[2013] Bài tập Điện xoay chiều trong các đề thi thử Vật lí

Tăng Hải Tuân

Well-Known Member
Administrator
Hôm nay mình lập topic nhằm có một cái nhìn tổng quan về bài tập Điện xoay chiều trong các đề thi thử, đặc biệt là đề thi thử các trường Chuyên trên cả nước, mong các bạn tham gia nhiệt tình ^^!
Nội quy của topic như sau:
Thứ nhất: Thực hiện đúng nội quy của diễn đàn tại đây
Thứ hai: Các bài post phải đánh số thứ tự, và phải trình bày theo mẫu sau:
(có được bằng cách ấn vào nút LB trên khung soạn thảo)
Bài x. (Đề thi thử lần y, trường z)
Đề bài viết ở đây
A. Đáp án A viết ở đây
B. Đáp án B viết ở đây
C. Đáp án C viết ở đây
D. Đáp án D viết ở đây
Mã:
Chú ý
[b][color=blue]Bài x.[/color][/b] (Đề thi thử lần y, trường z)
Đề bài viết ở đây
[b][color=blue]A.[/color][/b] Đáp án A viết ở đây
[b][color=blue]B.[/color][/b] Đáp án B viết ở đây
[b][color=blue]C.[/color][/b] Đáp án C viết ở đây
[b][color=blue]D.[/color][/b] Đáp án D viết ở đây
Thứ ba: Phải giải quyết xong bài trước đó, rồi mới post bài tiếp theo.
 
Bài làm:
Hàm chứa trong từ thông có S rồi mà:
Phương trình suất điện động xuất hiện :
$$e=0,6 \pi \left(60 \pi t-\dfrac{\pi}{2}\right).$$
Tính ra giá trị cực đại là 1,88(V).
Tuy nhiên đầu bài yêu cầu giá trị trung bình:
Tính ra:
$$e_{tb} =\dfrac{\int\limits_{0}^{\dfrac{T}{4}} e dt}{\dfrac{T}{4}}.$$
Tính ra:
$$e_{tb}=1,2.$$
Chọn $C$.
P/s: Công thức trung bình mình có học ở sách cũ!
Đánh nhầm số chứ không phải tính toán sai.
Không hiểu lắm, công thức: $e = \omega NBS$
Có S là diện tích khung còn j
 
Câu 37 (Chuyên Quốc Học): Đặt điện áp $u=U\sqrt{2}\cos\omega t$ vào hai đầu đoạn mạch $AB$ gồm cuộn dây thuần cảm $L$, điện trở thuần $R$, tụ điện có điện dung $C$ mắc nối tiếp theo thứ tự trên, $M$ là điểm nối giữa $L$ và $R$, $N$ là điểm nối giữa $R$ và $C$, $L$ thay đổi được. Khi $L=L_1$ thì điện áp hai đầu đoạn mạch $AB$ vuông pha với điện áp hai đầu đoạn mạch $MB$ và $U_L=200V$. Khi $L=L_2$ thì điện áp hai đầu đoạn mạch $AB$ vuông pha với điện áp hai đầu $AM$. Khi $L=L_2$ thì điện áp hiệu dụng hai đầu $MB$ là
A. $100\sqrt{2}(V)$
B. $200(V)$
C. $200\sqrt{2}(V)$
D. $100(V)$
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Câu 37 (Chuyên Quốc Học): Đặt điện áp $u=U\sqrt{2}\cos\omega t$ vào hai đầu đoạn mạch $AB$ gồm cuộn dây thuần cảm $L$, điện trở thuần $R$, tụ điện có điện dung $C$ mắc nối tiếp theo thứ tự trên, $M$ là điểm nối giữa $L$ và $R$, $N$ là điểm nối giữa $R$ và $C$, $L$ thay đổi được. Khi $L=L_1$ thì điện áp hai đầu đoạn mạch $AB$ vuông pha với điện áp hai đầu đoạn mạch $MB$ và $U_L=200V$. Khi $L=L_2$ thì điện áp hai đầu đoạn mạch $AB$ vuông pha với điện áp hai đầu $AM$. Khi $L=L_2$ thì điện áp hiệu dụng hai đầu $MB$ là
A. $100\sqrt{2}(V)$
B. $200(V)$
C. $200\sqrt{2}(V)$
D. $100(V)$
Bài làm:
Nếu bài này giải chi tiết thì mình chịu (mà chưa có ý định giải chi tiết). Điều đầu tiên mà mình nghĩ đến là chọn số.
Với $L=L_1$ thì $U_L$ cực đại. Giản đồ là tam giác vuông.
Với $L=L_2$ thì cộng hưởng. $Z_L'=Z_C$
Dễ thấy đáp án toàn số đẹp, suy ra các góc trong giản đồ cũng là góc đặc biệt(đoán). Muốn có nhanh đáp số mấu chốt là tìm mối liện hệ giữa $R$ và $Z_C$. Thấy đáp án chỉ có số nguyên và có chứa $\sqrt{2}$ nên nghĩ ngay đến việc $R=Z_C$. Hay là góc giữa $U_{MB}$ và i là $45^0$
Dựa vào $U_{Lmax}=200 V$ có thể dự đoán: $U_R=U_C=100\sqrt{2} \Omega$
Thử vào thấy $U=U_R=120\sqrt{2}$
Trong TH1 có $U_{RC}=\sqrt{U^2_L-U^2}=100\sqrt{2}$
Suy ra $U'_R=U'_C=100V$
Mọi số liệu đều hợp lí.
Chọn B
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Bài làm:
Nếu bài này giải chi tiết thì mình chịu (mà chưa có ý định giải chi tiết). Điều đầu tiên mà mình nghĩ đến là chọn số.
Với $L=L_1$ thì $U_L$ cực đại. Giản đồ là tam giác vuông.
Với $L=L_2$ thì cộng hưởng. $Z_L'=Z_C$
Dễ thấy đáp án toàn số đẹp, suy ra các góc trong giản đồ cũng là góc đặc biệt(đoán). Muốn có nhanh đáp số mấu chốt là tìm mối liện hệ giữa $R$ và $Z_C$. Thấy đáp án chỉ có số nguyên và có chứa $\sqrt{2}$ nên nghĩ ngay đến việc $R=Z_C$. Hay là góc giữa $U_{MB}$ và i là $45^0$
Dựa vào $U_{Lmax}=200 V$ có thể dự đoán: $U_R=U_C=100\sqrt{2} \Omega$
Thử vào thấy $U=U_R=120\sqrt{2}$
Trong TH1 có $U_{RC}=\sqrt{U^2_L-U^2}=100\sqrt{2}$
Suy ra $U'_R=U'_C=100V$
Mọi số liệu đều hợp lí.
Chọn B
Làm gì mà đao to búa lớn thế .
Khi $L=L_1$ thì $U_L$ cực đại nên ta có $U_L =\dfrac{\sqrt{R^2+Z_C^2}}{R}.U=200$
Khi $L=L_2$ thì mạch cộng hưởng nên $U=U_R'$.Do đó
$U_{MB}=\dfrac{U_R'}{R}.\sqrt{R^2+Z_C^2} =\dfrac{\sqrt{R^2+Z_C^2}}{R}.U=200$
Chọn B
 
