Bài tập về Cực trị trong mạch điện xoay chiều Vật lí lớp 12 - Phần 3

BÀI GIẢNG CỰC TRỊ TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU - PHẦN 3
 MẠCH RLC CÓ C THAY ĐỔI
Ví dụ 1: Cho mạch điện RLC có R = 100 Ω, L = 1/π (H), C thay đổi. Điện áp hai đầu mạch có biểu thức là u = 100cos100πt V. Tìm giá trị của điện dung C để
a) mạch tiêu thụ công suất P = 50 W.
b) mạch tiêu thụ công suất cực đại. Tính Pmax c) Tính UCmax
Ví dụ 2: Cho mạch điện RLC có C thay đổi, điện áp hai đầu đoạn mạch là u = 200cos100πt V. Khi C = C1 = F và và C = C2 = (F) thì mạch có cùng công suất P = 200 W.
a) Tính R và L. b) Tính hệ số công suất của mạch ứng với các giá trị C1, C2.
Ví dụ 3: Cho mạch điện RLC có C thay đổi, điện áp hai đầu đoạn mạch là u = 200cos(100πt) V. Điều chỉnh C đến các giá trị (F) hoặc thì i1 và i2 đều lệch pha với u một góc π/3 rad.
a) Tính R, L. b) Viết biểu thức i1 và i2
Ví dụ 4: (Trích Đề thi TSĐH 2011). Đặt điện áp xoay chiều u = Ucos 100πt V (với U không đổi, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung của tụ điện để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại. Giá trị cực đại đó bằng U . Điện trở R bằng
 	A. 10W	B. 20W. 	C. 10W	D. 20W
Ví dụ 5: Một đoạn mạch điện gồm điện trở R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch đó một điện áp u = Ucosωt V và làm thay đổi điện dung của tụ điện thì thấy điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt cực đại bằng 2U. Quan hệ giữa cảm kháng ZL và điện trở R là
 	A. ZL = R. 	B. ZL = 	C. ZL = R 	D. ZL = 3R.
BÀI TẬP LUYỆN TẬP
Bài 1: Cho mạch điện RLC, C thay đổi, điện áp đầu mạch là u = 120cos(100πt )V , R = 240 Ω , L= . Tìm giá trị của C để
a) I = Imax, P = Pmax. Tính Imax, Pmax. Tính UL khi đó.
b) (UC)max. Tính giá trị (UC)max
Bài 2: Cho mạch điện RLC, C thay đổi, điện áp hai đầu đoạn mạch là u = U0cos(100πt) V. Khi thay đổi C đến các giá trị C= C1=F và C = C2 = F thì mạch có cùng công suất, nhưng i1 và i2 (ứng với 2 giá trị của C) đều lệch pha với nhau một góc π/3. Tính R và ω biết L = H
TRẮC NGHIỆM CỰC TRỊ TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU - PHẦN 3
Mạch điện nối tiếp gồm R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điện áp hai đầu là U ổn định, tần số f. Khi UC cực đại, giá trị của dung kháng ZC là
	A. ZC = 	B. ZC = R + ZL	C. ZC = 	D. ZC = 
 Cho mạch RLC nối tiếp. Trong đó R và L xác định. Mạch được đặt dưới điện áp u = Ucos(ωt)V. Với U không đổi, ω cho trước. Khi điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện cực đại. Giá trị của C xác định bằng biểu thức nào sau đây?
	A. C = 	B. C = 	C. C = 	D. C = 
Mạch điện nối tiếp gồm R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điện áp hai đầu là U ổn định, tần số f. Thay đổi C để UC cực đại, giá trị cực đại của UC là
	A. 	B. 
	C. 	D. 
Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L, R, ω không đổi. Thay đổi C đến khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuôn cảm L đạt giá trị cực đại. Khi đó
	A. C0 = 	B. C0 = 	C. C0 = 	D. C0 = 
Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L, R, ω không đổi. Thay đổi C đến khi C = C0 thì điện áp URmax. Khi đó URmax đó được xác định bởi biểu thức
	A. 	B. 	C. 	D. 
Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L, R, ω không đổi. Thay đổi C đến khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện C đạt giá trị cực đại. Khi đó
	A. C0 = 	B. C0 = 	C. C0 = 	D. C0 = 
Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L, R, ω không đổi. Thay đổi C đến khi C = C0 thì điện áp ULmax. Khi đó ULmax đó được xác định bởi biểu thức
	A. ULmax = 	B. ULmax= U	C. UL max= I0.ZL	D. ULmax = 
Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L, R, ω không đổi. Thay đổi C đến khi C = C0 thì công suất Pmax. Khi đó Pmax được xác định bởi biểu thức
	A. 	B. 	C. 	D. 
Mạch điện nối tiếp gồm R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điện áp hai đầu là U ổn định, tần số f. Thay đổi C để UCmax. Chọn hệ thức đúng ?
	A. 	B. 
	C. 	D. 
 Cho mạch RLC nối tiếp. Trong đó R và L xác định, C có thể thay đổi được. Khi C = C1 và C = C2 thì cường độ dòng điện trong mạch không thay đổi. Hệ thức nào sau đây đúng?	
