40 bài tập trắc nghiệm Mạch điện xoay chiều chỉ có 1 phần tử có lời giải - Vật Lí lớp 12
40 bài tập trắc nghiệm Mạch điện xoay chiều chỉ có 1 phần tử có lời giải
Với 40 bài tập trắc nghiệm Mạch điện xoay chiều chỉ có 1 phần tử có lời giải Vật Lí lớp 12 tổng hợp 40 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Mạch điện xoay chiều chỉ có 1 phần tử từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.
Câu 1. Một tụ điện có điện dung 31,8μF. Điện áp hiệu dụng hai đầu bản tụ điện khi có dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz và cường độ dòng điện cực đại 2√2 A chạy qua nó là
A. 200√2 V . B. 200 V. C. 20 V. D. 20√2 V .
Lời giải:
Chọn B.
Dung kháng
Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều: I = I0/√2 = 2 A
Điện áp hiệu dụng hai bản tụ điện: U = ZC.I = 100.2 = 200 V
Câu 2. Một cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở thuần không đáng kể, mắc vào mạng điện xoay chiều tần số 60Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 12A. Nếu mắc cuộn dây trên vào mạng điện xoay chiều có tần số 1000Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là
A. 0,72A. B. 200A. C. 1,4A. D. 0,005A.
Lời giải:
Chọn A.
Câu 3. Một cuộn dây dẫn điện trở không dáng kể được cuộn lại và nối vào mạng điện xoay chiều 127V, 50Hz. Dòng điện cực đại qua nó bằng 10A. Độ tự cảm của cuộn dây là
A. 0,04H. B. 0,08H. C. 0,057H. D. 0,114H.
Lời giải:
Chọn C.
Câu 4. Một cuộn dây có lõi thép, độ tự cảm 318mH và điện trở thuần 100Ω. Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện không đổi có điện áp 20V, thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là
A. 0,2A. B. 0,14A. C. 0,1A. D. 1,4A.
Lời giải:
Chọn A.
I = U/R = 20/100 = 0,2 A
Câu 5. Một cuộn dây có lõi thép, độ tự cảm 318mH và điện trở thuần 100Ω. Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện xoay chiều 20V, 50Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là
A. 0,2A. B. 0,14A. C. 0,1A. D. 1,4A.
Lời giải:
Chọn B
Câu 6. Giữa hai bản tụ điện có điện áp xoay chiều 220V, 60Hz. Dòng điện qua tụ điện có cường độ 0,5A. Để dòng điện qua tụ điện có cường độ bằng 8A thì tần số của dòng điện là
A. 15Hz. B. 240Hz. C. 480Hz. D. 960Hz.
Lời giải:
Chọn D.
Câu 7. 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 có tần số f thay đổi. Khi f = 50Hz thì điện áp trên X và dòng điện trong mạch ở thời điểm t1 có giá trị lần lượt là: i1 = 1 (A), u1 = 100√3 (V), ở thời điểm t2 thì: i2 = √3 (A), u2 = 100 (V). Khi f = 100Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 0,5√2 A. Hộp X chứa
A. điện trở thuần R = 100Ω
B. cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1/π(H)
C. tụ điện có điện dung C = 10-4/π (F)
D. tụ điện có điện dung C = (10√3)/π (F)
Lời giải:
Chọn B
Khi tần số tăng gấp đôi nếu là tụ thì dung kháng giảm 2 lần nên dòng hiệu dụng tăng 2 lần, tức là I' = 2I = 2√2. Nhưng theo bài ra I = 0,5√2 A = I/2 nên X = L sao cho:
Câu 8. Đặt điện áp u = U0cos(120πt - π/4) (V) vào hai đầu một tụ điện thì vôn kế nhiệt (có điện trở rất lớn) mắc song song với tụ điện chỉ 120√2 (V), ampe kế nhiệt (có điện trở bằng 0) mắc nối tiếp với tụ điện chỉ 2√2 (A). Chọn kết luận đúng.