Câu 38 (Chuyên Quốc Học): Đặt điện áp $u=U\sqrt{2}\cos\omega t$ vào hai đầu đoạn mạch $AB$ gồm điện trở thuần $R$, tụ điện có điện dung $C$, cuôn dây thuần cảm $L$,mắc nối tiếp, $L$ thay đôi được. Khi $L=L_o$ thì điện áp hai đầu cuộn dây đạt cực đại $U_{Lmax}=160\sqrt{5}$. Tại thời điểm $t_1$ điện áp tức thời hai đầu mạch $RC$ là $u_{RC}=200V$. Tại thời điễm $t=t+\dfrac{T}{4}$ điện áp tức thời hai đầu mạch $AB$ là $u=100V$. Điện áp hiệu dụng hai đầu $AB$ là
A. $80$
B. $80\sqrt{2}$
C. $160\sqrt{2}$
D. $160$
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Câu 38 (Chuyên Quốc Học): Đặt điện áp $u=U\sqrt{2}\cos\omega t$ vào hai đầu đoạn mạch $AB$ gồm điện trở thuần $R$, tụ điện có điện dung $C$, cuôn dây thuần cảm $L$,mắc nối tiếp, $L$ thay đôi được. Khi $L=L_o$ thì điện áp hai đầu cuộn dây đạt cực đại $U_{Lmax}=160\sqrt{5}$. Tại thời điểm $t_1$ điện áp tức thời hai đầu mạch $RC$ là $u_{RC}=200V$. Tại thời điễm $t=t+\dfrac{T}{4}$ điện áp tức thời hai đầu mạch $AB$ là $u=100V$. Điện áp hiệu dụng hai đầu $AB$ là
A. $80$
B. $80\sqrt{2}$
C. $160\sqrt{2}$
D. $160$
Bài làm:
Ban đầu $U_L$ cực đại nên $U$ vuông pha $U_{RC}$
\[ \dfrac{u^2}{U^2}+\dfrac{u^2_{RC}}{U^2_{RC}}=1\]
Ở $t_1$ và $t_2$ thì hiệu điện thế hai đoạn $AB$ vuông pha nên:
\[ \dfrac{u'^2}{U^2}+\dfrac{u}{U^2}=1\]
Từ đây suy ra:
\[ \dfrac{u'^2}{U^2}=\dfrac{u^2_{RC}}{U^2_{RC}}\]
\[ \Leftrightarrow \dfrac{200^2}{(160\sqrt{5})^2-U^2}=\dfrac{100^2}{U^2} \]
Từ đây tìm được $U=160 V$
Chọn B
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Bài 26, chuyên Trần Phú, 2013.
Một máy biến áp có tỉ số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là $\dfrac{220}{127}$. Cuộn sơ cấp có điện trở $r_1=3,6 \Omega$, cuộn thớ cấp có điện trở $r_2=1,2 \Omega$. Mắc cuộn thứ cấp vào điện trở $R=10 \Omega$. Coi mạch từ là kín, hệ số công suất các cuộn dây như nhau, và bỏ qua hao phí dòng Fu-cô. Khi cuộn sơ cấp có $U_1=220 V$, thì cuộn thứ cấp có $U_2$ là?
A. 102,5 V
B. 127,5 V
C. 183,3 V
D. 151,9 V

  • Khi dặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một điện thế xoạy chiều $U_1$ thì một phần điện năng bị hao phí trên $r_1$, phần còn lại sinh ra suất điện động $E_1$ trên cuộn sơ cấp, nên: $E_1=U_1-I_1.r_1$
  • Từ thông biến thiên từ cuộn dây của cuộn dơ cấp qua lõi thép sinh ra suất điện động xoay chiều có giá trị hiệu dụng $E_2$, một phần điện năng bị hao phí trên $r_2$, phần còn lại sinh ra hiệu điện thế xoạy chiều $U_2$ nên:$E_2=U_2+I_2r_2$
Áp dụng công thức của máy biến thế: $$\dfrac{E_1}{E_2}=\dfrac{I_2}{I_1}=\dfrac{N_1}{}N_2\Rightarrow I_1=\dfrac{127I_2}{220}.$$
Mặt khác $I_2=\dfrac{U_2}{R}$
Ta có biểu thức:
$$\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{220}{127}=\dfrac{U_1-\dfrac{127}{220}.\dfrac{U_2}{R}.r_1}{U_2+\dfrac{U_2}{R.r_2}}.$$
$$\Rightarrow U_2=102,4.$$
Chọn A
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Bài 26, chuyên Trần Phú, 2013.
Một máy biến áp có tỉ số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là $\dfrac{220}{127}$. Cuộn sơ cấp có điện trở $r_1=3,6 \Omega$, cuộn thớ cấp có điện trở $r_2=1,2 \Omega$. Mắc cuộn thứ cấp vào điện trở $R=10 \Omega$. Coi mạch từ là kín, hệ số công suất các cuộn dây như nhau, và bỏ qua hao phí dòng Fu-cô. Khi cuộn sơ cấp có $U_1=220 V$, thì cuộn thứ cấp có $U_2$ là?
A. 102,5 V
B. 127,5 V
C. 183,3 V
D. 151,9 V
Lời Giải:
$U_1.I_1 = r_1.I_1^2 + r_2.I_2^2 + R.I_2^2 \\ \dfrac{I_1}{I_2} = \dfrac{127}{220}; \ \Rightarrow I_2 = 10,24 \Rightarrow U_2 = 102,4 \ (V) $
 