	A. 	B. 	C. 	D. 
 Cho mạch RLC nối tiếp, trong đó R và L xác định, C có thể thay đổi được. Khi C = C1 và C = C2 thì công suất tỏa nhiệt trong trên R không đổi. Khi đó tần số góc của dòng điện được cho bởi công thức
	A. 	B. 	C. 	D. 
 Cho mạch RLC nối tiếp. Trong đó R và L xác định, C có thể thay đổi được. Khi C = C1 và C = C2 thì UC có cùng giá trị. Khi C = C0 thì UC đạt cực đại. Mối liên hệ giữa C1, C2 và C0 là
	A. 	B. 	C. 	D. 
 Cho mạch điện RLC có L = (H), R = 50 W, điện dung của tụ điện C có thể thay đổi được. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là u = 100cos100πt V. Giá trị của C để điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu tụ là cực đại là
	A. C = 20 (µF). 	B. C = 30 (µF). 	C. C = 40 (µF). 	D. C = 10 (µF).
 Cho mạch điện RLC có R = 100 Ω, L = (H). Điện áp hai đầu mạch u = 100sin100πt V. Với giá trị nào của C thì UC có giá trị lớn nhất? Giá trị lớn nhất đó bằng bao nhiêu?
	A. 	B. 
	B. 	D. 
 Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có L = (H), R = 50W , f = 50 Hz, C thay đổi được. Điều chỉnh C để UCmax. L Tìm giá trị của C khi đó?
	A. 	B. 	C. 	D. 
 Cho mạch R, L, C mắc nối tiếp có ZL = 200 Ω, ZC = 100 Ω. Khi tăng C thì công suất của mạch sẽ
	A. luôn giảm B. luôn tăng. C. tăng đến giá trị cực đại rồi lại giảm. D. giữ nguyên giá trị ban đầu.
 Một đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm điện trở thuần 100 Ω, cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) có hệ số tự cảm L = 1/π (H) và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200cos100πt V. Thay đổi điện dung C của tụ điện cho đến khi điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại. Giá trị cực đại đó bằng
 	A. 200 V. 	B. 100 V.	C. 50 V. 	D. 50 V.
Cho một đoạn mạch xoay chiều RLC1 mắc nối tiếp (cuộn dây thuần cảm). Biết tần số dòng điện là 50 Hz, L = H, C1 = F. Muốn dòng điện trong mạch cực đại thì phải ghép thêm với tụ điện C1 một tụ điện có điện dung C2 bằng bao nhiêu và ghép thế nào?
	A. Ghép nối tiếp và C2 = F	B. Ghép song song và C2 = F
	C. Ghép song song và C2= F	D. Ghép nối tiếp và C2 = F
 Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC, R = 50 Ω cuộn dây có điện trở trong r = 10 Ω, L = (H), tụ điện có điện dung thay đổi được. Điện áp hai đầu mạch điện có biểu thức u = 200cos(100πt + π/6) V. Thay đổi điện dung của tụ để điện áp hiệu dụng hai đầu bản tụ đạt giá trị cực đại thì điện dung của tụ sẽ là
 	A. C = (µF).	B. C = (µF).	C. C = (µF).	D. C = (µF).
 Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC, R = 60 Ω cuộn dây thuần cảm có L = 0,8/π (H), tụ điện có điện dung thay đổi được. Điện áp hai đầu mạch điện có biểu thức u = 200 cos(100πt + π/6) V. Thay đổi điện dung của tụ để điện áp hiệu dụng hai đầu bản tụ đạt giá trị cực đại thì điện dung của tụ và giá trị cực đại đó sẽ là
	A. 	B. 
	B. 	D. 
 Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Cuộn dây có r = 10 Ω, L = 0,1/π (H). Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 50 V và tần số f = 50 Hz. Khi điện dung của tụ điện có giá trị là C1 thì số chỉ của ampe kế cực đại và bằng 1A. Giá trị của R và C1 là
	A. R = 50 Ω, C1 = F	B. R = 50 Ω, C1 = F
	C. R = 40 Ω, C1 = F	D. R = 40 Ω, C1 = F
 Đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần R, tụ điện có C thay đổi được, cuộn dây có độ tự cảm L = 2/π (H) và điện trở thuần r = 30 Ω mắc nối tiếp. Đặt vào hai đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 60 V và tần số f = 50 Hz. Điều chỉnh C đến giá trị C1 thì công suất tiêu thụ trên mạch đạt cực đại và bằng 30 W. Tính R và C1.
	A. R = 90 Ω, C1 = F	B. R = 120 Ω, C1 = F
	C. R = 120 Ω, C1 = F	D. R = 90 Ω, C1 = F
 Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, C thay đổi được. Khi C = C1 = F và C = C2 = F thì công suất của mạch có giá trị như nhau. Hỏi với giá trị nào của C thì công suất trong mạch cực đại?	A. C = (F).	B. C = (F).	C. C = (F).	D. C = (F).
