Top 30 câu trắc nghiệm Vật Lí 12 Chương 3 (có đáp án)

Bài 1: Đặt điện áp u = U₀cos(100πt + π/3)(V) vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1/(2π)H. Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn ảm là 100√2 V thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là 2A. Biểu thức của cường độ dòng điện qua cuộn cảm này là:

- Cảm kháng của cuộn dây:

Đoạn mạch chỉ chứa cuộn dây thì điện áp luôn sớm pha so với dòng điện một góc 0,5π. Ta có:

Chọn đáp án C

Bài 2: Đặt điện áp u = U√2 cosωt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp có điện dung C thay đổi được. Điện áp hiệu dụng U_R đạt cực đại khi Z_C có giá trị:

A. Z_C = R         B. Z_C = Z_L

C. Z_C = Z_L/2      D. Z_C = R/2

- Ta có:

- Vì U, R, Z_L không đổi nên U_Rmax khi Z_L = Z_C.

Chọn đáp án B

Bài 3: có điện dung C thay đổi được. Điện áp hiệu dụng U_C đạt cực đại khi Z_Cm và U_Cmax có biểu thức :

- Ta có:

- Muốn U_C cực đại thì mẫu số phải có giá trị cực tiểu.

- Lấy đạo hàm biểu thức trong căn ở mẫu số theo Z_C và đặt đạo hàm đó bằng 0.

+ Kết quả:

Chọn đáp án A

Bài 4: Đặt điện áp áp u = U√2cosωt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp có độ tự cảm L thay đổi được. Điện áp hiệu dụng U_L đạt cực đại khi Z_Lm và U_Lmax có biẻu thức:

- Ta có:

- Muốn U_L cực đại thì mẫu số phải có giá trị cực tiểu.

- Lấy đạo hàm biểu thức trong căn ở mẫu số theo Z_L và đặt đạo hàm đó bằng 0.

+ Kết quả:

Chọn đáp án B

Bài 5: Cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp, trong đó R là một biến trở. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = U√2cosωt. Khi điện trở của biến trở bằng R₁ hoặc R₂ thì đoạn mạch tiêu thụ cùng công suất là P. Công suất đó có giá trị là:

- Từ điện kiện công suất bằng nhau suy ra:

Chọn đáp án A

Bài 6: Cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp, cuộn cảm thuần có độ tự cảm thay đổi.

Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có U và ω không thay đổi. Khi điều chỉnh độ tự cảm đến giá trị  thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm L đạt giá trị cực đại. Khi đó độ lệch pha giữa điện áp u và i trong đoạn mạch là:

A. u trễ pha hơn i một góc π/4

B. u sớm pha hơn i một góc 3π/4

C. u trễ pha hơn i một góc π/2

D. u sớm pha hơn i một góc π/4

- Ta có:

- Điều kiện để U_L cực đại khi điều chỉnh L là:

Chọn đáp án D

Bài 7: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 50 Ω, tụ điện có dung kháng là 50 Ω và một cuộn cảm thuần có cảm kháng là 100 Ω mắc nối tiếp. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = 200√2cos100πt (V) . Biểu thức của điện áp giữa hai đầu cuộn dây là:

A. u_L = 400√2cos(100πt + π/4) (V)

B. u_L = 200cos(100πt - π/6) (V)

C. u_L = 400cos(100πt + π/4) (V)

D. u_L = 220cos(100πt - π/6) (V)

- Ta có:

Chọn đáp án C

Bài 8: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C thì điện áp cực đại giữa hai đầu mỗi phần tử bằng nhau và bằng 40 V. Khi tụ bị nối tắt thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở bằng:

A. 20√2 V.      B. 10 V.

C. 20 V.        D. 40 V.

- Ta có:

- Khi tụ nối tắt thì:

Chọn đáp án C

Bài 9: Đặt điện áp xoay chiều u = U₀cos(2πft + φ) V (U₀ không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. Khi điều chỉnh f = f₁ = 50 Hz thì cảm kháng của cuộn dây và dung kháng của tụ điện lần lượt là 45 Ω và 90 Ω. Để dòng điện cùng pha với điện áp giữa hai đầu mạch thì phải điều chỉnh tần số đến giá trị f₂. Giá trị của f₂ là:

