Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Đề số 1 - Chương 3 – Vật lí 12

Đề bài

A.PHẦN TRẮC NGHIỆM (6 điểm, mỗi câu 0,3 điểm)

Câu 1: Máy phát điện xoay chiều ba pha kiểu cảm ứng có các cuộn dây của phần ứng mắc hình sao thì tải tiêu thụ của nó được mắc với nhau:

A.theo kiểu hình sao hoặc theo kiểu hình tam giác.

B.luôn theo kiểu hình tam giác.

C.luôn theo kiểu hình sao.

D.luôn phải mắc song song với nhau.

Câu 2: Khi nói về hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha, phát biểu nào sau đây là sai?

A.Từ trường quay có cùng tần số với tần số điện áp mà động cơ sử dụng.

B.Điện năng đưa vào động cơ biến thành cơ năng quay của rôto.

C.Tốc độ quay của rôto nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường.

D.Tốc độ quay của roto bằng tần số góc của dòng điện xoay chiều qua động cơ.

Câu 3: Đoạn mạch điện xoay chiều AB chỉ chứa một trong các phần tử: điện trở thuần, cuộn cảm thuần hoặc tụ điện. Khi đặt điện áp \(u = {U_0}cos\left( {100\pi t + \dfrac{\pi }{4}} \right)\)  lên hai đầu A và B thì dòng điện trong mạch có biểu thức \(i = {I_0}cos\left( {100\pi t - \dfrac{\pi }{4}} \right).\)  Đoạn mạch AB chứa

A.cuộn dây có điện trở.

B.cuộn cảm thuần.

C.tụ điện.

D.điện trở thuần.

Câu 4: Một đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L, tụ điện có điện dung C và một điện trở thuần R: mắc nối tiếp. Nếu hai đầu đoạn mạch được duy trì bởi điện áp \({U_0}\sqrt 2 cos(\omega t)\)  thì công suất tiêu thụ của mạch đạt cực đại khi

\(\begin{array}{l}A.\omega  = \dfrac{1}{{LC}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.\omega  = \sqrt {\dfrac{L}{C}} \\C.\omega  = \sqrt {LC} \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.\omega  = \dfrac{1}{{\sqrt {LC} }}\end{array}\)

Câu 5: Trong đoạn mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp, các đại lượng L, C không đổi. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều có biên độ và tần số không thay đổi. Thay đổi R cho đến khi R=R₀ thì công suất của đoạn mạch cực đại. Khi đó:

\(\begin{array}{l}A.{R_0} = {({Z_L} - {Z_C})^2}\\B.{R_0} = |{Z_L} - {Z_C}|\\C.{R_0} = {Z_C} - {Z_L}\\D.{R_0} = \sqrt {{Z_L}.{Z_C}} \end{array}\)

Câu 6: Cho đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp, với R thay đổi được, cuộn cảm thuần có cảm kháng \({Z_L} = 80\Omega ,\)  tụ có dung kháng \({Z_C} = 30\Omega ,\)  điện áp đặt vào mạch có dạng \(u = 120\sqrt 2 cos(100\pi t)\,(V).\)  Công suất tiêu thụ của mạch cực đại khi R bằng:

\(\begin{array}{l}A.55\Omega \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.110\Omega \\C.50\Omega \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.25\Omega \end{array}\)

Câu 7: Cho một đoạn mạch xoay chiều AMNB. Trong đó AM chứa tụ điện, MN chứa cuộn cảm thuần, NB chứa điện trở thuần. Biết \({U_{AM}} = 40V,{U_{MB}} = 20\sqrt 2 ,{U_{AB}} = 20\sqrt 2 V.\)  Hệ số công suất của mạch bằng

\(\begin{array}{l}A.\dfrac{{\sqrt 2 }}{2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.\dfrac{1}{2}\\C.\sqrt 2 \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.0,25\end{array}\)

Câu 8: Một máy phát điện xoay chiều một pha (kiểu cảm ứng). Roto là một nam châm điện có 10 cặp cực. Để phát ra dòng điện có tần số 50Hz thì roto phải quay với tốc độ bằng

A.n = 300 vòng/phút

B.n = 500 vòng/phút

C.n = 600 vòng/phút

D.n = 1000 vòng/phút.

