Ôn tập TN THPT môn Vật lí - Chuyên đề: Các mạch điện xoay chiều (Mức 3)

Nội dung tài liệu: Ôn tập TN THPT môn Vật lí - Chuyên đề: Các mạch điện xoay chiều (Mức 3)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CHUYÊN ĐỀ ƠN TẬP BẮC NINH KỲ THI TỐT NGHIỆP THPT NĂM ¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 2023 Mơn: Vật lí ¯¯¯¯¯¯¯¯ TÊN CHUYÊN ĐỀ: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU MỨC 3 Người biên soạn: Trần Thị Phương Liên Đơn vị cơng tác: Trường THPT Tiên Du Số 1 Câu 1. Đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần L một điện áp xoay chiều cĩ giá trị hiệu dụng U khơng 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 dịng điện phải bằng A. 75 Hz.B. 40 Hz.C. 25 Hz.D. 50 2 Hz Câu 2. Hình vẽ bên là đồ thị phụ thuộc thời gian của hai điện áp xoay chiều 1 và 2. Lần lượt đặt các điện áp này vào đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện C thì dung kháng lần lượt là ZC1 và ZC2 . Tỉ số ZC1 / ZC2 bằng A. 5 / 3. B. 3 / 5. C. 2 / 3 . D. 3 / 2 . Câu 3. Đoạn mạch điện xoay chiều AB chỉ chứa một trong các phần tử: điện trở thuần, cuộn dây hoặc tụ điện. Khi đặt hiệu điện thế u U0 cos t V lên hai đầu A và B thì 6 dịng điện trong mạch cĩ biểu thức i I0 cos t A . Đoạn mạch AB chứa 3 A. cuộn dây thuần cảm ( cảm thuần)B. điện trở thuần C. tụ điện D. cuộn dây cĩ điện trở thuần Câu 4. Mắc cuộn cảm cĩ hệ số tự cảm L=0,318(H) vào điện áp u 200cos 100 t V . 3 Biểu thức của dịng điện chạy qua cuộn cảm L là A. i 2cos 100 t A B. i 2 cos 100 t A 6 3 C. i 2 2 cos 100 t A D. i 2cos 100 t A 3 6 Câu 5. Đồ thị biểu diễn cường độ tức thời của dịng điện xoay chiều chỉ cĩ cuộn cảm thuần cĩ cảm kháng ZL 50 ở hình vẽ bên. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm.
2. 50 푡 A. = 60 표푠 + 5 ( ) 3 6 100 푡 B. = 60푠푖푛 + ( ) 3 3 50 푡 C. = 60 표푠 + ( ) 3 6 50 푡 D. = 30 표푠 + ( ) 3 3 Câu 6. (THPT − 2017) Đặt điện áp xoay chiều cĩ giá trị cực đại là 100 V vào hai đầu cuộn cảm thuần thì cường độ dịng điện trong mạch là i 2cos100 t (A). Khi cường độ dịng điện i = 1 A thì điện áp giữa hai đầu cuộn cảm cĩ độ lớn bằng A. 100 V.B. 50V.C. 50 2 V.D. 50 3 V. Câu 7. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ cĩ cuộn cảm thuần. Tại thời điểm t1 điện áp và dịng điện qua cuộn cảm cĩ giá trị lần lượt là 25 V; 0,3A. Tại thời điểm t2 điện áp và dịng điện qua cuộn cảm cĩ giá trị lần lượt là 15 V; 0,5A. Cảm kháng của mạch cĩ giá trị là A. 30 Ω.B. 50 Ω. C. 40 Ω. D. 100 Ω. Câu 8. Một hộp X chỉ chứa một trong 3 phần tử là điện trở thuần hoặc tụ điện hoặc cuộn cảm thuần. Đặt vào hai đầu hộp X một điện áp xoay chiều chỉ cĩ tần số f thay đổi. Khi f = 50Hz thì điện áp trên X và dịng điện trong mạch ở thời điểm t1 cĩ giá trị lần lượt là i1 1(A);u1 100 3 V , ở thời điểm t2 thì i2 3 A ;u2 100V . Khi f = 100Hz thì cường độ dịng điện hiệu dụng trong mạch là 0,5 2A . Hộp X chứa A. diện trở thuần R 100 B. Cuộn cảm thuần cĩ độ tự cảm 1/ (H) C. tụ điện cĩ điện dung C 10 4 / F . D. tụ điện cĩ điện dung C 100 2 / F Câu 9. Đặt điện áp u U0 cos 100 t / 6 (V) vào hai đầu một tụ điện cĩ điện dung 0,2 / (mF). Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dịng điện ừong mạch là 4A. Biểu thức của cường độ dịng điện trong mạch là A. i 4 2 cos 100 t / 6 (A). B. i 5cos 100 t / 3 A . C. i 5cos 100 t 2 / 3 A . D. i 4 2 cos 100 t / 6 A Câu 10. Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện cĩ điện dung 0,1/ (mF) một điện áp xoay chiều u U0 cos100 t (V). Nếu tại thời điểm t1 điện áp là 50 (V) thì cường độ dịng điện tại thời điểm t1 + 0,005 (s) là: A.−0,5 A.B. 0,5 A.C. 1,5 A.D. −1,5 A. Lời giải chi tiết Câu 1: Đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần L một điện áp xoay chiều cĩ giá trị hiệu dụng U khơng 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 dịng điện phải bằng A. 75 Hz.B. 40 Hz.C. 25 Hz.D. 50 2 Hz
3. Hướng dẫn: U I1 U U 2 f1L I1 2,4 I f2 f1 60. 40 Hz Z 2 fL U I 3,6 1 I 2 2 2 f2L Câu 2: Hình vẽ bên là đồ thị phụ thuộc thời gian của hai điện áp xoay chiều 1 và 2. Lần lượt đặt các điện áp này vào đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện C thì dung kháng lần lượt là ZC1 và ZC2 . Tỉ số ZC1 / ZC2 bằng A. 5 / 3. B. 3 / 5. C. 2 / 3 . D. 3 / 2 . Hướng dẫn 1 T 3T 5T T 5 ZC Z 5 1 2 1 C 2 C C1 . Chọn A 4 4 T2 3 ZC 2 3 Câu 3: Đoạn mạch điện xoay chiều AB chỉ chứa một trong các phần tử: điện trở thuần, cuộn dây hoặc tụ điện. Khi đặt hiệu điện thế u U0 cos t V lên hai đầu A và B thì 6 dịng điện trong mạch cĩ biểu thức i I0 cos t A . Đoạn mạch AB chứa 3 A. cuộn dây thuần cảm ( cảm thuần)B. điện trở thuần C. tụ điện D. cuộn dây cĩ điện trở thuần Lời giải Ta cĩ u i nên u nhanh pha hơn i gĩc 6 3 2 2 Do đĩ mạch điện chứa cuộn dây thuần cảm. Chọn A Câu 4: Mắc cuộn cảm cĩ hệ số tự cảm L=0,318(H) vào điện áp u 200cos 100 t V . 3 Biểu thức của dịng điện chạy qua cuộn cảm L là A. i 2cos 100 t A B. i 2 cos 100 t A 6 3 C. i 2 2 cos 100 t A D. i 2cos 100 t A 3 6 Lời giải Cảm kháng ZL L 100
4. U0 Mạch điện chỉ chứa cuộn dây thuần cảm I0 2A và u luơn sớm pha hơn i gĩc ZL rad i rad . Biểu điện áp trong mạch là i 2cos 100 t A .Chọn D 2 6 6 Câu 5: Đồ thị biểu diễn cường độ tức thời của dịng điện xoay chiều chỉ cĩ cuộn cảm thuần cĩ cảm kháng ZL 50 ở hình vẽ bên. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm. 50 푡 A. = 60 표푠 + 5 ( ) 3 6 100 푡 B. = 60푠푖푛 + ( ) 3 3 50 푡 C. = 60 표푠 + ( ) 3 6 50 푡 D. = 30 표푠 + ( ) 3 3 Hướng dẫn: i I cos(t ) 1,2 cos(t )(A) 0 I Lúc đầu, i 0 và đang đi về i 0 nên n 2 3 I T 2 Thời gian ngắn nhất đi từ i 0 đến i 0 là = =0,01 2 12 12 50  3 Vì mạch chỉ cĩ L thì u sớm pha hơn i là nên 2 50 t 50 t 5 u I0ZL cos 60cos (V) 3 3 2 3 6 Đáp án A Câu 6: (THPT − 2017) Đặt điện áp xoay chiều cĩ giá trị cực đại là 100 V vào hai đầu cuộn cảm thuần thì cường độ dịng điện trong mạch là i 2cos100 t (A). Khi cường độ dịng điện i = 1 A thì điện áp giữa hai đầu cuộn cảm cĩ độ lớn bằng A. 100 V.B. 50V.C. 50 2 V.D. 50 3 V. Chọn đáp án D  Lời giải: 2 2 2 2 u i u 1 Mạch chỉ L thì u và i vuơng pha: 1 1 u 50 3 U0 I0 100 2 ￿Chọn đáp án D