- Ta có:

Chọn đáp án B

Bài 10: Đặt điện áp u = 110√2 cosωt (V) (với ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp. Biết độ tự cảm và điện dung của mạch điện được giữ không đổi. Điều chỉnh R ta thấy giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong mạch là I = 2 A thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch cực đại. Công suất cực đại bằng:

A. 110 W

B. 220 W

C.110√2 W

D.110√3 W

- P đạt cực đại khi: R = |Z_L - Z_C|

Chọn đáp án C

Bài 11: Một khung dây quay đều trong từ trường đều quanh trục nằm trong mặt phẳng của khung và vương góc với các đường sức từ. Nếu giảm chu kì quay đi 2 lần và giảm độ lớn cảm ứng của từ trường đi 3 lần thì suất điện động hiệu dụng trong khung sẽ:

A. Tăng 3 lần

B. Tăng 1,5 lần

C. Giảm 6 lần

D. Giảm 1,5 lần

- Từ  ta thấy khi T giảm 2 lần, B giảm 3 lần, thì E giảm 1,5 lần.

Chọn đáp án D5

Bài 12: Nối hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp vào mạng điện xoay chiều có tần số f₁ thì cảm kháng là 15 Ω và dung kháng là 60 Ω. Nếu mạng điện có tần số f₂ = 50 Hz thì dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp ở hai đầu đoạn mạch. Tần số f₁ là:

A. 25 Hz      B. 100 Hz

C. 150 Hz      D. 200 Hz

- Nhận xét: 

- Muốn i cùng pha với u cần tăng Z_L và giảm Z_C đi hai lần. Do đó:

Chọn đáp án A

Bài 13: Cho đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp, trong đó Z_C biến đổi được. Nếu cho Z_C tăng thêm 30 Ω so với giá trị lúc có cộng hưởng điện thì điện áp ở hai đầu đoạn mạch lệch pha π/3 so với dòng điện trong mạch. Điện trở R có giá trị là:

A.15√2 Ω      B.10√3 Ω

C.15√3 Ω      D 10√2 Ω

- Khi có cộng hưởng điện: Z_L = Z_C

Chọn đáp án B

Bài 14: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp. Độ tự cảm và điện trở thuần của hai cuộn dây lần lượt là L₁, r1; L₂, r₂. Điều kiện để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu hai cuộn dây là:

- Để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây phải cùng pha.

Chọn đáp án C

Bài 15: Cho đoạn mạch điện có R, L, C mắc nối tiếp, trong dố R là một biến trở. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng là U = 120 V. Khi điện trở biến trở bằng 40 Ω hoặc 160 Ω thì đoạn mạch tiêu thụ cùng công suất. Khi điều chỉnh biến trở, công suất cực đại mà đoạn mạch có thể đạt được là:

A. 180 W      B 144 W

C. 72 W       D. 90 W

- Với R₁ và R₂ mạch tiêu thụ cùng công suất, suy ra :

- Công suất cực đại khi:

Chọn đáp án D

Bài 16: Đặt điện áp u = 120√2 cos(100πt + π/3)(V) vào hai đầu điện trở có R = 50 Ω. Biểu thức cường độ dòng điện chạy qua điện trở là:

- Đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần thì dòng điện luôn cùng pha với điện áp:

Chọn đáp án B

Bài 17: Đặt điện áp u = U₀cosωt V vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm thay đổi được. Khi L = L₀ hoặc L = 3L₀ thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện bằng nhau và bằng U_C.Khi L = 2L₀ hoặc L = 6L₀ thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm bằng nhau và bằng U_L. Tỉ số U_L/U_C bằng:

- Ứng với L =L₀ → Z_L = Z_L0, ta chuẩn hóa Z_L0 = 1.

+ Hai giá trị của L cho cùng điện áp hiệu dụng trên tụ, thỏa mãn:

+ Hai giá trị của L cho cùng điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thỏa mãn:

(với Z_Lmax là cảm kháng để điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm cực đại.)