A. Điện dung của tụ điện là 1/(7,2π) (mF), pha ban đầu của dòng điện qua tụ điện là π/4.
B. Dung kháng của tụ điện là 60Ω, pha ban dầu của dòng điện qua tụ điện là Φ = π/2
C. Dòng điện tức thời qua tụ điện i = 4cos(100πt + π/4) (A).
D. Điện áp cực đại giữa hai đầu tụ điện là 120√2, dòng điện cực đại qua tụ điện là 2√2 (A)
Lời giải:
Chọn A
Điện dung tụ được xác định
Vì mạch chỉ có C thì i sớm pha hơn u là π/2 nên
Câu 9. Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ có điện dung C = 10-4/π F có biểu thức u = 200√2cos100πt (V). Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là:
Lời giải:
Tính I0 hoặc I = U/R = 200/100 = 2A; i sớm pha góc π/2 so với u hai đầu tụ điện.
Suy ra: i = 2√2cos(100πt + π/2) (A) ⇒ Chọn B
Câu 10. Hiệu điện thế giữa hai đầu một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm có độ tự cảm L = 1/π H có biểu thức u = 200√2cos(100πt + π/3) (V). Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là :
Lời giải:
Tính ZL = ωL = 100π.(1/π) = 100Ω.
Tính I0 hoặc I = U/ZL = 200/100 = 2A; i trễ pha góc π/2 so với u hai đầu cuộn cảm thuần, nên ta có: π/3 - π/2 = - π/6
Suy ra: i = 2√2cos(100πt - π/6) (A). Chọn B
Câu 11. Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(120πt + π/3) vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1/(6π) H. Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là 40√2 V thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là 1A . Biểu thức của cường độ dòng điện qua cuộn cảm là
Lời giải:
Chọn B.
Câu 12. Đặt vào hai đầu tụ điện C = 10-4/π (F) một điện áp xoay chiều u = 141cos(100πt) V. Cường độ dòng điện qua tụ điện là
A. I = 1,41 A. B. I = 1,00 A.
C. I = 2,00 A. D. I = 100 A.
Lời giải:
Chọn B.
Câu 13. Giữa hai bản tụ điện có điện áp xoay chiều 220 V – 60 Hz. Dòng điện qua tụ điện có cường độ 0,5 A. Để dòng điện qua tụ điện có cường độ bằng 8 A thì tần số của dòng điện là
A. 15 Hz. B. 240 Hz. C. 480 Hz. D. 960 Hz.
Lời giải:
Cường độ dòng điện:
Chọn D.
Câu 14. Một tụ điện có điện dung C = 31,8 (μF). Điện áp hiệu dụng hai đầu bản tụ khi có dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz và cường độ dòng điện cực đại 2√2 A chạy qua nó là
A. 200√2 V B. 200 V. C. 20 V. D. 20√2 V
Lời giải:
Chọn B.
Câu 15. Cường độ dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần họăc tụ điện giống nhau ở điểm nào?
A. Đều biến thiên trễ pha π/2 đối với điện áp ở hai đầu đoạn mạch.
B. Đều có cường độ hiệu dụng tỉ lệ với điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.
C. Đều có cường độ hiệu dụng tăng khi tần số dòng điện tăng.
D. Đều có cường độ hiệu dụng giảm khi tần số dòng điện tăng.
Lời giải:
I = U/ZL; I = U/ZC : I đều tỉ lệ với U. Chọn B.
Câu 16. Đặt vào hai bản tụ điện có điện dung C = 100-4/π (F) một điện áp xoay chiều u = 120cos(100πt – π/6) V. Chọn biểu thức đúng về cường độ dòng điên qua tụ điện ?
A. i = 12cos(100πt + π/3) A.
B. i = 1,2cos(100πt + π/3) A.
C. i = 12cos(100πt – 2π/3) A.
D. i = 1200cos(100πt + π/3) A.
Lời giải:
Ta có: ZC = 100 Ω; I0 = U0/ZC = 120/100 = 1,2 A
Mạch chỉ chứa tụ nên φi sớm pha π/2 so với φu : φi = π/2 + φu = π/2 – π/6 = π/3
⇒ i = 1,2cos(100πt + π/3) A. Chọn B.
Câu 17. Đặt vào giữa hai đầu một đoạn mạch điện chỉ có tụ điện có điện dung C = 10-4/π (F) một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 220√2cos(100πt) V. Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức
Lời giải:
Ta có: ZC = 100 Ω;
Mạch chỉ chứa tụ nên φi sớm pha π/2 so với φu : φi = π/2 + φu = π/2 – 0 = π/2
⇒ i = 2,2√2cos(100πt + π/2) A. Chọn B.