Câu 9: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. Biết điện áp đặt vào đầu đoạn mạch \(u = 100cos(100\pi t)\,(V),\)  điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm thuần U_L=50V, công suất tiêu thụ điện trên đoạn mạch P=50W và dòng điện sớm pha \(\dfrac{\pi }{4}\)  so với điện áp. Điện trở R và dung kháng Z_C có giá trị là:

\(\begin{array}{l}A.R = 100\Omega ;{Z_C} = 50\Omega \\B.R = 50\Omega ;{Z_C} = 50\Omega \\C.R = 50\Omega ;{Z_C} = 100\Omega \\D.R = 100\Omega ;{Z_C} = 100\Omega \end{array}\)

Câu 10: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp một điện áp xoay chiều có biểu thức \(u = {U_0}cos(\omega t)\)  thì dòng điện trong mạch là \(i = {I_0}cos\left( {\omega t + \dfrac{\pi }{3}} \right).\)  Đoạn mạch này luôn có:

\(\begin{array}{l}A.{Z_L} < {Z_C}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.{Z_L} > {Z_C}\\C.{Z_L} = R\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.{Z_L} = {Z_C}\end{array}\)

Câu 11: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R và tụ điện có điện dung \(C = \dfrac{{{{10}^{ - 4}}}}{{3\pi }}F\)  mắc vào mạch điện xoay chiều có giá trị điện áp hiệu dụng 150V, tần số 50Hz và cường độ dòng điện chạy trong mạch có giá trị hiệu dụng là \(\dfrac{{\sqrt 5 }}{5}A.\)  Điện trở thuần R có giá trị bằng

\(\begin{array}{l}A.50\Omega \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.150\Omega \\C.200\Omega \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.100\Omega \end{array}\)

Câu 12: Cho một đoạn mạch xoay chiều AMNB. Trong đó AM chứa tụ điện, MN chứa điện trở thuần, NB chứa cuộn cảm thuần. Biết \({U_{AN}} = 200V,{U_{MB}} = 150V,\)  điện áp tức thời u_AN vuông pha với u_MB, cường  độ dòng điện chạy trong mạch có giá trị hiệu dụng 2A, tần số 50Hz. Độ tự cảm có giá trị bằng

\(\begin{array}{l}A.\dfrac{{0,45}}{\pi }H\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.\dfrac{{1,45}}{\pi }H\\C.0,45H\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.0,25H\end{array}\)

Câu 13: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, trong đó L thay đổi được. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có biểu thức \(u = 200\sqrt 2 cos(100\pi t)\,(V).\)  Biết khi \(L = {L_1} = \dfrac{{3\sqrt 3 }}{\pi }H\)  và khi \(L = {L_2} = \dfrac{{\sqrt 3 }}{\pi }H\)  thì cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong đoạn mạch đều bằng nhau nhưng giá trị tức thời lệch pha nhau một góc là \(\dfrac{{2\pi }}{3}.\)  Điện trở R có giá trị bằng

\(\begin{array}{l}A.200\sqrt 3 \Omega \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.200\Omega \\C.100\sqrt 3 \Omega \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.100\Omega \end{array}\)

Câu 14: Một đoạn mạch xoay chiều gồm hai trong ba phần tử: điện trở thuần R, tụ điện có dung kháng Z_C, cuộn cảm có cảm kháng Z_L, được mắc nối tiếp. Biết điện áp xoay chiều giữa hai đầu đoạn mạch là \(u = 120\sqrt 2 cos(100\pi t)\,(V).\)  Cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức \(i = 1,2cos\left( {100\pi t - \dfrac{\pi }{4}} \right)\,(A).\)  Điện trở hoặc cảm kháng hoặc dung kháng của hai phần tử đó là:

\(\begin{array}{l}A.R = {Z_L} = 100\Omega \\B.R = {Z_C} = 100\Omega \\C.{Z_L} = {Z_C} = 25\sqrt 2 \Omega \\D.R = {Z_L} = 25\sqrt 2 \Omega \end{array}\)

Câu 15: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp \(u = 100\sqrt 2 cos(100\pi t).\)  Biết công suất tiêu thụ trên đoạn mạch là 100W, dòng điện chạy trong mạch nhanh hơn điện áp một góc \(\dfrac{\pi }{4}\)  và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm thuần là \(50\sqrt 2 V.\)  Điện dung C của tụ điện có giá trị bằng