- Ta có tỉ số:

Chọn đáp án B

Bài 18: Đặt hiệu điện thế u = U₀sinωt (U₀ và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh. Biết độ tự cảm và điện dung được giữ không đổi. Điều chỉnh trị số điện trở R để công suất tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại. Khi đó hệ số công suất của đoạn mạch bằng:

- Công suất tiêu thụ của đoạn mạch:

- Hệ số công suất của mạch khi xảy ra cực đại:

Chọn đáp án C

Bài 19: Cho đoạn mạch điện gồm R₁ = 40Ω mắc nối tiếp với tụ điện và cuộn dây thuần cảm. Biết Z_L ≠ Z_C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 200 V. Mắc thêm vào đoạn mạch trên một điện trở R₂ thì công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại bằng 200 W. Cho biết giá trị R₂ và cách mắc?

A. R₂ = 60Ω và mắc song song với R₁.

B. R₂ = 60Ω và mắc nối tiếp với R₁.

C. R₂ = 160Ω và mắc song song với R₁.

D. R₂ = 160Ω và mắc nối tiếp với R₁.

- Công suất tiêu thụ cực đại của mạch:

→ Mắc nối tiếp với R₁ một điện trở R₂ = 60Ω.

Chọn đáp án B

Bài 20: Đặt điện áp xoay chiều u = U₀cos2πft V (trong đó U₀ không đổi, f thay đổi được và t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và cuộn dây thuần cảm mắc nối tiếp. Khi tần số bằng 20 Hz thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 170 W. Khi tần số bằng 40 Hz thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 127,5 W. Khi tần số bằng 60 Hz thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:

A. 120 W        B. 90 W

C. 72,85 W      D. 107 W

- Khi f = 20 Hz, ta chọn R = 1, Z_L1 = x.

→ Khi tần số của mạch là f = 40 Hz thì Z_L2 = 2Z_L1 = 2x.

+ Lập tỉ số:

- Khi f = 60 Hz thì Z_L3 = 3Z_L1 = 3x.

Chọn đáp án B

Bài 21: Đặt điện áp u = 80√2 cos(100πt - π/4)(V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 20√3 Ω, cuộn cảm thuần và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung đến giá trị C = C₀ để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại và bằng 160 V. Giữ nguyên giá trị C = C₀, biểu thức cường độ dòng điện trong đoạn mạch là:

- Khi C = C₀, điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện đạt cực đại.

→ u vuông pha với u_RL . Ta có giản đồ vecto như hình vẽ:

- Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông:

→ Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch:

- Ta có:

Chọn đáp án C

Bài 22: Đặt điện áp u = U√2 cos2πft (trong đó U không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm R và C mắc nối tiếp. Khi tần số là f₁ hoặc f₂ = 3f₁ thì cường độ hiệu dụng qua mạch tương ứng là I₁ và I₂ với I₂ = I₁√2. Khi đó tần số là f₃ = f₁/√2 cường độ hiệu dụng trong mạch bằng:

A. 0,5 I1.      B. 0,6 I1.

C. 0,8 I1.      D. 0,87 I1.

- Khi f = f₁, ta tiến hành chuẩn hóa:

→ Khi f = 3f₁:

- Kết hợp với:

- Khi: 

Chọn đáp án C

Bài 23: Mắc nối tiếp ba phần tử gồm tụ điện, cuộn cảm thuần và điện trở thuần vào điện áp xoay chiều u = 100√2 cos(100πt) (V) thì dung kháng của tụ điện và cảm kháng của cuộn dây lần lượt là 100 Ω và 110 Ω, đồng thời công suất tiêu thụ của mạch là 400 W.

