Chuyên đề Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ

CHUYÊN ĐỀ 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU và DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ HƯỚNG DẪN GIẢI CÂU 1: Khi Δt rất nhỏ, các giá trị tức thời của điện xoay chiều có thể xem như dòng điện không đổi. Chọn C CÂU 2: R )ZZ(R U )ZZ(R UR Z URRIP 2 CL 2 AB 2 CL 2 2 AB AB 2 AB2 AB −+ =−+=== UAB không đổi, PABmax khi mẫu số min. Hệ quả BĐT Cauchy cho ta 2 L C(Z Z )R * R − =(ZL-ZC)2= hằng số Nên mẫu số min khi: R )ZZ(R 2 CL −= . Chọn D CÂU 3: Ta có: 2 CL 2 2 AB AB )ZZ(R URP −+= Với L, C; UAB và PAB xác định ta biến đổi được aR2 + bR + c=0 (hoặc vẽ đồ thị) sẽ tìm được hai giá trị của R thoả PAB<Pmax Chọn B CÂU 4 : 2 CL 2 ABL LL )ZZ(R U.ZI.ZU −+== Dùng một trong 3 cách • Đạo hàm : ULmax ⇔ 0dZ dU L L = • Đưa ZL xuống mẫu số và biến đổi mẫu số về dạng parobol • Vẽ giản đồ Fresnel và áp dụng định lý hàm sin. Ta được: ULmax khi C 2 C 2 L Z ZRZ += Chọn C CÂU 5 : PAB=R.I2 Do R xác định nên PABmax khi Imax Mạch cộng hưởng. Chọn A CÂU 6 : Như CÂU 5 Pmax khi R UImax = Lúc đó: UL=ZL.Imax= R U.ZL và UC=ZC.Imax= R U.ZL Chọn D CÂU 7 : Mạch cộng hưởng, lý luận như CÂU 6: loại B và D Mặt khác: ZAB=R nên UAB=UR ⇒ loại C Do ZL=ZC ⇒ Lω= ω.C 1 hay L= 2.C 1 ω Chọn A CÂU 8 : f thay đổi, PAB=R.I2 cực đại khi Imax Lúc đó Pmax=UAB.I vì cosϕ = 1. Chọn D CÂU 9 Hàm điều hoà có dạng sin hoặc cosin theo t. Chọn C CÂU 10 : Tác dụng nhiệt không phụ thuộc chiều dòng điện. Chọn A CÂU 11 ϕAB= (uAB; i) có tgϕAB= R ZZ CL − phụ thuộc đặc tính mạch điện • ϕAB>0: mạch có tính cảm kháng, uAB nhanh hơn i ⇒ loại B • ϕAB<0: mạch có tính dung kháng, i nhanh hơn uAB ⇒ loại C Chọn D CÂU 12 t0=0 lúc α= 0)B,N( = rr thì ϕ=0 nên Φ = BScosωt Chọn C CÂU 13 Máy phát điện không thể thay đổi diện tích khung dây. Chọn D CÂU 14 p= n f60 nhưng số cặp cực là hằng số không phụ thuộc vào f và n Chọn B CÂU 15 Xem Sách Giáo khoa 12, trang 48 Chọn C CÂU 16 cosϕAB= ABZ R là hàm số chẵn nên không thể biết ϕAB dương hay âm Chọn C CÂU 17 Cuộn cảm luôn luôn có điện trở thuần khác 0 Chọn C CÂU 18 cosϕAB=1 Mạch cộng hưởng Z=R hay U=UR Chọn D CÂU 19: tgϕLC= ±∞=−0 ZZ CL hay ϕLC= 2 π± Chọn C CÂU 20: i nhanh pha hơn uC ⇒ loại A và C Chọn B CÂU 21 sinϕAB=tgϕAB×cosϕAB= AB CL AB CL Z ZZ Z R R ZZ −=×− Chọn D CÂU 22: i chậm pha hơn uL một góc 2 π ⇒ loại A và B Mặt khác cosωt=sin(ωt+ 2 π ) ⇒ loại D Chọn C CÂU 23: tgϕAB= R ZZ CL − chỉ dùng để tính trực tiếp độ lệch pha uAB đối với i mà không tính trực tiếp góc lệch pha giữa 2 hiệu điện