\(\begin{array}{l}A.\dfrac{{{{4.10}^{ - 4}}}}{\pi }F\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.\dfrac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{\pi }F\\C.\dfrac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }F\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.26,38F\end{array}\)

Câu 16: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(L = \dfrac{{0,2}}{\pi }H\)  nối tiếp và tụ điện có điện dung \(C = \dfrac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }F.\)  Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=200V. Để công suất tiêu thụ điện trên đoạn mạch là P=240W thì giá trị của điện trở là

\(\begin{array}{l}A.60\Omega \,hay\,160\Omega \\B.60\Omega \,hay\,106,7\Omega \\C.60\Omega \,hay\,30\Omega \\D.60\Omega \,hay\,180\Omega \end{array}\)

Câu 17: Trong mạch điện xoay chiều ba pha mắc kiểu hình sao, mối liên hệ giữa giá trị hiệu dụng của điện áp dây U_d và điện áp pha U_p là

\(\begin{array}{l}A.{U_d} = 3{U_p}\\B.{U_p} = \sqrt 3 {U_d}\\C.{U_p} = 3{U_d}\\D.{U_d} = \sqrt 3 {U_p}\end{array}\)

Câu 18: Một máy điện áp lí tưởng có số vòng dây ở cuộn sơ cấp gấp hai lần cuộn dây thứ cấp. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với nguồn điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng U₁=220V và cường độ hiệu dụng I₁=2A, khi đó điện áp hiệu dụng và cường độ dòng điện hiệu dụng ở cuộn sơ cấp là:

\(\begin{array}{l}A.{U_2} = 110V;{I_2} = 4A\\B.{U_2} = 440V;{I_2} = 1A\\C.{U_2} = 110V;{I_2} = 1A\\D.{U_2} = 440V;{I_2} = 4A.\end{array}\)

B.PHẦN TỰ LUẬN (4 điểm)

Câu 19: (2 điểm) Điện áp ở hai đầu đoạn mạch là \(u = 400cos\left( {100\pi t + \dfrac{\pi }{3}} \right)\,(V)\)  thì cường độ dòng điện \(i = 1cos\left( {100\pi t + \dfrac{\pi }{6}} \right)\,(A).\)  Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch.

Câu 20: (2 điểm) Cho một đoạn mạch xoay chiều gồm một điện trở thuần \(R = 100\Omega ,\)  một tụ điện có điện dung \(C = 31,8\mu F\)  và một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được, mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp \(u = 100\sqrt 2 cos(100\pi t)\,(V).\)  Khi đó độ tự cảm \(L = \dfrac{{0,7}}{\pi }H,\)  thì công suất của mạch là P=100W. Viết biểu thức của cường độ dòng điện qua mạch.

Lời giải chi tiết

Đáp án

Giải chi tiết

Câu 1: A 

Câu 2: D

Câu 3:

Độ lệch pha giữa u và i là:

\(\varphi  = {\varphi _u} - {\varphi _i} = \frac{\pi }{4} - \left( { - \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{\pi }{2}\)

=> u sớm pha hơn i góc \(\frac{\pi }{2}\) => Mạch chứa cuộn cảm thuần.

Chọn B

Câu 4:

\({P_{\max }}\)khi xảy ra cộng hưởng \( \Leftrightarrow {Z_L} = {Z_C} \Leftrightarrow L\omega  = \frac{1}{{C\omega }} \Leftrightarrow \omega  = \sqrt {\frac{1}{{LC}}} \)

Chọn D

Câu 5: B

Câu 6:

R thay đổi, P max \( \Leftrightarrow R = \left| {{Z_L} - {Z_C}} \right| = \left| {80 - 30} \right| = 50\)

Chọn C

Câu 7: A

Ta có:

\({U_C} = {U_{AM}};{U_L} = {U_{MN}};\)\(\,{U_R} = {U_{NB}};{U_{RL}} = {U_{MB}}\)

Do đó: \(\begin{array}{l}U_{RL}^2 = U_R^2 + U_L^2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(1)\\U_{AB}^2 = U_R^2 + U_L^2 + U_C^2 - 2{U_L}.{U_C}\end{array}\)