Câu 39 (Chuyên Nguyễn Trãi): Cho một mạch điện xoay chiều $AB$ gồm điện trở thuần $R=100\Omega $,cuộn dây thuần cảm và tụ điện. Đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều $u=220\sqrt{2}\cos100\pi t(V)$, biết $Z_L=2Z_C$.Ở thời điểm $t$ điện áp 2 đầu điện trở là $80V$,hai đầu tụ điện là $40V$. Hỏi điện áp $2$ đầu đoạn mạch $AB$ khi đó:
A. $80V$
B. $89,4\sqrt{2}V$
C. $89,4V$
D. $40V$
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Câu 39 (Chuyên Nguyễn Trãi): Cho một mạch điện xoay chiều $AB$ gồm điện trở thuần $R=100\Omega $,cuộn dây thuần cảm và tụ điện. Đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều $u=220\sqrt{2}\cos100\pi t(V)$, biết $Z_L=2Z_C$.Ở thời điểm $t$ điện áp 2 đầu điện trở là $80V$,hai đầu tụ điện là $40V$. Hỏi điện áp $2$ đầu đoạn mạch $AB$ khi đó:
A. $80V$
B. $89,4\sqrt{2}V$
C. $89,4V$
D. $40V$

Ta có : $$u_L=-2u_C = -80$$
$$\Rightarrow u=u_R+u_L+u_C = 80+40-80=40$$
Chọn D.
Nhưng em cảm giác có gì đó mờ ám :D. Hình như có $r$.
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Mạch $Z_{L_0} = Z_{C_0}$ nên ta có:
$\vec{U_1} + \vec{U_2} = 2 \vec{U_X} + \vec{U_{L_0}} + \vec{U_{C_0}} = 2 \vec{U_X}$

$\rightarrow 4.U_X^2 = U_1^2 + U_2^2 + 2.U_1U_2.\cos60^0$
$\rightarrow U_X = 50\sqrt{7}$

Vậy chọn B
Bạn này có cách giải bài đỉnh thật nhanh, gọn, chính xác chuẩn men(girl) :D
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Bài 40 (Chuyên ĐH Vinh lần 3)Cho đoạn mạch $AB$ theo thứ tự gồm điện trở $R$, tụ điện $C$ và cuộn dây có điện trở thuần $r=R$, độ tự cảm $L=C.R^{2}$. Đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều $u=U\sqrt{2}\cos(\omega t)$ trong đó ω có thể thay đổi được. Khi $\omega=\omega_1$ thì điện áp cuộn dây sớm pha hơn điện áp toàn mạch góc $\alpha_1$ và có giá trị hiệu dung $U_1$. Khi $\omega=\omega_2$ thì các giá trị trên lần lượt là $\alpha_2$ và $U_2$. Biết $\alpha_1 + \alpha_2 = \dfrac{\pi }{2}$ và $3U_1 = 4U_2$. Hệ số công suất của mạch khi $\omega=\omega_1$ là
A.\cos $\alpha_1$ = 0,75
B.\cos $\alpha_1$ = 0,64
C.\cos $\alpha_1$ = 0,48
D.\cos $\alpha_1$ = 0,96
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Bài 40 (Chuyên ĐH Vinh lần 3)Cho đoạn mạch $AB$ theo thứ tự gồm điện trở $R$, tụ điện $C$ và cuộn dây có điện trở thuần $r=R$, độ tự cảm $L=C.R^{2}$. Đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều $u=U\sqrt{2}\cos(\omega t)$ trong đó ω có thể thay đổi được. Khi $\omega=\omega_1$ thì điện áp cuộn dây sớm pha hơn điện áp toàn mạch góc $\alpha_1$ và có giá trị hiệu dung $U_1$. Khi $\omega=\omega_2$ thì các giá trị trên lần lượt là $\alpha_2$ và $U_2$. Biết $\alpha_1 + \alpha_2 = \dfrac{\pi }{2}$ và $3U_1 = 4U_2$. Hệ số công suất của mạch khi $\omega=\omega_1$ là
A.\cos $\alpha_1$ = 0,75
B.\cos $\alpha_1$ = 0,64
C.\cos $\alpha_1$ = 0,48
D.\cos $\alpha_1$ = 0,96