5. Câu 7: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ cĩ cuộn cảm thuần. Tại thời điểm t1 điện áp và dịng điện qua cuộn cảm cĩ giá trị lần lượt là 25 V; 0,3A. Tại thời điểm t2 điện áp và dịng điện qua cuộn cảm cĩ giá trị lần lượt là 15 V; 0,5A. Cảm kháng của mạch cĩ giá trị là A. 30 Ω.B. 50 Ω. C. 40 Ω. D. 100 Ω. Hướng dẫn: Mạch chỉ cĩ cuộn cảm nên điện áp nhanh pha hơn dịng điện gĩc π/2. 2 2 u i Khi đĩ ta cĩ 1 U 0 I 2 2 2 2 u1 i1 u2 i 2 Tại thời điểm t1: 1Tại thời điểm t2: 1 U 0 I 0 U 0 I 0 2 2 2 2 u i u i u 2 u 2 i 2 i 2 U u 2 u 2 Từ đĩ ta được: 1 1 2 2 1 2 2 1 0 1 2 2 2 2 2 U 0 I 0 U 0 I 0 U 0 I 0 I 0 i2 i1 2 2 u1 u2 ZL 2 2 . Thay số ta được ZL = 50  Chọn B i2 i1 Câu 8: Một hộp X chỉ chứa một trong 3 phần tử là điện trở thuần hoặc tụ điện hoặc cuộn cảm thuần. Đặt vào hai đầu hộp X một điện áp xoay chiều chỉ cĩ tần số f thay đổi. Khi f = 50Hz thì điện áp trên X và dịng điện trong mạch ở thời điểm t1 cĩ giá trị lần lượt là i1 1(A);u1 100 3 V , ở thời điểm t2 thì i2 3 A ;u2 100V . Khi f = 100Hz thì cường độ dịng điện hiệu dụng trong mạch là 0,5 2A . Hộp X chứa A. diện trở thuần R 100 B. Cuộn cảm thuần cĩ độ tự cảm 1/ (H) C. tụ điện cĩ điện dung C 10 4 / F . D. tụ điện cĩ điện dung C 100 2 / F Hướng dẫn i2 u2 1 30000 1 1 1 1 2 2 2 2 U 200 I0 U0 I0 U0 0 2 2 i u 3 10000 I0 2 I 2 A 2 2 1 1 2 2 I2 U2 I0 U0 0 0 Khi tần số tăng gấp đơi nếu là tụ thì dung kháng giảm 2 lần nên dịng hiệu dụng tăng 2 lần, tức là I' 2I 2 2A . Nhưng theo bài ra I’ = 0,5 2 A I / 2 nên X = L sao cho: U0 200 1 ZL 2 fL L H I0 2 Chọn B Câu 9: Đặt điện áp u U0 cos 100 t / 6 (V) vào hai đầu một tụ điện cĩ điện dung 0,2 / (mF). Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dịng điện ừong mạch là 4A. Biểu thức của cường độ dịng điện trong mạch là A. i 4 2 cos 100 t / 6 (A). B. i 5cos 100 t / 3 A . C. i 5cos 100 t 2 / 3 A . D. i 4 2 cos 100 t / 6 A Hướng dẫn
6. 1 1 Z 50  C C 2.10 4 100 . u u I .Z cos 100 t cos 100 t 0 C 6 6 I0 .ZC i i I0 cos 100 t sin 100 t 6 2 6 I0 2 2 2 2 u i 150 4 1 I0 5A i 5cos 100 t A I0 ZC I0 I0 .50 I0 3 Chọn B Câu 10: Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện cĩ điện dung 0,1/ (mF) một điện áp xoay chiều u U0 cos100 t (V). Nếu tại thời điểm t1 điện áp là 50 (V) thì cường độ dịng điện tại thời điểm t1 + 0,005 (s) là: A.−0,5 A.B. 0,5 A.C. 1,5 A.D. −1,5 A. T T Vì t t 0,005 2.0 1 là hai thời điểm vuơng pha và dịng điện sớm pha π/2 so 2 1 4 4 với điện áp nên điện áp ở thời điểm t1 ngược pha so với dịng điện ở thời điểm t1 + 0,005 (s) u1 50 nên i2 0,5 A ZL 100 ￿Chọn đáp án A