Từ (1) và (2) ta suy ra: \(U_C^2 = 2{U_L}.{U_C} \Rightarrow {U_L} = \dfrac{{{U_C}}}{2} = 20V\)

Thay U_L vào (1) ta có: U_R=20V

Vậy \(cos\varphi  = \dfrac{{{U_R}}}{{{U_{AB}}}} = \dfrac{{20}}{{20\sqrt 2 }} = \dfrac{{\sqrt 2 }}{2}\)

Câu 8: A

Từ công thức: \(f = \dfrac{{np}}{{60}} \Rightarrow n = \dfrac{{60f}}{p} = 300\)  vòng/phút

Câu 9: C

Vì \(\begin{array}{l}\tan \varphi  = \dfrac{{{U_L} - {U_C}}}{{{U_R}}} = \tan \dfrac{\pi }{4} = 1\\ \Rightarrow {U_L} - {U_C} = {U_R};\\P = R{I^2},U_{AB}^2 = U_R^2 + {({U_L} - {U_C})^2};\\{Z_C} > {Z_L}\end{array}\)

Dùng phép thử ta có: \(R = 50\Omega ;{Z_C} = 100\Omega \)

Câu 10: B

Câu 11: B

\(\begin{array}{l}{Z_C} = \dfrac{1}{{\omega C}} = \dfrac{1}{{100\pi \dfrac{{{{10}^{ - 4}}}}{{3\pi }}}} = 300\Omega \\Z = \sqrt {{R^2} + Z_C^2}  = \dfrac{U}{I} = \dfrac{{150}}{{\dfrac{{\sqrt 5 }}{5}}} = 150\sqrt 5 \Omega \\ \Rightarrow R = 150\Omega \end{array}\)

Câu 12: A

\(\begin{array}{l}{Z_{AN}} = \sqrt {{R^2} + Z_C^2}  = \dfrac{{{U_{AN}}}}{I} = \dfrac{{200}}{2} = 100\Omega \\ \Rightarrow {R^2} + Z_C^2 = {100^2}\,\,\,\,\,\,(1)\\{Z_{MB}} = \sqrt {{R^2} + Z_L^2}  = \dfrac{{{U_{MB}}}}{I} = \dfrac{{150}}{2} = 75\Omega\\  \Rightarrow {R^2} + Z_L^2 = {75^2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,(2)\end{array}\)

Vì u_AM vuông pha với u_NB, nên ta có:

\(\tan {\varphi _{\left( {{{{U_{AN}}} \over i}} \right)}}.\tan {\varphi _{\left( {{{{U_{MB}}} \over i}} \right)}} = 1\)

\( \Leftrightarrow \dfrac{{{Z_C}}}{R}.\dfrac{{{Z_L}}}{R} = 1 \Rightarrow {Z_C}{Z_L} = {R^2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,(3)\)

Từ (1), (2), (3) ta suy ra: \({Z_L} = 45\Omega .\)  Độ tự cảm có giá trị:

\(L = \dfrac{{{Z_L}}}{\omega } = \dfrac{{0,45}}{\pi }H\)

Câu 13: D

Vì khi L=L₁ hoặc L=L₂ thì i₁=i₂=i nên ta có: Z₁=Z₂

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \sqrt {{R^2} + {{({Z_{{L_1}}} - {Z_C})}^2}}  = \sqrt {{R^2} + {{({Z_{{L_2}}} - {Z_C})}^2}} \\ \Rightarrow ({Z_{{L_1}}} - {Z_C}) =  \pm ({Z_{{L_1}}} - {Z_C}) \\ \Rightarrow ({Z_{{L_1}}} - {Z_C}) =  - ({Z_{{L_1}}} - {Z_C})\\ \Rightarrow {Z_C} = \dfrac{{{Z_{{L_1}}} + {Z_{{L_2}}}}}{2} = \dfrac{{300\sqrt 3  + 100\sqrt 3 }}{2} \\= 200\sqrt 3 \Omega \end{array}\)

Mặc khác ta lại có:

