Giáo án Bài tập Hộp kín trong mạch điện xoay chiều

A.5.14 Bài tập Hộp kín trong mạch điện xoay chiều
Câu 1. Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L0 = 2/π (H), tụ điện có điện dung C0 = (F) và hộp X mắc nối tiếp theo thứ tự trên. Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp u = 200cos(100πt) V. Biết cường độ hiệu dụng của dòng điện làA và hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1. Trong hộp X có các phần tử sau mắc nối tiếp:
A. điện trở R = 100 Ω  và cuộn cảm thuần L = 2/π (H). B. điện trở R = 100 Ω. và tụ điện C = (F).
C. điện trở R = 100 Ω. và cuộn cảm thuần L = 1/π (H). D. điện trở R = 100 Ω và tụ điện C = (F).
Câu 2. Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm đoạn AM là tụ điện nối tiếp cuộn cảm và đoạn MB là hộp X. Hộp X chứa hai trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều có tần số f, thì người ta nhận thấy điện áp giữa hai đầu AM lệch pha π/2 so với điện áp giữa hai đầu MB Hộp X chứa
	A. cuộn dây không thuần cảm và tụ điện.	B. cuộn dây thuần cảm và tụ điện.
	C. cuộn dây thuần cảm và điện trở thuần.	D. điện trở thuần và tụ điện.
 Câu 3. Nhiều hộp kín giống nhau, trong mỗi hộp chứa một trong ba phần tử R0, L0 hoặc C0. Lấy một hộp bất kì mắc nối tiếp với một điện trở thuần có giá trị R = 60 W. Khi đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều u = Ucos100πt V thì thấy điện áp hai đầu mạch điện sớm pha 580 so với cường độ dòng điện. Hộp đen chứa phần tử nào và giá trị bằng bao nhiêu? 
 A. Cuộn cảm, L0 = 603 (mH).	 B. Cuộn cảm, L0 = 3,06 (H). 
 C. Cuộn cảm, L0 = 306 (mH).	 D. Tụ điện, C0 = µF
Câu 4. Hộp kín (có chứa tụ C hoặc cuộn dây thuần cảm L) được mắc nối tiếp với điện trở R = 40 W. Khi đặt vào đoạn mạch xoay chiều tần số f = 50 Hz thì điện áp sớm pha 450 so với dòng điện trong mạch. Độ từ cảm L hoặc điện dung C của hộp kín có giá trị là 
 A. L = 0,127 (H). B. (F). C. L = 0,1 (H).	 D. (F)
 Câu 5. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện AB gồm tụ điện nối tiếp hộp kín X điện áp u = 100cos(100t) (V). Tụ điện C có điện dung là 10-4/F. Hộp kín X chỉ chứa 1 phần tử (điện trở thuần hoặc cuộn dây thuần cảm ). Dòng điện xoay chiều trong mạch sớm pha /3 so với hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện AB. Hỏi trong hộp X chứa phần tử nào và tìm giá trị của phần tử đó? 
	A. R0 = 75,7.	B. L0 = 31,8mH.	C. R0 = 80.	D. R0 = 57,7.
 Câu 6. Một đoạn mạch xoay chiều có hai trong ba phần tử R,C hoặc cuộn dây thuần cảm. Điện áp hai đầu mạch và cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức: u = 100cos 100pt (V) ; i = 2cos (100pt- 0,25π) (A). Điện trở hoặc trở kháng tương ứng là :	 
 A. R,L ; R = 50Ω; ZL= 50Ω 	B. R,C ; R = 50Ω; ZC= 50Ω. 
	 C. R,L ; R = 40Ω; ZL= 30Ω	 D. L,C ; ZC = 100Ω; ZL= 50Ω
Câu 7. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu một hộp đen X thì dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng 0,25 A và sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu hộp đen X. Cũng đặt điện áp đó vào hai đầu hộp đen Y thì dòng điện trong mạch vẫn có cường độ hiệu dụng là 0,25 A nhưng cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch. Nếu đặt điện áp trên vào hai đầu đoạn mạch X và Y mắc nối tiếp (X, Y chỉ chứa 1 phần tử) thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch là 
 A. A	B. A C. A	 D. A
 Câu 8 Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp. Biết dung kháng ZC = 48. Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu mạch là U, tần số f. Khi R = 36 thì u lệch pha so với i góc và khi R = 144 thì u lệch pha so với i góc . Biết + = 900. Cảm kháng của mạch là 
 A. 120.	 B. 108. C. 54. 	D. 180.
Câu 9. Cho mạch điện xoay chiều C nối tiếp hộp kín X, trong đó tụ điện có điện dung C = (F). Đoạn mạch X chứa hai trong ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Ampe kế đo cường độ dòng điện , bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200cos100πt V thì ampe kế chỉ 0,8 A và hệ số công suất của dòng điện trong mạch là 0,6. Xác định các phần tử chứa trong đoạn mạch X và giá trị của chúng.