Câu 18. Đặt vào giữa hai đầu một đoạn mạch điện chỉ có tụ điện có điện dung C = 10-4/π (F) một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200cos(100πt - π/6) V. Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức
A. i = 2cos(100πt + π/3) A
B. i = 2cos(100πt + π/2) A
C. i = √2cos(100πt + π/3) A
D. i = 2cos(100πt - π/6) A
Lời giải:
Ta có: ZC = 100 Ω; I0 = U0/ZC = 200/100 = 2 A
Mạch chỉ chứa tụ nên φi sớm pha π/2 so với φu : φi = π/2 + φu = π/2 – π/6 = π/3
⇒ i = 2cos(100πt + π/3) A. Chọn A.
Câu 19. Cường độ dòng điện qua tụ điện i = 4cos(100πt) A. Điện dung của tụ có giá trị 31,8 (μF). Biể thức của điện áp đặt vào hai đầu tụ điện là
A. uC = 400cos(100πt) V.
B. uC = 400cos(100πt + π/2) V.
C. uC = 400cos(100πt – π/2) V.
D. uC = 400cos(100πt – π) V.
Lời giải:
Ta có:
U0 = I0.ZC = 4.100 = 400 V
Mạch chỉ chứa tụ nên φi sớm pha π/2 so với φu : φi = π/2 + φu ⇒ φu = 0 – π/2 = -π/2
⇒ u = 400cos(100πt - π/2) V. Chọn A.
Câu 20. Mắc tụ điện có điện dung C = 31,8 (μF) vào mạng điện xoay chiều có biểu thức i = 2cos(100πt + π/3) A. Biểu thức của điện áp tức thời qua tụ điện là
Lời giải:
Ta có:
U0 = I0.ZC = 2.100 = 200 V
Mạch chỉ chứa tụ nên φi sớm pha π/2 so với φu : φi = π/2 + φu ⇒ φu = π/3 – π/2 = -π/6
⇒ u = 200cos(100πt - π/6) V. Chọn A.
Câu 21. Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ có tụ điện có điện dung C = 10-4/π (F) có biểu thức i = 2√2cos(100πt + π/3) A. Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu tụ điện là
Lời giải:
Ta có:
Mạch chỉ chứa tụ nên φi sớm pha π/2 so với φu : φi = π/2 + φu ⇒ φu = π/3 – π/2 = -π/6
⇒ u = 200√2cos(100πt - π/6) V. Chọn C.
Câu 22. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện có điện dung C1 = 2.10-4/π (F) mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C2 = 2.10-4/(3π) (F) Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = cos(100πt + π/3) A. Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu đoạn mạch là
A. u = 200cos(100πt - π/6) V
B. u = 200cos(100πt + π/3) V
C. u ≈ 85,7cos(100πt - π/6) V
D. u ≈ 85,7cos(100πt - π/2) V
Lời giải:
Dung kháng tổng hợp:
Do mạch điện chỉ có tụ điện ⇒ u chậm pha π/2 so với i ⇒ φu = φi - π/2 = -π/6.
Điện áp cực đại: U0 = I0ZC = 200 (V) ⇒ u = 200cos(100πt - π/6) (V). Chọn A.
Câu 23. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện. Điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời của đoạn mạch là u và i. Điện áp hiệu dụng và cường độ hiệu dụng là U, I. Biểu thức nào sau đây là đúng ?
Lời giải:
Mạch chỉ chứa tụ điện nên u và i vuông pha với nhau:
Chọn B.
Câu 24. Cho đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện với điện dung C. Tại thời điểm t1 điện áp và dòng điện qua tụ điện có giá trị lần lượt là u1; i1. Tại thời điểm t2 điện áp và dòng điện qua tụ điện có giá trị lần lượt là u2; i2. Tần số góc của dòng điện được xác định bởi hệ thức nào dưới đây?
Lời giải:
Ta có: U0 = I0.ZC = I0/(Cω)
Mạch chỉ chứa tụ điện nên u và i vuông pha với nhau:
Chọn D.
Câu 25. Cho đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện với điện dung C. Tại thời điểm t1 điện áp và dòng điện qua tụ điện có giá trị lần lượt là 40 V; 1 A. Tại thời điểm t2 điện áp và dòng điện qua tụ điện có giá trị lần lượt là 50 V ; 0,6 A. Dung kháng của mạch có giá trị là
A. 30 Ω. B. 40 Ω. C. 50 Ω. D. 37,5 Ω.
Lời giải:
Ta có: U0 = I0.ZC = I0/(Cω)
Mạch chỉ chứa tụ điện nên u và i vuông pha với nhau:
Chọn D.
