Bài tập Mạch điện xoay chiều có tần số thay đổi trong đề thi Đại học có giải chi tiết - Vật Lí lớp 12

Bài tập Mạch điện xoay chiều có tần số thay đổi trong đề thi Đại học có giải chi tiết

Với Bài tập Mạch điện xoay chiều có tần số thay đổi trong đề thi Đại học có giải chi tiết Vật Lí lớp 12 tổng hợp 7 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 có tần số thay đổi từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.

Bài 1 : [THPT QG năm 2017 – Câu 25 – M202] Đặt điện áp u = U₀cosωt (với U₀ không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L vàtụ điện có điện dung C. Khi ω = ω₀ thì trong mạch có cộng hưởng. Tần số góc ω₀ là

A.    B.    C.    D.

Lời giải:

ω =

Đáp án: C

Bài 2: [[THPT QG năm 2017 – Câu 30 – M204] Đặt điện áp xoay chiều u = cosωt (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở Ω, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Điều chỉnh ω để cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch đạt cực đại Imax. Giá trị của Imax bằng

A. 3 A    B.    C. 2 A    D.

Lời giải:

I_max = = = 2 A

Đáp án: C

Bài 3: [THPT QG năm 2018 – Câu 19 – M201] Đặt vào hai đầu điện trở một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f thay đổi được. Khi f = f₀ và f = 2f₀ thì công suất tiêu thụ của điện trở tương ứng là P₁ và P₂. Hệ thức nào sau đây đúng?

A. P₂ = 0,5P₁    B. P₂ = 2P₁

C. P₂ = P₁    D. P₂ = 4P₁

Lời giải:

Đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở, công suất tiêu thụ không phụ thuộc vào tần số.

Đáp án: C

Bài 4: [THPT QG năm 2018 – Câu 17 – M206] Đặt vào điện trở một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f thay đổi được. Nếu tăng f thì công suất tiêu thụ của điện trở

A. tăng rồi giảm    B. không đổi    C. giảm    D. tăng

Lời giải:

Mạch chỉ có R nên công suất P = không phụ thuộc vào f.

Đáp án: B

Bài 5: [THPT QG năm 2017 – Câu 31 – MH1] Đặt điện áp u = U cosωt (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Trên hình vẽ, các đường (1), (2) và (3) là đồ thị của các điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở U_R, hai đầu tụ điện U_C và hai đầu cuộn cảm U_L theo tần số góc ω. Đường (1), (2) và(3) theo thứ tự tương ứng là

A. U_C, U_R và U_L    B. U_L, U_R và U_C.

C. U_R, U_L và U_C.    D. U_C, U_L và U_R.

Lời giải:

(2) là đồ thị U_R theo ω có đỉnh cộng hưởng

(1) là đồ thị của U_C theo ω; (3) là đồ thị của U_L theo ω.

Đáp án: A

Bài 6: [THPT QG năm 2015 – Câu 42 - M138] Lần lượt đặt điện áp u = U cosωt (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu của đoạn mạch X và vào hai đầu của đoạn mạch Y; với X và Y là các đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Trên hình vẽ, P_X và P_Y lần lượt biểu diễn quan hệ công suất tiêu thụ của X với và của Y với . Sau đó, đặt điện áp u lên hai đầu đoạn mạch AB gồm X và Y mắc nối tiếp. Biết cảm kháng của hai cuộn cảm thuần mắc nối tiếp (có cảm kháng Z_L1 và Z_L2) là Z_L = Z_L1 + Z_L2 và dung kháng của hai tụ điện mắc nối tiếp (có dung kháng Z_C1 và Z_C2) là Z_C = Z_C1 + Z_C2. Khi , công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây ?

A. 14 W    B. 10 W    C. 22 W    D. 18 W

Lời giải:

Ta có: P_Xmax = = 40 W ;
P_Ymax = = 60 W
⇒ U² = 60R_Y và R_X = 1,5 R_Y.

Khi ω = ω₂:

P_X = = P_Xmax
=
⇒ Z_LX - Z_CX = R_X = R_Y; lấy dấu “+” vì ω₂ > ω₁;

P_Y = = P_Xmax
=
⇒ Z_LY - Z_CY = R_Y ; lấy dấu “-”
vì ω₃ > ω₂;

P = = = 23,97

Đáp án: C

Bài 7: [THPT QG năm 2015 – Câu 43 - M138] Đặt điện áp u = U cosωt (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C. Khi f = f₁ = Hz hoặc f = f₂ = 100 Hz thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện có cùng giá trị U0. Khi f = f₀ thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở đạt cực đại. Giá trị của f₀ gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 70 Hz.    B. 80 Hz.    C. 67 Hz.    D. 90 Hz.

Lời giải:

Ta có: U_C1 = = U₀

⇒ Z_C1² = 2R² + 2Z²_L1 - 4Z_L1.Z_C1 + 2Z²_C1
= 2R² + 2Z²_L1 + 2Z²_C1 - 4
⇒ 4 - 2R² = 2Z²_L1 - 4Z_L1.Z_C1 + 2Z²_C1

U_C2 = = U₀

⇒ Z_C2² = 2R² + 2Z²_L2 - 4Z_L2.Z_C2 + 2Z²_C2
= 2R² + 2Z²_L2 + 2Z²_C2 - 4
⇒ 4 - 2R² = 2Z²_L2 - 4Z_L2.Z_C2 + 2Z²_C2

⇒ Z_C1² + 2Z_L1² = Z_C2² + 2Z_L2²
⇒ 2L²(ω₂² - ω₁²) =
⇒ = ω₂ω₁

U_R cực đại khi ω₀² =
⇒ ω₀² = ω₂ω₁
hay f₀² = f₁f₂ = 5000
⇒ f₀ = 70,7 Hz

Đáp án: A