Bài tập điện xoay chiều có đáp án chi tiết - Tự Học 365

Bài tập điện xoay chiều có đáp án chi tiết

Bài tập điện xoay chiều có đáp án chi tiết

BÀI TẬP ĐẠI CƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT

A. VÍ DỤ MINH HỌA PHẦN 1.

Bài tập 1: Chọn khẳng định sai. Dòng điện xoay chiều có i=0,52cos(100πt)(A). Dòng điện này có:

A. Cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5A B. tần số là f=50Hz                                       C. Cường độ dòng điện cực đại là 2A              D. chu kỳ là T=0,02s

HD giải: Cường độ dòng điện cực đại là 0,52A suy ra C sai. Chọn C.

Bài tập 2: Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch có dạng u=402cos(50πtπ3)V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là:

A. 402V B. 80V  C. 40V D. 202V

HD giải: Ta có: U=U02=40VChọn C.

Bài tập 3: Cường độ dòng điện trong một đoạn mạch có biểu thức i=2cos(10πtπ3)(A). Ở thời điểm t=1600scường độ trong mạch có giá trị:

A. 62A B. 3A  C. 1A D. 2A

HD giải: Tại thời điểm t=1600s ta có i=2cos(10π.1600π3)=3(A)Chọn B

Bài tập 4: Dòng điện xoay chiều giữa 2 đầu điện trở R=100Ω có biểu thức i=2sinωt(A). Nhiệt lượng tỏa ra trên R trong 1 phút là:

A. 6000J                                               B. 60002J                                                                                 C. 200J                                                            D. Chưa thể tính được vì chưa biết ω

HD giải: Ta có: I=I02=1(A)

Nhiệt lượng tỏa ra là: Q=RI2t=100.12.60=6000JChọn A.

Bài tập 5: Số đo của vôn kế xoay chiều chỉ:

A. Giá trị tức thời của hiệu điện thế xoay chiều.

B. Giá trị trung bình của hiệu điện thế xoay chiều.

C. Giá trị cực đại của hiệu điện thế xoay chiều.

D. Giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế xoay chiều.

HD giải: Chọn D.

Bài tập 6: [Trích đề thi THPTQG năm 2015]. Cường độ dòng điện i=2cos100πt(A) có pha tại thời điểm t là:

A. 50πt B. 100πt  C. 0 D. 70πt

HD giải: Pha tại thời điểm t của dòng điện là 100πt.Chọn B.

 

 

Bài tập 7: [Trích đề thi THPTQG năm 2017]. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có cường độ  i=4cos2πtT(A)(T>0) . Đại lượng T được gọi là:

A. tần số góc của dòng điện B. chu kỳ của dòng điện                                                                                 C. tần số của dòng điện                                                             D. pha ban đầu của dòng điện

HD: ω=2πTtrong đó T được gọi là chu kì của dòng điện. Chọn B.

Bài tập 8: Một thiết bị điện xoay chiều có các hiệu điện thế định mức ghi trên thiết bị là 220V. Thiết bị đó chịu được hiệu điện thế tối đa là:

A. 220V B. 2202V  C. 440V D. 1102V

HD giải: Điện áp hiệu dụng U=220V, điện áp cực đại U0=2202V. Thiết bị đó chịu được hiệu điện thế tối đa là 2202VChọn B.

Bài tập 9: [Trích đề thi THPTQG năm 2017]. Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch có biểu thức là u=2202cos(100πtπ4)(V)(t tính bằng giây). Giá trị của u ở thời điểm t=5mslà:

A. 220V B. 1102V  C. 220V D. 1102V

HD giải: Tại thời điểm t=5ms=51000sta có: u=2202cos(100π.51000π4)=220VChọn C.

Bài tập 10: [Trích đề thi THPTQG năm 2016]. Suất điện động cảm ứng do máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra có biểu thức e=2202cos(100πt+0,25π)(V). Giá trị cực đại của suất điện động này là:

A. 2202V B. 1102V  C. 110V D. 220V

HD giải: Giá trị của suất điện động cực đại là: E0=2202V. Chọn A.

Bài tập 11: [Trích đề thi Đại học năm 2014]. Điện áp u=1412cos100πt(V) có giá trị hiệu dụng bằng:

A. 282V B. 100V  C. 200V D. 141V

HD giải: Ta có U=U02=141V.  Chọn D.

Bài tập 12: [Trích đề thi Đại học năm 2014]. Dòng điện có cường độ i=22cos100πt(A) chạy qua điện trở thuần 100Ω. Trong 30 giây, nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở là:

A. 8485J B. 4243J  C. 12kJ D. 24kJ

HD giải: Ta có nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở là: Q=RI2t=100.22.30=12kJChọn C.

B. VÍ DỤ MINH HỌA PHẦN 2.

Bài tập 1: [Trích đề thi Đại học năm 2007]. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức  i=I0sin100πt. Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời có giá trị bằng 0,5I0vào những thời điểm:

A. 1/300s và 2/300s B. 1/400s và 2/400s  C. 1/500s và 3/500s D. 1/600s và 5/600s

HD giải: Ta có: i=0,5I0sin100πt=12[100πt=π6+k2π100πt=5π6+k2π[t=1600+k50t=5600+k50(kZ)

Với 0t0,01st = 1/600s hoặc 5/600s. Chọn D.

Bài tập 2: [Trích đề thi Cao đẳng năm 2009]. Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch là  u=150cos100πt(V). Cứ mỗi giây có bao nhiêu lần điện áp này bằng không?