Câu 26. Cho đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện với điện dung C = 10-4/π (F). Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch. Tại thời điểm mà điện áp hai đầu mạch có giá trị 100√10 V thì cường độ dòng điện trong mạch là √2 A. Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị là
A. UC = 100√2 V B. UC = 100√6 V
C. UC = 100√3 V D. UC = 200√2 V
Lời giải:
Ta có:
U0 = I0.ZC = 100I0
Mạch chỉ chứa tụ điện nên u và i vuông pha với nhau:
Chọn B.
Câu 27. Đặt điện áp u = U0cos(100π – π/3) V vào hai đầu một tụ điện có điện dung C = 2.10-4/π (F). Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4 A. Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là
Lời giải:
Ta có:
U0 = I0.ZC = 50I0
Mạch chỉ chứa tụ điện nên u và i vuông pha với nhau:
Mạch chỉ chứa tụ nên φi sớm pha π/2 so với φu : φi = π/2 + φu = π/2 – π/3 = π/6
⇒ i = 5cos(100πt + π/6) A. Chọn A.
Câu 28. Cho đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện với điện dung C = 10-4/(π√3) (F). Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện chạy qua tụ điện có biểu thức i = I0cos(100π + π/6) A Tại thời điểm mà điện áp hai đầu mạch có giá trị 100√6 V thì cường độ dòng điện trong mạch là √2 A. Biểu thức điện áp hai đầu tụ điện là
Lời giải:
Ta có:
Mạch chỉ chứa tụ điện nên u và i vuông pha với nhau:
Mạch chỉ chứa tụ nên φi sớm pha π/2 so với φu : φi = π/2 + φu ⇒ φu = π/6 – π/2 = -π/3
⇒ u = 200√3cos(100πt - π/3) V. Chọn D.
Câu 29. Đặt điện áp u = U0cos(100πt – π/4) V vào hai đầu một tụ điện có điện dung C = 10-4/π (F) Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 50√3 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 0,5 A. Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là
A. i = cos(100πt – π/4) A.
B. i = 0,5cos(100πt – π/4) A
C. i = cos(100πt + π/4) A.
D. i = 0,5cos(100πt – π/4) A
Lời giải:
U0 = I0.ZC = 100I0
Do mạch chỉ có C nên u, i vuông pha nhau. Ta có mối quan hệ vuông pha:
Mạch chỉ có C nên i nhanh pha π/2 so với u ⇒ φi = φu + π/2 = -π/4 + π/2 = π/4
⇒ i = cos(100πt + π/4). Chọn C.
Câu 30. Đặt điện áp u = U0cos(ωt) vào 2 đầu cuộn cảm thuần có L = 1/(3π) H. Ở thời điểm t1 các giá trị tức thời của u và i lần lượt là 100 V và -2,5√3 A, ở thời điểm t2 có giá trị là 100√3 V và -2,5 A. Tìm ω?
A. 100π rad/s B. 50π rad/s
C. 60π rad/s D. 120π rad/s
Lời giải:
Do mạch điện chỉ có cuộn dây thuần cảm ⇒ u nhanh pha π/2 so với i
Mà U0 = ωLI0 ⇒ ω = U0/(LI0) = 120π (rad/s). Chọn D.
Câu 31. Chọn phát biểu đúng khi nói so sánh pha của các đại lượng trong dòng điện xoay chiều?
A. uR nhanh pha hơn uL góc π/2.
B. uR và i ngược pha với nhau.
C. uR nhanh pha hơn uC góc π/2.
D. uL nhanh pha hơn uC góc π/2.
Lời giải:
uR cùng pha với i; uR nhanh pha hơn uC góc π/2, uR trễ pha hơn uL góc π/2. Chọn C.
Câu 32. Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cảm kháng ZL vào tần số của dòng điện xoay chiều qua cuộn dây ta được đường biểu diễn là
A. đường parabol.
B. đường thẳng qua gốc tọa độ.
C. đường hypebol.
D. đường thẳng song song với trục hoành.
Lời giải:
Ta có: ZL = L.ω = L.2πf ⇒ ZL phụ thuộc vào f là hàm bậc nhất theo thời gian nên có đồ thị phụ thuộc là một đường thẳng qua gốc tọa độ. Chọn B.