thế. Chọn A CÂU 24: 1 2 πϕ = −ϕ1 nên tg = tg1ϕ 2 2 1 2 t π⎛ ⎞−ϕ =⎜ ⎟ gϕ⎝ ⎠ Hay L 2 1 L Z R R Z = Do đó ZL2 = R1R2 Vậy 1 2 R .R L 2 f = π Chọn B CÂU 25: Khi R nối tiếp C thì mạch có tính dung kháng, i luôn luôn sớm pha hơn u. Chọn D CÂU 26: Cộng hưởng khi ω=ω C 1L hay 2L 1C ω= Chọn B CÂU 27: i=I0sin(ωt- 6 π )= I0cos(ωt+ 3 π ) ϕAB=pha uAB-pha iAB=- 3 π Chọn C CÂU 28: Khi cộng hưởng UL=UC≠0 Chọn C CÂU 29: ω= C 1ZC ⇒ khi C tăng thì ZC giảm. Chọn D CÂU 30: cosϕAB=0 ⇒ ϕAB= 2 π± Mạch chỉ có L và C nhưng I khá lớn (xem Sách Giáo khoa 12, trang 61) Chọn B Câu 31 : Gọi P là công suất tải điện tại Bà Rịa, Δ P là công suất hao phí ta có: Tỉ lệ hao phí là Pn P Δ= mà 2 2 PP R U Δ = (xem SGK lớp 12 trang 77) Nên: 2 RPn U = Với R là điện trở tổng cộng các dây tải (là đại lượng không đổi) Do đó: RP = n1U12 = n2U22 12 1 2 n 10U U 200 400KV n 2,5 → = = = U 200KVΔ = Chọn B CÂU 32 : Phần ứng tạo ra dòng điện. Chọn C CÂU 33 : uR đồng pha với i nên độ lệch pha giữa uR và uAB vẫn tính bằng công thức tgϕAB= R ZZ CL − Chọn C CÂU 34 : q=Q0sin(ωt+ϕ) nên )tcos(I)tcos(Q dt dqi 00 ϕ+ω=ϕ+ωω== , với I0=ωQ0 lúc t0=0 thì i=0 hay q0=±Q0 sau 4 1 chu kỳ thì q1=0 nên Δq=q0-q1=Q0= ω 0I trong 2 1 chu kỳ thì điện lượng qua tiết diện là 2Δq=2 ω 0I Chọn C CÂU 38 : Hiệu điện thế giữa 2 dây pha hoặc 1 dây pha và 1 dây trung hòa có giá trị hiệu dụng là Ud hoặc UP nên không thể biến thiên . Loại A và C Do cách mắc tam giác không có dây trung hòa nên cần có các tải đối xứng tốt hơn hình sao. Loại B. Khi có chênh lệch giữa các tải tiêu thụ thì dòng điện qua dây trung hòa yếu hơn hẳn dòng điện trong các dây pha: chỉ cần dây có tiết diện nhỏ. Chọn D CÂU 61 Khi máy phát điện mắc hình sao thì Ud = P3U 220 3 380V= = Muốn động cơ hoạt động bình thường thì cần cung cấp hiệu điện thế hai đầu mỗi pha của nó là 380(V) = Ud nên cần mắc động cơ hình tam giác. Chọn A CÂU 64 : P P PH 1 P P − Δ Δ= = − Với 2 2 RPP U Δ = Suy ra: H = 2 RP1 U − Hay RP = (1 – H).U2 Với R và P cố định, giảm hiệu điện thế 2 lần ta được U’ = U 2 Nên RP = (1 – H)U2 = (1 – H’)U’2 Hay H’ = 1 – 4(1 – H) Chọn C Câu 73 : Thông tin trong vũ trụ dùng sóng cực ngắn vì nó không bị hấp thụ bởi tầng điện ly Chọn B Câu 115: I = RU R = 0,5A ; ZAB = AB U I = 160Ω ZrL = rL U I = 60 2 Ω ; r = ZrLcos rLϕ r = 60 2 x 2 2 = 60Ω ; tg rLϕ = LZr = 1 Nên: ZL = r = 60 L = Ω → 60 100π = 3 5π (H) loại B Mặt khác: = (R + r)2 + (ZL – ZC)2 2ABZ 1602 = (100 + 60)2 + (ZL – ZC)2 → ZC = ZL = 60Ω Vậy: C = 310 6 − π (F) Chọn A Câu 118: R = 2 P I = 18 0,09 = 200Ω Loại C tg = RLϕ LZ 3R = → ZL = 200 3 Vậy L = 2 3π Chọn B Câu 120: R = 100 ; ZL = 200Ω Ω (uAB ; i) = ABϕ 4 π− (Vì i nhanh hơn uAB) tg = ABϕ L CZ ZR − = 1 ZC = ZL + R = 300→ Ω Vậy C = 410 3 − π (F) Chọn C Câu 121: ZL1 = 80 ; ZL2 = 20Ω Ω I1 = I2 → Z12 = Z22 R2 + (ZL1 – ZC)2 = R2 + (ZL2 – ZC)2 hay ZL1 – ZC = (ZL2 – ZC) ± Dấu + dẫn đến ZL1 = ZL2 trái đề bài Lấy dấu – thì 2ZC = ZL1 + ZL2 ZC = 50 Ω Khi UR = UAB thì R = ZAB mạch cộng hưởng Vậy ZL = ZC = 50Ω → L = 1 2π (H) Chọn A. Câu 122: ZC1 = 100 ; ZC2 = 200Ω Ω I1 = I2 Z12 = Z22 → R2 + (ZL – ZC1)2 = R2 + (ZL – ZC2)2 ZL – ZC1 = (ZL – ZC2) ± Chỉ lấy dấu trừ nên: 2ZL = ZC1 + ZC2 = 600Ω C = 3π (H) Chọn C Câu 123: Lúc đầu: I = RL U Z = 4 (A) Lúc sau, tụ C có 2LC = 1 hay ZC = 2ZL thì tổng trở mới là: 2ω Z = 2 2 2L C LR (Z Z ) R Z+ − = + 2 = ZRL Cường độ I’ = AB U Z = 4A Chọn A Câu 125: tg LRL Z 3 R 4 ϕ = = → ZL = 3 4 R UAB = ZRL x I = 2 2 9R R x 16 ⎛ ⎞+⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ 4 = 5R Lúc sau: tg CRC Z 4 R 3 − −ϕ = = hay ZC = 4 3 R I = AB 2 2RC U 5R Z 16R R 9 = + = 3A Chọn A Câu 127: R = U 4 ; ZL = U 6 ; ZC = U 2 Khi mắc nối tiếp: I = 2 2 2RLC L C 2 U U U Z R (Z Z ) U 1 1 U 16 6 2 = + − ⎛ ⎞+ −⎜ ⎟⎝ ⎠ 2 = 1 3x 51 1 16 9 = + 4 = 2,4A Chọn B Câu 128: UAB = 100V; UR = 60V Mà: = UR2 + (UL – UC)2 2ABU Vậy: UL – UC = 80V Chọn B Câu 129: Do UAM = UAB nên OAB cân Δ có OH là đường cao → HA = 30 Vậy: UR = 40 (V) (đl Pythagore) Chọn B Có thể lập các phương trình theo định luật Ohm A ABU uuuur RU uuur ( )Δ H AMU uuuur O CU uuur MBU Bvà giải chọn nghiệm. Câu 131: H = cơ học toàn phần P Ptoàn phần = P → 7,5Kw 0,8 = 9,375Kw Vậy: A = P . t = 9,375 (Kw.h) Chọn B Câu 132: H = 2P r I P − Mà: I = P U cosϕ = 6,25A ; r = 2Ω Thay vào H = 0,87 Chọn C Câu 133: Định lý hàm cos ABϕ B A LU uuur ABU uuuur RU uuur 0R U uuuur iO AB2 = OB2 + OA2 – 2OB.OAcos ABϕ cos = ABϕ 2 2OB OA AB 2 x OBx OA + − 2 cos = ABϕ 2 22 x 40 10 50 2 x 40 2 x10 + − 2 cos = ABϕ 22 Chọn C Câu 134: Mắc Ampe kế: mạch gồm R nt L: RLϕ > 0 tgϕ = RL LZ 3R 3= nên ZL = 3 3 R (1) UAB = ZRL . I1 hay = (R2 + ZL)2 x 10-2 (2) 2ABU Thay bằng Vôn Kế: mạch trở thành R nt L nt C UC = ZC . I2 nên 20 = UC . I2 (3) = AB CΔϕ=ϕ −ϕ 6 π+ Với C 2 πϕ = − thì: AB 3 πϕ =− tg→ L CAB Z Z 3R −ϕ = =− ZL – ZC = 3− R (4) = hay = [R2 + (ZL – ZC)2]I2 (5) 2ABU 2 AB 2Z x I 2 2 ABU Chọn A Câu 135: AB C 2 πΔϕ=ϕ −ϕ =± Với C 2 πϕ =− Dấu – thì Loại ABϕ =− π Chọn dấu + AB 2 2 πϕ + =+ π hay ABϕ = 0 Mạch có cộng hưởng: 1 LC ω= → f = 1 2 LCπ = 2000Hz Chọn D Câu 136: ZL = 100Ω ; R = 100 Ω I = P 1 R 2 = (A) ZRLC = → ABU 100 2 I = (ZL – ZC)2 = - R2 = 1002 2RLCZ ZL – ZC = 100 ± Dấu +: ZC = 0 mà (rad/s) nên C khá lớn 100ω= π Dấu -: ZC = 200Ω nên C = 410 2 − π (F) Chọn D Câu 137: Hệ thức lượng: OA2 = OB2 + AB2 – 2 x AB x OBcosα α MBϕ MBU uuuur cosα = 2 2OB AB OA 2ABx OB + − 2 cosα = 2 2100 10 x 50 2 x150 2 x100 x 50 10 + − 2 cosα = 1 10 − AB 1cos 10 ϕ = I = MP MB MB P 2(A) U cos =ϕ R0 = MP2 P 25( ) I = Ω Loại B và C ZL = 75Ω nên L = 3 H 4π Chọn A Câu 152: PAB = (R + R0)I02 = 2 0 AB 2 2 0 L C (R R )U (R R ) (Z Z ) + + + − (1) Hay PAB = 2 AB 2 L C 0 0 U (Z Z )(R R ) (R R ) ⎡ ⎤−+ +⎢ ⎥+⎣ ⎦ ; UAB không đổi PAB MAX khi mẫu số min. Hệ quả bất đẳng thức Cauchy cho ta R + R0 = |ZL – ZC| = 40Ω Suy ra: R = 10 thay R vào (1) ta được PAB = 125W Chọn B Ω A O H B LU uuur ABU uuuur AMU uuuur 0R U i Câu 153: PR = RI2 = 2 2 AB AB 2 2 2 2 0 L C 0 0 L C RU RU (R R ) (Z Z ) R 2RR R (Z Z ) =+ + − + + + − 2 Hay PR = 2 AB 2 2 0 L C 0 U R (Z Z )R 2 R ⎡ ⎤−+ +⎢ ⎥⎣ ⎦ R UAB không đổi PR max khi mẫu số min hay 2 2 0 L CR (Z Z )R R + −+ là min. Hệ quả bất đẳng thức Cauchy cho R2 = R02 + (ZL – ZC)2 R = 50 Ω Chọn B Câu 164: Mạch AB chỉ có 2 phần tử nối tiếp và i trễ pha hơn uAB nên mạch AB có tính cảm kháng : hộp X chứa cuộn thuần cảm L (Loại A hoặc B) Mặt khác: ZRL = AB U I = 100Ω 2 2L RLZ Z R 60→ = − = Ω L = 60 1 2 =ω π (H) Chọn C Câu 186: Ta có : AS2 C LCλ = π Suy ra: 2 2 2 AS C 4 C L λ= π (1) 18 (2) C 240π≤ ≤ π Thế (1) vào (2) suy ra: 10 84,5.10 (F) C 8.10 (F)− −≤ ≤ Chọn C Câu 187: q = Q0sin với Q0 = C.E = 7,5.10-10 (C) Loại B và C. ( t )ω + ϕ Lúc t0 = 0 ta có Q0sinϕ = Q0 hay 2 πϕ= Chọn A Câu 188: I0 = E R r+ = 24 (A) U0 = 48(V) Định luật bảo toàn năng lượng điện từ cho ta Wtmax = Wđmax Hay 20 1 1LI CU 2 2 = 20 Nên 2 0 0 UL 4 C I ⎛ ⎞= =⎜ ⎟⎝ ⎠ L = 4C (1) Mặt khác: 2 1 (2.10 ) LC ω = = π6 2 (2) Giải (2) và (2) ta được : 1L H= μπ và 1C F 4 = μπ Chọn B Câu 189: Ta có: AS2 C LCλ = π Khi Cmin = 10pF = 10.10-12 (F) thì λmin = 8,4m Cmax = 490pF = 490.10-12 (F) thì λmax = 52m Chọn B Câu 192: Điện dung tụ điện phẳng trong không khí là C = 0s d ε = 10-10 (F) Mà AS2 C LCλ = π Thay số vào ta được λ = 60(m) Chọn A Câu 193 : Muốn phát sóng điện từ vào không gian mạnh nhất thì mạch dao động phải là Ăng ten Chọn C Câu 194: Nguyên tắc phát sóng điện từ là duy trì dao động điện từ bằng máy phát dao động điều hòa dùng Tranzito phối hợp với Ăng ten Chọn C Câu 195 : 2 C LCλ= π Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng cho dao động điện từ. Ta có: Wt max = Wđ max 2 2 0 0 Q1 1LI 2 2 = C