\(\begin{array}{l}\tan ({\varphi _1} + {\varphi _2}) = \dfrac{{\tan {\varphi _1} + \tan {\varphi _2}}}{{1 - \tan {\varphi _1}.\tan {\varphi _2}}} \\= \tan \dfrac{{2\pi }}{3} =  - \sqrt 3 \\ \Leftrightarrow \dfrac{{\dfrac{{{Z_{{L_1}}} - {Z_C}}}{R} + \dfrac{{{Z_C} - {Z_{{L_2}}}}}{R}}}{{1 - ({Z_{{L_1}}} - {Z_C})({Z_{{L_1}}} - {Z_C})}} \\= \dfrac{{200\sqrt 3 R}}{{{R^2} - 100\sqrt 3 .100\sqrt 3 }} =  - \sqrt 3 \end{array}\)

Từ đó ta suy ra: \(R = 100\Omega \)

Câu 14: A

Vì u sớm pha hơn I nên đoạn mạch gồm hai phần tử là điện trở thuần và cuộn cảm thuần.Do đó ta có:

\(\begin{array}{l}Z = \sqrt {{R^2} + Z_L^2}  = \dfrac{U}{I} = \dfrac{{120\sqrt 2 }}{{1,2}} = 100\sqrt 2 \\\tan \varphi  = \dfrac{{{Z_L}}}{R} = \tan \dfrac{\pi }{4} = 1\end{array}\)

Từ đó ta có: \(R = {Z_L} = 100\Omega .\)

Câu 15: C

Vì \(\begin{array}{l}\tan \varphi  = \dfrac{{{U_C} - {U_L}}}{{{U_R}}} = \tan \dfrac{\pi }{4} = 1 \\ \Rightarrow {U_C} - {U_L} = {U_R}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(1)\\u = \sqrt {U_R^2 + {{({U_L} - {U_C})}^2}}  = \sqrt {2{{({U_L} - {U_C})}^2}}\\  \Rightarrow {U_L} - {U_C} = 50\sqrt 2 \,\,\,\,\,\,\,(2)\end{array}\)

Từ (1) và (2) suy ra: \({U_C} = 100\sqrt 2 V;{U_R} = 50\sqrt 2 V\)

Từ công thức:

\(P = {U_R}I \Rightarrow I = \dfrac{P}{{{U_R} = \dfrac{{100}}{{50\sqrt 2 }}}} = \sqrt 2 A\)

Vậy \({Z_C} = \dfrac{{{U_C}}}{I} = \dfrac{{100\sqrt 2 }}{{\sqrt 2 }} = 100\Omega\)

\(  \Rightarrow C = \dfrac{1}{{\omega {Z_C}}} = \dfrac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }F\)

Câu 16: B

Ta có: \(\begin{array}{l}P = R{I^2} = R\dfrac{{{U^2}}}{{{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}}}\\ \Rightarrow P{R^2} - {U^2}R + P{({Z_L} - {Z_C})^2} = 0\\ \Leftrightarrow 3{R^2} - 25R + 12 = 0\end{array}\)

Giải phương trình ta có: \(R = 60\Omega \,hay\,R = 106,7\Omega \)

Câu 17: D

Câu 18:

Ta có:

\(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = \frac{{{I_2}}}{{{I_1}}} \Leftrightarrow \frac{{220}}{{{U_2}}} = \frac{{{I_2}}}{2} = \frac{{2{N_2}}}{{{N_2}}}\)

\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{I_2} = 4{\rm{A}}\\{U_2} = 110V\end{array} \right.\)

Chọn A

Câu 19:

\(P = UIcos\varphi  = \dfrac{{400}}{{\sqrt 2 }}.\dfrac{1}{{\sqrt 2 }}.cos\dfrac{\pi }{6} = 100\sqrt 3 {\rm{W}}.\)

Câu 20:

\(\begin{array}{l}{Z_C} = \dfrac{1}{{\omega C}} = \dfrac{1}{{100\pi .31,8}} = 100\Omega ;\\{Z_L} = \omega L = \dfrac{{100\pi .0,7}}{\pi } = 70\Omega \\Z = \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}}  = \sqrt {{{100}^2} + {{(100 - 70)}^2}}  \\= 104\Omega \\I = \dfrac{U}{Z} = \dfrac{{100}}{{104}} = 0,96A;\\ \tan \varphi  = \dfrac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R} = \dfrac{{70 - 100}}{{100}} = 0,3\\ \Rightarrow \varphi  = 0,29\,rad\end{array}\)

Biểu thức của cường độ dòng điện qua mạch là:

\(i = 0,96\sqrt 2 cos(100\pi t + 0,29)\,(A)\)