 A. hoặc 
 B. (H) hoặc 
 C. hoặc 
 D. H hoặc .
 Câu 10. Trong một đoạn mạch có 2 phần tử là X và Y. Điện áp xoay chiều giữa hai đầu của X chậm pha π/2 so với dòng điện trong mạch còn điện áp giữa hai đầu của Y nhanh pha 2 so với dòng điện trong mạch, biết 0 < j2 < π/2. Chọn đáp án đúng? 	
 A. Phần tử X là tụ điện, phần tử Y là cuộn dây tự cảm có điện trở thuần r khác 0.
 B. Phần tử X là tụ điện, phần tử Y là điện trở R.
 C. Phần tử X là cuộn cảm thuần, phần tử Y là tụ điện.
 D. Phần tử X là điện trở, phần tử Y là cuộn dây thuần cảm.
Câu 11. Cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L = 636mH mắc nối tiếp với đoạn mạch X, đoạn mạch X chứa 2 trong 3 phần tử R0, L0 , C0 mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế u = 120cos100t(V) thì cường độ dòng điện qua cuộn dâylà i = 0,6cos(100t -/6)(A). Xác định 2 trong 3 phần tử đó?
	A. R0 = 17,3 và C0 = 31,8mF.	 B. R0 = 173 và L0 = 31,8mH.
	C. R0 = 173 và C0 = 31,8F .	D. R0 = 173 và C0 = 31,8mF.
 Câu 12. Một mạch điện xoay chiều gồm R, L, C nối tiếp nhau. Mắc vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều u = U0cos(2πft + ) V, có giá trị hiệu dụng không đổi. Khi tần số của dòng điện là 50 Hz thì điện áp giữa hai bản tụ uC = U0Ccos(100pt - ) V. Khi tăng tần số của dòng điện đến 60 Hz thì
	A. cường độ dòng điện I trong mạch tăng.	B. điện áp giữa hai bản tụ UC tăng.
	C. điện áp giữa hai đầu cuộn dây UL giảm.	D. cường độ dòng điện I trong mạch giảm.
Câu 13. Nhiều hộp kín giống nhau, trong mỗi hộp chứa 1 trong 3 phần tử R, L hoặc C Người ta lắp một đoạn mạch gồm một trong các hộp đó mắc nối tiếp với một điện trở thuần 60W . Khi đặt đoạn mạch vào một điện áp xoay chiều tần số 50 Hz thì điện áp trễ pha 420 so với dòng điện trong mạch. Xác định phần tử trong hộp kín và tính giá trị của phần tử đó?
A. Cuộn cảm có L = 2/π (H). B. Tụ điện có C = 58,9 (mF). C. Tụ điện có C = 58,9 (µF). D. Tụ điện có C = 5,89 (µF).
 Câu 14. Cho nhiều hộp kín giống nhau, trong mỗi hộp chứa một trong ba phần tử R0, L0 hoặc C0. Lấy một hộp bất kì mắc nối tiếp với một điện trở thuần R = 20 W. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức dạng u = 200cos 100πt V thì dòng điện trong mạch có biểu thức i = 2 sin(100πt + )A. Giá trị của phần tử trong hộp kín đó là 
 	A. R = 100 W B. L0 = 318 mH. C. R0 = 80 W.	D. C0 = (µF) .
 Câu 15. Đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm một điện trở R nối tiếp với hộp X. Biết hộp X chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V, người ta đo được UR = 120 V và UX = 160 V. Hộp X chứa
A. điện trở thuần. B. tụ điện hoặc cuộn dây thuần cảm. C. cuộn dây thuần cảm.	 D. cuộn dây không thuần cảm.
 Câu 16. Đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm một tụ điện có điện dung C nối tiếp với hộp. Biết hộp X chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, người ta đo được UAM = 80 V và UX = 140 V. Hộp X chứa
A. cuộn dây thuần cảm. B. điện trở thuần. C. tụ điện. D. tụ điện hoặc cuộn dây thuần cảm.
Câu 17. Ba linh kiện tụ điện, điện trở, cuộn dây được đặt riêng biệt trong ba hộp kín có đánh số bên ngoài một cách ngẫu nhiên bằng các số 1, 2, 3. Tổng trở của mỗi hộp đối với một dòng điện xoay chiều có tần số xác định đều bằng 1 kW . Tổng trở của hộp 1, 2 mắc nối tiếp đối với dòng điện xoay chiều đó là Z12 = kW. Tổng trở của hộp 2, 3 mắc nối tiếp đối với dòng điện xoay chiều đó là Z23 = 0,5 kW. Từng hộp 1, 2, 3 là gì? 
 A. Hộp 1 là điện trở, hộp 2 là cuộn dây, hộp 3 là tụ điện. B. Hộp 1 là điện trở, hộp 2 là tụ điện, hộp 3 là cuộn dây.
 C. Hộp 1 là tụ điện, hộp 2 là điện trở, hộp 3 là cuộn dây. D. Hộp 1 là tụ điện, hộp 2 là cuộn dây, hộp 3 là tụ điện.
Câu 18. Cho hai hộp đen X và Y, mỗi hộp chỉ chứa hai phần tử là R, L, C ghép nối tiếp nhau. Mắc nối tiếp hai hộp vào một điện áp xoay chiều ổn định thì thấy điện áp hai đầu hộp vuông pha với nhau. Xác định các phần tử có trong các hộp? 
 A. X chứa L và L, Y chứa C và C B. X chứa C và L, Y chứa R và C
 C. X chứa R và L, Y chứa R và L. D. X chứa R và L, Y chứa R và C
Câu 19. Cho mạch điện xoay chiều gồm 2 phần tử X, Y mắc nối tiếp. X và Y là một trong ba yếu tố R, L, C Cho biết dòng điện trong mạch trễ pha π/3 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. Xác định X, Y và quan hệ trị số giữa chúng. 
 A. X : tụ điện C, Y :điện trở cuộn dây thuần cảm ZC B. X: cuộn dây thuần cảm, Y: điện trở R, R = ZL 
 C. X : tụ điện C, Y :điện trở R, R = ZC D. X là điện trở R, Y là cuộn dây thuần cảm, ZL = R
 Câu 20. Trong mạch điện xoay chiều gồm phần tử X nối tiếp với phần tử Y. Biết rằng X, Y chứa một trong ba phần tử (điện trở thuần, tụ điện, cuộn dây). Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = U cos(100πt) V thì điện áp hiệu dụng trên hai phần tử X, Y đo được lần lượt là UX = , UY = , X và Y là
	A. một trong hai phần tử là cuộn dây hoặc tụ điện phần tử còn lại là điện trở.
	B. tụ điện và điện trở. 	C. cuộn dây và điện trở. D. cuộn dây và tụ điện. 
Một số bài tập tự luận
 Câu 21 Cho mạch điện như hình vẽ:
UAB = 200sin100pt(V) 	ZC = 100W ; ZL = 200W
	I = 2 ; cosj = 1; X là đoạn mạch gồm hai trong ba phần tử (R0, L0 (thuần), C0) mắc nối tiếp. Hỏi X chứa những linh kiện gì và giá trị của các linh kiện đó.
 Câu 22 Cho mạch điện như hình vẽ
UAB = 120(V); ZC = 
R = 10(W); uAN = 60
UNB = 60(v). Biết X là đoạn mạch gồm hai trong ba phần tử (Ro, Lo (thuần), Co) mắc nối tiếp.Xác định X. 
 Câu 23 Cho mạch điện như hình vẽ: 
UAB = cost; uAN = 180
ZC = 90(W); R = 90(W); uNB = 
	Xác định X. Biết X là đoạn mạch gồm hai trong ba phần tử (RO, Lo (thuần), CO) mắc nối tiếp.
 Câu 24 Một mạch điện xoay chiều có sơ đồ như hình vẽ.
Trong hộp X và Y chỉ có một linh kiện hoặc điện trở, hoặc cuộn cảm, hoặc là tụ điện. 
Ampe kế nhiệt (a) chỉ 1A; UAM = UMB = 10V.UAB = 10. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là P = 5W. Hãy xác định linh kiện trong X và Y và độ lớn của các đại lượng đặc trưng cho các linh kiện đó. Cho biết tần số dòng điện xoay chiều là f = 50Hz..	
 Câu 25 Cho hai hộp kín X, Y chỉ chứa 2 trong ba phần tử: R, L (thuần), C mắc nối tiếp. Khi mắc hai điểm A, M vào hai cực của một nguồn điện một chiều thì Ia = 2(A), UV1 = 60(V).Khi mắc hai điểm A, B vào hai cực của một nguồn điện xoay chiều tần số 50Hz thì Ia = 1(A), Uv1 = 60v; UV2 = 80V,UAM lệch pha so với UMB một góc 1200, xác định X, Y và các giá trị của chúng.
 Câu 26 Cho mạch điện chứa ba linh kiện ghép nối tiếp: R, L (thuần) và C. Mỗi linh kiện chứa trong một hộp kín X, Y, Z. Đặt vào hai đầu A, B của mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều 
Khi f = 50Hz, dùng một vôn kế đo lần lượt được UAM = UMN = 5V UNB = 4V; UMB = 3V. Dùng oát kế đo công suất mạch được P = 1,6W
Khi f ¹ 50Hz thì số chỉ của ampe kế giảm. Biết RA » O; RV » ¥
Mỗi hộp kín X, Y, Z chứa linh kiện gì ?Tìm giá trị của các linh kiện.
	-----------------