Suy ra: 2 0 2 0 QLC I = Do đó: 0 0 Q 2 C I λ= π = 6000m = 6km Chọn A Câu 196: Do f = 1 2 LCπ nên tăng f phải giảm C và giảm n 2 lần Chọn D Câu197: Định luật bảo toàn năng lượng trong dao động điện từ cho ta 2 20 1 1 1LI Cu Li 2 2 2 = + 2 Suy ra: L(I02 – i2) = Cu2 Chọn A Câu 198: 2 20 1 1 1LI Cu Li 2 2 2 = + 2 Suy ra: L C (I02 – i2) = u2 Thay số vào ta được : u = 3V Chọn A CÂU 199: Một đài phát sóng ngắn với công suất lớn có thể truyền sóng này đi mọi nơi trên mặt đất Chọn C Câu 200: Tầng điện ly hấp thụ mạnh sóng trung vào ban ngày Chọn B ĐÁP ÁN Câu 1 C Câu 2 D Câu 3 B Câu 4 C Câu 5 A Câu 6 D Câu 7 A Câu 8 D Câu 9 C Câu 10 A Câu 11 D Câu 12 C Câu 13 D Câu 14 B Câu 15 C Câu 16 B Câu 17 C Câu 18 D Câu 19 C Câu 20 B Câu 21 D Câu 22 C Câu 23 A Câu 24 B Câu 25 D Câu 26 B Câu 27 C Câu 28 C Câu 29 D Câu 30 B Câu 31 B Câu 32 C Câu 33 C Câu 34 C Câu 35 D Câu 36 B Câu 37 B Câu 38 D Câu 39 B Câu 40 C Câu 41 D Câu 42 A Câu 43 D Câu 44 B Câu 45 B Câu 46 D Câu 47 D Câu 48 D Câu 49 A Câu 50 C Câu 51 D Câu 52 D Câu 53 A Câu 54 A Câu 55 D Câu 56 C Câu 57 A Câu 58 C Câu 59 C Câu 60 B Câu 61 A Câu 62 D Câu 63 C Câu 64 C Câu 65 B Câu 66 C Câu 67 D Câu 68 C Câu 69 B Câu 70 D Câu 71 C Câu 72 C Câu 73 B Câu 74 D Câu 75 B Câu 76 B Câu 77 C Câu 78 B Câu 79 A Câu 80 B Câu 81 A Câu 82 A Câu 83 C Câu 84 B Câu 85 B Câu 86 A Câu 87 B Câu 88 B Câu 89 D Câu 90 C Câu 91 C Câu 92 B Câu 93 C Câu 94 D Câu 95 D Câu 96 B Câu 97 A Câu 98 C Câu 99 D Câu 100 B Câu 101 C Câu 102 C Câu 103 C Câu 104 B Câu 105 A Câu 106 A Câu 107 D Câu 108 B Câu 109 C Câu 110 D Câu 111 C Câu 112 C Câu 113 A Câu 114 A Câu 115 A Câu 116 D Câu 117 D Câu 118 B Câu 119 A Câu 120 C Câu 121 A Câu 122 C Câu 123 A Câu 124 B Câu 125 A Câu 126 B Câu 127 B Câu 128 B Câu 129 B Câu 130 A Câu 131 B Câu 132 C Câu 133 C Câu 134 A Câu 135 D Câu 136 D Câu 137 A Câu 138 A Câu 139 B Câu 140 C Câu 141 A Câu 142 A Câu 143 D Câu 144 D Câu 145 B Câu 146 A Câu 147 A Câu 148 B Câu 149 A Câu 150 C Câu 151 A Câu 152 B Câu 153 B Câu 154 C Câu 155 B Câu 156 B Câu 157 A Câu 158 A Câu 159 B Câu 160 C Câu 161 D Câu 162 C Câu 163 A Câu 164 C Câu 165 A Câu 166 D Câu 167 A Câu 168 C Câu 169 A Câu 170 D Câu 171 C Câu 172 B Câu 173 C Câu 174 B Câu 175 A Câu 176 A Câu 177 B Câu 178 C Câu 179 B Câu 180 B Câu 181 B Câu 182 B Câu 183 A Câu 184 A Câu 185 A Câu 186 C Câu 187 A Câu 188 B Câu 189 B Câu 190 B Câu 191 C Câu 192 A Câu 193 C Câu 194 C Câu 195 A Câu 196 D Câu 197 A Câu 198 A Câu 199 C Câu 200 B GV: NGUYỄN HỮU LỘC (Trung Tâm Luyện Thi Vĩnh Viễn)