- Mắc ba phần tử này thành một mạch dao động LC. Để duy trì dao động trong mạch này với hiệu điện thế cực đại là 10 V thì phải cung cấp cho mạch công suất lớn nhất bằng:

A. 0,113 W.      B. 0,560 W.

C. 0,091 W.      D. 0,314 W.

- Công suất tiêu thụ của mạch:

→ Phương trình trên cho ta hai nghiệm:

- Với mạch LC, ta có:

→ Công suất tiêu hao lớn nhất ứng với:

Chọn đáp án C

Bài 24: Đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp có cuộn dây thuần cảm. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế xoay chiều u = 220√ cos(ωt)(V) với ω có thể thay đổi được. Khi ω = ω₁ = 100π rad/s thì cường độ dòng điện trong mạch sớm pha 30° so với điện áp ở hai đầu mạch và giá trị hiệu dụng là . Khi ω = ω₂ = 3ω₁ thì dòng điện trong mạch cũng có giá trị hiệu dụng là 1A . Hệ số tự cảm của cuộn dây là:

- Khi ω = ω1 thì dòng điện sớm pha hơn điện áp một góc 30°

- Ta chú ý rằng là hai giá trị của tần số góc cho cùng giá trị hiệu dụng của dòng điện trong mạch.

Chọn đáp án C

Bài 25: Đặt điện áp u = U√2 cos(100πt)(V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R, cuộn dây thuần cảm L và C mắc nối tiếp.

 điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở thuần R = 200V.

- Khi điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AB có giá trị -100√6 V và có độ lớn đang tăng thì điện áp tức thời hai đầu tụ C có giá trị là:

- Cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch

⇒ mạch xảy ra cộng hưởng:

- Điện áp ở hai đầu đoạn mạch sớm pha hơn điện áp trên tụ một góc 0,5π rad.

⇒ Khi:  và có độ lớn đang tăng:

Chọn đáp án A

Bài 26: Đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm, R là biến trở. Khi đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng không đổi thì các điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở, cuộn cảm và tụ điện lần lượt là U_R = 40 V, U_L = 50 V, U_C = 120 V. Điều chỉnh biến trở đến giá trị R' = 2,5R thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 3,4A. Dung kháng của tụ điện là:

A. 20 Ω.      B. 53,3 Ω.

C. 23,3 Ω.      D. 25√2 Ω.

- Điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch:

- Ta có:

→ Khi thay đổi R' = 2,5R.

- Cường độ dòng điện trong mạch:

Chọn đáp án C

Bài 27: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu một đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Khi giá trị của biến trở là 15 Ω hoặc 60 Ω thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch đều bằng 300W. Khi R = R₀ thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại và bằng Pmax. Giá trị Pmax là:

A. 440 W.      B. 330 W.

C. 400 W.      D. 375W.

- Ta có:

Chọn đáp án D

Bài 28: Đặt điện áp xoay chiều u = U√2 cos(ωt)(V) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp theo thứ tự: biến trở R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Khi C = C₁ thì điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở không phụ thuộc vào giá trị của R. Khi C = C₂ thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứa L và R cũng không phụ thuộc vào R. Hệ thức liên hệ giữa C₁ và C₂ là:

+ C thay đổi để điện áp trên R không phụ thuộc vào R:

   (cộng hưởng) thì điện áp hai đầu R luôn bằng U

+ C thay đổi để điện áp trên đoạn mạch LR không phục thuộc vào R:

→ Từ hai kết quả trên, ta thấy rằng:

Chọn đáp án C

Bài 29: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V và tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở có giá trị 40 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 0,8/π H và tụ điện có điện dung C= 2.10^-4/π F. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng:

A. 2,2 A.      B. 4,4 A.

C. 3,1 A.      D. 6,2 A.

- Tần số gíc của dòng điện:

- Dung kháng và cảm kháng của mạch điện:

→ Dòng điện hiệu dụng trong mạch:

Chọn đáp án B

Bài 30: Mạch điện xoay chiều AB gồm R, L, C mắc nối tiếp. Điện áp u_AB = 120√2 cos120πt (V). Biết L = 1/(4π) H, C = 10^-2/(48π) F, R là biến trở.

- Khi R = R₁ và R = R₂ thì công suất mạch điện có cùng giá trị P = 576 W. Khi đó R₁ và R₂ có giá trị lần lượt 1à:

A. 20Ω, 25Ω.      B. 10Ω, 20Ω.

C. 5Ω, 25Ω.       D. 20Ω, 5Ω.

- Cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch

- Công suất tiêu thụ của mạch:

→ Phương trình trên cho ta hai nghiệm:

Chọn đáp án D