 Một mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở thuần 40 Ω, độ tự cảm 1/3π (H), Một tụ điện có điện dung C thay đổi được và một điện trở thuần 80 Ω mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có giá trị lớn nhất 120 V, tần số 50 Hz. Thay đỏi điện dung của tụ điện đến giá trị C0 thì điện áp đặt vào hai đầu mạch chứa cuộn dây và tụ điện cực tiểu. Dòng điện hiệu dụng trong mạch khi đó là
	A. 1A	B. 0,7A	C. 1,4A	D. 2 A.
 Một mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở thuần 50 Ω , độ tử cảm L = H , một tụ điện có điện dung C thay đổi được và một điện trở thuần 100 Ω. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 20 V tần số 50 Hz. Thay đổi điện dung của tụ điện đến giá trị C0 thì điện áp đặt vào hai đầu phần mạch chứa cuộn dây và tụ điện cực tiểu. Dòng điện trong mạch khi đó lệch pha so với điện áp hai đầu mạch là
	A. 600. 	B. 900. 	C. 1500. 	D. 1200.
 Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho R = 50 Ω, L = 1 H, C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều u = 200cos(100t + π/2) V. Khi C = C0 thì công suất trong mạch đạt giá trị cực đại. Khi đó cường độ dòng điện hiệu dụng I qua mạch và điện áp giữa hai đầu điện trở R bằng bao nhiêu?
	A. 	B. 
	C. 	D. 
 Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho R = 30 Ω, L = 0,4 (H), C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều u = 120cos(100t + π/2) V. Khi C = C0 thì công suất trong mạch đạt giá trị cực đại. Khi đó, biểu thức điện áp giữa hai đầu cuộn cảm L là
 	A. uL= 80cos(100t+ π) V. 	B. uL = 160cos(100t+ π) V.
	C. uL = 80cos(100t + p/2) V	D. uL = 160cos(100t + p/2) V
 Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 70 Ω và độ tự cảm L = 0,7 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp u = 140cos(100t – π/2) V. Khi C = C0 thì u cùng pha với cường độ dòng điện i trong mạch. Khi đó, biểu thức điện áp gữa hai đầu cuộn dây là
 	A. ud = 140cos(100t) V. 	B. ud = 140cos(100t- p/4) V.
 	C. ud = 140cos(100t - p/4) V. 	B. ud = 140cos(100t+ p/4) V.
 Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho R = 30 Ω, L = 0,4 (H), C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều u = 120cos(100t + π/2) V. Khi C = C0 thì công suất trong mạch đạt giá trị cực đại. Khi đó biểu thức điện áp giữa hai đầu điện trở là
 A. uR = 60cos(100t + p/2) V B. uR = 120cos(100t) V C. uR = 120cos(100t + p/2) VD.uR = 60cos(100t) V
 Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho R = 60 Ω, L = 0,8 (H), C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều u = 120cos(100t + π/2) V. Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở đạt giá trị cực đại. Khi đó biểu thức điện áp gữa hai bản tụ là
 	A. uC = 80cos(100t + p) V	B. uC = 160cos(100t - p/2) V
	C. uC = 160cos(100t) V	D. uC = 80cos(100t - p/2) V
 Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 70 Ω và độ tự cảm L = 0,7 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp u = 140cos(100t – π/4) V. Khi C = C0 thì u cùng pha với cường độ dòng điện i trong mạch. Khi đó biểu thức điện áp gữa hai bản tụ là
	A. 	B. 
	C. 	D. 	
 Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 70 Ω và độ tự cảm L = 0,7 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp u = 70cos(100t) V. Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại. Khi đó độ lệch pha của điện áp giữa hai đầu cuộn dây so với điện áp giữa hai bản tụ là
	A. 900 	B. 00 	C. 450 	D. 1350
 Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 70 Ω và độ tự cảm L = 0,7 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp u = 70cos(100t) V. Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại. Khi đó độ lệch pha của điện áp giữa hai đầu cuộn dây so với điện áp u là
	A. 1350 	B. 900 	C. 450 	D. 00
 Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở R = 20 Ω và cảm kháng ZL = 20 Ω nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp u = 40cos(ωt) V. Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại. Khi đó độ lệch pha của điện áp giữa hai bản tụ so với điện áp u là
	A. 900 	B. 450 	C. φ = 1350 	D. φ = 1800
 Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 70 Ω và L = 0,7 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp u = 70cos(100t) V. Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại. Khi đó độ lệch pha của điện áp u so với cường độ dòng điện trong mạch một góc
	A. 600 	B. 900 	C. 00 	D. 450
 Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở R = 40Ω và độ tự cảm L = 0,8 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp u = 100cos(100t)V. Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại. Khi đó công suất tiêu thụ trên mạch là
	A. P = 250 W. 	B. P = 5000 W. 	C. P = 1250 W. 	D. P = 1000 W.
 Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 40 Ω và độ tự cảm L = 0,8 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp u = 100cos100t V. Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại. Khi đó cường độ dòng điện I qua mạch là
 	A. I = 2,5A. 	B. I = 2,5 A	C. I = 5A	D. I = 5 A.