Dựa vào tính chất đối xứng, vẽ giản đồ, v.v..... (có cái tam giác vuông 3-4-5)

Ta có thể tính ngay được hệ số công suất:

$\cos\alpha_1 = \dfrac{2R}{\sqrt{4R^2 + (Z_L - Z_C)^2}} = \dfrac{2.\dfrac{3.4}{5}}{\sqrt{4.\left(\dfrac{3.4}{5}\right)^2 + \left(\dfrac{4.4}{5} - \dfrac{3.3}{5}\right)^2}} = 0,96$
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Dựa vào tính chất đối xứng, vẽ giản đồ, v.v..... (có cái tam giác vuông 3-4-5)

Ta có thể tính ngay được hệ số công suất:

$\cos\alpha_1 = \dfrac{2R}{\sqrt{4R^2 + (Z_L - Z_C)^2}} = \dfrac{2.\dfrac{3.4}{5}}{\sqrt{4.\left(\dfrac{3.4}{5}\right)^2 + \left(\dfrac{4.4}{5} - \dfrac{3.3}{5}\right)^2}} = 0,96$
Bạn ơi nếu bạn giải thích thì giải thích cho rõ ràng tận gốc cho các bạn hiểu có cái tam giác 3,4,5 là sao
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Câu 38 (Chuyên Quốc Học): Đặt điện áp $u=U\sqrt{2}\cos\omega t$ vào hai đầu đoạn mạch $AB$ gồm điện trở thuần $R$, tụ điện có điện dung $C$, cuôn dây thuần cảm $L$,mắc nối tiếp, $L$ thay đôi được. Khi $L=L_o$ thì điện áp hai đầu cuộn dây đạt cực đại $U_{Lmax}=160\sqrt{5}$. Tại thời điểm $t_1$ điện áp tức thời hai đầu mạch $RC$ là $u_{RC}=200V$. Tại thời điễm $t=t+\dfrac{T}{4}$ điện áp tức thời hai đầu mạch $AB$ là $u=100V$. Điện áp hiệu dụng hai đầu $AB$ là
A. $80$
B. $80\sqrt{2}$
C. $160\sqrt{2}$
D. $160$
Cách nữa cho phong phú hen :D
Lời giải:
Hình vẽ.png
Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AB sớm pha hơn điện áp hai đầu RC (
Tại thời điểm $t=t_o+\dfrac{T}{4}$ $U_{AB}$ ngược pha so với $U_{RC}$ tại tời điểm $t_o$
  • Ta có: $$\dfrac{200}{U_{RC}}=\dfrac{100}{U_{AB}}\Rightarrow U_{RC}=2U_{AB}.$$
  • $U_L$ max nên: $$U_{RC}^2+U_{AB}^2=160\sqrt{5}\Rightarrow U_{AB}=160.$$
Chọn C
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:

Quảng cáo

Back
Top