A. 100 lần B. 50 lần  C. 200 lần D. 2 lần

HD giải: Ta có T=2πω=0,02(s)suy ra t=1s=50T

Trong 1 chu kì điện áp tức thời bằng 0 tại 2 thời điểm.

Do đó trong 1s có 100 lần điện áp này bằng 0. Chọn A.

Bài tập 3: [Trích đề thi Đại học năm 2010]. Tại thời điểm t, điện áp u=2002cos(100πtπ2)(trong đó u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị 1002Vvà đang giảm. Sau thời điểm đó 1/300s, điện áp này có giá trị là:

A. 100V B. 1003V  C. 1002V D. 200V

HD giải: Tại thời điểm có: $\left\{ \begin{matrix}u=100\sqrt{2}  \\u\downarrow   \\\end{matrix} \right.\Rightarrow {{\varphi }_{0}}=\frac{\pi }{3}$.

Lại có: {u=1002uφt+1/300=φ0+Δφ=π3+100π.1300=2π3.

Do đó u=2002cos2π3=1002VChọn C.

Bài tập 4: Cường độ dòng điện tức thời chạy qua một đoạn mạch điện xoay chiều là  i=4cos20πt(A), t đo bằng giây. Tại thời điểm t1nào đó dòng điện đâng giảm và có cường độ bằng i2=2A. Hỏi đến thời điểm t2=t1+0,025scường độ dòng điện bằng bao nhiêu?

A. 23A B. 23A  C. 2A D. 2A

HD giải: Tại thời điểm có: $\left\{ \begin{matrix}i=-2  \\i\downarrow   \\\end{matrix} \right.\Rightarrow {{\varphi }_{0}}=\frac{2\pi }{3}$.

Khi đó φt+0,025=2π3+0,025π=7π6i=4cos7π6=23AChọn B.

Bài tập 5: Vào cùng một thời điểm nào đó hai dòng điện xoay chiều i1=I0cos(ωt+φ1)i2=I02cos(ωt+φ2) có cùng giá trị tức thời I0/2nhưng một dòng điện đang tăng và một dòng điện đang giảm. Hai dòng điện lệch pha nhau:

A. π6 B. π4  C. 7π12 D. π2

HD giải: Xét i1=I0cos(ωt+φ1){i=I02iφ1=π4.

Xét i2=I02cos(ωt+φ2){i=I02=I202iφ2=π3.

Do đó φ2φ1=7π12Chọn C.

Bài tập 6: Biểu thức hiệu điện thế hai đầu một đoạn mạch u=200cosωt(V).Tại thời điểm t, điện áp u=100Vvà đang tăng. Hỏi vào thời điểm t=t+T4điện áp u có giá trị bằng bao nhiêu?

A. 100V B. 1003V  C. 1003 D. 100V

HD giải: Tại thời điểm {u=100Vuφ0=π3φt=π3+2πT.T4=π6

Suy ra tại thời điểm tta có: u=200cosπ6=1003VChọn C.

Bài tập 7: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch có biểu thứcu=2002cos(100πt)(V).Tại một thời điểm t1nào đó điện áp đang giảm và có giá trị tức thời là 1002V. Hỏi vào thời điểm t2=t1+0,005(s)thì điện áp có giá trị tức thời bằng bao nhiêu?

A. 1003V B. 1003  C. 1006 D. 1006V

HD giải: Tại thời điểm {u=1002Vuφ0=π3φt=π3+100π.0,005=5π6

Do đó u2=2002cos5π6=1006VChọn C.

Bài tập 8: Một chiếc đèn nêôn đặt dưới một điện áp xoay chiều 119V – 50 Hz. Nó chỉ sáng lên khi điện áp tức thời giữa hai đầu bóng đèn lớn hơn 84V. Thời gian bóng đèn sáng trong một chu kỳ là:

A. Δt=0,01s B. Δt=0,0133s  C. Δt=0,02s D. Δt=0,03s

HD giải: Ta có: u=84V=U2=U02

Đèn sáng khi uU02Δt=4.T6=2T3=23.1f=0,0133s

Cách 2. Áp dụng công thức tổng quát ta có: Δt=4.1ωarccos841193=0,0133s. Chọn B.

Bài tập 9: Một đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức điện áp và cường độ dòng điện lần lượt là u=2003cos(100πt+π3)V,i=4cos(100πt)A. Tại thời điểm t, điện áp hai đầu mạch có giá trị bằng 1003Vvà đang tăng. Tính giá trị của cường độ dòng điện sau đó 1300s?

A. 2A B. 4A  C. 23A D. 22A

HD: Tại thời điểm {2003cosφ1=1003uφ1u=2π3φu/i=π3.

Do i chậm pha so với u góc π3φ1i=2π3π3=π.

Do đó it+1300=4cos(ω.Δt+φ1i)=4cos(100π.1300π)=2AChọn A.

 

Bài tập 10: Một đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức điện áp và cường độ dòng điện lần lượt là u=2003cos(100πtπ3)V,i=3cos(100πt+π6)A. Tại thời điểm t, cường độ dòng điện trong mạch có giá trị bằng 1,5Avà đang tăng thì sau đó 140sđiện áp giữa hai đầu mạch bằng:

A. 50V B. 100V  C. 1003V D. 503V

HD: Tại thời điểm {3cosφ1=1,5iφ1i=π3φu/i=π2.

Do u chậm pha hơn i góc π2nên φ1u=φ1iπ2=2π3

Suy ra it+140=100cos(ω.Δt+φ1u)=100cos(100π.1402π3)=503VChọn D.

Luyện bài tập vận dụng tại đây!

VẬT LÝ LỚP 12