Câu 33. Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(100πt) vào hai đầu cuộn dây thuần cảm L = 5/π H. Khi điện áp có giá trị u = 50 V thì cường độ dòng điện là i = 0,1√3 A. Điện áp cực đại đầu cuộn dây là
A. 100√3 V B. 100√2 V C. 100V D. 50√2 V
Lời giải:
Ta có:
Do mạch chỉ có L nên u, i vuông pha nhau. Ta có mối quan hệ vuông pha:
Chọn C.
Câu 34. Một mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện, mối quan hệ về pha của u và i trong mạch là
A. i sớm pha hơn u góc π/2.
B. u và i ngược pha nhau.
C. u sớm pha hơn i góc π/2.
D. u và i cùng pha với nhau.
Lời giải:
Mạch xoay chiều chỉ có tụ điện thì i sớm pha π/2 so với u, hay u trễ pha π/2 so với i. Chọn A.
Câu 35. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L. Đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều u = U0cos100πt (V). Tại thời điểm t = t1 điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời có giá trị lần lượt u1 = 50 V; i1 = √2 A. Đến thời điểm t2 thì u2 = 50√2 V; i2 = 1 A. Tính điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây?
A. U = 50√3 V B. U = 50√6 V C. U = 50√2 V D. 25√6 V
Lời giải:
Do mạch điện chỉ có cuộn dây thuần cảm ⇒ u nhanh pha π/2 so với i
Chọn D.
Câu 36. Một mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn thuần cảm, mối quan hệ về pha của u và i trong mạch là
A. i sớm pha hơn u góc π/2.
B. u và i ngược pha nhau.
C. u sớm pha hơn i góc π/2.
D. u và i cùng pha với nhau.
Lời giải:
Mạch chỉ có cuộn cảm lên u sớm pha hơn i góc π/2. Chọn C.
Câu 37. Đồ thị biểu diễn của uC theo i trong mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện có dạng là
A. đường cong parabol.
B. đường thẳng qua gốc tọa độ.
C. đường cong hypebol.
D. đường elip.
Lời giải:
Trong mạch chỉ có tụ điện nên uC và i vuông pha với nhau, ta có:
⇒ uC phụ thuộc vào i có đồ thị là đường elip. Chọn D.
Câu 38. Cho đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện với điện dung C = 2.10-4/(π√3) (F). Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện chạy qua tụ điện có biểu thức i = I0cos(100π + π/6) A. Tại thời điểm mà điện áp hai đầu mạch có giá trị 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 1 A. Biểu thức điện áp hai đầu tụ điện là
Lời giải:
Dung kháng: .
Do mạch điện chỉ có cuộn dây thuần cảm ⇒ u chậm pha π/2 so với i ⇒ φu = φi - π/2 = -π/3.
Chọn D.
Câu 39. Đồ thị biểu diễn của uR theo i trong mạch điện xoay chiều có dạng là
A. đường cong parabol.
B. đường thẳng qua gốc tọa độ.
C. đường cong hypebol.
D. đường elip.
Lời giải:
uR cùng pha với i: uR = i.R: đồ thị là đường thẳng qua gốc tọa độ. Chọn B.
Câu 40. Đặt điện áp u = U0cos(ωt) vào 2 đầu cuộn cảm thuần có L = (√2)/(5π) H. Ở thời điểm t1 các giá trị tức thời của u và i lần lượt là 50 V và 2√2 A, ở thời điểm t2 có giá trị là 50√3 V và -2 A. Tìm ω?
A. 125π rad/s B. 150π rad/s
C. 100π rad/s D. 120π rad/s
Lời giải:
Do mạch điện chỉ có cuộn dây thuần cảm ⇒ u nhanh pha π/2 so với i
Mà U0 = ωLI0 ⇒ ω = U0/(LI0) = 125π (rad/s). Chọn A.
Câu 41. Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của dung kháng ZC vào tần số của dòng điện xoay chiều qua tụ điện ta được đường biểu diễn là
A. đường cong parabol.
B. đường thẳng qua gốc tọa độ.
C. đường cong hypebol.
D. đường thẳng song song với trục hoành.
Lời giải:
Ta có: ZC phụ thuộc vào f có đồ thị là đường cong hypebol. Chọn C.