tiêu thụ mạch P1 Khi C = C2 < C1 dòng điện mạch i2 cơng suất tiêu thụ P2 Biết P2 = (7 - 4√3)P1 i1 vng pha với i2 Xác đinh góc lệch pha φ1 φ2 điện áp hai đầu đoạn mạch với i1 i2 A φ1 = π/12 φ2 = -5π/12 B φ1 = -π/6 φ2 = π/3 C φ1 = -π/3 φ2 = π/6 D φ1 = -π/4 φ2 = π/4 Hiển thị lời giải Câu 30 Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây không cảm mắc nối tiếp với tụ điện Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng 100 V, hệ số cơng suất tồn mạch 0,6 hệ số công suất cuộn dây 0,8 Điện áp hai đầu tụ điện có giá trị hiệu dụng A 125 V B 45 V Hiển thị lời giải C 75 V D 90 V Câu 31 Mạch điện xoay chiều nối tiếp AB theo thứ tự gồm cảm L, điện trở R tụ điện C Cho biết điện áp hiệu dụng U RC = 0,75URL R2 = L/C Tính hệ số cơng suất đoạn mạch AB A 0,8 B 0,864 Hiển thị lời giải C 0,5 D 0,867 Câu 32 Đoạn mạch RLC đặt điện áp xoay chiều ổn định có tần số f thay đổi Khi tần số f1 tần số f2 pha ban đầu dòng điện qua mạch π/6 π/3 cường độ hiệu dụng khơng thay đổi Tính hệ số cơng suất mạch tần số f1 A 0,5 B 0,71 Hiển thị lời giải C 0,87 D 0,6 Câu 33 Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây nối tiếp với tụ điện có điện dung C1 Khi dòng điện mạch i cơng suất tiêu thụ mạch P1 Lấy tụ điện khác C' = 4C1 mắc song song với tụ điện C1 dòng điện mạch i2 công suất tiêu thụ P2 Biết P1 = 3P2 ii vng pha với i2 Xác định góc lệch pha φ1 φ2 điện áp hai đầu đoạn mạch với i1 i2 A φ1 = π/6 φ2 = -π/3 B φ1 = -π/6 φ2 = π/3 C φ1 = π/4 φ2 = -π/4 D φ1 = -π/4 φ2 = π/4 Hiển thị lời giải Câu 34 Khi đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều 120V - 50Hz thấy dòng điện chạy qua cuộn dây có giá trị hiệu dụng A trễ pha 60° so với điện áp hai đầu đoạn mạch Khi mắc nối tiếp cuộn dây với đoạn mạch điện X đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều thấy dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng A sớm pha 30° so với điện áp hai đầu mạch X Công suất tiêu thụ toàn mạch ghép thêm X A 120 W B 300 W C 200√2 W D 300√3 W Hiển thị lời giải Câu 35 Đoạn mạch gồm đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R1 nối tiếp với cuộn cảm L, đoạn mạch MB gồm điện trở R2 = 50Ω nối tiếp tụ điện C = 2.10 -4/π F Biết điện áp tức thời u AM = 200√2cos(100πt + 17π/12) (V) uMB = 80cos100πt (V) Tính hệ số công suất đoạn mạch AB A 0,91 B 0,74 C 0,72 D 0,90 Hiển thị lời giải Tổng trở phức: ZMB = 50 – 50i Ta tính i trước (hoặc tính gộp trên): Câu 36 Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM có biến trở R, đoạn mạch MB gồm điện trở r mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt vào AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi Điều chỉnh R đến giá trị 80 Ω cơng suất tiêu thụ biến trở đạt cực đại tổng trở đoạn mạch AB chia hết cho 40 Khi hệ số cơng suất đoạn mạch MB đoạn mạch AB tương ứng A 3/8 5/8 C 1/17 (√2)/2 Hiển thị lời giải Chọn D B 33/118 113/160 D 1/8 3/4 Câu 37 Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Tụ C có điện dung thay đổi Thay đổi C, Z C = ZC1 cường độ dòng điện trễ pha π/4 so với điện áp hai đầu đoạn mạch, Z C = ZC2 = 6,25ZC1 UC max Tính hệ số cơng suất mạch A 0,6 B 0,8 Hiển thị lời giải Chọn B C 0,7 D 0,9 Câu 38 Đặt điện áp u = U0cosωt (V) (U0và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm có biến trở R, tụ điện có dung kháng 80√3Ω, cuộn cảm có điện trở 30 Ω cảm kháng 50√3 Ω Khi điều chỉnh trị số biến trở R để cơng suất tiêu thụ biến trở cực đại hệ số công suất đoạn mạch A 1/√2 B 1/2 Hiển thị lời giải C 2/√7 D 3/√7 Chọn B Công suất tiêu thụ biến trở: Câu 39 Cho mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp Tần số hiệu điện thay đổi Khi tần số f 4f1 công suất mạch 80% cơng suất cực đại mà mạch đạt Khi f = 3f hệ số công suất là: A 0,894 B 0,853 Hiển thị lời giải C 0,964 D 0,47 Chọn C Gọi U điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu mạch: Câu 40 Mạch điện xoay chiều R, L, C nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm (L, r) tụ C Khi hiệu điện đầu đoạn mạch u = 65√2cosωt (V) điện áp hiệu dụng điện trở cuộn dây 13V Còn điện áp tụ 65V, cơng suất tiêu thụ tồn mạch 25W Hệ số cơng suất mạch A 3/13 B 5/13 Hiển thị lời giải Chọn B C 10/13 D 12/13 ... hai đầu điện trở 100Ω Công suất tiêu thụ điện trở A 800 W B 200 W C 300 W D 400 W Hiển thị đáp án Đáp án: D Công suất tiêu thụ đoạn mạch xoay chiều có điện trở (hoặc đoạn mạch xoay chiều có cộng.. .Chủ đề: Công suất mạch điện xoay chiều Bài tập công suất mạch điện xoay chiều đề thi Đại học có giải chi tiết Bài 1: [THPT QG năm 2015 – Câu 25 - M138] Đặt điện áp u = 200√2cos100πt... điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R tụ điện mắc nối tiếp dung kháng tụ điện ZC Hệ số công suất đoạn mạch A C B D Hiển thị đáp án Đáp án: D Hệ số công suất đoạn mạch: Bài 4: