Tài liệu ôn thi THPT câu hỏi trắc nghiệm Vật lý 12 theo chương chọn lọc theo mức độ (Phần 2) by Dạy Kèm Quy Nhơn Official

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 THEO CHƯƠNG

vectorstock.com/10212086

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

Tài liệu ôn thi THPT môn Vật lý câu hỏi trắc nghiệm Vật lý 12 theo chương chọn lọc theo mức độ (7 chương có lời giải chi tiết) (Prod. by Dạy Kèm Quy Nhơn) WORD VERSION | 2022 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

40 bài tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 1: Nhận biết - Đề số 1 (Có lời giải chi tiết)

A. tan ϕ =

R R 2 + ZC2

−ZC B. tan ϕ = R

−R C. tan ϕ = ZC

FI CI A

Câu 1: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R và C. Độ lệch pha của điện áp và dòng điện trong mạch được cho bởi công thức D. tan ϕ =

R 2 + Z C2 R

Câu 2: Một điện áp xoay chiều biểu thức u = 220 cos100π t (V) giá trị điện áp hiệu dụng là

A. 110V B. 220 V C. 110 2 V D. 220 2 V Câu 3: Đặt điện áp xoay chiều u = U 0 cos ωt vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch, i, I0 và I là các giá trị tức thời, giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Hệ thức nào sau đây sai U I − =0 U 0 I0

U I + = 2 U 0 I0

u i − =0 U I

ƠN

u2 i2 + =1 U 02 I 02

Câu 4: Máy biến áp là thiết bị dùng để biến đổi: A. điện áp xoay chiều. B. công suất điện xoay chiều. C. hệ số công suất của mạch điện xoay chiều. D. điện áp và tần số của dòng điện xoay chiều. Câu 5: Một điện áp xoay chiều biến đổi theo thời gian theo hàm số cosin được biểu diễn như hình vẽ bên. Đặt điện áp này vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ C ghép nối tiếp với điện trở R, biết C =

10−3 F và khi đó 2π

KÈ

QU Y

Z C = R. Biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch là

C. i = 3 6 cos ( 200π t − π / 4 ) A

B. i = 3 6 cos (100π t − π / 2 ) A

D. i = 3 6 cos ( 200π t + π / 4 ) A

A. i = 3 6 cos (100π t + π / 2 ) A

DẠ

Câu 6: Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần A. có giá trị hiệu dụng tỉ lệ thuận với điện trở của mạch. B. cùng tần số và cùng pha với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch. C. cùng tần số với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch và có pha ban đầu luôn bằng 0. D. luôn lệch pha 0,5π so với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch. 1

điện có dung kháng Z C mắc nối tiếp là 2

C. Z = R + Z L + Z C

D. Z = R 2 − ( Z L + Z C )

A. Z = R 2 + ( Z L + Z C ) B. Z = R 2 + ( Z L − Z C )

FI CI A

Câu 7: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện thì hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch A. trễ pha π/4 so với cường độ dòng điện C. sớm pha π/2 so với cường độ dòng điện B. trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện D. sớm pha π/4 so với cường độ dòng điện Câu 8: Công thức tính tổng trở của đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn dây có cảm kháng Z L và tụ

B. U = U R2 + (U L − U C )

ƠN

Câu 9: Dòng điện xoay chiều có tính chất nào sau đây: A. Cường độ và chiều thay đổi tuần hoàn theo thời gian B. Chiều dòng điện biến thiên điều hòa theo thời gian C. Cường độ thay đổi tuần hoàn theo thời gian. D. Chiều thay đổi tuần hoàn và cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian. Câu 10: Công thức nào sau đây không đúng với mạch RLC nối tiếp A. U = U R + U L + U C C. U = U R + U L + U C 2

D. u = uR + u L + uC

Câu 11: Gọi P là công suất điện cần tải đi, U là hiệu điện thế ở hai đầu đường dây, R là điện trở của đường dây. Công suất hao phí trên đường dây tải điện là ∆P thì biểu thức của ∆P là A. ∆P = RP2/U2. B. ∆P = RP2/U. C. ∆P = RP/U2. D. ∆P = RU2/P2. Câu 12: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối

A. R 2 + ( Z L − Z C ) B.

R 2 + ( Z L + ZC )

QU Y

tiếp. Biết cuộn cảm có cảm kháng ZL và tụ điện có dung kháng ZC. Tổng trở của đoạn mạch là

R2 + ( Z L + ZC )

R 2 + ( Z L − ZC )

DẠ

KÈ

Câu 13: Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho A. khả năng tác dụng lực của nguồn điện. C. khả năng tích điện cho hai cực của nó. B. khả năng thực hiện công của nguồn điện. D. Khả năng dự trữ điện tích của nguồn điện. Câu 14: Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều dựa trên hiện tượng A. giao thoa sóng điện C. cảm ứng điện từ. B. cộng hưởng điện D. tự cảm Câu 15: Nhận xét nào sau đây là không đúng về tác dụng của dòng điện? A. Dòng điện không thể đi qua lớp chuyển tiếp p-n nên không gây tác dụng gì. B. Tác dụng cơ bản, đặc trưng nhất của dòng điện là tác dụng từ. C. Dòng điện không đổi qua bình điện phân sẽ làm sinh ra các chất ở điện cực. D. Dòng điện qua dây dẫn có tác dụng nhiệt và sẽ tác dụng lực lên điện tích chuyển động ở lân cận Câu 16: Máy biến áp lí tưởng có số vòng dây cuộn thứ cấp lớn gấp 50 lần số vòng dây cuộn sơ cấp. Nếu điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp là 220V thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp là: A. 11kV B. 7,8kV C. 1,1kV D. 15,6Kv

Câu 17: Đặt điện áp u = U0cos(ωt+π/2) vào hai đầu đoạn mạchchỉ có tụ điện nối tiếpvới cuộn dây thuần cảm có ZL> ZC thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch là i. Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Điện áp giữa hai bản tụ điện uC có pha ban đầu bằng –π/2.

QU Y

ƠN

FI CI A

B. Công suất tiêu thụ của mạch bằng 0. C. Ở cùng thời điểm, dòng điện i chậm pha π/2 so với điện áp u. D. Ở cùng thời điểm, dòng điện u chậm pha π/2 so với điện áp i. Câu 18: Suất điện động xoay chiều trong máy phát xoay chiều một pha có giá trị hiệu dụng không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây? A. Cảm ứng từ của nam châm phần cảm C. Tốc độ quay của rôto. B. Số vòng dây phần ứng D. Vị trí ban đầu của rôt trong từ trường. Câu 19: Cường độ dòng điện xoay chiều có biểu thức i= 4 cos120πt (A). Dòng điện này B. Có tần số bằng 50Hz. A. Có chiều thay đổi 60lần trong 1s. C. Có giá trị hiệu dụng bằng 2A. D. Có giá trị trung bình trong một chu kì bằng 0. Câu 20: Phát biểu nào sau đây không đúng đối với đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần? A. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch được tính bằng công thức: I= U/(ωL). B. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng không. C. Điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch luôn sớm pha π/2 so với cường độ dòng điện. D. Tần số của điện áp càng lớn thì dòng điện càng dễ đi qua cuộn dây. Câu 21: Đối với mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện A. Cường độ dòng điện và điện áp tức thời biến thiên đồng pha B. Hệ số công suất của dòng điện bằng o. C. Cường độ dòng điện hiệu dụng không phụ thuộc vào tần số của điện áp. D. Pha của cường độ dòng điện tức thời luôn bằng o. Câu 22: Dòng điện xoay chiều là dòng điện A. Có cường độ biến đổi điều hòa theo thời gian B. Có chiều thay đổi liên tục. C. Có trị số biến thiên tuần hoàn theo thời gian. D. Tạo ra từ trường biến thiên tuần hoàn. Câu 23: Cho đoạn mạch gồm điện trở thuần R nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Khi dòng điện xoay chiều có tần số góc ω chạy qua thì tổng trở của đoạn mạch là

R 2 + ( ωC )

R 2 − (ωC )

 1  R2 +    ωC 

 1  R2 −    ωC 

DẠ

KÈ

Câu 24: Phát biểu nào dưới đây là đúng khi nói về dòng điện xoay chiều hình sin? A. Chiều dòng điện thay đổi tuần hoàn theo thời gian B. Chiều thay đổi tuần hoàn và cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian. C. Chiều và cường độ thay đổi đều đặn theo thời gian D. Cường độ biến đổi tuần hoàn theo thời gian Câu 25: Môṭvâṭdao đông ̣ tắt dần cócác đaịlương ̣ giảm liên tuc ̣ theo thời gian là A. biên đô ̣vàgia tốc C. li đô ̣vàtốc đô ̣ B. biên đô ̣vànăng lương ̣ D. biên đô ̣vàtốc đô ̣ Câu 26: Một máy biến thế có số vòng dây của cuộn sơ cấp nhỏ hơn số vòng dây của cuộn thứ cấp. Máy biến thế này có tác dụng nào sau đây? A. Giảm cả cường độ dòng điện lẫn hiệu điện thế 3

FI CI A

π  Câu 27: Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 3 2 cos  100π t +  A là 3 

B. Giảm hiệu điện thế và tăng cường độ dòng điện C. Tăng cả cường độ dòng điện và hiệu điện thế D. Tăng hiệu điện thế và giảm cường độ dòng điện

A. 6A B. 1,5 2 A C. 3 2 A D. 3A Câu 28: Một mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn dây có điện trở r và độ tự cảm L. Tổng trở Z của đoạn mạch là A. Z = R 2 + ( r + ω L )

B. Z = R 2 + r 2 + (ω L )

C. Z =

( R + r ) + (ω L )

D. Z =

2 ( R + r ) + ωL

Câu 29: Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = 2 3 cos ωt (A). Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là

ƠN

A. 2A B. 2 3 A C. 6 A D. 3 2 A Câu 30: Đặt một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đôi vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh. Hiệu điện thế giữa hai đầu A. đoạn mạch luôn cùng pha với dòng điện B. cuộn dây luôn ngược pha với điện áp hai đầu tụ C. cuộn dây luôn vuông pha với hiệu điện thế hai đầu tụ D. tụ điện luôn cùng pha với dòng điện Câu 31: Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Gọi U là điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch; UR; UL; UC là điện áp hiệu dụng hai đầu R, L, C. Điều nào sau đây không thể xảy ra:

KÈ

QU Y

A. UR > UC C. UL > U B. U = UR = UL = UC D. UR > U Câu 32: Đồng hồ đo điện đa năng hiện số là một dụng cụ đo điện có rất nhiều chức năng khi muốn sử dụng đồng hồ để đo theo đúng mục đích thì cần điều chỉnh thang đo và chốt cắm phù hợp, phải chú ý đến các quy tắc sử dụng, nếu không sẽ không đo được kết quả,hoặc có thể làm hỏng đồng hồ. Khi sử dụng đồng hồ đa năng hiện số, điều nào sau đây không cần thực hiện?

DẠ

A. Không đo được cường độ dòng điện và hiệu điện thế vượt quá giới hạn thang đo đã chọn B. Phải ngay lập tức thay pin khi đồng hồ đo xong C. Nếu không biết rõ các giá trị giới hạn của đại lượng cần đo, thì phải chọn thang đo có giá trị lớn nhất phù hợp với chức năng đã chọn 4

FI CI A

D. Không chuyển thang đổi thang đo khi đang có điện đưa vào hai cực của đồng hồ Câu 33: Trong máy phát điện xoay chiều một pha, phần cảm là nam châm điện có p cặp cực từ quay với tốc độ n ( vòng / phút). Tần số dòng điện do máy sinh ra được tính n np A. f= np B. f = 60 C. f = D. . f= 60np 60 p Câu 34: Hệ số công suất của đoạn mạch RLC nối tiếp không phụ thuộc vào yếu tố nào A. Điện trở R B. Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C. Điện dung C của tụ D. Độ tự cảm L của cuộn dây Câu 35: Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều dựa trên hiện tượng A. cảm ứng điện từ C. tự cảm B. giao thoa sóng điện D. cộng hưởng điện

A. 200V B. 400V Câu 37: Máy biến áp lí tưởng có: U N U N A. 1 = 1 B. 1 = 2 U 2 N2 U 2 N1

Câu 36: Đặt điện áp u = 200 2 cos100π t (V) vào hai đầu môṭmacḥ điêṇ. Hiêụ điêṇ thếhiêụ dụng giữa hai đầu đoạn mạch là C. 100 2 V

U1 = N1 + N 2 U2

U1 = N1 − N 2 U2

ƠN

D. 200 2 V

Câu 38: Trong các thiết bị nào sau đây, thiết bị nào ta có thể coi giống như một máy biến áp A. Bộ kích điện từ ắc quy để sử dụng trong gia đình khi mất điện lưới B. Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ C. Bộ lưu điện sử dụng cho máy tính D. Sạc pin điện thoại Câu 39: Số chỉ của ampe kế khi mắc nối tiếp vào đoạn mạch điện xoay chiều cho ta biết giá trị cường độ dòng điện A. hiệu dụng B. cực đại C. trung bình D. tức thời

DẠ

KÈ

QU Y

Câu 40: Khi đặt điện áp u = 200 2 cos100π t (V) (t tính bằng s) vào hai đầu một điện trở thì tần số góc của dòng điện chạy qua điện trở này là A. 50π rad/s. B. 50 rad/s. C. 100π rad/s. D. 100 rad/s.

2.C

3.D

4.A

5.A

6.B

7.B

8.B

9.D

10.C

11.A

12.A

13.B

14.C

15.A

16.A

17.D

18.D

19.D

20.D

21.B

22.A

23.C

24.B

25.B

26.D

27.D

28.C

29.C

30.B

31.D

32.B

33.C

34.B

35.A

36.A

37.A

38.D

39.A

40.C

Giá trị điện áp hiệu dụng được xác định bởi biểu thức U =

Câu 1 Cách giải: Đáp án B Câu 2 Cách giải: Đáp án C

FI CI A

1.B

HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT

U 0 220 = = 110 2 V 2 2

1 = ωC

ƠN

Câu 3 Cách giải: Đáp án D Câu 4 Cách giải: Đáp án A Câu 5 Cách giải: Đáp án A Từ đồ thị ta có chu kỳ dao động của dòng điện là T 5 2 2π 2π = − = 0, 01s  T = 0, 02s  ω = = = 100π rad / s 2 3 3 T 0, 02

U 0 120 3 = =3 6 A Z 20 2

DẠ

KÈ

I0 =

QU Y

= 200Ω; R = Z C = 20Ω  Z = R 2 + Z C2 = 20 2Ω 10−3 100π . 2π Cường độ dòng điện cực đại chạy trong mạch là Tổng trở của mạch là Z C =

Độ lệch pha giữa u và i là tan ϕ = −

ZC 20 π =− = −1  ϕ = − R 20 4

Từ đường tròn lượng giác ta thấy pha ban đầu của u là -300 Vậy pha ban đầu của i được xác định bởi biểu thức ϕi = ϕu + ϕ = −

6 4 12 Biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch là

ƠN

FI CI A

π   i = 3 6 cos  100π t +  A 12   Câu 6 Cách giải: Đáp án B + Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần có cùng tần số và cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch. Câu 7 Cách giải: Trong mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ đện thì hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện Câu 8 Câu 9 Câu 10 Phương pháp: Sử dụng công thức tính điện áp hiệu dụng, điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp

Cách giải: Công thức không đúng đối với mạch RLC mắc nối tiếp là U = UR + UL + UC Chọn C Câu 11 Phương pháp: Sử dụng công thức tính công suất hao phí

Câu 12

QU Y

Cách giải: Công suất hao phí trên đường dây tải điện được tính theo công thức ∆P =

P2 R Chọn A U2

(

Phương pháp: Áp dụng công thức xác định tổng trở của mạch RLC mắc nối tiếp Z = R 2 + Z L − Z C Cách giải: Đáp án A

(

+ Tổng trở của mạch RLC được xác định bởi Z = R 2 + Z L − Z C

)

DẠ

KÈ

Câu 13 Cách giải: Đáp án B + Suất điện động của nguồn là đại lượng đặc trương cho khả năng thực hiện công của nguồn điện. Câu 14 Cách giải: Đáp án C + Nguyên tắc hoạt động của máy điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Câu 15 Câu 16 Phương pháp: vận dụng công thức máy biến áp Cách giải: Áp dụng công thức: 220.50 = 11000V = 11kV Câu 17 Câu 18 Phương pháp: viết biểu thức của suất điện động 7

Ta có:

FI CI A

Cách giải: Ta có từ thông được xác định bởi công thức: Vậy E phụ thuộc vào số vòng dây của cuộn cảm N, cảm ứng từ B. tốc độ quay của Roto. Câu 19 Câu 20 Câu 21 Câu 22 Câu 23 Câu 24 Câu 25 Cách giải: Đáp án B Dao đông ̣ tắt dần cóbiên đô ̣vànăng lương ̣ giảm liên tuc ̣ theo thời gian Câu 26 Phương pháp: Sử dụng công thức của máy biến áp Cách giải: Đáp án D

U1 < U 2 N1 U1 I1 Có: N1 < N 2    Tăng hiệu điện thế và giảm cường độ dòng điện = = N2 U 2 I2  I1 < I 2

ƠN

Câu 27 Cách giải: Đáp án D Cường độ dòng điện hiệu dụng: I =

Câu 28 Cách giải: Đáp án C

Tổng trở của đoạn mạch được xác định bởi công thức Z =

3 2 =3 A 2

( R + r ) + (ω L )

QU Y

Câu 29 Cách giải: Đáp án C Giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện là Câu 30 Cách giải: Đáp án B Câu 31 Phương pháp: Sử dụng lí thuyết tổng hợp về hiệu điện thế trong mạch RLC Cách giải: Đáp án D Cách giải: Trong mạch RLC mắc nối tiếp, ta có URmax = UAB => Hiệu điện thế trên R: UR ≤ UAB = U

DẠ

KÈ

=> Chọn D Câu 32 Cách giải: Đáp án B Câu 33 Cách giải: Đáp án C Câu 34 Cách giải: Đáp án B Câu 35 Cách giải: Đáp án A Câu 36 U Phương pháp: U = 0 2 Cách giải: Đáp án A

Hiệu điện thế hiệu dụng: U =

200 2 = 200 V 2

FI CI A

Câu 37 Phương pháp: Sử dụng công thức máy biến áp Cách giải: Đáp án A U N Đối với máy biến áp lí tưởng: 1 = 1 U 2 N2

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

Câu 38 Cách giải: Đáp án D Câu 39 Cách giải: Đáp án A Câu 40 Cách giải: Đáp án C

40 bài tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 2: Thông hiểu - Đề số 1 (Có lời giải chi tiết)

FI CI A

Câu 1: Một cuộn cảm có điện trở thuần R, cuộn cảm có hệ số tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Mắc đoạn mạch trên vào điện áp xoay chiều có tần số góc ω thay đổi được. Khi trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì 1 1 1 A. LC B. C. D. RC LR LC

Câu 2: Đặt một điện áp u = 220 2 cos (100π t + π / 6 ) (V) vào hai đầu một điện trở, pha của cường độ

dòng điện tức thời qua điện trở tại thời điểm t = 0 là: A. π / 6 rad B. 0 C. 100 π rad D. π rad Câu 3: Suất điện động cảm ứng do máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra có biểu thức: e = 220 cos (100π t + 0, 25π ) (V). Giá trị cực đại của suất điện động này là:

A. 2 (A)

ƠN

A. 220 2 V B. 110 2 V C. 110 V D. 220 V Câu 4: Đặt điện áp xoay chiều u = 200cos100πt (V) vào hai đầu một điện trở R = 100Ω. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua điện trở bằng B. 2 2 (A)

C. 1 (A)

2 (A)

A. 3 6 A

2π   Câu 5: Cường độ dòng điện trong một đoạn mạch là: i = 6 2 cos  100π t −  A. Tại thời điểm t = 0, 3   giá trị của i là:

B. -3 6 A

C. 3 2 A

D. -3 2 A

QU Y

Câu 6: Đặt điện áp xoay chiều u = U 0 cos (100π t ) V vào hai đầu một đoạn mạch điện chỉ chứa cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 1/4 π H. Cảm kháng của cuộn dây có giá trị là

A. 40 Ω

B. 50 Ω

C. 100 Ω

D. 25 Ω

Câu 7: Điện áp xoay chiều có phương trình u = 220 2 cos (120π t ) (V,s). Tần số của điện áp là A. 60Hz

B. 50Hz

C. 120Hz

D. 100Hz

π  Câu 8: Đặt điện áp xoay chiều u = 200 cos  100π t −  V vào hai đầu tụ điện. Biểu thức cường độ dòng 6  điện qua tụ có dạng i = 2 cos (100π t + α ) . Giá trị của u là

KÈ

B. −

2π 3

π 3

D. −

π 2

Câu 9: Đặt điện áp u = U 0 cos (ωt + ϕ ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và cuộn cảm thuần

có độ tự cảm L mắc nối tiếp. Hệ số công suất của đoạn mạch là

DẠ

ωL R

R R 2 + (ω L )

R ωL

ωL R 2 + (ω L )

Câu 10: Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto gồm 10 cặp cực (10 cực nam và 10 cực bắc). Rôto quay với tốc độ 300 vòng/phút. Suất điện động do máy sinh ra có tần số bằng A. 3000 Hz. B. 50 Hz. C. 100 Hz. D. 30 Hz.

Câu 11: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 50V vào hai đầu mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 10Ω và cuộn cảm thuần. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm thuần là 30V. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng: A. 120W B. 240W C. 320W D. 160W

thuần với độ tự cảm L =

FI CI A

Câu 12: Đặt một hiệu điện thế u = 220 2 cos (100π t ) (V) vào hai đầu một đoạn mạch chỉ có cuộn cảm

H . Công suất trong mạch đó bằng:

A. 0 W

B. 121 W

C. 242 W

D. 484 W

u2 i2 + =1 U2 I2

u 2 i2 1 + = U2 I2 4

Câu 14: Đặt vào hai đầu tụ điện C =

10−4

u2 i2 1 + = U2 I2 2

u2 i2 + =2 U2 I2

(F) một điện áp xoay chiều u = U 2 cos (100π t ) (V). Dung

ƠN

kháng của tụ có giá trị là

A. Z C = 1Ω

Câu 13: Đặt điện áp u = U 2 cos ωt vào hai đầu một tụ điện thì cường độ dòng điện qua nó có giá trị hiệu dụng là I. Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu tụ điện là u và cường độ dòng điện qua nó là i. Hệ thức liên hệ giữa các đại lượng là:

B. Z C = 100Ω

C. Z C = 50Ω

D. Z C = 0, 01Ω

Câu 15: Đặt điện áp u = 100 2 cos (100π t ) (V) vào hai đầu một điện trở thuần 50Ω. Công suất tiêu thụ

của điện trở bằng A. 500 W B. 200 W C. 400 W D. 100 W Câu 16: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cuộn cảm có cảm kháng ZL và tụ điện có dung kháng ZC. Tổng trở của mạch là

R2 + ( Z L + ZC )

R 2 − ( Z L + ZC )

QU Y

R 2 + ( Z L − ZC )

R2 − ( Z L − ZC )

1 n

KÈ

Câu 17: Khi truyền điện năng có công suất P từ nơi phát điện xoay chiều đến nơi tiêu thụ thì công suất ∆P hao phí trên đường dây là ΔP. Để công suất hao phi trên đường dây chỉ còn (với n > 1 ở nơi phát n điện người ta sử dụng một máy biến áp (lý tưởng) có tỷ số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là B. n

1 n

DẠ

Câu 18: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp. Khi đó, cảm kháng của cuộn cảm có giá trị bằng 2R. Hê ̣số công suất của đoạn mạch là A. 1 B. 0,5 C. 0,71 D. 0,45 Câu 19: Dòng điện xoay chiều sử dụng trong gia đình có thông số 220 V- 50 Hz. Nếu sử dụng dòng điện trên thắp sáng một bóng đèn sợi đốt 220 V – 100 W thì trong một giây đèn sẽ A. tắt đi rồi sáng lên 200 lần C. tắt đi rồi sáng lên 50 lần B. luôn sáng D. tắt đi rồi sáng lên 100 lần Câu 20: Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch có dạng u = 100 2 cos (100π t ) V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là 2

A. U = 100V B. U = 141 V C. U = 200V D. U = 50V Câu 21: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm tụ C, cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở trong r. Điện áp hai

FI CI A

đầu mạch có tần số góc ω thỏa mãn hệ thức LC ω 2 . Quan hệ giữa điện áp hai đầu mạch u và cường độ dòng điện trong mạch i là: A. u có thể trễ hoặc sớm pha hơn i C. u,i luôn cùng pha B. u luôn sớm pha hơn i D. u luôn trễ pha hơn i Câu 22: Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có roto là nam châm với 2 cặp cực từ, quay đều quanh tâm máy phát với tốc độ 25 vòng/s. Tần số của suất điện động xoay chiều do máy phát tạo ra là: A. 12,5Hz B. 50 Hz C. 5Hz D. 100Hz Câu 23: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp. Khi đó, cảm kháng của cuộn cảm có giá trị bằng R. Hệ số công suất của đoạn mạch là A. 1 B. 0,5 C. 0,87 D. 0,71 Câu 24: Suất điện động cảm ứng trong một khung dây phẳng có biểu thức e = E0 cos (ω t + ϕ ) . Khung gồm N vòng dây. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây của khung dây là Nω E0

B. N ω E0

NE0

ƠN

E0 Nω

Câu 25: Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp thì hệ số công suất của đoạn mạch là 1 R R A. B. RωC C. D. 2 2 2 2 ωC ωC R + ( ωC ) R + ( ωC )

QU Y

Câu 26: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện C và điện trở thuần R. Nếu điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện bằng 120 V thì điện áp giữa hai đầu điện trở R bằng A. 80 V B. 120 V C. 200 V D. 160 V Câu 27: Một đoạn mạch mắc vào điện áp xoay chiều u = 100cos100πt (V) thì cường độ qua đoạn mạch là i = 2.cos(100πt + π/3) (A). Công suất tiêu thụ trong đoạn mạch này là A. P = 50W

B. P = 100W

C. P = 50 3 W

D. P = 100 3 W

Câu 28: Đặt điện áp u = U0cosωt (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Hiện tượng cộng hưởng điện xảy ra khi 1 ωC

B. ω 2 LCR − 1 = 0

KÈ

A. R = ω L −

C. ω 2 LC − 1 = 0 D. ω 2 LC − R = 0 Câu 29: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp. Gọi uR, uL, uC lần lượt là điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, cuộn cảm thuần và tụ điện. Chọn nhận định sai: C. uL + ω 2 LCuC = 0

B. u = u R + uL + uC

D. uL − ω 2 LCuC = 0

DẠ

A. uR vuông pha với uC

Câu 30: Trong mạch RLC nối tiếp, gọi φ là độ lệch pha của điện áp hai đầu mạch so với cường độ dòng điện. Gọi Z là tổng trở, công thức nào sau đây không phải là công suất trung bình của mạch RLC: A. P = UI cos ϕ

C. P =

U cos ϕ Z 3

U2 D. P = 0,5U 0 I 0 cos ϕ cos 2 ϕ R Câu 31: Trong mạch RLC nối tiếp, gọi φ là độ lệch pha của điện áp hai đầu mạch so với cường độ dòng điện. Gọi Z là tổng trở, công thức nào sau đây không phải là công suất trung bình của mạch RLC: C. P =

U cos ϕ Z

FI CI A

A. P = Ui cos ϕ

B. P =

U2 D. P = 0,5U 0 I 0 cos ϕ cos ϕ R Câu 32: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cuộn cảm có cảm kháng ZL và tụ điện có dung kháng ZC. Tổng trở của đoạn mạch là B. P =

B. R 2 − ( Z L − Z C )

R2 + ( Z L + ZC )

R 2 + ( Z L − ZC )

A. R 2 − ( Z L − Z C )

ƠN

Câu 33: Một máy biến áp hạ áp có số vòng dây mỗi cuộn dây là 500 vòng và 100 vòng. Bỏ qua mọi hao phí. Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có biểu thức u = 100cos(100πt) V thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp bằng

A. 250 2 V B. 10V C. 20V D. 10 2 V Câu 34: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 = 200 V, khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là U2 = 10 V. Số vòng dây của cuộn thứ cấp là: A. 500 vòng B. 25 vòng C. 100 vòng D. 50 vòng Câu 35: Đặt vào hai đầu tụ điện có điện dung C một điện áp xoay chiều u = U 2 cos (ωt − π / 6 ) A. Biểu thức cường độ dòng điện i chạy trong mạch là

QU Y

A. i = ωCU 2 cos (ωt + π / 3) A

C. i = ωCU 2 cos (ωt − π / 3) A

U 2 U 2 D. i = cos ( ωt − π / 6 ) A cos ( ωt + π / 3) A ωC ωC Câu 36: Một máy biến áp có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V. Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484V. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến áp. Số vòng dây của cuộn thứ cấp là: A. 1100 B. 2200 C. 2500 D. 2000 Câu 37: Điện năng truyền tải đi xa bị tiêu hao chủ yếu do tỏa nhiệt trên đường dây. Coi điện trở đường dây và công suầt điện được truyền đi không đổi. Nêu tăng điện áp tại nơi phát lên hai lần thì công suất hao phí trên đường dây A. giảm bốn lần. B. tăng hai lần. C. tăng bốn lần. D. giảm hai lần

KÈ

B. i =

Câu 38: Đặt điện áp u = 200 2 cos100π t (V) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần có độ tự 1 cảm L = H , biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là

DẠ

π  A. i = 2 cos  100π t +  A 2 

π  C. i = 2 2 cos  100π t −  A 4 

π  B. i = 2 cos  100π t +  A 4 

π  D. i = 2 2 cos  100π t −  A 2  4

π  Câu 39: Đặt điện áp u = U 0 cos  ωt +  vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R. Biểu thức 2 

u i = U 0 I0

B. i =

u R

C. I 0 =

U0 R

D. ϕ = −

π 2

FI CI A

cường độ dòng điện trong mạch là i = I 0 cos (ω t + ϕ ) . Biểu thức nào sau đây sai?

Câu 40: Đặt vào hai đầu cuộn dây thuần cảm L một điện áp u=220 2 cos(ωt+φ) (V) thì dòng điện chạy qua cuộn dây là i=

2 cos(ωt)(A). Giá trị của ZL là: B.220 Ω

C.220 2 Ω

D.110 2 Ω

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

A. 110 Ω

HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT 2.A

3.A

4.D

5.D

6.D

7.A

8.C

11.D

12.A

13.D

14.B

15.B

16.C

17.C

18.D

19.B

20.A

21.B

22.B

23.D

24.D

25.C

26.D

27.A

28.C

29.D

30.C

31.D

32.D

33.D

34.D

35.A

36.B

37.A

38.D

39.D

40.B

Câu 1 Cách giải: Đáp án D 1 LC

10.B

Khi trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì ω =

9.B

FI CI A

1.D

ƠN

Câu 2 Phương pháp: Vì mạch thuần trở nên u và I cùng pha với nhau Câu 3 Phương pháp: Giá trị cực đại của suất điện động: E0 = 220 2 V

Cách giải: Tần số của dao động điện từ trong mạch LC lí tưởng f =

Câu 4

Câu 5 Cách giải: Đáp án D

2π LC

U 100 2 = = 2A R 100

QU Y

Phương pháp: Cường độ dòng điện hiệu dụng qua điện trở: I =

2π  + Ta có i = 6 2 cos  100π t − 3 

 A 

2π   Tại t = 0  i = 6 2 cos  100π 0 −  = −3 2 A 3  

Câu 6

Phương pháp: Cảm kháng Z L = ω L

KÈ

Cách giải: Cảm kháng của cuộn dây: Z L = ω L = 100π .

1 = 25Ω 4π

Câu 7 Phương pháp: Tần số f = ω / 2π

Cách giải: Tần số của điện áp: f =

ω 120π = = 60 Hz 2π 2π

DẠ

Câu 8 Cách giải: Đáp án C Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện thì i sớm pha hơn u một góc 0,5 π . Vậy giá trị của α là

π 3

Câu 9 Cách giải: Đáp án B 6

np (n vòng/phút) 60 Câu 11 Phương pháp: Áp dụng công thức tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch xoay chiều Cách giải: Đáp án D U R = U 2 − U L2 = 40V  P =

U R2 = 160V R

Phương pháp: Sử dụng công thức:

u2 i2 + =1 U 02 I 02

ƠN

Câu 12 Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về công suất trong các đoạn mạch Cách giải: Đáp án A Do mạch chỉ có cuộn cảm thuần  Công suất trong mạch bằng 0  Chọn A Câu 13

FI CI A

f =

Câu 10 Phương pháp: Áp dụng công thức tính tần số của máy phát điện xoay chiều Cách giải: Đáp án B

Ta có:

Cách giải: Đáp án D Ta có cường độ dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu bản tụ luôn vuông góc với nhau u2 i2 u2 i2 u2 i2 + = 1  + = 1 ↔ + = 2  Chọn D U 02 I 02 2U 2 2 I 2 U2 I2

Câu 14 Cách giải: Đáp án B

1 1 = −4 = 100Ω ωC 10 .100π

QU Y

Dung kháng của tụ là ZC =

Câu 15

Phương pháp: Áp dụng công thức tính công suất P =

U2 R

Cách giải: Đáp án B Vì mạch chỉ chứa điện trở thuần do đó công suất của mạch được xác định bởi công thức:

DẠ

KÈ

U 2 1002 = = 200W R 50 Câu 16 Cách giải: Đáp án C Câu 17 Cách giải: Đáp án C P=

Ta có ∆P =

P 2 .R 1  ∆P ∼ 2 2 2 U cos ϕ U

Tỷ số công suất trước và sau khi sử dụng máy biến áp là

∆P1 U 22 = =n ∆P2 U12 7

Vậy tỷ số vòng dây sơ cấp và thứ cấp là

N1 U1 1 = = N2 U 2 n

Câu 18 Phương pháp: hệ số công suất cos ϕ = R / Z

Hệ số công suất: cos ϕ =

R +Z

2 L

R R2 + ( 2R )

FI CI A

Cách giải: Đáp án D

1 = 0, 45 5

Câu 19 Cách giải: Đáp án B Câu 20

U0 2

Phương pháp: Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch U = Cách giải: Đáp án A U0

100 2 = 100V 2

ƠN

Ta có: U =

Câu 21 Phương pháp: Áp dụng hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch R,L,C mắc nối tiếp Cách giải: Đáp án C

QU Y

Khi trong mạch xuất hiện LC ω 2 = 1 thì trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện do đó u, i luôn cùng pha Câu 22 Phương pháp: Áp dụng công thức tính tần số của dòng điện do máy phát điện phát ra là f = np

Cách giải: Đáp án B Áp dụng công thức tính tần số của dòng điện do máy phát điện phát ra là f = np = 2.25 = 50 Hz Câu 23

R Z

Phương pháp: Áp dụng công thức tính hệ số công suất cos ϕ =

Cách giải: Đáp án D Cảm kháng; ZL = R.

Câu 24

KÈ

Hệ số công suất của đoạn mạch là cos ϕ =

R = Z

R 2

R +Z

2 L

R +R

Cách giải: Từ thông qua mỗi vòng dây được xác định bởi biểu thức

1 = 0, 71 2

E0 Nω

DẠ

Câu 25

Cách giải: cos ϕ =

R = Z

R R 2 + Z C2

R  1  R2 +    ωC 

R R 2 + (ω C )

−2

Câu 26 8

Cách giải: Đáp án D Áp dụng công thức tính U toàn mạch trong mạch điện RC mắc nối tiếp ta có

Câu 27 Phương pháp: P = UI cos ϕ Cách giải: Đáp án A

Câu 28 Phương pháp: Điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện Cách giải: Đáp án C + Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi Z L = ZC → ω 2 LC − 1 = 0

π  Công suất tiêu thị của đoạn mạch: P = UI cos ϕ = 50 2. 2.cos   = 50W 3

FI CI A

U 2 = U R2 + U C2  U R = U 2 − U C2 = 2002 − 1202 = 160V

ƠN

Câu 29 Phương pháp: Sử dụng lí thuyết đại cương về mạch RLC mắc nối tiếp Cách giải: Ta có: u = uR + uL + uC. Ta luôn có uR vuông pha với uC  A và B đúng u điện áp tức thời Phương án C: (Có khả năng) Phương án D: (Điện áp tức thời trên cuộn cảm và tụ điện là không thể bằng nhau: do u1 ngược pha với uC)  Sai. Chọn D Câu 30 Phương pháp: Sử dụng công thức tính công suất trung bình trong mạch RLC 2

Cách giải: Ta có: P = UI cos ϕ = U .

U R U2  R  U2 1 . = cos ϕ 2 = U 0 I 0 cos ϕ Chọn C   = Z Z R Z R 2

QU Y

Câu 31 Phương pháp: Sử dụng công thức tính công suất trung bình trong mạch RLC Cách giải: Ta có: P = UI cos ϕ = U .

U R U2  R  U2 1 . = cos ϕ 2 = U 0 I 0 cos ϕ Chọn D   = Z Z R Z R 2

Câu 34

KÈ

Câu 32 Cách giải: Đáp án D Câu 33 Phương pháp: Sử dụng công thức máy biến áp U N N 100 Cách giải: Ta có: 2 = 2  U 2 = U1 2 = 50 2. = 10 2V Chọn D U1 N1 N1 500

Phương pháp: Sử dụng công thức của máy biến áp:

DẠ

Cách giải: Ta có:

N1 U1 = N2 U 2

N1 U1 U 10 =  N 2 = N1 1 = 1000. = 50 (vòng) Chọn D N2 U 2 U2 200

Câu 35

π 2

=−

π 6

π 2

π 3

(rad)

π   Biểu thức của cường độ dòng điện: i = U 2ωC.cos  ωt +  A 3  Chọn A Câu 36 U N Phương pháp: Công thức máy biến áp: 1 = 1 U 2 N2 U1 N1 U 484 =  N 2 = N1 . 1 = 100. = 2200 vòng. 220 U 2 N2 U2

Chọn B Câu 37 Cách giải: Đáp án A Câu 38 Phương pháp: Sử dụng phương pháp số phức Cách giải: Đáp án D

ƠN

Cách giải: Ta có:

Pha ban đầu: ϕi = ϕu +

U0 U 2 = = U 2ωC 1 ZC ωC

FI CI A

Cách giải: Cường độ dòng điện cực đại: I 0 =

u = U 0 cos (ωt + ϕu )  Phương pháp: Mạch điện chỉ có tụ điện :  U 0 π  i = Z cos  ωt + ϕu + 2    C 

u 200 2∠0 = = 2 2∠ − 90 100i Z

QU Y

+ Cường độ dòng điện trong mạch i =

DẠ

KÈ

Câu 39 Cách giải: Đáp án D Mạch chỉ chứa R thì u và i cùng pha nhau. Câu 40 Đáp án B

40 bài tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 2: Thông hiểu - Đề số 2 (Có lời giải chi tiết)

FI CI A

Câu 1: Điều nào sau đây là sai khi nói về động cơ không đồng bộ ba pha? A. Từ trường quay trong động cơ là kết quả của việc sử dụng dòng điện xoay chiều một pha B. Biến đổi điện năng thành năng lượng khác C. Hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay. D. Có hai bộ phận chính là roto và stato. Câu 2: Biết i, I, I0 lần lượt là giá trị tức thời, giá trị hiệu dụng, giá trị cực đại của cường độ dòng điện xoay chiều đi qua một điện trở thuần R trong thời gian t (t >> T, T là chu kì dao động của dòng điện xoay chiều). Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở được xác định theo công thức

I 02 I2 I2 C. Q = R t D. Q = R 0 t t 4 2 2 Câu 3: Khi động cơ không đồng bộ ba pha hoạt động ổn định, từ trường quay trong động cơ có tần số A. bằng tần số của dòng điện chạy trong các cuộn dây của stato. B. lớn hơn tần số của dòng điện chạy trong các cuộn dây của stato. C. có thể lớn hơn hay nhỏ hơn tần số của dòng điện chạy trong các cuộn dây của stato, tùy vào tải. D. nhỏ hơn tần số của dòng điện chạy trong các cuộn dây stato. Câu 4: Cường độ dòng điện luôn luôn sớm pha hơn điện áp ở hai đầu đoạn mạch khi A. Đoạn mạch có R và L mắc nối tiếp. C. Đoạn mạch có R và C và L mắc nối tiếp. B. Đoạn mạch có R và C mắc nối tiếp. D.Đoạn mạch có L và C mắc nối tiếp. Câu 5: Dòng điện xoay chiều ba pha là hệthống ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, cùng biên độ và từng đôi một lệch pha nhau một góc 2π π π π A. B. C. D. 3 2 3 6 Câu 6: Cho dòng điện xoay chiều có cường đội = 5cos100πt A đi qua một điện trở50 Ω. Nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở trong thời gian 1 phút là A. 24000 J B. 12500 J C.37500 J D. 48000 J Câu 7: Trong truyền tải điện năng đi xa bằng máy biến áp. Biết cường độdòng điện luôn cùng pha so với điện áp hai đầu nơi truyền đi. Nếu điện ápởnơi phát tăng 20 lần thì công suất hao phí trên đường dây giảm A. 200 lần B. 40 lần C. 400 lần D. 20 lần Câu 8: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần và điện trở R = 40 Ω thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch lệch pha π/3 so với cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Tổng trở của đoạn mạch bằng A. Q = Ri 2t

KÈ

QU Y

ƠN

B. Q = R

A. 80 3Ω

B. 80Ω

C. 40 3Ω

D. 60 3Ω

DẠ

Câu 9: Trong mạch điện xoay chiều gồm RLC mắc nối tiếp. Nếu tăng dần tần số của điện áp ở hai đầu đoạn mạch thì A.cảm kháng giảm. B. điện trở tăng. C. điện trở giảm. D. dung kháng giảm. Câu 10: Một máy hạ áp có cuộn sơ cấp mắc vào nguồn điện xoay chiều thì cuộn thứ cấp có A. tần số điện áp luôn nhỏ hơn tần số điện áp ở cuộn sơ cấp. B. tần số điện áp luôn lớn hơn tần số điện áp ở cuộn sơ cấp. C. điện áp hiệu dụng luôn nhỏ hơn điện áp hiệu dụng ở cuộn sơ cấp. 1

C L

B. f =

1 2π CL

C. f =

1 2π CL

FI CI A

A. f = 2π

D.điện áp hiệu dụng luôn lớn hơn điện áp hiệu dụng ở cuộn sơ cấp. Câu 11: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh một điện áp u = U0cos2πft. Biết điện trở thuần R, độ tự cảm L (cuộn dây thuần cảm), điện dung C của tụ điện và U0 không đổi. Thay đổi tần số f của dòng điện thì hệ số công suất bằng 1 khi D. f = 2π CL

Câu 12: Để đo cường độ dòng điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng cỡ 50 mA thì vặn núm xoay của đồng hồ đa năng đến vị trí A. ACA 20 m B. ACA 200 m C. DCA 20 m D. DCA 200 m Câu 13: Đặt vào hai đầu mạch điện chỉ có cuộn thuần cảm một điện áp xoay chiều

π  u = U 0 cos  100π t −  V. Pha ban đầu của cường độ dòng điện trong mạch bằng 2 

ƠN

A. 0,5 π B. 0 C. - π D. -0,5 π Câu 14: Trong đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp, nếu tần số của dòng điện tăng thì A. Cảm kháng của mạch giảm, dung kháng của mạch giảm B. Cảm kháng của mạch giảm, dung kháng của mạch tăng. C. Cảm kháng của mạch tăng, dung kháng của mạch giảm. D. Cảm kháng của mạch tăng, dung kháng của mạch tăng. Câu 15: Một máy biến thế có cuộn sơ cấp gồm 2000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 100 vòng. Bỏ qua mọi hao phí. Nếu điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 220V thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là A. 44V B. 440V C. 110V D. 11V

QU Y

π  0, 7  Câu 16: Đặt điện áp u = U 0 cos  100π t +  V vào hai đầu cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = π 10   H. Cảm kháng của cuộn dây bằng A. 50 Ω B. 70 Ω C. 25 Ω D. 100 Ω Câu 17: Trong máy phát điện xoay chiều một pha, từ trường quay có vectoquay 300 vòng /phút và được tạo bởi 20 cực nam châm điện (10 cực bắc và 10 cực nam), tần số của dòng điện do máy phát ra là: A. 10Hz B. 100Hz C. 20Hz D. 50Hz

DẠ

KÈ

Câu 18: Đặt điện áp xoay chiều u = 200 2 cos100π t (V) vào hai đầu điện trở thuần R = 100Ω. Công suất tỏa nhiệt trên R là A. 200W B. 400 W C. 100 W D. 800W Câu 19: Đo cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua một mạch điện, một ampe kế chỉ giá trị 2A. Giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện chạy qua ampe kế lúc đó là A. 2,8 A. B. 2 A. C. 4 A D. 1,4A Câu 20: Khi dùng đồng hồ đa năng hiện số có một núm xoay để đo điện áp xoay chiều, ta đặt núm xoay ở vị trí A. DCV. B. ACV. C. DCA. D. ACA. Câu 21: Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rô to với số cặp cực là p. Khi rô to quay đều với tốc độ n vòng/s thì suất điện động của máy phát biến thiên tuần hoàn với tần số là A. pn/60 B. n/60p. C. 60pn. D. pn. 2

A. I = ωCU 2

B. I =

U 2 ωC

C. I =

U ωC

D. I = ωCU

Câu 22: Đặt một điện áp xoay chiều u=U 2 cos(ωt) (U và ω không đổi) vào hai đầu một đoạn mạch chỉ có tụ điện có điện dung C. Cường độ dòng điện hiệu dụng I qua mạch có biểu thức là

FI CI A

Câu 23: Đặt điện áp xoay chiều u = U 0 cos (100π t ) (V) vào hai đầu một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 0,2/π H. Cảm kháng của đoạn mạch bằng

QU Y

ƠN

A. 20 2Ω B. 20Ω C. 10Ω D.10 2Ω Câu 24: Khi động cơ không đồng bộ ba pha hoạt động ổn định với tốc độ quay của từ trường không đổi thì tốc độ quay của rôto A. lớn hơn tốc độ quay của từ trường. C. nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường B. lớn hơn tốc độ biến thiên của dòng điện D. luôn bằng tốc độ quay của từ trường. Câu 25: Trong một giờ thực hành vật lí, bạn Tiến sử dụng đồng hồ đo điện đa năng hiện số như hình vẽ bên, nếu bạn ấy đang muốn đo điện áp xoay chiều 220V thì phải xoay núm vặn đến:

KÈ

A. vạch số 250 trong vùng DCV. C. vạch số 50 trong vùng DCV. B. vạch số 50 trong vùng ACV. D. vạch số 250 trong vùng ACV. Câu 26: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC một điện áp xoay chiều u = U0cosωt. Nếu điện áp hiệu dụng UR = UL = 1/2UC thì dòng điện trong mạch A. trễ pha π/2 so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch. B. trễ pha π/4 so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch. C. sớm pha π/2 so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch. D. sớm pha π/4 so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch

π  Câu 27: Đặt điện áp xoay chiều u = 100 2 cos 100π t −  V vào hai đầu đoạn mạch gồm hai phần tử 6 

π  RC. Dòng điện trong mạch i = 2 cos  ωt +  A. Tìm công suất tiêu thụ của mạch? 6 

DẠ

A. 70,7W B. 141,4W C. 122,4W D. 99,9W Câu 28: Một mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn thuần cảm, mối quan hệ về pha của u và i trong mạch là A.u và i ngược pha. C. u sớm pha hơn i góc 0,5π. B. u và i cùng pha với nhau. D. i sớm pha hơn u góc 0,5π. 3

Câu 29: Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp thì dòng điện nhanh pha hay chậm pha so với điện ápcủa đoạn mạch là tùy thuộc vào A. L và C. B.R và C. C.R, L, C và ω. D.L, C và ω.

FI CI A

Câu 30: Đặt điện áp u = 200 2 cos100πt (V) vào hai đầu một mạch điện. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là

A.400 V B.200 V C. 200 2 V D.100 2 V Câu 31: Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch dao động là i = I0sin(ωt) thì biểu thức điện tích trên bản cực của tụ điện là q = q0cos(ωt +φ) với: A. ϕ = 0 B. ϕ = −π / 2 C. ϕ = −π / 2 D. ϕ = −π

10−3

(H). Dung kháng

Câu 32: Đặt điện áp u = U0.cosπ100t (V) vào hai đầu tụ điện có điện dung C =

QU Y

ƠN

của tụ là A. 200 Ω B. 100Ω C. 10Ω D. 1000Ω Câu 33: Về mặt kĩ thuật, để giảm tốc độ quay của roto trong máy phát điện xoay chiều, người ta thường dùng roto có nhiều cặp cực. Roto của một máy phát điện xoay chiều một pha có p cặp cực quay với tốc độ 750 vòng/phút. Dòng điện đo máy phát ra có tần số 50 Hz. Số cặp cực của roto là A. 1 B. 2 C. 6 D. 4 Câu 34: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2400 vòng dây, cuộn thứ cấp gồm 800 vòng dây. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 210V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp khi máy biến áp hoạt động không tải là A. 0V B. 630V C. 70V D. 105V Câu 35: Một máy biến áp có tỉ số vòng dây của cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp bằng 2. Máy đó có tác dụng A. tăng cường độ dòng điện. B. tăng áp. (N2>N1 ) C. tăng hoặc hạ áp. D. hạ áp

Câu 36: Một dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2 2 cos100πt (A). ) Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là

KÈ

A. 2 2 B. 2 C. 4 D. 2 Câu 37: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện, biểu thức điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời lần lượt là , giá trị của là π π π A. 0 B. − C. D. 2 2 3 Câu 38: Trong máy phát điện xoay chiều, A. phần ứng là các nam châm tạo ra từ trường ban đầu. B. phần cảm là các cuộn dây, nơi xuất hiện dòng điện xoay chiều. C. tần số của dòng điện được tạo ra tỉ lệ với tốc độ quay của rôto. D. roto luôn là phần cảm, stato luôn là phần ứng.

DẠ

π  Câu 39: Khi đặt điện áp u = 220 cos  120π t +  (V) (t tính bằng s) vào hai đầu tụ điện thì điện áp hiệu 2  dụng giữa hai đầu tụ điện là A. 110V.

B. 110 2 V

C. 220V

D. 220 2 V

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 40: Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là roto và số cặp cực là p. khi rotô quay đều với tốc độ n (vòng/s) thì từ thông qua mỗi cuộn dây của stato biến thiên tuần hoàn với tần số (tính theo đơn vị Hz) là: A. np/60 B. n/(60p). C. 60pn D. pn

HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT 2.D

3.A

4.B

5.A

6.C

7.C

8.B

9.D

10.C

11.C

12.B

13.C

14.C

15.D

16.B

17.D

18.B

19.B

20.B

21.D

22.D

23.B

24.C

25.D

26.D

27.A

28.C

29.D

30.B

31.D

32.C

33.D

34.C

35.C

36.B

37.C

38.C

39.B

40.C

FI CI A

1.A

QU Y

ƠN

Câu 1 Cách giải: Đáp án A Câu 2 Cách giải: Đáp án D Câu 3 Cách giải: Đáp án A + Khi động cơ không đồng bộ bap ha hoạt động ổn định, từ trường quay trong động cơ có tần số bằng tần số của dòng điện chạy trong các cuôn dây của stato Câu 4 Cách giải: Đáp án B + Cường độ dòng điện luôn sớm pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch khi đoạn mạch chứa R và C. Câu 5 Cách giải: Đáp án A + Dòng điện xoay chiều ba pha là hệthống ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, cùng biên độ 2π và từng đôi một lệch pha nhau một góc 3 Câu 6 Phương pháp: Áp dụng công thức tính nhiệt lượng Q = I 2 Rt

Câu 7

I 02 52 Rt = .50.60 = 37500 J 2 2

KÈ

Q = I 2 Rt =

Đáp án C + Từ phương trình dòng điện, ta có I0 = 5A Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở Cách giải: Đáp án C + Từ phương trình dòng điện, ta có I0 = 5A Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở

Phương pháp: Công suất hao phí trong quá trình truyền tải ∆P =

P2 R U 2 cos 2 ϕ

Cách giải: Đáp án C

DẠ

+ Công suất hao phí trong quá trình truyền tải ∆P =

P2 R → U tăng lên 20 lần thì hao phí trên dây U 2 cos 2 ϕ

giảm 400 lần Câu 8

Phương pháp: Áp dụng công thức tính hệ số công suất cos ϕ =

R Z 6

Cách giải: Đáp án B R  π  40 → cos   = → Z = 80Ω Z 3 Z

Ta có cos ϕ =

FI CI A

Câu 9 Cách giải: Đáp án D + Dung kháng của tụ điện tỉ lệ nghịch với tần số, do vậy khi tăng tần số của dòng điện dung kháng sẽ giám. Câu 10 Cách giải: Đáp án C + Máy hạ áp có điện áp hiệu dụng ở thứ cấp luôn nhỏ hơn điện áp hiệu dụng ở sơ cấp. Câu 11 Cách giải: Đáp án C 1 + Hệ số công suất của mạch bằng 1 → mạch xảy ra cộng hưởng → f = 2π LC

ƠN

Câu 12 Cách giải: Đáp án B + Để do dòng điện xoay chiều cỡ 50 mA ta xoay núm vặn đến ACA 200 Ma. Câu 13 Cách giải: Đáp án C

+ Đoạn mạch chứa cuộn cảm thuần  i chậm pha hơn u một góc 0,5π → ϕ0 = −π .

QU Y

Câu 14 Phương pháp: Sử dụng công thức tính cảm kháng và dung kháng 1 1 Cách giải: Z L = ω L = 2π fL; Z C = Khi f tăng thì cảm kháng tăng và dung kháng giảm. = ωC 2π fC Câu 15

Phương pháp: Áp dụng công thức máy biến thế Cách giải: Áp dụng công thức máy biến thế

Câu 16

N1 U1 = N2 U 2

N1 U1 U .N 220.100 =  U2 = 1 2 = = 11 V N2 U 2 N1 2000

KÈ

Cách giải: Cảm kháng của cuộn dây là Z L = ω L = 100π .

0, 7

= 70Ω

DẠ

Câu 17 Phương pháp: Sử dụng công thức tính tần số của dòng điện trong máy phát điện Cách giải: 300 Ta có: f = np = 10. = 50 Hz 60 Câu 18 Cách giải: Đáp án B Áp dụng công thức tính công suất tỏa nhiệt trên R ta có P =

U 2 2002 = = 400W R 100

Câu 19 7

ƠN

FI CI A

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về cấu tạo và hoạt động của ampe kế Cách giải: Chỉ số của ampe kế cho biết cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua đoạn mạch mắc nối tiếp với ampe kế đó Chọn B Câu 20 Phương pháp: Sử dụng cách chọn thang đo khi sử dụng đồng hồ đa năng hiện số Cách giải: Để chọn chức năng đo điện áp xoay chiều, ta đặt núm xoay ở vị trí ACV Chọn B Câu 21 Phương pháp: Sử dụng công thức tính tần số dòng điện của máy phát điện xoay chiều 1 pha Cách giải: Ta có f = pn (vì n có đơn vị là n vòng/s) Chọn D Câu 22 Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa tụ điện U U Cách giải: Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa tụ điện ta có I = = = ωCU 1 ZC ωC Chọn D Câu 23

Cách giải: Cảm kháng của cuộn dây được xác định bởi biểu thức: Z L = ω L = 100π .

0, 2 = 20Ω π

QU Y

Câu 24 Câu 25 Câu 26 Phương pháp: Sử dụng công thức tính độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện trong mạch Cách giải: Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện trong mạch được xác định theo công thức U − U C U R − 2U R π tan ϕ = L = = −1  ϕ = − UR UR 4

KÈ

Như vậy dòng điện trong mạch sớm pha hơn điện áp một góc π / 4 rad Chọn D Câu 27 Phương pháp: Sử dụng công thức tính công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều

Cách giải: Công suất tiêu thụ của đoạn mạch P = UI cos ϕ = 100. 2 cos

π 3

= 70, 7 W

DẠ

Chọn A Câu 28 Cách giải: Đáp án C + Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thì điện áp hai đầu mạch sớm pha 0,5 π so với dòng điện trong mạch. Câu 29 Cách giải: Đáp án D + Dòng điện nhanh pha hay chậm pha so với điện áp phụ thuộc vào L, C và ω. Câu 30

Trong mạch dao động thì I sớm pha

π 2

FI CI A

π  Cách giải: Biến đổi biểu thức cường độ dòng điện: i = I 0 .sin ωt = I 0 .cos  ωt −  A 2  so với q nên ta có:

π π  q = Q0 .cos  ωt − −  = Q0 .cos ( ωt − π ) 2 2  1 = ωC

1 100π .

10−3

= 10Ω

Cách giải: Ta có: f =

np 60 f 60.50  p= = =4 60 n 750

Câu 34 Phương pháp: Sử dụng công thức của máy biến áp

U1 N1 210 2400  U 2 = 70V = ⇔ = U 2 N2 U2 800

Cách giải: Ta có:

ƠN

Câu 33

Câu 32 Cách giải: Dung kháng của tụ: ZC =

Cách giải: Đáp án B + Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch 200V Câu 31 Phương pháp: Sử dụng biến đổi toán học về lượng giác

QU Y

Câu 35 Cách giải: Đáp án C Nếu trong máy biến áp có số vòng dây cuộn thứ cấp lớn hơn cuộn sơ cấp thì đó là máy biến thế tăng áp Câu 36 Cách giải: Đáp án B I Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch được xác định bởi biểu thức I = 0 = 2 A 2

DẠ

KÈ

Câu 37 Cách giải: Đáp án C Trong mạch điện chỉ chứa tụ điện, điện áp tức thời trễ pha hơn cường độ dòng điện tức thời trong mạch π lệch pha nhau 1 góc 2 Câu 38 Cách giải: Đáp án C Câu 39 Cách giải: Đáp án B Câu 40 Cách giải: Đáp án C

40 bài tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 3: vận dụng - Đề số 1 (Có lời giải chi tiết)

FI CI A

Câu 1: Một máy biến áp lí tưởng, từ thông xuyên qua mỗi vòng dây của cuộn sơ cấp có biểu thức Φ = 2cos(100πt) mWb. Cuộn thứ cấp của máy biến áp có 1000 vòng dây, suất điện động xuất hiện ở cuộn thứ cấp của máy biến áp có giá trị là

π  A. 100π cos  100π t −  V 2 

π  C. 200π cos  100π t −  V 2 

B. 100π cos (100π t ) V

D. 200π cos (100π t ) V

B. u(t) nhanh pha so với i(t) một góc

2π rad. 3

C. u(t) chậm pha so với i(t) một góc

A. u(t) nhanh pha so với i(t) một góc

ƠN

Câu 2: Trong hình là đồ thị biểu diễn sự biến đổi của điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch xoay chiều và cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch đó theo thời gian. Kết luận nào sau đây là đúng khi nói về độ lệch pha giữa u(t) và i(t)?

D. u(t) chậm pha so với i(t) một góc

rad. 2 2 Câu 3: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (ω thay đổi được), vào hai đầu đoạn mạch R, C, L nối tiếp (cuộn dây thuần cảm). Khi ω = ω0 thì công suất tiêu thụ của mạch đạt cực đại, khi ω = ωL = 48π (rad/s) thì ULmax. Ngắt mạch ra khỏi điện áp xoay chiều nói trên rồi nối mạch vào hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kể, phần cảm là nam châm có 1 cặp cực. Khi tốc độ quay của rôto là n1 = 20 (vòng/s) hoặc n2 = 60 (vòng/s) thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm bằng nhau. Giá trị của ω0 gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 161,52 rad/s. B. 172,3 rad/s. C. 156,1 rad/s. D. 149,37 rad/s. Câu 4: Cho đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm một tụ điện, một cuộn dây và một biến trở R mắc nối tiếp, điện áp xoay chiều giữa hai đầu đoạn mạch ổn định. Cho R thay đổi ta thấy: Khi Ω thì công suất tiêu thụ của biến trở có giá trị lớn nhất là P0; Khi thì công suất tiêu thụ của mạch AB có giá trị lớn nhất là 2P0. Giá trị của bằng A. 12,4 Ω. B. 60,8 Ω. C. 45,6 Ω D. 15,2 Ω. Câu 5: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian được mô tả bằng đồ thị ở hình bên. Biểu thức cường độ dòng điện tức thời của đoạn mạch đó là

DẠ

KÈ

QU Y

rad

2π rad. 3

π  C. i = 4 cos  100π t −  A 4 

π  A. i = 4 cos  100π t +  A 4 

FI CI A

π π   B. i = 4 cos  120π t −  A D. i = 4 cos  120π t +  A 4 4   Câu 6: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần R1 =

10−3 F đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2 mắc với 4π cuộn thuần cảm. Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi thì điện áp tức 5π   thời ở hai đầu đoạn mạch AM và MB lần lượt là u = 50 2 cos  100π t −  V , uMB = 150 cos100π t. Hệ số 12  

40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C =

công suất của đoạn mạch AB là A. 0,952. B. 0,756. C. 0,863. D. 0,990. Câu 7: Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn dây và tụ điện có điện dung C nối 62,5 tiếp, với C thay đổi được. Khi C = µ F thì mạch tiêu thụ công suất cực đại bằng 93,75 W. Khi

ƠN

1 mF thì điện áp hai đầu đoạn mạch RC và cuộn dây vuông pha với nhau, điện áp hiệu dụng hai 9π đầu cuộn dây khi đó là C=

A. 90 V. B. 75 V. C. 120 V. D. 75 2 V. Câu 8: Một máy phát điện xoay chiều một pha, rôto có hai cặp cực. Nối hai cực của máy phát với đoạn

10−4 F . Khi 8π rôto của máy phát quay đều với tốc độ 1200 vòng/phút hoặc 2268 vòng/phút thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là như nhau. Độ tự cảm của cuộn dây có giá trị gần nhất với giá trị A. 0,6 H. B. 0,8 H C. 0,2 H. D. 0,4 H. 1 Câu 9: Một đoạn mạch AB nối tiếp theo thứ tự gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = (H), điện trở R 2π

QU Y

mạch AB gồm R, cuộn cảm thuần và tụ điện nối tiếp nhau. Cho R = 69,1 Ω điện dung C =

KÈ

= 50Ω và hộp X. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = 120 2 cos100π t (V) thì điện áp hiệu dụng của hộp X là 120V, đồng thời điện áp của hộp X trễ pha so với điện áp của đoạn mạch AB là π/6. Công suất tiêu thụ của hộp X có giá trị gần đúng là A. 63W B. 52W C. 45W D. 72W Câu 10: Trên đoạn mạch không phân nhánh có 4 điểm theo đúng thứ tự A,M,N,B. Giữa A và M chỉ có điện trở thuần. Giữa M và N chỉ có cuộn cảm thuần có L thay đổi được. Giữa N và B chỉ có tụ điện. Đặt

DẠ

vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều u = 160 2 cos100π t (V). Khi độ tự cảm L = L1 thì giá trị hiệu dụng UMB = UMN = 96V. Nếu độ tự cảm L = 2L1 thì điện áp giữa hai đầu cuộn cảm bằng A. 240V B. 160V C. 180V D. 120V Câu 11: Đặt điện áp u = U0.cosωt vào hai đầu đoạn mạch như hình vẽ, trong đó điện trở R và cuộn cảm thuần L không đổi, tụ điện C có điện dung thay đổi được. Sự phụ thuộc của số chỉ vôn kế V1 và V2 theo điện dung C được biểu diễn như đồ thị hình bên. Biết U3 = 2U2. Tỉ số U4/U1 là

L FI CI A

4 5 4 3 C. D. 5/2 3 3 Câu 12: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số thay đổi được vào hai đầu đoạn

A. 3/2

L . Thay đổi tần số đến các C giá trị f1 và f2 thì hệ số công suất của mạch là như nhau và bằng cosφ. Thay đổi tần số đến giá trị f3 thì điện áp hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại, biết rằng f1= f2 + f3. giá trị cosφ gần với giá trị nào nhất sau đây? A. 0,43. B. 0,35 C. 0,67 D. 0,52 Câu 13: Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có rôto gồm 4 cặp cực từ, muốn tần số dòng điện xoay chiều mà máy phát ra là 50 Hz thì rôto phải quay với tốc độ là bao nhiêu? A. 3000 vòng/phút B. 1500 vòng/phút C. 750 vòng/ phút D. 500 vòng/phút 1 Câu 14: Cho mạch điện R, L, C mắc nối tiếp, trong đó R = 25Ω; L = H . Người ta đặt vào 2 đầu mạch π điện hiệu điện thế xoay chiều tần số 50 Hz. Để hiệu điện thế hai đầu mạch trễ pha 0,25π so với cường độ dòng điện thì dung kháng của tụ điện là A. 125 Ω B. 75Ω C. 100Ω. D. 150Ω

QU Y

ƠN

mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần I , và tụ điện C, sao cho R =

Câu 15: Đặt điện áp u = U 2 cos (ωt + ϕ ) V vào hai đầu mạch gồm một cuộn dây nối tiếp với tụ C thay

KÈ

đổi được. Khi C = C1 thì độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp hai đầu mạch là 600 và khi đó mạch tiêu thụ một công suất 50 W. Điều chỉnh C để công suất tiêu thụ của mạch cực đại là A. 250 W. B. 50 W. C. 100 W. D. 200 W. Câu 16: Người ta cần truyền một công suất 5MW từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ cách nhau 5km. Hiệu điện thế hiệu dụng cuộn thứ cấp của máy tăng áp là U =100kV. Muốn độ giảm thế trên đường dây không quá 1%U thì tiết diện của đường dây dẫn phải thỏa điều kiện nào? Biết điện trở suất của dây tải điện là 1,7.10-8Ωm. A. S ≥ 5,8 mm2 B. S ≤ 5,8 mm2 C. S ≥ 8,5 mm2 D. S ≤ 8,5 mm2

DẠ

Câu 17: Đặt một điện áp xoay chiều có u = 120 2 cos100π t V vào hai đầu một mạch điện gồm một điện trở R nối tiếp với một bóng đèn 100 V – 100 W. Muốn đèn sáng bình thường thì R có giá trị là bao nhiêu? A. 20 Ω. B. 100 Ω. C. 10 Ω. D. 120 Ω.

π  Câu 18: Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = 220 2 cos  ωt −  V thì cường độ dòng điện qua 2  π  đoạn mạch có biểu thức là i = 2 2 cos  ωt −  A. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch 4  3

A. 440W

B. 220 2 W

C. 440 2 W

D. 220W

10−3 7 H, C = F. Đặt vào 10π 2π hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có tần số 50Hz thì tổng trở của đoạn mạch là

B. 50 3Ω

C. 50 Ω

D. 50 5Ω

FI CI A

A. 50 2Ω

Câu 19: Mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 50 Ω , L =

Câu 20: Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kể. Nối hai cực của máy phát với một đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với điện trở thuần. Khi roto của may quay đều với tốc độ 3n vòng/ s thì dòng điện trong mạch có cường độ hiệu dụng 3 A và hệ số công suất của đoạn mạch bằng 0,5. Nếu roto quay đều vơi tốc độ góc n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch bằng B. 2 2 A

C. 2A

D. 3 3 A

A. 3A

π  Câu 21: Đặt điện áp u = U 0 cos  ωt +  vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện thì cường độ dòng điện 4  trong mạch là i = I 0 cos (ωt + ϕi ) . Giá trị của ϕi bằng

3π 3π D. − 2 2 4 4 Câu 22: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đặt điện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB. Khi đó đoạn mạch AB tiêu thụ công suất bằng 120 W và có hệ số công suất bằng 1. Nếu nối tắt hai đầu tụ điện thì điện áp hai đầu đoạn mạch AM và MB có cùng giá trị hiệu dụng nhưng

lệch pha nhau

B. −

π 3

ƠN

, công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB trong trường hợp này có giá trị gần giá trị nào

QU Y

nhất?

KÈ

A. 78 W. B. 121 W. C. 163 W. D. 87W. Câu 23: Một tụ xoay có điện dung biến thiên theo hàm số bậc nhất với góc quay từ giá trị C1 = 10pF đến C2 = 370pF tương ứng góc quay của các bản tăng dần từ 00 đến 1800. Tụ điện được mắc với một cuộn dây thuần cảm có L = 2mH để tạo thành mạch chọn sóng của máy thu. Để thu được bước sóng 22,3m thì phải xoay tụ một góc bằng bao nhiêu kể từ vị trí điện dung cực đại. A. 1200. B. 1500. C. 600 D. 300 Câu 24: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C đổi được. Vôn kế V1 mắc giữa hai đầu điện trở; vôn kế V2 mắc giữa hai bản tụ điện; các vôn kế có điện trở rất lớn. Điều chỉnh giá trị của C thì thấy: ở cùng thời điểm, số chỉ của V1 cực đại thì số chỉ của V1 gấp đôi số chỉ của V2. Hỏi khi số chỉ của V2 cực đại thì số chỉ của V2 gấp bao nhiêu lần số chỉ V1?

DẠ

A. 2 2 lần B. 1,5 lần. C. 2 lần. D. 2,5 lần. Câu 25: Tại một điểm M có một máy phát điện xoay chiều một pha có công suất phát điện và điện áp hiệu dụng ở hai cực của máy phát đều không đổi. Điện năng được truyền đến nơi tiêu thụ trên một đường dây có điện trở không đổi. Coi hệ số công suất của mạch luôn bằng 1. Hiệu suất của quá trình truyền tải này là H. Muốn tăng hiệu suất quá trình truyền tải lên đến 97,5% nên trước khi truyền tải, nối hai cực của máy phát điện với cuộn sơ cấp của máy biến áp lí tưởng và cuộn thứ cấp được nối với dây tải. Nhưng trong quá trình nối, do bị nhầm giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp nên hiệu suất quá trình truyền tải chỉ là 60%. Giá trị của H và tỉ số số vòng dây ở cuộn sơ cấp và thứ cấp (k = N1/ N2 ) của máy biến áp là A. H = 78,75%; k = 0,25 C. H = 78,75%; k = 0,5 4

ƠN

FI CI A

B. H = 90%; k = 0,5. D. H = 90%; k = 0,25. Câu 26: Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều có đồ thị điện áp tức thời phụ thuộc vào thời gian như hình vẽ. Trong đó điện áp cực đại U0 và chu kì dòng điện không thay đổi. Khi đóng và mở khóa K thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch phụ thuộc vào thời gian như hình vẽ. Giá trị của I0 là

C. 1,5 3 A

D. 2 3 A

B. 3A

A. 3 3 A

Câu 27: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu một đoạn mạch như hình vẽ. Khi K đóng, điều chỉnh giá trị biến trở đến giá trị R1 hoặc R2 thì công suất tỏa nhiệt trên mạch đều bằng P. Độ lệch pha giữa điện áp tức thời hai đầu mạch và dòng điện trong mạch khi R = R1 là

π 6

. Khi K mở, điều chỉnh giá trị R từ 0 đến rất lớn thì công suất tỏa

QU Y

j1, khi R = R2 là j2, trong đó ϕ1 − ϕ2 =

nhiệt trên biến trở R cực đại bằng 2P/3, công suất trên cả mạch cực đại bằng

KÈ

cuộn dây là

2P . Hệ số công suất của 3

3 2

1 2

2 3 13

1 13

Câu 28: Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa R điện áp xoay chiều có biểu thức: u = U 0 cos (ωt ) V thì

DẠ

dòng điện qua mạch có biểu thức i = I 0 cos (ωt + ϕ ) V. Pha ban đầu ϕ có giá trị là

A. π

B. 0

D. −

2 2 Câu 29: Cho mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp đang xảy ra cộng hưởng điện. Tăng dần tần số dòng điện và giữ nguyên các thông số của mạch, kết luận nào sau đây là không đúng. A. Hệ số công suất của mạch giảm. C. Điện áp hiệu dụng trên tụ điện tăng.

i = I 2 cos (100π t ) có biểu thức p = 40 + 40cos ( 200π t ) W. Giá trị của I là

2 A B. 2A C. 2 2 A D. 4A Câu 32: Đặt điện áp xoay chiều vào hai bản tụ điện có dung kháng là ZC = 50Ω. Điện áp giữa hai bản tụ điện được mô tả như hình bên. Biểu thức cường độ dòng điện qua tụ là

ƠN

FI CI A

B. Cường độ hiệu dụng của dòng điện giảm. D. Điện áp hiệu dụng trên điện trở giảm. Câu 30: Mạng điện dân dụng ở Việt Nam có điện áp hiệu dụng là 220 V, ở Nhật là 110 V. Điện áp hiệu dụng quá cao, có thể gây nhiều nguy hiểm cho người sử dụng. Nếu điện áp hiệu dụng thấp, chẳng hạn 30 V – 50 V sẽ ít gây nguy hiểm cho người sử dụng. Nguyên nhân không sử dụng mạng điện có điện áp A. Không thể sản xuất linh kiện điện sử dụng. C. Công suất nơi truyền tải sẽ quá nhỏ. B. Công suất hao phí sẽ quá lớn. D. Công suất nơi tiêu thụ sẽ quá lớn. Câu 31: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở thuần R = 10 Ω thì công suất tức thời trong

 50π t π  A. i = 2 cos  −  (A) 6  3

 100π t 5π  C. i = 2 cos  +  (A) 6   3

KÈ

QU Y

 50π t π   50π t 5π  B. i = 2 2 cos  D. i = 2 2 cos  −  (A) −  (A) 6 6   3  3 Câu 33: Đặt điện áp xoay chiều có tần số f và điện áp hiệu dụng U không đổi vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Thay đổi C để điện áp hiệu dụng hai đầu R đạt giá trị cực đại là URm thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện là U1C, với U1C = 0,5URm . Nếu điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực A. 2,24. B. 1,24. C. 2,50. D. 1,75 Câu 34: Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Dùng một vôn kế có điện trở rất lớn mắt lần lượt vào hai đầu điện trở, tụ điện thì vốn kế chỉ 80 V; 60 V. Khi mắc vôn kế vào hai đầu đoạn mạch thì số chỉ vôn kế là A. 20 V. B. 140 V. C. 70 V. D. 100V Câu 35: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch

gồm điện trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Khi điện áp tức thời hai đầu R đạt giá trị 20 7

DẠ

A thì cường độ dòng điện tức thời qua mạch có giá trị

7 A và điện áp tức thời giữa hai bản tụ có giá trị

45V. Khi điện áp tức thời hai đầu điện trở là 40 3 V thì điện áp tức thời giữa hai đầu bản tụ là 30 V. Giá trị của điện dung C là

3.10−3 F 8π

10−4

2.10−3 F 3π

10 −3

FI CI A

Câu 36: Đặt điện áp u = U0cos(ωt + φ) vào hai đầu đoạn mạch RLC như hình vẽ: cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện dung C của tụ điện có giá trị thay đổi được. Điều chỉnh giá trị của điện dung C thì thấy: ở cùng thời điểm, số chỉ của vôn kế V1 cực đại thì số chỉ của vôn kế V1 gấp đôi số chỉ của vôn kế V2. Khi số chỉ của vôn kế V2 cực đại thì tỉ số giữa số chỉ của vôn kế V2 với số chỉ của vôn kế V1 bằng

A. 2,5 B. 2 2 C. 1,5 D. 3 2 Câu 37: Cho đoạn mạch gồm điện trở R; cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C mắc nối tiếp. Đặt điện áp xoaychiều u = U 0 cos (ωt + ϕ ) vào hai đầu đoạn mạch thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu các phần tử R,

ƠN

L, C lần lượt là 40 V, 50 V, 80 V. Hệ số công suất cùa đoạn mạch bằng A. 0,25 B. 0,6 C. 0,75

D. 0,8

π  Câu 38: Đặt vào hai đầu một đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 200 2 cos  100π t +  (V) thì trong 4 

A. 4 (A)

B. 2 2 (A)

π  mạch có dòng điện xoay chiều chạy qua với phương trình i = 4 2 cos  100π t −  (A). Khi điện áp hai 4  đầu đoạn mạch có giá trị bằng 200 (V) và đang tăng thì cường độ dòng điện qua mạch có độ lớn bằng C. 2 3 (A)

D. 2 (A)

QU Y

Câu 39: Đặt điện áp u = 50 2 cos ωt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm một điện trở thuần, một cuộn cảm thuần và tụ điện có điện dung thay đổi được. Thay đổi điện dung của tụ cho tới khi điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại là 130 V. Khi đó, vào thời điểm điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AB có giá trị bằng 50 V và đang tăng thì điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm thuần có giá trị xấp xỉ bằng A. 42 V. B. 75 V. C. 60 V. D. 52 V. Câu 40: Đặt điện áp u = U 0 cos 2π ft (với U0 không đổi, f thay đổi được) vào hai 2 điểm M, N của một

DẠ

KÈ

đoạn mạch như hình vẽ. Biết các vôn kế V1, V2 và Ampe kế lí tưởng. Trong quá trình thay đổi tần số f của điện áp người ta thấy chỉ số vôn kế V2 nhỏ nhất bằng 30V, lúc đó ampe kế chỉ 3A, vôn kế V1 chỉ 120V, điều chỉnh f để vôn kế V2 chỉ 80V thì số chỉ của ampe kế gần nhất với kết quả nào sau đây?

A. 2,5 (A).

B. 1,5(A).

C. 3,5 (A).

D. 4,5(A).

HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT 2.B

3.C

4.D

5.C

6.D

7.C

8.A

9.B

10.A

11.D

12.A

13.C

14.A

15.D

16.C

17.A

18.B

19.A

20.D

21.C

22.D

23.B

24.D

25.B

26.B

27.D

28.B

29.C

30.B

31.B

32.A

33.C

34.D

35.C

36.A

37.D

38.A

39.C

40.A

FI CI A

1.C

Câu 1 Cách giải: Đáp án C + Do cấu tạo của máy biến áp nên hầu như mọi đường sức từ do dòng điện ở cuôn sơ cấp gây ra đều đi qua cuộn thứ cấp; nói cách khác từ thông qua mỗi vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là như nhau

Φ1 = Φ 2 = Φ = 2 cos (100π t ) (mWb)

ƠN

+ Từ thông qua cuộn thứ cấp là:

Φ 2 = N 2Φ 2 = 2000cos (100π t ) (mWb) = 2 cos (100π t ) (Wb) + Suất điện động xuất hiện trong cuộn thứ cấp là:

π  e2 = −Φ ( t ) = 200π sin (100π t ) (V) = 200π cos  100π t −   Chọn C 2  Câu 2 Cách giải: Đáp án B Từ đồ thị ta thấy, lúc t = 0 thì

u = 0u(t ) < 0  ϕu =

π 2

Câu 3 Cách giải: Đáp án C Ta có: ω02 = ωL .ωC ; ωC =

QU Y

i = I 0  ϕi = 0

1 R2 − 2 LC 2 L

KÈ

ω1 = 2π f1 = 2π n1 p = 40π (rad/ s) Ta có:  ω2 = 2π f 2 = 2π n2 p = 120π (rad/ s) Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm: U L = I .Z L =

R 2 + ( Z L − ZC )

DẠ

Khi

EZ L

ω12

U L1 = U L2 

 1  R +  ω2 L −  ω2C  

L 1  81 1  − 80 R 2 = ( 81ω12 − ω22 ) L2 + 2  2 − 2  C C  ω1 ω2 

160

L R2 1  81 1  − 80 2 = ( 81ω12 − ω22 ) + 2 2  2 − 2  C L L C  ω1 ω2 

160

FI CI A

  1  1  2 ⇔ R 2 +  ω2 L −  = 81R + 81 ω1 L −  ω2C  ω1C    2L 1 162 L 81 nω22 L2 − + 2 2 = 80 R 2 + 81ω12 L2 − + 2 2 ω1 C C ω2 C C

 1 R2  1  81 1  160  − 2  = ( 81ω12 − ω22 ) + 2 2  2 − 2  L C  ω1 ω2   LC L 

ƠN

1  2 ω0 = LC  81 1  Lại có:   160ωC2 = ( 81ω12 − ω22 ) + ω04  2 − 2  (*) Thay ω02 = ω L .ωC vào (*) ta có: 2  ω1 ω2  ω 2 = 1 − R C 2  LC 2 L 2

 ω2   81 1  160  0  = ( 81ω12 − ω22 ) + ω04  2 − 2  Thay số ta có:  ωL   ω1 ω2 

2  81   ω02  1 2 2 4 π π ω 160  = 81. 40 − 120 + −    ω0 ≈ 156,12rad / s ( ) ( )  0  ( 40π )2 (120π )2   48π   

)

Câu 4 Cách giải: Đáp án D

QU Y

(

 U2  U2 P = = P0  R max 2 R + 2r = P0  1 Khi R1 thì    2 R1 + 2r 2 2   2 2 2  R1 = r + ( Z L − Z C ) 76 = r + ( Z L − Z C ) (2)

KÈ

 U2 P = = 2 P0 (3)  ABmax 2 Z L − ZC   R + r = Z − Z (4) L C  2

DẠ

Khi R2 thì 1 1 76 + r =  Z L − ZC = (2) 2 Z L − ZC R1 + r 2

 76 + r  762 = r 2 +    r = 45, 6Ω  Z L − Z C = 60,8Ω  2 

Thay (4) vào suy ra R2 = 15,2 Ω Câu 5 Cách giải: Đáp án C 9

T π  → T = 0, 01s → ω = 100π rad / s → i = 4 cos  100π t −  A 8 4 

FI CI A

t = 0,25.10-2s ứng với ∆t =

2 π I 0 và đnag tăng → ϕ 0 = − . Từ thời điểm t = 0 đến thời điểm 2 4

+ Từ đồ thị, ta có: I0 = 4A, tại t = 0, i =

Câu 6 Cách giải: Đáp án D

+ Biểu diễn vecto các điện áp Cường độ dòng điện chạy trong mạch I =

ƠN

Dung kháng của đoạn mạch Z C = 40Ω → ϕ AM = −450 → ϕ MB = 30 0

UM = Z AM

40 + 40

Với ϕ MB = 300 → Z MB = 2 R2 = 125Ω → R2 = 62,5Ω và Z L = Hệ số công suất của đoạn mạch: cos ϕ =

1, 2 A. 2

R2 2,5 = Ω 3 3

R1 + R2

( R1 + R2 )

( Z L − ZC )

≈ 0,99 2

KÈ

U MB 75 2 = = 125Ω 1, 2 I 2

QU Y

+ Tổng trở của đoạn mạch MB: Z MB =

Câu 7 Cách giải: Đáp án C 62, 5 + Khi C = C1 = µ F → Z C1 = 160Ω mạch tiêu thụ công suất cực đại → Z C1 = Z L = 160Ω π

DẠ

P = Pmax =

U2 U 2 1502 → R+r = = = 240Ω R+r P 93, 75

+ Khi C = C2 = →

1 µ F → Z C 2 = 90Ω thì điện áp hai đầu cuộn dây vuông pha với điện áp hai đầu RC. 9π

Z L Z CL = 1 → R = Z L Z CL = 14400Ω 2 → R = r = 120Ω r R 10

+ Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây khi đó là: U d =

UZ d = Z

150 1202 + 1602 2

(120 + 120 ) + (160 − 90 )

U 2R 1   R +  Lω −  Cω  

FI CI A

+ Công suất tiêu thụ của mạch: P =

với U = kω , k là hệ số tỉ lệ. Biến đổi toán học, ta

thu được:

= 120 V

Câu 8 Cách giải: Đáp án A

 2 k 2R  1 1  2L 2 1 − − R + =0   2 L − C2 ω  C P  ω  1 2 1

2 2

= 2LC − R 2C 2

Hai giá trị của tần số góc cho cùng công suất tiêu thụ trên mạch thỏa mãn:

+ Với ω = 2π n thay các giá trị vào phương trình trên ta tìm được L ≈ 0, 63H

KÈ

QU Y

ƠN

Câu 9 Phương pháp: Giản đồ vecto Cách giải: 1 Ta có: R = 50Ω; Z L = 100π . = 50Ω; U X = 120V ;U = 120V 2π

Ta có giản đồ vecto

Ta có: U RL = 2.OI = 2.120.sin

;cos β =

β =α +

π 12

= 62V  I =

U RL 62 = = 0,878 A Z RL 50 2

OI 31 π =  β = 750  α = 300 ϕuX = + α = 600 6 U AB 120

DẠ

 PX = U X I .cos ϕuX = 120.0,878.cos 60 ≈ 53W

Câu 10 Phương pháp: I=U/Z Cách giải: - Khi L = L1: 11

U MB U MN 96 96 =  = Z MB Z MN Z L1 − Z C Z L1 U AB U MN = Z AB Z MN

160

⇔

R 2 + ( Z L1 − Z C )

 Z C = 2 Z L1 I =

96 Z2 9 4 ⇔ 2 L1 2 =  R = Z L1 Z L1 R + Z L1 25 3

- Khi L= 2L1  Z L 2 = 2 Z L1  U L 2 = I '.Z L 2 =

160.Z L 2 R2 + ( Z L2 − ZC )

FI CI A

160.2.Z L1

= 240V

4   Z L1  + ( 2.Z L1 − 2.Z L1 ) 3 

 Z1 = Z 2 ⇔ R 2 + ( Z L1 − Z C1 ) = R 2 + ( Z L 2 − ZC 2 )

 Z L1 − Z C1 = Z L 2 − ZC 2 *   Z L1 − Z C1 = − Z L 2 + ZC 2 ** 1 1 = −ω2 .L + ω1C ω2 .C

(ω1 + ω2 ) L =

QU Y

Xét **

ω1L −

ƠN

Câu 11 Cách giải: Đáp án D Câu 12 Phương pháp: Sử dụng các biến đổi toán học và bài toán f biến thiên Cách giải: Ta có R R cos ϕ1 = cos ϕ 2 ⇔ = Z1 Z 2

ω + ω2 1 1 + = 1 ω1C ω2 .C ω1ω2 .C

1 LC Tính toán tương tự ta loại * Khi thay đổi đến tần số f3 thì UL cực đại, khi đó  ω1ω2 =

1 2 1 2 . = . = C 2 L − R2 C L C C

2 LC

KÈ

ω3 =

 ω1 .ω2 =

ω32

DẠ

2 Mà đề bài cho ta biết

f1 = f 2 + 2 f 3  ω1 = ω2 + 2ω3

)

FI CI A

(

 ω32 . = ω ω ω32 ω32  1 2 2  ω2 + 2ω3 .ω2 = ⇔ ω2 + 2ω3ω2 − =0 2  2 2 ω = ω + 2ω  1 2 3  − 2ω3 + 2ω3  1  = 1 − ω2 =  ω3 (tm) 2 2   ⇔ 1  − 2ω3 − 2ω3   =  −1 −  ω3 (loai ) ω2 = 2 2  

 Z L 2 = ω2 .L =

(

)

2 −1

L = C

(

1  2   ω2 =  1 −  2  LC 

)

2 −1 R

1 R = ω1C 2 −1 R R =  cos ϕ = Z2 R 2 + Z L 2 − Z C2

)

1 ≈ 0, 43 5

(

Câu 13 Cách giải: Đáp án C

Câu 14 Cách giải: Đáp án A

60 f 60.50 = = 750 vòng/phút. p 4

QU Y

+ Tốc độ quay của roto n =

ƠN

ZC 2 =

+ Cảm kháng của cuộn dây Z L = 100Ω . Để hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch trễ pha so với cường độ  π  Z − ZC dòng điện trong mạch một góc thì tan  −  = L → Z C = Z L + R = 100 + 25 = 125Ω. R  4

Câu 15 Cách giải: Đáp án D

KÈ

+ Công suất tiêu thụ của mạch khi C = C1 là P1 = Pmax cos 2 ϕ = 50W → Pmax =

50 = 200W cos 2 600

Câu 16 Cách giải: Đáp án C

DẠ

+ Độ giảm thế cực đại trên đường dây ∆U max = 0, 01U = 1kV . P 5000 = = 50 A U 100 1000 = = 20Ω 50

→ Dòng điện chạy qua dây truyền tải I = → Điện trở của dây dẫn Rmax =

∆U max I

+ Ta có Rmax = ρ

s min

1 2,5 = 1, 7.10−8 = 8,5.10−9 m 2 R 20

→ s min = ρ

1 2.5 = 1, 7.10−8 = 8,5.10−9 m 2 R 20

smin

→ smin = ρ

Câu 17 Cách giải: Đáp án A Pd 100 = = 1A U d 100

→ Điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở UR = U – Ud = 20V. U 20 → Giá trị của R là R = R = = 20Ω I I Câu 18 Cách giải: Đáp án B

+ Dòng điện chạy trong mạch khi đèn sáng bình thường I =

FI CI A

+ Ta có Rmax = ρ

R = 50Ω; Z L = ω.L = 70Ω; Z C =

1 = 20Ω ωC

Z = R 2 + ( Z L − Z C ) = 50 2Ω

Câu 19 Phương pháp: Sử dụng công thức tính tổng trở Z Cách giải:

ƠN

 π π + Công suất tiêu thụ của mạch P = UI cos ϕ = 220.2 cos  − +  = 200 2 B.  2 4

QU Y

Câu 20 Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch điện xoay chiều Cách giải: Đoạn mạch chỉ chứa điện trở R và cuộn cảm thuần nên tổng trở: Z = R 2 + Z L2 Ta có tần số của điện áp lúc roto quay với tốc độ 3n vòng/s là: f1 = 3np. Khi roto quay với tốc độ n vòng/s là: f2 = np, vậy f1 = 3f2 suy ra tốc độ góc ban đầu bằng 3 lần tốc độ góc lúc sau: U = Z1

R + ( Z L1 )

= 3A

R = 0, 5  Z1 = 2 R ⇔ Z L1 = 3R Z1

cos ϕ1 =

U 2

KÈ

I1 =

Z L = 2π f .L  f1 = 3 f 2  Z L1 = 3Z L 2  Z L 2 = U = Z2

R + ( Z L2 )

U R2 +

 I2 =

R 3

U = 3.I1 = 3 3 A 2 R. 3

DẠ

Câu 21: Đáp án C Câu 22 Phương pháp: Áp dụng giản đồ vecto trong mạch điện xoay chiều Cách giải: Đáp án D. Ban đầu, mạch có cộng hưởng điện, công suất của mạch là P=

U2  U 2 = P ( R1 + R2 ) (1) R1 + R2 14

FI CI A

Khi nối tắt tụ điện, đoạn AM chỉ còn R1, đoạn MB gồm R2 nt L. GĐVT như hình vẽ

Thay (1) vào (2), ta được: P ' =

+ U R2

)

R1 + R2

3P 3.120 = = 90(W) 4 4

3U 2 (2) 4 ( R1 + R2 )

ƠN

(U Công suất của đoạn mạch bây giờ bằng P ' =

3 2

Tam giác ABC cân với góc AMB = 1200  MAB = 300 ; U R1 + U R2 = U cos 300 = u

Câu 23 Cách giải: Đáp án B. Điện dung của tụ phụ thuộc góc quay của bản tụ C = a. α + b Với hai giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của điện dung là C1 và C2 ta có a.0 + b = 10( pF ) a = 2( pF )   C = 2.α + 10( pF ) (1)  a.180 + b = 370( pF ) b = 10( pF ) Để bắt được sóng có bước sóng λ = 22,3m thì điện dung của tụ bằng

λ2 = 70.10−12 ( F ) = 70( pF ) 4π 2 c 2 L

QU Y

Thay vào (1) ta tìm được α = 300 Vậy phải tụ một góc bằng 1500 từ vị trí có điện dung cực đại (ứng với góc 1800). Câu 24 Phương pháp: Áp dụng điều kiện xuất hiện điều kiện có cộng hưởng. Cách giải: Đáp án D + Khi số chỉ của vôn kế V1 cực đại, tức là U Rmax = U (có cộng hưởng), khi đó U Rmax

U R  ZL = Z C = 0 2 2

KÈ

U L = UC =

+ Khi số chỉ của vôn kế V2 đạt cực đại là U Cmax = U

DẠ

Khi đó U R = I .R =

U Cmax ZC

.R 

U Cmax UR

R 2 + Z L2 R

R 2 + Z L2 5 5 với Z C = = R 2 ZL 2

R 5 = = 2,5 ZC 2

Câu 25 Phương pháp: Sử dụng công thức hiệu suất truyền tải và tính công suất hao phí Cách giải: Gọi công suất truyền tải là P, hiệu điện thế phát là U, ta có:

P − Php P2 1  Php = P − H .P = (1 − H ).P  1 − H ∼ 2 .R; H = 2 U P U 1  2 1 − 97,5% ∼ 1  1 − 97,5% 1 1− H 1   = k 4 ⇔ k 4 =  k = 0,5  = k 2 =  H = 90%  U  k  1 − 60% 16 1 − 60% 4  2 1 − 60% ∼ ( kU ) 

FI CI A

Php = I 2 .R =

Câu 26 Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm

Cách giải: Khi khóa K mở, mạch gồm R, r, L, C nối tiếp. Từ đồ thị của điện áp, ta có: u = U 0 cos ω t . Từ đồ thị cường độ dòng điện khi K mở ta có phương trình cường độ dòng điện là: i = I 0 cos (ω t + ϕi ) .

 tan ∆ϕ m =

π 6

 ∆ϕ m = ϕ u − ϕ i 1 =

−π 6

Z L − Z C −1 −1 =  Z L − ZC = (R + r) R+r 3 3

ƠN

i = 1,5 = 3.cos ϕ i1  ϕ i1 =

Khi t = 0:

Khi K đóng, mạch có r, L, C nối tiếp. Ta có phương trình cường độ dòng điện là: i = I 0 cos (ωt + ϕi 2 )

Khi t = 0: Câu 27 Phương pháp: Sử dụng biến đổi toán học và các điều kiện P cực trị Cách giải: Khi K đóng, mạch chỉ có R, C mắc nối tiếp. Khi R1, R2 thì P1 = P2 nên:

*  R1 = R2 =

QU Y

 U2 U 2 .R1 U 2 .R2  R1 + R2 = =  P * Z1 Z2 R R = Z 2 C  1 2 tan ϕ1 + tan ϕ 2 2Z 1 π tan ∆ϕ = = tan = ⇔ R1 + R2 = C 1 − tan ϕ1. tan ϕ 2 6 3 3 ZC 3.U 2 P= 4Z C 3

Khi K mở thì mạch R, r, L, C nối tiếp. Công suất mạch cực đại là;

Z U 2 2P 2 = ⇔ R 2 = r 2 + ( Z L − ZC )  r = C 2R 3 3

KÈ

Pmax =

Thay các giá trị tìm được vào tính hệ số công suất cuộn dây: cos ϕ d =

r 2

r +Z

2 L

1 Đáp án D 13

Câu 28 Cách giải: Đáp án B + Với đoạn mạch chỉ chứa R thì dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp → ϕ = 0

DẠ

Câu 29 Cách giải: Đáp án C + Khi mạch xảy ra cộng hưởng thì ω = ωR

→ Dựa vào đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp hiệu dụng trên các phần tử ta thấy rằng khi tăng ω thì UC luôn giảm → C sai. 16

L FI CI A

Câu 30 Cách giải: Đáp án B Câu 31 Cách giải: Đáp án B

+ Đoạn mạch chỉ chứa R thì u luôn cùng pha với i → u = 10 I 2 cos ωt → Công suất tức thời p = ui = 20 I 2 cos ω 2t = 10 I 2 + 10 I 2 cos 2ωt

QU Y

ƠN

+ So sánh với phương trình bài toán, ta có 10 I 2 = 40 A → I = 2 A Câu 32 Phương pháp: Áp dụng vòng tròn lượng giác trong dòng điện xoay chiều Cách giải: Đáp án A

T T 50π + = 70.10−3 s  T = 0,12 s  ω = 2 12 3

Từ đồ thị ta có

DẠ

KÈ

π π  ϕi = ϕu + = − 2π   2 6 ϕu = −   50π t π   i = 2 cos  −  ( A) 3   6  3 U 0 = 100V  I 0 = U 0 = 100 = 2 A Z C 50  Câu 33 Phương pháp: Mạch điện xoay chiều có điện dung thay đổi Cách giải: Đáp án C U Rmax = U U1C Z1C  Z C1 = Z L =  U  max = 2 = UR R U1C = Z1C  R

FI CI A

 Chọn Z1C = 2  R = 1Z L = 2 Z C 2 

 U R 2 + Z L2 U 5 U Cmax = = R 2 U max 5 R 2 + Z L2  = =5   C = U U 5 R U2R 2 U 2 R = R = 2  2 R 2 + ( Z L − 2ZC 2 ) 

Câu 34 Phương pháp: Áp dụng công thức tính hiệu điện thế toàn mạch Cách giải: Đáp án D + Điện áp hai đầu đoạn mạch U = U R2 + U C2 = 802 + 602 = 100V

Câu 35 Phương pháp: Áp dụng điều kiện vuông pha của uR và uC Cách giải: Đáp án C

u R 20 7 = = 20Ω Điện áp trên điện trở và trên tụ điện luôn vuông nhau tại i 7 cùng một thời điểm bất kì, ta có:

ƠN

+ Điện trở của mạch R =

QU Y

 20 7  2  45 2   +   = 1 I = U R = 2 2 2 2  U U    u R   uC  0R   0C  2.10−3  R →  = C F    +  =1→  2 2 3π  U 0 R   U 0C   40 3   30   Z = U C = 15   = 1  C I  +   U 0 R   U 0C  Câu 36 Phương pháp: Áp dụng điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện Cách giải: Đáp án A UZ L + Khi V1max → mạch xảy ra cộng hưởng Z L = Z C1V2 = U C = , với V1max = 2V2 → ZL = 0,5R, để đơn R giản ta chọn R = 1 → ZL = 0,5 khi R 2 + Z L2 12 + 0,52 5 =U = R 1 2 R 2 + Z L2 12 + 0,52 UR = = = 2,5  V1 = U R = ZL 0, 5 R2 + ( Z − Z

ZC 2

V1 = 2, 5 V2

Câu 37

KÈ



V2max  V2 = U C max = U

)

U .1 12 + ( 0.5 − 2, 5 )

Phương pháp: Áp dụng công thức tính hệ số công suất của mạch xoay chiều cos ϕ =

1 5

R Z

DẠ

Cách giải: Đáp án D Hệ số công suất của mạch được xác định bởi biểu thức R R 40 cos ϕ = = = = 0,8 2 2 Z R2 + ( Z − Z ) 402 + ( 50 − 8 ) L

Câu 38 Cách giải: Đáp án A 18

Ta thấy cường độ dòng điện và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch vuông pha nhau do đó ta có 2

 i   u   i   200    +   =1   +  = 1 i = 4A  4 2   200 2   I0   U 0 

Khi C thay đổi để U Cmax thì ∆AMB ⊥ A

U 2 = U Cmax (U Cmax − U L ) U = 50

1440 1 π 5 u  ωt = − sin ϕ = max = V nt → u = 50  cos ωt = 13 4 UC 13 2

QU Y

U Cmax = 130U L =

ƠN

FI CI A

Câu 39 Cách giải: Đáp án C

π 5   u L = U L 2 cos  ωt + + arcsin  ≈ 60V 2 13   Câu 40 Cách giải: Đáp án A V1 chỉ U= 120V Khi V2 nhỏ nhất là có cộng hưởng U 120 = = 40Ω I 3 U 30 r= 2 = = 10Ω  R = 40 − r = 30Ω  U R = 3U r I 3

DẠ

KÈ

R+r =

Vẽ giản đồ vecto: Gọi Ur là điện áp của r, Y là UC - UL:

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

2 2 2 40 3 U 4 3 120 = 16U r + Y Ta có  2 V  I'= r = A = 2,3 A  Ur = 2 2 3 r 3 80 = U r + Y

40 bài tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 3: vận dụng Đề số 2 (Có lời giải chi tiết)

ƠN

FI CI A

Câu 1: Một máy tăng thế có số vòng dây của hai cuộn dây là 1000 vòng và 500 vòng. Mắc cuộn sơ cấp vào mạng điện 110V-50Hz. Điện áp giữa hai đầu cuôn thứ cấp có giá trị hiệu dụng và tần số là A. 220 V;100 Hz. B. 55 V; 50 Hz. C. 220 V; 50 Hz. D. 55 V; 25 Hz. Câu 2: Cuộn dây có N=100 vòng, mỗi vòng có diện tích S=300 cm2. Đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B=0,2T sao cho trục của cuộn dây song song với các đường sức từ. Quay đều cuộn dây để sau Δt=0,5s trục của nó vuông góc với các đường sức tự thì suất điện động cảm ứng trung bình trong cuộn dây là: A. 0,6V. B. 3,6V. C. 1,2V. D. 4,8V. Câu 3: Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây một hiệu điện thế một chiều 15V thì cường độ dòng điện trong cuộn dây là 0,5A. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 15V thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua cuộn dây là 0,3A. Điện trở thuần và cảm kháng của cuộn dây có giá trị là A. 30Ω ; 50Ω. B. 30Ω ; 24Ω. C. 7,5Ω; 50Ω. D. 30Ω ; 40Ω. Câu 4: Một học sinh làm thí nghiệm để đo điện dung của tụ điện. Học sinh này mắc nối tiếp R với tụ điện C thành mạch điện AB, trong đó điện trở R có thể thay đổi được. Đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay

chiều u = 10 2 cos (100π t ) V . Kết quả thí nghiệm được biểu diễn bằng đồ thị như hình vẽ. Với UC là điện

QU Y

áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện. Giá trị của điện dung C là

A. 168μF.

B. 106μF.

C. 170μF.

D. 110μF

π  Câu 5: Đặt điện áp u = U 0 cos  100π t +  V vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp thì cường độ dòng 6 

DẠ

KÈ

π   điện qua mạch là i = I 0 cos  100π t −  A. Hệ số công suất của đoạn mạch bằng 12   A. 0,50 B. 0,71 C. 0,87 D. 1,00 Câu 6: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp một điện áp xoay chiều u = U0cos(2πft) (trong đó U0 không đổi, tần số f có thể thay đổi). Ban đầu f = f0 thì trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng, sau đó tăng dần tần số dòng điện và giữ nguyên tất cả các thông số khác. Chọn phát biểu sai? A. Cường độ hiệu dụng của dòng giảm. B. Điện áp hiệu dụng trên tụ điện tăng. C. Điện áp hiệu dụng trên điện trở giảm. D. Hệ số công suất của mạch giảm. Câu 7: Trong mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp. Cho C, R, ω không đổi. Thay đổi L đến khi L = L0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm L đạt giá trị cực đại. Khi đó

A. L0 =

R 2 + Z C2 ω ZC

B. L0 =

R 2 + Z C2 ω 2 ZC

C. L0 =

R 2 + Z C2 ZC

D. L0 =

ω2

FI CI A

Câu 8: 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(100πt + 0,5π) 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. u L = 160 cos (100π t + π ) V

C. u L = 80 2 cos (100π t + π ) V

π  B. u L = 160 cos  100π t +  V 2 

π  D. u L = 80 2 cos  100π t +  V 2 

Câu 9: Cho đoạn mạch RLC không phân nhánh R = 50Ω, L =

,C =

2.10−4

F . Đặt giữa hai đầu đoạn

ƠN

mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số f thay đổi được. Khi điều chỉnh tần số f để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 4 A thì giá trị của f là A. f = 25 Hz. B. f = 50 Hz. C. f = 40 Hz. D. f = 100 Hz. Câu 10: Đặt một điện áp xoay chiều u = U0cosωt V vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm điện trở R = 90 Ω, cuộn dây không thuần cảm có điện trở r = 10 Ω và tụ điện có điện dung C thay đổi được. M là điểm nối giữa điện trở R và cuộn dây. Khi C = C1 thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu bằng U1; khi C = C2 = 0,5C1 thì điện áp hiệu dụng trên tụ điện đạt giá trị cực đại bằng U2. U Tỉ số bằng 2 U1

QU Y

A. 9 2 B. 2 C. 10 2 D. 5 2 2 Câu 11: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp (cuộn dây thuần cảm) với CR < 2L. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = U0cosωt V với ω thay đổi được. Điều chỉnh ω để điện áp giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại, khi đó điện áp hiệu dụng trên điện trở gấp 5 lần điện áp hiệu dụng trên cuộn dây. Hệ số công suất của đoạn mạch đó là 5 2 5 3 A. B. C. D. 31 29 29 19

KÈ

Câu 12: Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5 A và hệ số công suất của động cơ là 0,85 . Biết rằng công suất hao phí của động cơ là 9 W. Hiệu suất của động cơ (tỉ số giữa công suất hữu ích và công suất tiêu thụ toàn phần) là A. 92,5% B. 90,4% C. 87,5 % D. 80% Câu 13: Khi truyền điện năng có công suất P từ nơi phát điện xoay chiều đến nơi tiêu thụ thì công suất ∆P hao phí trên đường dây là ∆P. Để cho công suất hao phí trên đường dây chỉ còn là (với n > 1), nơi n phát điện người ta sử dụng một máy biến áp (lí tưởng) có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là 1 1 A. B. n C. D. n n n

DẠ

Câu 14: Đặt điện áp u = 100 2 cos100π t (V ) vào hai đầu một điện trở thuần 50 Ω. Công suất tiêu thụ của

điện trở bằng A. 500 W B. 400 W C. 200 W D. 100 W Câu 15: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp. Khi đó, cảm kháng của cuộn cảm có giá trị bằng 2R. Hệ số công suất của đoạn mạch là 2

A. n1 =

2 n2 3

2 . Mối liên hệ của n2 so với n1 là 2

B. n1 =

1 n2 2

C. n2 =

2 n1 3

FI CI A

suất của đoạn mạch AB là

A. 0,71. B. 1 C. 0,5 D. 0,45 Câu 16: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n1 vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là I(A); hệ số công

D. n2 =

1 n1 2

ƠN

Câu 17: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB như hình vẽ ( tụ điện có C thay đổi được). Điều chỉnh C đến giá trị C0 để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại, khi đó điện áp tức thời giữa A và M có giá trị cực đại là 84,5 V. Giữ nguyên giá trị C0 của tụ điện. Ở thời điểm t0, điện áp hai đầu: tụ điện; cuộn cảm thuần và điện trở có độ lớn lần lượt là 202,8 V; 30 V và uR. Giá trị uR bằng

QU Y

A. 50 V B. 60 V. C. 30 V. D. 40 V. Câu 18 Bóng đèn sợi đốt dân dụng ghi thông số 220V- 45W. Nếu mắc đèn vào mạng điện xoay chiều có điện áp cực đại 310V thì trong một giờ đèn tiêu thụ điện năng bằng bao nhiêu? A. ≈ 45Wh B. ≈ 64Wh C. ≈ 90Wh D. ≈ 227Wh Câu 19: Hai máy phát điện xoay chiều một pha đang hoạt động bình thường và tạo ra hai suất điện động có cùng tần số f. Rôto của máy thứ nhất có p1 cặp cực quay với tốc độ n1 = 1800 vòng/phút. Rôto của máy thứ hai có p2 =4 cặp cực quay với tốc độ n2. Biết n2 có giá trị trong khoảng từ 12 vòng/giây đến 18 vòng/giây. Giá trị của f là? A. 48Hz B. 54Hz C. 60Hz D. 50Hz 2 Câu 20: Khung dây phẳng gồm 100 vòng dây giống nhau, diện tích 40cm đặt trong từ trường đều, cảm ứng từ B có độ lớn 0,5T và hướng vuông góc với trục quay của khung. Ban đầu ( t= 0) mặt phẳng khung hợp với cảm ứng từ một góc 00. Cho khung quay đều với tốc độ 2vòng/s. Tính suất điện động cảm ứng trung bình trong khung trong thời gian 0,125s đầu tiên? A. 0,016V B. 1,6V C. 0,8V D. 0,008V

DẠ

KÈ

Câu 21: Mạch xoay chiều mắc nối tiếp cuộn dây thuần cảm độ tự cảm L, điện trở R = 150 3 Ω và tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = U0cos(2πft). Điện dung C và tần số ƒ có thẻ thay đổi được. Khi giữ nguyên C và thay đổi ƒ đến ƒ1 =25Hz hoặc ƒ2= 100Hz thì dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng như nhau nhưng lệch pha nhau 2π/3. Trong các nhận xét sau đây, nhận xét nào là đúng về đặc điểm của mạch khi thay đổi các thông số của mạch? A. Cảm kháng của cuộn dây khi ƒ =ƒ2 là 150Ω B. Hệ số công suất của mạch khi ƒ= ƒ1 hoặc ƒ=ƒ2 luôn bằng nhau, không phụ thuộc giá trị của C C. Với ƒ=ƒ1khi thay đổi C đến giá trị C =

3.10 −4 (F) thì cường độ dòng điện hiệu dụng sẽ lớn 4π

nhất. D. Nếu không thay đổi C thì công suất của mạch sẽ đạt cực đại khi ƒ= 50Hz 3

A. 90 V

ƠN

FI CI A

Câu 22: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 150V vào hai đầu đoạn mạch có điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm là 120V. Hê ̣số công suất của đoạn mạch là A. 0,6 B. 0,8 C. 0,9 D. 0,7 Câu 23: Một hộp kín X được mắc nối tiếp với một cuộn dây thuần cảm L và một tụ điện C sao cho X nằm giữa cuộn dây và tụ điện. Đoạn mạch trên được mắc vào một điện áo xoay chiều. Giá trị tức thời của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch L và X là uLX. Giá trị tức thời giữa hai đầu đoạn mạch X và C là uXC. Đồ thị biểu diễn uLX và uXC được cho như hình vẽ. Biết ZL = 3ZC. Đường biểu diễn uLX là đường nét liền. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu hộp kín X có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?

B. 75 V

C. 64 V

D. 54V

Câu 24: Đặt một điện áp xoay chiều uAB = U 2 cosωt vào hai đầu mạch mạch điện (AB) gồm đoạn (AM) nối tiếp đoạn (MN) nối tiếp đoạn (NB) . Trên đoạn (AM) có điện trở thuần R, trên đoạn (MN) có cuộn cảm thuần L và trên đoạn (NB) là một tụ điện có điện dung C biến thiên. Điều chỉnh C sao cho điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ C đạt cực đại. Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần có giá trị 75 V và biết rằng khi điện áp giữa hai đầu mạch AB có giá trị 75 V thì điện áp giữa hai điểm AN có giá

QU Y

trị 25 6 V. Giá trị của U là

A. 50 3 V

B. 150 V

C. 150 2 V

D. 50 6 V

KÈ

Câu 25: Một mạch điện (AB) gồm các đoạn (AM) nối tiếp với (MB). Trên đoạn (AM) có hộp kín X, trên đoạn (MB) có hộp kín Y. Mỗi hộp X, Y chứa hai trong ba phần tử (R, L, C). Mắc lần lượt vào hai đầu hộp X và hai đầu hộp Y các vôn kế lí tưởng V1, V2. Đặt điện áp không đổi vào hai điểm (AM) thì thấy vôn kế V1 chỉ 60 V và cường độ dòng điện qua hộp X lúc đó là 2 (A) . Đặt vào hai đầu mạch (AB) một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz thì các vôn kế đều chỉ 60 V và cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch lúc đó là 1 (A). Biết điện áp tức thời uAM và uMB lệch pha nhau 900. Khi nhận xét về các phần tử có trong hộp X, hộp Y và giá trị của chúng, phát biểu nào dưới đây đúng? A. Hộp X chứa R1 = 30W nối tiếp cuộn cảm thuần có ZL = 30 3 W; hộp Y chứa R2 = 30 3 W nối tiếp tụ điện có ZC = 30 3 W

B. Hộp X chứa R1 = 30W nối tiếp cuộn cảm thuần có ZL = 30 3 W; hộp Y chứa R2 = 30 3 W nối tiếp tụ điện có ZC = 30 3 W

DẠ

C. Hộp X chứa R1 = 30W nối tiếp cuộn cảm thuần có ZL = 30 3 W; hộp Y chứa R2 = 30 3 W nối tiếp tụ điện có ZC = 30Ω. D. Hộp X chứa R1 = 30 W nối tiếp cuộn cảm thuần có ZL = 30 3 W; hộp Y chứa R2 = 30W nối

tiếp tụ điện có ZC = 30 3 W 4

A. 120 5 V .

B. 24 5 V .

C. 24 10 V .

FI CI A

Câu 26: Đặt một điện áp xoay chiều u = U 2 cosωt (V) vào hai đầu mạch điện (AB) gồm các đoạn (AM) nối tiếp với (MN) nối tiếp đoạn (NB). Trên đoạn (AM) có điện trở thuần R, đoạn (MN) có cuộn dây không thuần cảm có điện trở r và độ tự cảm L, đoạn (NB) có tụ điện C. Biết R = r. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc điện áp uAN và uMB theo thời gian như hình vẽ. Giá trị của U là

D. 120 10 V

A. 40 V

Câu 27: Đặt một điện áp xoay chiều u = 80 2 cosωt vào hai đầu mạch mạch điện R, L, C mắc nối tiếp có L biến thiên. Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R; cuộn cảm L; tụ điện C lần lượt đạt cực đại thì các giá trị cực đại đó lần lượt là U1, U2, U3. Biết U1 và U2 chênh nhau 2 lần. Giá trị của U3 là B. 80 V

C. 80 3 V

D. 40 2 V

ƠN

Câu 28: Đặt điện áp xoay chiều u = 220 2 cos (100π t ) (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R = 50Ω, cuộn cảm thuần L và hộp kín X mắc nối tiếp. Khi đó, dòng điện qua mạch là

π  i = 2 cos  100π t +  (A). Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch X có giá trị 3 

DẠ

KÈ

QU Y

A. 60 W B. 120 W. C. 340 W. D. 170 W. Câu 29: Đặt điện áp xoay chiều (U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch R1, L mắc nối tiếp thì dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng I và trễ pha so với điện áp hai đầu mạch. Nếu đặt điện áp trên vào hai đầu đoạn mạch gồm R2, C thì dòng điện qua mạch cũng có giá trị hiệu dụng I nhưng sớm pha so với điện áp hai đầu mạch. Nếu đặt điện áp trên vào hai đầu hai đoạn mạch gồm R1, R2, L, C mắc nối tiếp thì mạch có hệ số công suất có giá trị gần nhất với A. 0,899 B. 0,905 C. 0,893 D. 0,908 Câu 30: Đặt điện áp ổn định (V) vào hai đầu đoạn mạch như hình vẽ B.Biết cuộn dây có hệ số công suất 0,8 và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Gọi X là tổng số chỉ của hai vôn kế. Điều chỉnh C để X có giá trị cực đại, khi đó số chỉ của vôn kế V2 có giá trị gần nhất với: A. 240 V B. 220 V C. 180 V D. 200V Câu 31: Cho mạch điện như hình A1, cuộn dây thuần cảm. Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức với U không đổi nhưng f có thể thay đổi được. Trên hình A2, ta có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất tiêu thụ trên mạch theo R là đường liền nét khi f = f1 và là đường đứt nét khi f = f2. Giá trị của Pmax gần nhất với giá trị nào sau đây?

FI CI A

A. 280 W B. 140 W C. 130 W D. 130W Câu 32: Đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là 60v. Hệ số công suất của đoạn mạch là 0,8 và hệ số công suất của cuộn dây là 0,6. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây là A. 45V. B. 100V. C. 80V. D. 106,7V.

π  Câu 33: Đoạn mạch xoay chiều có điện áp u = 120 cos 100π t +  (V) và cường độ dòng điện chạy qua 2  π  i = 2 cos  100π t +  (A). Công suất của đoạn mạch là 3 

A. 15 2Ω

B. 30Ω

ƠN

A. 147W B. 73,5W C. 84,9W. D. 103,9W. Câu 34: Đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp gồm biến trở R nối tiếp với cuộn cảm thuần có cảm kháng 40Ω và tụ điện có dung kháng 20Ω. Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch và tần số không đổi. Điều chỉnh biến trở sao cho điện áp hiệu dụng trên R bằng 2 lần điện áp hiệu dụng trên tụ điện. Tổng trở của đoạn mạch lúc này gần giá trị nào sau đây nhất? A. 40Ω. B. 60Ω. C. 45Ω. D. 20Ω. Câu 35: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 30Ω nối tiếp với cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C. Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch không đổi, tần thay đổi được. Khi tần số f1 thì mạch có cộng hưởng điện, cảm kháng lúc này là ZL1, cường độ dòng điện hiệu dụng I1. Khi tần số 2f1thì cường độ I dòng điện hệu dụng là 1 . Giá trị của ZL1 là 2 C. 30 2Ω

D. 20Ω

Câu 36: Đặt điện áp u = U 2 cos ωt (V) trong đó U không đổi, ω thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C (sao cho CR2 < 2L). Khi

cực đại và bằng

QU Y

ω = ω0 hoặc ω = ω2 điện áp hiệu dụng trên L có giá trị U 2 . Khi ω = ω0 điện áp hiệu dụng trên L đạt 4U . Biết ω1.ω2 = 200 2 (rad/s)2 thì giá trị ω1 là 7

DẠ

KÈ

A. 10 2rad / s B. 20rad/s C. 5 2rad / s D. 40rad/s Câu 37: Điện năng từ một trạm phát điện được đưa đến một khu tái định cư bằng đường dây truyền tải một pha. Cho biết, nếu điện áp tại đầu truyền đi tăng từ U lên 2U thì số hộ dân được trạm cung cấp đủ điện năng từ 120 lên 144. Cho rằng chỉ tính đến hao phí trên đường dây, công suất tiêu thụ điện của các hộ dân đều như nhau, công suất của trạm phát không đổi và hệ số công suất trong các trường hợp đều bằng nhau. Nếu điện áp truyền đi là 4 U thì trạm phát huy này cung cấp đủ điện năng cho A. 168 hộ dân. B. 504 hộ dân C. 192 hộ dân D. 150 hộ dân Câu 38: Trong truyền tải điện một pha, người ta sử dụng máy biến áp để làm tăng điện áp trước khi truyền tải nhằm giảm hao phí trên đường dây truyền tải. Giả sử công suất nơi phát và hệ số công suất truyền tải không đổi. Nếu sử dụng một máy biến áp lí tưởng có tỉ số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là 20 thì hao phí trên đường dây truyền tải khi đó so vơi lúc không dùng máy biến áp giảm A. 400 lần B. 20 lần C. 200 lần D. 40 lần Câu 39: Một đoạn mạch gồm một điện trở R = 80Ω mắc nối tiếp vơi một tụ điện có điện dung

10−4

F và một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L =

0, 4

H . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp

xoay chiều u = 80 2 cos100π t (V). Khi đó công suất tỏa nhiệt trên R là

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

A. 40W B. 80W C. 51,2W D. 102,4W Câu 40: Mạch điện xoay chiều AB gồm một cuộn dây, một tụ điện và một bóng đèn dây tóc có ghi 110V50W mắc nối tiếp theo đúng thứ tự trên. Gọi M là điểm giữa cuộn dây và tụ điện. Mắc một vôn kế nhiệt lí tưởng vào 2 điểm A và M, một khóa K lí tưởng vào hai đầu tụ. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng 220V và tần số 50Hz. Khi đó, cả khi K đóng hay K mở thì số chỉ của vôn kế luôn bằng 180V và đèn luôn sáng bình thường. Điện dung của tụ có giá trị gần bằng A. 6μF B. 4μF C. 5μF D. 3μF

II. HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT 2.C

3.D

4.C

5.B

6.B

7.A

8.A

9.A

10.C

11.B

12.B

13.A

14.C

15.D

16.C

17.C

18.A

19.C

20.B

21.D

22.A

23.C

24.B

25.C

26.B

27.C

28.A

29.C

30.B

31.C

32.C

33.C

34.D

35.A

36.D

37.A

38.C

39.B

40.C

FI CI A

1.C

Câu 1 Phương pháp: Sử dụng lí thuyết và công thức máy biến áp Cách giải: Máy biến thế là thiết bị làm thay đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó. Cuộn sơ cấp được nối với mạng điện 110 V – 50 Hz nên tần số của điện áp hai đầu cuộn thứ cấp cũng là 50 Hz Vì N1 U1 nên để thỏa mãn là máy tăng thế thì N2 > N1 = N2 U 2

ƠN

Áp dụng công thức ta tính được điện áp hai đầu cuộn thứ cấp

N1 U1 N 1000 =  U 2 = 2 U1 = .110 = 220V N2 U 2 N1 500

Chọn C Câu 2 Phương pháp: Sử dụng công thức tính suất điện động cảm ứng Cách giải: Suất điện động cảm ứng được tính theo công thức

QU Y

0, 2.300.10 −4 ( cos 0 − cos 900 ) BS ( cos α 2 − cos α1 ) ∆Φ ec = N =N = 100 = 1, 2V Chọn C ∆t ∆t 0, 5

Câu 3 Phương pháp: Sử dụng tính chất dẫn điện của cuộn dây có điện trở thuần, lí thuyết về mạch điện xoay chiều chứa cuộn dây Cách giải: U 15 + Khi đặt hiệu điện thế một chiều 15 V vào hai đầu cuộn dây ta có R = 1 = = 30Ω I1 0,5

KÈ

+ Khi đặt hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 15 V vào hai đầu cuộn dây ta có U 15 Z = R 2 + Z L2 = 2 = = 50Ω  Z L = 40Ω Chọn D I 2 0,3

DẠ

Câu 4 Phương pháp: Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị và lí thuyết về mạch điện xoay chiều RC mắc nối tiếp U Cách giải: Hiệu điện thế hai đầu tụ điện được tính theo công thức U C = .Z C 2 R + Z C2

Từ đồ thị ta thay UC và R vào ta được phương trình ẩn ZC

R1 = 20Ω;U C = 8 

10.Z C 20 2 + Z C2

10.Z C 30 2 + Z C2

FI CI A

R2 = 30Ω;U C = 7 

 100Z C2 = 64.20 2 + 64.Z C2  C1 = 119, 4 µ F

 100Z C2 = 49.302 + 49.Z C2  C2 = 108, 247 µ F R3 = 40Ω;U C = 6 

10.Z C 2

40 + Z

2 C

= 6  100 Z C2 = 36.402 + 36.Z C2

 C3 = 106,1µ F

 π  π  1 cos ϕ = cos (ϕu − ϕi ) = cos  −  −   = ≈ 0, 71 2  6  12  

Câu 6 Đáp án B Câu 7 Cách giải: Đáp án A

ƠN

Chọn đáp án gần đúng đáp án C Câu 5 Cách giải: Hệ số công suất của mạch được xác định bởi biểu thức:

C1 + C2 + C3 ≈ 111µ F . 3

Lấy giá trị trung bình của C do sai số dụng cụ và phép đo ta được C =

+Giá trị của cảm kháng để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm cực đại Z L 0 =

R 2 + Z C2 R 2 + Z C2  L0 = ZC ω ZC

QU Y

Câu 8 Phương pháp: Áp dụng điều kiện để có hiện tượng cộng hưởng Cách giải: Đáp án A + Khi C = C0 công suất tiêu thụ trong mạch cực đại → mạch xảy ra cộng hưởng. → U 120 40 cos (100π t + π ) = 160 cos (100π t + π ) V u L = 0 Z L cos (100π t + π ) = R 30

KÈ

Câu 9 Cách giải: Đáp án A

+ Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch I =

U ⇔4= Z

200     2 1 502 +  2π f −  −4 2.10  π 2π f  π  

 f = 25 Hz

DẠ

Câu 10 Cách giải: Đáp án C

+ Điện áp hiệu dụng hai đầu MB: U MB =

( R + r ) + ( Z L − ZC )

= +

R 2 + 2 Rr r 2 + ( Z L − ZC )

U r 2 + ( Z L − ZC )

thì U C = U C max . Z C 2 U + Tỉ số 2 = U1

(R + r) =

(R + r)

+ Z L2

R+r

+ Z L2

→ Z C1

( 90 + 10 )

( 90 + 10 ) =

+ Z C21

Z C1

+ 1002

90 + 10

FI CI A

→ Từ phương trình trên, ta thấy rằng, khi ZC1 = ZL thì UMB = UMBmin = U. + Khi C = 0,5C1 → ZC2 = 2ZC1 → Z C1 = 100Ω → Z L = 100Ω

= 2

Câu 11 Cách giải: Đáp án B

 Z C = n + Khi xảy ra cực đại của điện áp hiệu dụng trên tụ ω = ωC → Ta chuẩn hóa Z L = 1 →   R = 2n − 2

ƠN

+ Với UR = 5UR → R = 5ZL→ n = 13,5. → Hệ số công suất của mạch cos ϕ =

2 2 2 = = 13,5 + 1 n +1 59

P − A 93, 5 − 9 = = 0,904 P 93,5

Câu 13 Cách giải: Đáp án A

QU Y

Câu 12 Phương pháp: Áp dụng công thức tính công suất và hiệu suất của động cơ Cách giải: Đáp án B + Công suất của động cơ P = UI cos ϕ = 220.0, 5.0,85 = 93,5W  Hiệu suất của động cơ

+ Để hao phí truyền tải giám n lần thì điện áp truyền đi tăng lên n lần → máy tăng áp có

Câu 14

U2 R

Cách giải: Đáp án C + Công suất tiêu thụ của điện trở P =

U 2 1002 = = 200W R 50

KÈ

Phương pháp: Áp dụng công thức tính công suất điện P =

N1 1 = N2 n

DẠ

Câu 15 Phương pháp: Áp dụng công thức tính hệ số công suất trong đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp R cos ϕ = Z Cách giải: Đáp án D R R + Hệ số công suất của đoạn mạch cos ϕ = = = 0, 45 2 2 Z R + ( 2R ) Câu 16

Cách giải: Đáp án C + Khi roto quay với tốc độ ta chuẩn hóa R1 = 1 và Z L1 = x 10

R1 2 1

R +Z

2 L1

2 1 2 ↔ = → x =1 2 2 2 2 1 +x

I 2 kZ1 2 k 12 + 12 2 = ↔ = →k = I1 Z 2 3 5 12 + k 2

FI CI A

+ Khi roto quay với tốc độ n2 = kn1 → Z L 2 = kx = k  Lập tỉ số

=>Hệ số công suất của mạch cos ϕ1 =

ƠN

Câu 17 Phương pháp: Áp dụng giản đồ vecto trong dòng điện xoay chiều Cách giải: Đáp án C + Khi Umax thì điện áp hai đầu mạch vuông pha với điện áp hai đầu đoạn mạch RL.

+Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác, ta có: U 02RC = U 0 LU 0 C max Mặt khác, ta để ý rằng, tại thời điểm t0

uC = 202,8 202,8 V → ZC max = Z L → U 0C max = 6, 76U 0 L  30 u L = 30

QU Y

→ Thay vào phương trình hệ thức lượng ta tìm được U 0 L = 32, 5V → U 0 R = 78 Với hai đại lượng vuông 2

 u   u   30   u R  pha u L và u R ta luôn có  L  +  R  = 1 ↔   +   = 1 → u R = 30V  32, 5   78   U 0L   U 0R 

Câu 18 Phương pháp: sử dụng công thức tính điện năng tiêu thụ Cách giải: U 0 ≈ 310V  U ≈ 220V = U dm

KÈ

 P ≈ 45W  A = P.t ≈ 45.1h = 45Wh Câu 19 Phương pháp: sử dụng công thức tính tân số của dòng điện Cách giải: Ta có:

f = p1.n1 = p2 n2 ⇔ p1.30 = 4.n2 Tần số f là ước chung của 30 và 4 là 60, 120…. Vì biết rằng n2 nằm

DẠ

trong khoảng 12 đến 18 vòng/s nên f = 60 Hz. Câu 20 Phương pháp: sử dụng công thức tính từ thông và suất điện động Cách giải: Từ thông được xác định bởi

Φ = NBS cos α e =

∆Φ NBS ( cos α − cos α 0 ) = ∆t ∆t

2.2π π .0,125 = 1 2 Thay các giá trị vào biểu thức e ta có: e = 1,6V. Câu 21 Phương pháp: áp dụng các công thức khi biến đổi f trong mạch xoay chiều nối tiếp Cách giải: Khi f biến thiên qua hai giá trị 25Hz và 100Hz thì mạch có cùng cường độ dòng điện I, tức là: U U U U = ⇔ = 2 2 Z1 Z 2 R2 + ( Z − Z ) R2 + ( Z − Z ) L1

FI CI A

α = ω.t =

 Z L1 − Z C1 = Z L 2 − Z C 2 f1 < f 2  Z L1 < Z L 2 ; Z C1 > Z C 2  Z L1 < ZC1 ; Z L 2 > Z C 2

⇔ Z L1 + Z L 2 = Z C1 + Z C 2 ⇔ L. (ω1 + ω2 ) =

1  1 1  . +  C  ω1 ω2 

1 = ω02  f1. f 2 = f 02  f 0 = 50 Hz LC Vậy khí f = 50Hz thì trong mạch xảy ra cộng hưởng. Câu 22 Cách giải: Hê ̣sốcông suất: cos ϕ =

 ω1 .ω2 =

ƠN

 Z L1 − Z C1 = − ( Z L 2 − Z C 2 )

U 2 − U L2 R UR 1502 − 120 2 = = = = 0, 6 Z U U 150

Câu 23 Cách giải: Đáp án B

QU Y

Phương pháp: Áp dụng hệ thức độc lập khi UCmax thì U ⊥ U RL 2  u 2 u RL + =2  2 2 U RL U Khi UCmax thì U ⊥ U RL nên:   1 = 1 + 1 2 U R2 U 2 U RL

KÈ

 33750 3750  U2 + U2 = 2  RL  U = 150(V ) Thay số:   1 + 1 = 1 2 U 2 U RL 752

DẠ

Câu 25 Cách giải: Đáp án C Đặt điện áp không đổi vào hai điểm (AM) thì thấy vôn kế V1 chỉ 60 V và cường độ dòng điện qua hộp X lúc đó là 2 (A) Hộp X có điện trở R1= 30 W Đáp án Hộp X: R1 và L Hộp Y: R2 và C Các vôn kế đều chỉ 60 V => Z AM = ZMB => Loại A và B Z Z Điện áp tức thời uAM và uMB lệch pha nhau 900 => L . C = 1 => Chọn C. R1 R2 Câu 26 12

Phương pháp: Áp dụng điều kiện vuông pha của UAN và UMB vuông pha nhau Cách giải: Đáp án B Từ đồ thị ta có U0AN=U0MB=60V và u của hai đoạn mạch vuông pha nhau. Ta có:

) )

= ( 2U R ) + (U L ) (2)

2 R

Giải (1),(2),(3)

= U + (U L − U C ) (3)

 U L = U R = 6 10(V ) → U L − U C = 12 10(V )  U =

( 2U R ) + (U L − U C )

Câu 27 Phương pháp: Áp dụng điều kiện ULmax và UCmax Cách giải: Đáp án C

U R 2 + Z C2 R

U .ZC U L max R

U R 2 + Z C2 R 2 + Z C2 ; U L max = U 2 = ZC R

Theo đề: U 2 = 2.U1 

= 24 5(V )

ƠN

Điều chỉnh L: URmax, UCmax  Z L = Z C ,U R max = U1 = U ;U C max = U 3 =

→ ZL =

FI CI A

( (

 30 2    30 2 

UL   tan ϕ AN = 2U U U −UL 2.U R2  R = 1 → UC −U L = (1) Mặt khác:  L . C  2U R UR UL  tan ϕ = U C − U L MB  UR

= 2.U → Z C = R 3  U 3 = U 3 = 80 3(V )

QU Y

Câu 28 Cách giải: Đáp án A Công suất của mạch: P = UI.cosφ =110W Công suất của riêng R: PR = RI2 = 50 W Công suất cần tìm: PX = P – PR = 60 W Câu 29 Cách giải: Đáp án C Do I1 = I2 =>Z1 = Z2

  3  2  R = R2  R1 = Z1  R2 = Z 2  1 Từ giả thiết về độ lêch pha trong các đoạn mạch ta có  2 ; 2  Z = R 3 Z = R Z = R  C 2 2  L 1  L

KÈ

Trong mạch đang xét ta có tan ϕ =

3 2 3 2

Z L − ZC ≈ 0, 5  cos ϕ ≈ 0,893 R1 + R2

Câu 30 Cách giải:

U U U X = 1 = 2 = sin γ sin α sin β sin α + sin β

DẠ

Đáp án B Định lý hàm sin cho ta

cos

α −β 2

= 2 cos cos 2

α −β 2

;

U U = =const sin γ cos ϕd

Vậy X đạt cực đại khi α = β Dựa vào tính chất tam giác cân ta suy ra U C =

U 2sin

Theo giả thiết ta có sin γ = cos ϕd = 0,8 (2). Từ (1) và (2) ta có UC ≈ 223,6 V

Câu 31 Cách giải: Đáp án C ứng với tần số f1 ta có công suất cực đại khi Pmax =

(1)

α +β

FI CI A

Mặt khác ta có sin α + sin β = 2sin

U2 = 100W 2 R0

Ứng với tần số f2 hai giá trị của R cho cùng một công suất là hai nghiệm của phương trình

R1 + R2 =

U2 2 R + ( Z L − Z C ) = 0 Theo định lý Vi-et ta có P1max U2 2 = 2 R0  R2 = 40Ω; R1 R2 = ( Z L − Z C ) P1max

Công suất cực đại cần tìm Pmax =

2 R0 U2 U2 = × = P1max 2 Z L − ZC 2 R0 R1 R2

ƠN

R2 −

R1 R2

≈ 134W

QU Y

Câu 32 Phương pháp: sử dụng định luật Ôm và công thức tính hệ số công suất Cách giải: ta có U U AB = 60V ; k = cos ϕ = R = 0,8  U R = 60.0,8 = 48V U U U kcd = 0, 6 = R  U RL = R = 80V U RL 0, 6 Câu 33 Phương pháp: áp dụng công thức tính công suất Cách giải: ta có P = U .I .cos ϕ =

120 2 π π  . .cos  −  = 73,5W 2 2 2 3

KÈ

Câu 34 Phương pháp: sử dụng công thức định luật Ôm và tính điện trở tổng Cách giải: Ta có:

U R1 = 2U C  R1 = 2 ZC = 40Ω 2

Z = R 2 + ( Z L − Z C ) = 402 + 202 = 44, 72Ω

DẠ

Vậy tổng trở gần nhất với giá trị 45Ω Câu 35 Phương pháp: sử dụng định luật Ôm và công thức tính tổng trở Cách giải: Khi tần số f1 thì xảy ra cộng hưởng : ZL1 =ZC1 Khi tần số

f 2 = 2 f1  Z L 2 = 2π f 2 .L = 2Z L1

ZC 2 =

1 1 1 3 = Z C1  Z L 2 − Z C 2 = 2 Z L1 − Z C1 = Z L1 2π f 2 .C 2 2 2

Vậy điện trở mạch khi đó là :

⇔ R 2 + (1,5Z L1 ) = 2 R 2  Z L1 =

U R 2 + (1,5Z L1 )

I1 U = 2 2R

U = Z'

R = 20Ω 1,5

FI CI A

Z ' = R 2 + ( Z L 2 − ZC 2 )  I 2 =

Câu 36 Phương pháp: sử dụng điều kiện cực đai của UL khi tần số góc biến đổi U 4U Cách giải: Tần số góc biến thiên để ULmax nên ta có: U L max = = 2 2 7 RC  R C . 2 −  2L  2L 

R 2C 1 = x  x = Khi tần số góc là ω1 thì: 2L 4

Đặt

U .ω.L =U 2 2L 1 2 2 2 R + L .ω − + C ω 2 .C 2 1 2L  1 1   2 2 4 +  R2 − . 2 2 + = 0 LC ω  C  ω .L 2

ƠN

UL =

Áp dụng định lý vi et phương trình có hai nghiệm phân biệt thỏa mãn:

R 2 .C R 2 .C 2 1 LC 1 = =  R 2 .C 2 = = 2L 2 LC 4 2 400 Mặt khác ta lại có: 1 2 1



2 2

QU Y

Từ

. 2

ω1 ω22

c L2 .C 2 1 =  LC = a 2 200

2L   2 2 = −C 2  R 2 −  = − R C + 2 LC ω C   2 0

2 1

2 ω + ω22 1 1 3 3 =− + 2. =  ω12 + ω22 = 200 2 . = 600 2 2 ω1 .ω2 400 200 400 400

(

)

KÈ

Vậy ω1 = 10 2

ω12 = 200 Biết tổng và tích ta tìm ra được ω14 − 600ω12 + 80000 = 0   2 ω1 = 400  ω1 = 10 2ω1 = 20

DẠ

Câu 37 Phương pháp: áp dụng công thức tính công suất phát và công suất hao phí, bài toán truyền tải điện Cách giải: Gọi công suất phát là P, công suất mỗi hộ gia đình là P0 ; công suất hao phí trong 3 trường hợp là Php ; Php’ và Php’’. Ta biết rằng : Php = I 2.R Khi U tăng bao nhiêu lần thì I giảm bấy nhiêu lần (theo công thức máy biến áp) Nên:

Php Php 1 I  Php ' = 2 = U '' = 4U 2 2 4 Php 1  I '' = I  Php ' = 4 16 P − Php = 120 P0

FI CI A

Php

= 144 P0 4  Php = 32 P0 ; P = (120 + 32 ) P0 P − Php ' = P −

Php 16

= (120 + 32 ) P0 −

32 P0 = 150 P0 16

Câu 38 Cách giải: 1 Nên khi U tăng 20 lần thì P hao phí giảm 400 lần U2 Câu 39 Phương pháp: áp dụng công thức tính công suất Cách giải: ta có

ƠN

Php ∼

Z L = 40Ω; Z C = 100Ω; R = 80Ω U 2 R 802.80 = = 51, 2W Z2 100 2

Câu 40 Phương pháp: sử dụng định luật Ôm

 Z = 100Ω  P = U .I .cos ϕ =

P − Php ' = 144 P0 = P −

U ' = 2U  I ' =

U 2 1102 = = 24Ω Khi K đóng hay khi K mở thì đèn đều sáng bình P 50 thường và vôn kế đều chỉ 180V nên ta có: U U I1 = I 2 ⇔ =  Z1 = Z 2 Z1 Z 2

QU Y

Cách giải: Điện trở của đèn là: R =

 ZC = 2Z L

 R 2 + Z L2 = R 2 + ( Z L − Z C ) U L = 180V ;U R = 110V

1 = 4.10−6 F ω ZC

DẠ

C =

KÈ

18 R = 396Ω 11  Z C = 792Ω

 ZL =

40 bài tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 3: vận dụng - Đề số 3 (Có lời giải chi tiết)

FI CI A

Câu 1: Cho đoạn mạch AB không phân nhánh gồm đoạn mạch AM chứa cuộn cảm thuần, đoạn mạch

MN chứa điện trở thuần và đoạn mạch NB chứa tụ điện. Đặt điện áp u = U 0 cos (ωt + ϕ ) V (trong đó U0,

ƠN

ω, φ xác định) vào hai đầu mạch AB. Khi đó điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AN, MB lần lượt là uAN và uMB được biểu thị ở hình vẽ. Điện áp U0 gần với giá trị nào nhất sau đây?

A. 185V B. 132V D. 220V Câu 2: Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là roto gồm 4 cặp cực ( 4 cực nam yennth/ 4 cực bắc). Để suất điện động do máy phát ra có tần số 50Hz thì roto phải quay với tốc độ A. 750 vòng/ phút B. 75 vòng/ phút C. 480 vòng/ phút D. 3000 vòng/ phút Câu 3: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V, tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB gồm đoạn mạch AM ghép nối tiếp với đoạn mạch MB. Đoạn mạch AM chỉ có biến trở R; đoạn mạch MB gồm cuộn dây không thuần cảm ghép nối tiếp với tụ C. Điều chỉnh R đến giá trị R0 sao cho công suất tiêu

QU Y

thụ trên biến trở đạt cực đại thì thấy điện áp hiệu dụng đoạn mạch MB bằng 40 3V và công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB bằng 90W. Tính công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MB. A. 30W B. 67,5W C. 60W D. 45W Câu 4: Đặt điện áp u = U 2 cos (ω t ) vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng: U 2 U B. C. U ω L D. U 2ω L ωL ωL Câu 5: Một trạm phát điện truyền đi với công suất 100 kW, điện trở đường dây tải điện là 8 Ω. Điện áp ở hai đầu trạm là 1000 V. Nối hai cực của trạm với một biến thế có tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ N cấp bằng 1 = 0,1. Cho rằng hao phí trong máy biến áp không đáng kể, hệ số công suất máy biến áp N2

KÈ

DẠ

bằng 1. Hiệu suất tải điện của trạm khi có máy biến áp là A. 99%. B. 90%. C. 92%. D. 99,2% Câu 6: Cho ba linh kiện gồm điện trở thuần R = 60 Ω, cuộn cảm thuần L và tụ điện C. Lần lượt đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp RL hoặc RC thì biểu thức cường độ dòng điện trong mạch lần lượt là i1 = 2 cos (100π t − π /12 )( A ) và i2 = 2 cos (100π t + 7π / 12 )( A ) . Nếu

đặt điện áp trên vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp thì dòng điện trong mạch có biểu thức A. i = 2 2 cos (100π t + π / 3)( A )

B. i = 2 cos (100π t + π / 4 )( A ) 1

C. i = 2 cos (100π t + π / 3)( A )

D. i = 2 2 cos (100π t + π / 4 )( A )

FI CI A

Câu 7: Điện năng ở một nhà máy điện trước khi truyền đi xa phải đưa tới một máy tăng áp. Ban đầu, số vòng dây của cuộn thứ cấp của máy tăng áp là N2 thì hiệu suất của quá trình truyền tải là 80%. Biết điện áp hiệu dụng và số vòng dây ở cuộn sơ cấp không đổi. Để hiệu suất của quá trình truyền tải tăng lên đến 95% thì số vòng dây của cuộn thứ cấp ở máy biến áp phải là A. 4N2 B. 2N2 C. 5N2 D. 3N2 Câu 8: Trong một mạch điện xoay chiều không phân nhánh, cường độ dòng điện tức thời sớm pha hơn điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch góc (với 0 < φ < π/2). Đoạn mạch đó: A. gồm điện trở thuần và tụ điện. C. gồm cuộn dây thuần cảm và tụ điện. B. chỉ có cuộn cảm. D. gồm điện trở thuần và cuộn dây thuần cảm.

Ω và cuộn cảm thuần có độ tự cảm

Câu 9: Đặt điện áp u = 200 2 cos (100π t ) V vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 100 H . Biểu thức cường độ dòng điện trong đoạn mạch là

π  B. i = 2 cos  100π t −  ( A ) 4 

ƠN

π  A. i = 2 2 cos 100π t +  ( A ) 4 

π π   C. i = 2 cos 100π t +  ( A ) D. i = 2 2 cos 100π t −  ( A ) 4 4   Câu 10: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωtV vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa cuộn dây thuần cảm. Khi

điện áp ở hai đầu cuộn dây là 60 6 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 2 2 A, khi điện áp ở hai đầu cuộn dây là V thì dòng điện trong mạch là 2 6 A. Cảm kháng cuộn dây là

A. 20 2Ω

B. 40 3Ω

C. 40Ω

D. 30Ω

QU Y

Câu 11: Đặt một điện áp xoay chiều u = U0cos100πt V vào đoạn mạch gồm có điện trở thuần R = 10 Ω 1 . Dung kháng của tụ bằng mắc nối tiếp với tụ điện. Hệ số công suất của mạch bằng 2 A. 5 2Ω B. 5Ω C. 10 2Ω D. 10Ω Câu 12: Cho mạch điện như hình vẽ, cuộn dây thuần cảm, r = 0. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị cực đại U 0 = 100 6V , tần số f = 50 Hz. Khi K mở hoặc đóng, thì đồ thị cường độ dòng

DẠ

KÈ

điện qua mạch theo thời gian tương ứng là im và id được biểu diễn như hình bên. Điện trở các dây nối rất nhỏ. Giá trị của R bằng

A. 100 Ω

B. 100 3Ω

C. 50 3Ω

D. 50 Ω

Câu 13: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm 1 tụ điện có dung kháng ZC = 200 Ω và một cuộn dây mắc nối tiếp. Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều luôn có biểu thức

FI CI A

π  u = 120 2 cos 100π t +  V pha π/2 so với điện áp đặt vào mạch. Công suất tiêu thụ của cuộn dây là: 3 

KÈ

QU Y

ƠN

A. 120 W. B. 240 W. C. 144 W. D. 72 W. Câu 14: Cho một mạch điện có điện trở thuần không đổi. Khi dòng điện trong mạch là 2A thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là100W. Khi dòng điện trong mạch là 1A thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là A. 25W B. 440W C. 200W D. 50W Câu 15: Đặt một điện áp xoay chiều có tần số 50Hz vào mạch điện gồm điện trở R = 100Ω và tụ điện mắc nối tiếp. Độ lệch pha giữa hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch là π/4. Điện dung của tụ có giá trị bằng ̣ 1 1 A. B. π ( mF ) C. 2π ( mF ) D. ( mF ) ( mF ) 5π 10π Câu 16: Để đo công suất tiêu thụ trên điện trở được mắc trên một mạch RLC nối tiếp (chưa lắp sẵn), người ta dung 1 điện trở; 1 cuộn dây; 1 bảng mạch; 1 nguồn điện xoay chiều; 1 ampe kế xoay chiều; 1 vôn kế xoay chiều; dây nối rồi thực hiện các bước sau (a) nối nguồn điện với bảng mạch (b) lắp điện trở, cuộn dây, tụ điện mắc nối tiếp trên bảng mạch (c) bật công tắc nguồn (d) mắc ampe kế xoay chiều nối tiếp với đoạn mạch (e) mắc vôn kế xoay chiều song song với điện trở (f) đọc giá trị trên vôn kế và ampe kế (g) tính công suất tiêu thụ. Sắp xếp theo thứ tự đúng các bước trên: A. a, c, b, d, e, f, g B. b, d, e, a, c, f, g C. b, d, e, f, a, c, g D. a, c, f, b, d, e, g Câu 17: Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể, được mắc với mạch ngoài là một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C. Khi tốc độ quay của lần lượt 360 vòng/ phút và 800 vòng /phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là như nhau . Khi tốc độ quay là n0 thì cường độ hiệu dụng trong mạch đạt cực đại . n0 có giá trị gần với giá trị nào sau đây? A. 620 vòng/ phút B. 537 vòng / phút C. 464 vòng /phút D. 877 vòng /phút Câu 18: Cho mạch điện gồm tụ điện C, điện trở R và hộp kín X mắc nối tiếp như hình vẽ. Hộp kín X là một trong ba phần tử: điện trở thuần, tụ điện, cuộn dây. Khi đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 130V thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu AM và MB lần lượt là 50V và 120V. Hộp kín X là

DẠ

A. tụ điện. C. cuộn dây thuần cảm. B. cuộn dây không thuần cảm. D. điện trở thuần. Câu 19: Một bộ ắc quy được nạp điện với cường độ dòng điện nạp là 3A và hiệu điện thế đặt vào hai cực ắc quy là 12V. Xác định điện trở trong của ắc quy, biết bộ ắc quy có E’ = 6V. A. 2Ω B. 1Ω. C. 4Ω. D. 3Ω Câu 20: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm: một biến trở R mắc nối tiếp với cuộn dây thuần cảm có cảm kháng 50 Ω và tụ điện có dung kháng 100 Ω. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có). Biểu

thức u = 220 2 cos100π t (V ) . Cho R tăng từ 50 thì công suất trong mạch sẽ

A. Tăng đến một giá trị cực đại sau đó giảm. B. Giảm đến một giá trị nào đó rồi tăng lên.

C. Tăng lên. D. Giảm dần 3

Câu 21: Một đoạn mạch xoay chiều gồm 3 phần tử mắc nối tiếp: điện trở thuần R, cuộn dây có (r, L) và tụ điện có điện dung C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều, khi đó điện áp tức thời ở hai

FI CI A

hiệu dụng ở hai đầu điện trở R là U R = 60 3V . Hệ số công suất của mạch trên là:

  V , điện áp 

π 2π   đầu cuộn dây và hai đầu tụ điện lần lượt là: ud = 80 6 cos  ω t +  V , uc = 40 2 cos  ωt − 6 3  

A. 0,862. B. 0,908. C. 0,664. D. 0,753. Câu 22: Lần lượt mắc điện trở R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C vào điện áp xoay chiều u = U 2 cos ω t (V ) thì cường độ hiệu dụng có giá trị lần lượt là 4A, 6 A và 2 A. Nếu mắc nối tiếp các phần tử trên vào điện áp u = 2U 2 cos ω t (V ) thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch là

ƠN

A. 4 A B. 4,8 A C. 2,4 A D. 12 A Câu 23: Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng bằng 200 V và cường độ dòng điện hiệu dụng bằng 0,5 A. Nếu công suất tỏa nhiệt trên dây quấn là 8W và hệ số công suất của động cơ là 0,8 thì hiệu suất của động cơ là A. 86 %. B. 90%. C. 75%. D. 80%. Câu 24: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 2/π H, tụ điện có điện dung C = 10-4/π F, điện trở R = 100 Ω. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây máy phát. Biết rô to máy phát có hai cặp cực. Khi rô to quay 2 A . Khi thay đổi 2 tốc độ quay của rô to đến giá trị n0 thì điện áp hiệu dụng trên tụ điện có giá trị cực đại là UCmax, giá trị của n0 và UCmax lần lượt là

A. 750 2 vòng/phút; 100 V

đều với tốc độ n = 1500 vòng/ phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là

C. 6000 vòng/phút; 50 V

D. 1500 vòng/phút; 50 2V

QU Y

B. 750 2 vòng/phút; 50 3 V

DẠ

KÈ

Câu 25: Một phân xưởng cơ khí sử dụng một động cơ điện xoay chiều có hiệu suất 80%. Khi động cơ hoạt động nó sinh ra một công suất bằng 7,5 kW. Biết rằng, mỗi ngày động cơ hoặt động 8 giờ và giá tiền của một số điện công nghiệp là 2000 đồng. Trong một tháng (30 ngày), số tiền điện mà phân xưởng đó phải trả cho ngành điện là A. 2.700.000 đồng B. 1.350.000 đồng. C. 5.400.000 đồng. D. 4.500.000 đồng Câu 26: Cho một máy biến áp lí tưởng có lõi không phân nhanh gồm hai cuộn dây (1) và (2), khi mắc cuộn dây (1) của máy với một điện áp xoay chiều thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây (2) để hở cosgias trị là 16 V. Khi mắc điện áp xoay chiều đó với cuộn dây (2) thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây (1) để hở có giá trị là 4 V. Điện áp hiệu dụng của nguồn điện xoay chiều có giá trị là A. 10 V. B. 20 V. C. 12 V. D. 8 V. Câu 27: Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5 A và hệ số công suất của động cơ là 0,8. Biết rằng công suất hao phí của động cơ là 11 W. Hiệu suất của động cơ (tỉ số giữa công suất hữu ích và công suất tiêu thụ toàn phần) là. A. 80 % B. 90 % C. 92,5 % D. 87,5 % Câu 28: Một đoạn mạch nối tiếp gồm một cuộn dây và một tụ điện, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch, hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện đều bằng nhau. Tìm hệ số công suất cosφ của mạch. A. 0,5

3 2

2 2

D. 1/4

A. 1

2 2

1 2

Câu 29: Đặt điện áp u = U0sinωt vào hai đầu đoạn mạch RLC, cuộn dây thuần cảm. Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ của toàn mạch đạt cực đại thì khi đó hệ số công suất của mạch bằng ?

FI CI A

Câu 30: Điện năng ở một máy phát điện được truyền đi dưới điện áp hiệu dụng U và công suất 200 kW. Hiệu số chỉ của công tơ điện nơi phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch 480 kWh. Tìm hiệu suất của quá trình truyền tải điện? A. 94,24% B. 76% C. 90% D. 41,67% Câu 31: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng U1 thì điện áp thứ cấp U2 = 64V. Nếu giảm bớt n vòng ở cuộn sơ cấp thì điện áp cuộn thứ cấp U’2 = U, nếu tăng thêm n vòng dây cũng ở sơ cấp thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là U’’2 = U/4. Tìm U? A. 150 V B. 160 V C. 120 V D. 200 V Câu 32: Đặt vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 0,5 H một hiệu điện thế xoay chiều thì biểu thức từ thông riêng trong cuộn cảm là Φ = 2cos100t Wb, t tính bằng s. Giá trị hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn cảm là

KÈ

QU Y

ƠN

A. 100 2 B. 50 2 C. 100 V. D. 200 V. Câu 33: Một máy phát điện xoay chiều một pha có 8 cặp cực tạo ra dòng điện xoay chiều với tần số 50 Hz. Tốc độ quay của rôto máy phát là A. 375 vòng/phút. B. 400 vòng/phút. C. 6,25 vòng/phút. D. 40 vòng/phút. Câu 34: Đoạn mạch gồm hai hộp kín X và Y mắc nối tiếp, mỗi hộp chứa hai trong ba phần tử mắc nối tiếp: điện trở thuần, cuộn cảm thuần, tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều u = U0cos2πft, U0 không đổi, f thay đổi được. Cho f thay đổi thu được đồ thị sự phụ thuộc của công suất tỏa nhiệt trên hộp X (PX) và hộp Y (PY) theo f như hình vẽ. Khi f = f1 thì góc lệch pha giữa hiệu điện thế hai đầu hộp X (uX) và Y (uY) gần với giá trị nào nhất sau đây? Biết uX chậm pha hơn uY.

DẠ

A. 1000. B. 1200. C. 1300. D. 1100. Câu 35: Từ một trạm điện, người ta dùng máy tăng áp để truyền một công suất điện không đổi đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết điện áp và cường độ dòng điện luôn cùng pha, điện áp hiệu dụng ở hai cực của máy phát không đổi. Ban đầu hiệu suất truyền tải là 92%. Giữ nguyên số vòng cuộn sơ cấp, nếu bớt số vòng thứ cấp n (vòng) thì hiệu suất quá trình truyền tải là 82%. Sau đó quấn thêm vào cuộn thứ cấp 2n (vòng) thì hiệu suất quá trình truyền tải là A. 95,5% B. 97,12%. C. 94,25%. D. 98,5%. Câu 36: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp, trong đó tụ điện có điện dung C thay đổi. Điều chỉnh C đến giá trị để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực 5

ƠN

FI CI A

đại, khi đó điện áp cực đại hai đầu điện trở là 78 V và tại một thời điểm điện áp hai đầu tụ điện, cuộn cảm và điện trở có độ lớn là 202,8 V; 30 V; uR. Giá trị uR bằng. A. 30 V B. 50 V. C. 60 V. D. 40 V. Câu 37: Một đoạn mạch AB gồm các phần tử R, L, C mắc nối tiếp với R = 50 Ω; C thay đổi được. Gọi M là điểm nằm giữa L và C. Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos100πt vào hai đầu đoạn mạch AB, U0 không 80 đổi. Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C = µ F thì điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha π 900 so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM. Giá trị của L có thể bằng 1 2 1 4 A. B. H C. H D. H H 2π π 4 π Câu 38: Đặt một nguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng U và tần số f vào hai đầu của đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Nối hai đầu tụ với một ampe kế thì thấy nó chỉ 1A đồng thời dòng điện chạy qua ampe kế chậm pha π/6 so với hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu đoạn mạch. Nếu thay ampe kế bằng một vôn kế thì thấy nó chỉ 195,19V, đồng thời hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu vôn kế lệch pha một góc π/4 so với hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu đoạn mạch. Hiệu điện thế dụng của nguồn xoay chiều là A. 125V. B. 175V. C. 150V. D. 100V. Câu 39: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng ( bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điên áp đó là 3U. Nếu tăng thêm 4n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn này bằng A. 200V. B. 100V. C. 300V. D. 110V. Câu 40: Cho một mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp.

QU Y

Điện áp ở hai đầu mạch là u = 100 2 cos (100π t ) V , bỏ qua điện trở dây nối. Biết cường độ dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng là 2A và lệch pha

B. 25Ω.

so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch. Giá trị của R là

C. 50 3Ω

50 Ω 3

DẠ

KÈ

A. 50Ω .

2.A

3.A

4.B

5.D

6.D

7.B

8.A

11.D

12.D

13.D

14.A

15.D

16.B

17.C

18.B

19.A

20.D

21.B

22.B

23.B

24.A

25.D

26.D

27.D

28.B

29.D

30.C

31.B

32.A

33.A

34.D

35.A

36.A

37.C

38.B

39.C

40.B

*u AN = 200 2 cos (100π t ) V

ƠN

 V 

Từ đó có thể vẽ giản đồ: Từ giản đồ ta có:

QU Y

2π  *uMB = 100 2 cos 100π t − 3 

*T = 20ms → ω = 100π ( rad / s )

10.D

FI CI A

1.A

Câu 1: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto kết hợp kĩ năng đọc đồ thị Cách giải: Từ đồ thị ta suy ra được:

9.B

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT

U R = U AN cos α = U MB cos (1200 − α )

→ 2 cos α = cos (1200 − α ) → α ≈ 70,890 → U R = U AN cos α = 65, 47V ;* U L = U AN sin α ≈ 189V ;U C = U MB sin (1200 − α ) ≈ 75, 6V 2

KÈ

U = U R2 + (U L − U C ) ≈ 131V → U 0 = U 2 = 185V

Câu 2: Phương pháp: Để suất điện động do máy phát ra có tần số 50Hz thì roto phải quay với tốc độ:

f = pn → n =

f 50 = = 12,5 vòng/s = 750 vòng / phút p 4

DẠ

Câu 3: Phương pháp: Mạch điện xoay chiều có điện trở thay đổi Cách giải: Điều chỉnh R đến giá trị R0 sao cho công suất tiêu thụ trên biến trở đạt cực đại ta có: 2

2 R02 = r 2 + ( Z L − Z C ) (1) → U R2 0 = U r2 + (U L − U C ) = U MB → U R 0 = U MB = 40 3V

Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB bằng 90W nên:

PAB = 90W =

U2 1202 R + r = R + r )( 2 ) Mặt khác từ (1) có: ( 0 ) 2 2 ( 0 Z2 ( R0 + r ) + ( Z L − Z C ) 2

1202 ( R0 + r )

→ R0 = 80Ω Ta có:

( R0 + r ) + ( R0 − r )( R0 + r )

FI CI A

Từ (2) và (3) có: 90 =

R02 = r 2 + ( Z L − Z C ) → R02 − r 2 = ( Z L − Z C ) → ( R0 + r )( R0 − r ) = ( Z L − Z C ) ( 3 )

U R0 U 120 3 = →Z = = = 80 3Ω R0 2 I 3 2

( R + r )2 + ( Z − Z )2 = 80 3 L C  0 Xét trở kháng toàn mạch và trở kháng mạch MB có:  2 r 2 + ( Z L − Z C ) = 802

)

→ r = 40Ω

(

Công suất đoạn mạch MB là: P = I 2 r = 30 ( W )

Câu 4:

U U = ZL ωL

ƠN

Cách giải: Cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng: I =

Câu 5: Đáp án D Cách giải: Nối cực của trạm phát điện với một biến thế có k = 0.1 =>Uphát = 10000 V

QU Y

P2 Công suất hao phí được xác định bởi biểu thức ∆P = R. 2 cos ϕ = 800W . Hiệu suất truyền tải điện năng U ∆P là: H = 1 − = 99, 2% P Câu 6: Đáp án D Cách giải: Theo đề ϕ1 = ϕ 2 (1) I 01 = I 02  Z RL = Z RC    Z L = Z C

ϕu − ϕi = ϕ1 ( 2 )  1

Mặt khác

ϕu − ϕi = ϕ 2

KÈ

Từ (2), (3)  ϕ1 =



()  → ϕu = 

ϕi + ϕi 1

π 4

( 3)

ZL = 3  Z L = 60 3 ( Ω )  U 0 = I 01Z RL = 120 2 (V ) R

Khi RLC nt → cộng hưởng: i =

U0 π  cos (100π t + ϕu ) = 2 2 cos  100π t +  R 4 

Câu 7:

DẠ

Phương pháp: Công suất hao phí ∆P =

P2 R U 2 cos 2 ϕ

Cách giải: Hiệu suất của quá trình truyền tải P ∆P P P k H = i → 1− H = = 2 →U 2 = = 2 2 P P U cos ϕ (1 − H ) cos ϕ 1 − H 8

Ban đầu số vòng dây của cuộn thứ cấp của máy tăng áp là N2 thì hiệu suất của quá trình truyền tải là 80% k N ta có: U 2 = ;U = 2 U1 (1) 0, 2 N1

FI CI A

Để hiệu suất của quá trình truyền tải tăng lên đến 95% thì số vòng dây của cuộn thứ cấp ở máy biến áp N k phải là N3 có U 2 = ; U ' = 3 U1 ( 2 ) 0, 05 N1 2

N3 0, 2  N 3  Lấy (2) chia (1) có: = = 2 → N3 = 2 N 2  → 0, 05  N 2  N2

Câu 8: Cách giải: Trong một mạch điện xoay chiều không phân nhánh, cường độ dòng điện tức thời sớm pha hơn điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch góc (với 0 < φ < π/2) => gồm điện trở thuần và tụ điện. Câu 9: Đáp án B Cách giải:

Biểu diễn phức dòng điện trong mạch i =

ƠN

+ Cảm kháng của cuộn dây Z L = Lω = 100Ω

u 200 2∠0 π  = = 2∠ − 450 → i = 2 cos 100π t −  A. 4 Z 100 + 100i 

Câu 10: Đáp án D

 u   i  Phương pháp: Hệ thức vuông pha giữa u và I trong mạch chỉ chứa cuộn cảm thuần   +  =1  I0Z L   I0 

QU Y

Cách giải: + Với đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm thuần thì dòng điện trong mạch luôn vuông pha với điện áp, do đó ta có công thức độc lập thời gian:

 60 6 2   + 2 2 2 2  Z L   u   i  +  +   =1  2  I0 ZL   I0   60 2   + 2 6   Z L 

(

Câu 11: Đáp án D

)

= I0  ZL =

= I0

Phương pháp: Áp dụng hệ số công suất cos ϕ =

KÈ

(

)

( 60 6 ) − ( 60 2 ) (2 6 ) − (2 2 ) 2

= 30Ω

R 2

R + Z C2

Cách giải:

+ Hệ số công suất của mạch cos ϕ =

R 2

R +Z

2 C

↔

1 10 = → Z C = 10Ω 2 102 + Z C2

DẠ

Câu 12: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto và các công thức lượng giác, hệ số công suất. Cách giải: Từ đồ thị ta thấy Id =

6 U 100 3 = 3A  Zd = = = 100Ω Id 2 3

Im =

3 2 U 100 3 100 = 3A  Zm = = = Ω Im 3 2 3

cos ϕ d =

R R π ;cos ϕm = ;ϕ d + ϕm = Zd Zm 2

 cos ϕd = sin ϕm = 1 − cos 2 ϕ m

Từ công thức tính hệ số công suất ta có:

ƠN

FI CI A

Khi đóng và mở khóa K thì cường độ dòng điện lệch pha nhau 1 góc là 900. Ta vẽ trên một giản đồ vecto khi đóng và mở khóa K:

QU Y

  2  R  R2 3R 2 1002  R  2 2 R R  ⇔ = 1 − ⇔ 4. = 100  = = 50Ω  = 1−   1002 1002 4  100   100     3 

DẠ

KÈ

Câu 13: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto Cách giải: Vì điện áp hai đầu cuộn dây sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu mạch nên trong cuộn dây có điện trở r

Vì điện áp hiệu dụng của cuộn dây bằng điện áp hiệu dụng đặt vào 2 đầu mạch, lại lệch pha nhau π/2, dựa vào hình vẽ ta thấy tam giác ABO là tam giác vuông cân.Tức là

Câu 14: Phương pháp: Áp dụng công thức tính công suất P = RI2 Cách giải: Công suất của mạch khi dòng điện trong mạch là 2 A là P1 = R.22 = 4R Công suất của mạch khi cường độ dòng điện trong mạch là 1A là: P R P  P2 = 1 = 25W P2 = R.12 = R  2 = P1 4 R 4

ZC 120 π = 100Ω  Z = 100 2Ω  P = U .I .cos ϕ = 120. .cos = 72W 2 4 100 2

FI CI A

ZL = R =

Câu 15: Phương pháp: Sử dụng công thức tính độ lệch pha giữa u và i

ƠN

Z 1 1  π Cách giải: Ta có: tan  −  = − C = −1  Z C = R ⇔ = 100  C = mF ωC R 10π  4

ω12  1  R +  ω1L −  ω1C   2

QU Y

Câu 16: Câu 17: Phương pháp: Tần số của dòng điện f = np (n là tốc độ quay của roto, p là số cặp cực) Sử dụng lí thuyết về mạch điện xoay chiều có f thay đổi. Cách giải: ω N Φ 0 2π fN Φ 0 Suất điện động của nguồn điện: E = = = U ( do r = 0) Với f = np (n tốc độ quay của 2 2 roto, p số cặp cực từ) Do I1 = I2 ta có

ω22

 1  R +  ω2 L −  ω2C   2

2 2     1   1   2 2 2  ω  R +  ω2 L −   = ω2  R +  ω1 L −   ω2 C   ω1C         2 ω ω2 L L  ω12 R 2 + ω12ω22 L2 + 2 1 2 − 2ω12 = ω22 R 2 + ω12ω22 L2 + 2 2 2 − 2ω22 ω2 C ω1 C C C

KÈ

2 1

2 2 2 2 L  1  ω22 ω12  1 (ω2 − ω1 )(ω2 + ω1 )  2  (ω − ω )  R − 2  = 2  2 − 2  = 2 ω12ω22 C  C  ω1 ω2  C  1 1  L    2 − R 2  C 2 = 2 + 2 (*) ω1 ω2  C  2 2

2 1

DẠ

Dòng điện hiệu dụng qua mạch: I =

ω02

 1  R 2 +  ω0 L −  ω0 C  

U E = I = I max khi E 2 / Z 2 có giá trị lớn nhất hay khi Z Z

có giá trị lớn nhất y =

1 R 2 + ω02 L +

ω02C

ω02

−2

L C

= 1 1 + C 2 ω04

R2 − 2

ω02

L C − L2 11

ω02

y=

x2  2 L +  R − 2  x − L2 2 C  C

Lấy đạo hàm mẫu số, cho bằng 0 ta được kết quả x0 = Từ (*) và (**) ta suy ra:

1 2 1

2 2

2 2 0

⇔

1  L  = C 2  2 − R 2  (**) ω 2  C  2 0

1 1 2 + 2 = 2 hay 2 f1 f2 f0

+ TH1: Hộp kín X là tụ điện  U MB = U CX = 120V

1 1 2 2n12 .n22 2.3602.800 2 2  = =  n = 464 (vòng/phút) + = n 0 n12 n22 n02 n12 + n22 3602 + 8002

Câu 18: Phương pháp: Sử dụng công thức tính điện áp hiệu dụng Cách giải:

FI CI A

Để y = ymax thì mẫu số bé nhất. Đặt x =

ƠN

U AB = U R2 + (U C + 120 )2 = 1302   240U C + 1202 = 1302 − 50 2  U C = 0  Loại đáp án A 2 2 2 U AM = U R + U C = 50 + TH2: Hộp kín X là cuộn dây thuần cảm  U MB = U LX = 120V

U AB = U R2 + (120 − U C ) 2 = 1302   1202 − 240U C = 1302 − 502  U C = 0  Loại đáp án C 2 2 2 U AM = U R + U C = 50 + TH3: Hộp kín X là điện trở thuần  U MB = U RX = 120V

U = (U R + 120 ) + U C2 = 1302   AB  240U R + 1202 = 1302 − 502  U R = 0  Loại đáp án D 2 2 2 U AM = U R + U C = 50 2

QU Y

 Chọn B

KÈ

Câu 19: Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm cho trường hợp có máy thu điện Cách giải: Áp dụng định luật Ôm cho trường hợp máy thu điện có suất phản điện E’. U −E' U − E ' 12 − 6 Ta có: I = r= = = 2Ω r I 3 Câu 20: Phương pháp: Khảo sát hàm số công suất theo R Cách giải: Ta có công thức tính công suất: P = I 2 .R =

U2 U2 . R = .R 2 Z2 R2 + ( Z L − ZC )

( Z − ZC ) R+ L

( Z − Z C ) ≥ 2. Z − Z ( BDT cosi) U2 = y = R+ L L C y R

DẠ

R Vậy P đạt cực đại khi y cực tiểu. Theo bất đẳng thức Cosi y đạt cực tiểu khi

( Z L − ZC ) R

 R = Z L − Z C = 50Ω Ta có thể lập bảng xét sự biến thiên của P như sau:

kxđ

min

+∞

∞

max

FI CI A

50 3

Vậy từ giá trị R = 50 3Ω trở lên thì P giảm dần

Câu 21: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto và định luật Ôm

Cách giải: Dựa vào biểu thức điện áp tức thời của cuộn dây và tụ, ta thấy ud sớm pha

2π 5π so = 3 6

QU Y

ƠN

với uC. Ta vẽ được giản đồ vecto như sau:

Từ giản đồ vecto thấy góc lệch giữa ud và uC là: α +

π 2

5π π α = 6 3

Từ phương trình điện áp ta có U d = 80 3V ;U C = 40V . Từ giản đồ vecto, ta có: U r = U d .cos α = 80 3.cos

= 40 3V

U L = U d .sin α = 80 3.sin

Ta có:

KÈ

= 120V 2

(

U AB = (U R + U r ) + (U L − U C ) = 60 3 + 40 3

)

+ (120 − 40 )

U AB ≈ 190, 78V

Hệ số công suất được xác định bởi: k = cos ϕ =

R + r U R + U r 60 3 + 40 3 − = ≈ 0, 908 Z U AB 190, 78

DẠ

Câu 22: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp Cách giải: + Khi mắc lần lượt các linh kiện vào điện áp xoay chiều u = U 2 cos ωt (V ) ta có

U U U = 4 A; I L = = 6 A; I C = = 2A R ZL ZC

Suy ra giá trị điện trở, cảm kháng và dung kháng của mạch R =

U U U U U U = ; ZL = = ; ZC = = IR 4 IL 6 IC 2

2U = Z

2U 2

R + ( Z i − ZC )

2 1 1 1 + −  42  6 2 

FI CI A

+ Khi mắc nối tiếp các linh kiện rồi mắc vào điện áp u = U 2 cos ωt (V ) thì ta có

IR =

= 4,8 A Chọn B

ƠN

Câu 23: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về công suất của mạch xoay chiều Cách giải: Công suất tiêu thụ của động cơ P = UIcosφ = 80W Công suất tỏa nhiệt ∆P trên dây quấn là công suất hao phí nên hiệu suất của động cơ P − ∆P 8 H= = 1− = 0, 9(90%) Chọn B P 80 Câu 24: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về máy phát điện xoay chiều một pha, lí thuyết về mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp và bài toán thay đổi tốc độ quay để UCmax Cách giải: + Khi tốc độ quay của động cơ là 1500 vòng/phút thì tần số của dòng điện là f = pn/60 = 50Hz Khi đó, ta tính được ZL = 200Ω, ZC = 100Ω và R = 100Ω. Và ta tính được tổng trở của mạch

QU Y

Z = 100 2Ω . Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch khi đó là U = IZ = 100 V + Khi tốc độ quay của động cơ là n0 thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại, tần số của 1 dòng điện trong mạch khi đó là f 0 ta có f 0 = = 25 2 Hz 2π LC Khi đó tốc độ quay của động cơ là n0 =

U 0 f 0 25 2 2 100 2 = = =  U0 = = 50 2V U f 50 2 2

đoạn mạch khi này là

60 f 0 = 750 2 vòng/phút. Mặt khác, điện áp hiệu dụng hai đầu p

KÈ

Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện khi này U C =

U0 50 2 .ZC = . R 100

1 2π .25 2.

10−4

= 100V Chọn A

DẠ

Câu 25: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về điện năng tiêu thụ công suất điện Cách giải: Điện năng tiêu thụ của động cơ điện xoay chiều trọng 1 tháng (30 ngày) P 7,5 A = Pt = i .t = .8.30 = 2250 ( kWh ) H 0,8

Số tiền mà phân xưởng phải trả N = A. 2000 = 2250. 2000 = 4.500.000 đồng. Chọn D Câu 26: Phương pháp: Sử dụng công thức máy biến áp Cách giải: 14

FI CI A

Gọi số vòng dây của cuộn (1) và cuộn (2) lần lượt là N1 và N2, điện hai hiệu dụng của nguồn điện xoay chiều là U + Khi mắc cuộn dây (1) của máy với một điện áp xoay chiều thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây (2) N U để hở có giá trị là 16 V 1 = (1) N 2 16 + Khi mắc điện áp xoay chiều với cuộn dây (2) thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây (1) để hở có giá N U N 4 trị là 4 V 2 = ⇔ 1 = ( 2 ) N1 4 N2 U U 4 =  U 2 = 4.16 = 64  U = 8V Chọn D 16 U

Từ (1) và (2) suy ra

Câu 27: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về truyền tải điện năng, công suất hao phí. Cách giải: Công suất tiêu thụ của động cơ P = UIcosφ = 220.0,5.0,8 = 88W P 88 − 11 = 0,875 = 87,5% Chọn D Hiệu suất của động cơ H = i = Pϕ 88

QU Y

ƠN

Câu 28: Phương pháp: Sử dụng công thức tính hệ số công suất của đoạn mạch xoay chiều Cách giải: Cuộn dây có điện trở thuầnTa có giản đồ véc tơ sau

cos ϕ =

KÈ

Từ hình vẽ suy ra độ lệch pha giữa u và i là – π/6 rad. Do đó hệ số công suất của đoạn mạch là 3 Chọn B 2

DẠ

Câu 29: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về bài toán thay đổi điện trở để công suất cực đại Cách giải: Công suất tiêu thụ của đoạn mạch RLC được tính theo công thức P=

U 2R

R2 + ( Z L − ZC )

= R+ 2

( Z L − ZC )

R 2

Ta thấy, để Pmax thì R = ( Z L − Z C )  Z = R 2 15

R 2

1 Chọn D 2

Câu 30: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về truyền tải điện năng ∆A 480 Cách giải: Công suất hao phí ∆P = = = 20kW t 24 ∆P 20 Hiệu suất của quá trình truyền tải H = 1 − = 1− = 0, 9(90%) Chọn C P 200 Câu 31: Phương pháp: Sử dụng công thức máy biến áp

Khi giảm bớt n vòng ở cuộn sơ cấp ta có

N1 − n U1 N n U1 U n U1 = ⇔ 1− = ⇔ 1− = ( 2) N2 U N2 N2 U 64 N 2 U N1 + n 4U1 N n 4U U n 4U = ⇔ 1+ = 1⇔ 1+ = 1 ( 3) N2 U N2 N2 U 64 N 2 U

ƠN

Khi tăng thêm n vòng ở cuộn sơ cấp ta có

U1 5U1 =  U = 32.5 = 160V . Chọn B 32 U

Câu 32: Đáp án A Cách giải: + Từ thông riêng của mạch Φ = Li → I 0 = U = IZ L = 2 2. ( 0,5.100 ) = 100 2V .

Lấy (2) + (3) suy ra

N1 U1 U1 = = (1) N 2 U 2 64

Cách giải: Gọi số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là N1 và N2. Ta có:

FI CI A

Khi đó hệ số công suất của đoạn mạch là cos ϕ =

Φ0 2 = = 4 A . Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm L 0,5

QU Y

Câu 33: Phương pháp: Áp dụng công thức tính tần số của máy phát điện f = np Cách giải: pn 60 f 60.50 Tần số của dòng điện do máy phát tạo ra f = →n= = = 375 vòng/phút. 60 p 8

KÈ

Câu 34: Đáp án D. Phương pháp: Áp dụng điều kiện xảy r hiện tượng cộng hưởng trong đoạn mạch RLC nối tiếp Cách giải: Với uX trễ pha hơn uY ta dễ thấy rằng X chứa RX và ZC, Y chứa RY và ZL. + Từ đồ thị, ta thấy rằng, khi f = f0 mạch xảy ra cộng hưởng ZL0 = ZC0 ta chuẩn hóa Z L 0 = Z C 0 = 1

DẠ

 Z L1 = 0, 5  Z = 0, 5 U 2 RX U 2 RY  L0 + Khi f = f1 = 0, 5 f 0 →  . Mặt khác ( PX ) f = PY max ↔ = 2 2 2 1 ( RX + RY ) + ( Z L1 + Z C1 ) ( RX + RY )  Z C1 = 2  ZC 0 = 2 ↔

2 Y

9 R + ( 0,5 − 2 )

 RY = 0,5 1 Độ lệch pha giữa uY và u X : → 2 9 RY  RX = 1

Z  Z   0,5  2 ∆ϕ = arctan  C1  + arctan  L1  = arctan   + arctan  = 1080.  1  0,5   RX   RY  ∆P PR = 1− 2 . P U

Cách giải: + Hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng đi xa: H = 1 −

1 . Gọi U2 và U1 lần lượt là điện áp trước khi truyền tải (điện áp ở thứ cấp máy điện áp) cho 1− H

hiệu suất 0,82 và 0,92. →

U 2 N2 − n 1 − H1 N 1 − 0,92 2 = = = = →n= 2 . U1 N2 1− H2 1 − 0,82 3 3

quấn thêm vào thứ N 2 N1 N1 − 1 + 1 − H1 N 3 3 3 ↔ 1 − 0,92 = 4 → H = 0, 955. = = 3 1 − H 3 N1 N1 1− H3 3 Khi

c ấp

vòng

thì:

ƠN

∆P PR = 1 − 2 , với P và R không đổi ta luôn P U

có U ∼

FI CI A

Phương pháp: Áp dụng hiệu suất của truyền tải điện năng đi xa H = 1 −

Câu 35: Đáp án A

QU Y

Câu 36: Đáp án A Phương pháp: Áp dụng giản đồ vectơ trong mạch điện xoay chiều

KÈ

Cách giải: Biểu diễn vecto các điện áp. Khi UCmax thì điện áp hai đầu mạch vuông pha với điện áp hai đầu đoạn mạch RL + Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác, ta có: U 02R = U 0 L (U 0C max − U 0 L )

uC = 202,8V 202,8 → ZC = Z L → U 0C max = 6, 76U 0 L + Mặt khác, ta để ý rằng, tại thời điểm t  30 u L = 30V

DẠ

+ Thay vào phương trình hệ thức lượng ta tìm được U 0 L = 32, 5V . Với hai đại lượng vuông pha uL và uR 2

 u   u   u   30  ta luôn có  L  +  R  = 1 → u R = U 0 R 1 −  L  = 78 1 −   = 30V .  32,5   U0L   U 0R   U 0L  Câu 37: Đáp án C 17

Cách giải: 80

1 H. 4π

FI CI A

+ Phương trình trên ta có nghiệm Z L1 = 100Ω → L =

µ F → Z C = 125Ω thì u vuông pha với u RL → điện áp hiệu dụng trên tụ đạt giá trị cực đại. π Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác R 2 + Z L2 = Z L Z C max ↔ Z L2 max − 125Z L + 2500 = 0

+ Khi C =

H , hoặc Z L 2 = 25Ω → L =

Câu 38: Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp Cách giải: Ban đầu mạch RLC nối tiếp nhưng dùng Ampe kế nối tắt qua tụ nên đoạn mạch chỉ còn còn RL.

ZL 1 =  R = 3Z L Khi thay thế ampe kế bằng vôn 6 6 R 3 kế thì vôn kế đo giá trị hiệu điện thế hiệu dụng trên tụ C. mạch RLC nối tiếp và điện áp tức thời trên tụ trễ π so với điện áp trên đoạn mạch. Ta có giản đồ vecto: pha 4

nên ta có: tan

QU Y

ƠN

Do I trễ pha so với u một góc

−π Z L − Z C 1   = = −1  Z C − Z L = R  Z C = R + Z L =  1 +  R mà 4 R 3 

KÈ

tan

U AB = I .Z = I . R 2 + ( Z L − ZC ) = I . 2 R

DẠ

 1  U C = I .ZC = I .  + 1 .R  3  Lập tỉ số

U AB 2 2 2 =  U AB = UC = .195,19 = 175V 1 1 1 UC +1 +1 +1 3 3 3

Câu 39: 18

Phương pháp: Sử dụng công thức máy biến áp Cách giải: Gọi U1 ; U2; N1; N2 là điện áp số vòng dây trên các cuộn sơ cấp và thứ cấp với U2 = 100V. U’ U N là điện áp trên cuộn thứ cấp khi số vòng dây thứ cấp tăng thêm 4n.Ta có: 1 = 1 Khi thay đổi số vòng U 2 N2

FI CI A

dây của cuộn thứ cấp thì: U1 N1 U1 N1 = = ; U N 2 − n 3U N 2 + n

 N 2 + n = 3. ( N 2 − n )  N 2 = 2n U1 N1 N = = 1  U ' = 3U 2 = 300V U ' N 2 + 4n 3 N 2

ƠN

Câu 40: Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch điện xoay chiều −Z −π = − 3  Z C = 3R Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch là 100V Cách giải: Ta có: tan ϕ = C = tan R 3 và cường độ dòng điện hiệu dụng là 2A nên U U AB = I .Z  Z = AB = 50Ω I

DẠ

KÈ

QU Y

Z = R 2 + Z C2 = 2.R = 50Ω  R = 25Ω

40 bài tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 3: vận dụng - Đề số 4 (Có lời giải chi tiết)

A. 50 3V

B. −50 3V

FI CI A

Câu 1: Đặt điện áp xoay chiều u = 100 cos(wt) V vào hai đầu mạch gồm điện trở R nối tiếp với tụ C có ZC = R. Tại thời điểm điện áp tức thời trên điện trở là 50 V và đang tăng thì điện áp tức thời trên tụ có giá trị là C. 50V

D. -50V

ƠN

Câu 2: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp lí tưởng một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 300 V. Nếu giảm bớt một phần ba số vòng dây của cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng hai đầu của nó là : A. 100 V. C. 200 V. B. 220 V. D. 110 V. Câu 3: Đặt điện áp u = 220cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm một bóng đèn dây tóc loại 110V – 50W mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh C để đèn sáng bình thường. Độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và điện áp ở hai đầu đoạn mạch lúc này là: A. π/2 B. π/3 C. π/6 D. π/4 Câu 4: Đặt điện áp xoay chiều u = U 0 cos (100π t + π / 3) vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm

π  A. i = 2 3 cos  100π t +  A 6 

L = 1 / 2π H. Ở thời điểm điện áp ở hai đầu cuộn cảm là 100 2V thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là 2A. Biểu thức của cường độ dòng điện qua cuộn cảm :

π  B. i = 2 3 cos  100π t −  A 6 

DẠ

KÈ

QU Y

π π   C. i = 2 2 cos  100π t +  A D. i = 2 2 cos  100π t −  A 6 6   Câu 5: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt + φ) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R = 24Ω, tụ điện và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp (hình H1). Ban đầu khóa K đóng, sau đó khóa K mở. Hình H2 là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện i trong đoạn mạch vào thời gian t. Giá trị của U0 gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 127 V. B. 212 V. C. 255 V. D. 170 V. Câu 6: Nối hai cực của máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu một cuộn dây không thuần cảm có điện trở r = 10π W và độ tự cảm L. Biết rôto của máy phát có một cặp cực, stato của máy phát có 20 vòng 1

FI CI A

dây và điện trở thuần của cuộn dây là không đáng kể. Cường độ dòng điện trong mạch được đo bằng đồng hồ đo điện đa năng hiện số. Kết quả thực nghiệm thu được như đồ thị trên hình vẽ. Giá trị của L là

A. 0,25 H. B. 0,30 H. C. 0,20 H. D. 0,35 H Câu 7: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với tụ điện. Biết

ƠN

điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở và giữa hai bản tụ điện lần lượt là 100 V và 100 3V . Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và điện áp giữa hai bản tụ điện có độ lớn bằng

π 6

Câu 8: Đặt một điện áp u = 120 2 cos (100π t ) V vào hai đầu một cuộn dây thì công suất tiêu thụ là 43,2

QU Y

W và cường độ dòng điện đo được bằng 0,6 A. Cảm kháng của cuộn dây là : A. 186 Ω. B. 100 Ω. C. 180 Ω. D. 160 Ω. Câu 9: Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện, (điện áp hiệu dụng ở hai đầu mạch không đổi) nếu đồng thời tăng tần số của điện áp lên 4 lần và giảm điện dung của tụ điện 2 lần thì cường độ hiệu dụng qua mạch A. tăng 2 lần. B. tăng 3 lần. C. giảm 2 lần. D. giảm 4 lần.

Câu 10: Đặt điện áp u = U 2 cos (ωt ) vào hai đầu một tụ điện thì cường độ dòng điện qua nó có giá trị hiệu dụng là I. Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu tụ điện là u và cường độ dòng điện qua nó là i. Hệ thức liên hệ giữa các đại lượng là

u2 i2 1 u2 i2 u 2 i2 u 2 i2 1 + = B. + = 1 C. + = 2 D. + = U2 I2 4 U2 I2 U2 I2 U2 I2 2 Câu 11: Một nhà máy phát điện gồm n tổ máy, mỗi tổ máy có cùng công suất P. Điện sản xuất ra được truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất H. Hỏi nếu khi chỉ còn một tổ máy thì hiệu suất H’ bằng bao nhiêu (tính theo n và H)

KÈ

H n + H −1 B. H ' = H C. H ' = D. H ' = nH n n Câu 12: Trong một hộp kín chứa 2 trong 3 phần tử : điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện. Hai phần tử trong hộp mắc nối tiếp và 2 đầu nối ra ngoài là M và N. Đặt vào 2 đầu M, N điện áp xoay chiều

A. H ' =

DẠ

π  u = 120 2 cos  100π t +  V thì cường độ dòng điện chạy trong hộp có biểu thức 3  π  u = 3 2 cos  100π t +  A . Các phần tử trong hộp là 6  2

B. điện trở R = 20Ω , cuộn dây L =

10−3 F 2 3π

C. điện trở R = 20 3Ω , tụ điện có C =

10−3 F 5π 3

D. điện trở R = 20 3Ω , cuộn dây có L =

3 2π

1 F 5π

FI CI A

Câu 13: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm một cuộn dây dẫn có điện trở r không đổi, độ tự cảm L=

10−3 F 2π

A. điện trở R = 20Ω , tụ điện có C =

H mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện

π  áp xoay chiều có dạng u = U cos  100π t +  V . Để điện áp giữa hai đầu cuộn dây dẫn cực đại thì điện 6  dung của tụ điện có giá trị là : 2.10−4 F 3π

10−4 F 3π

3.10−4

5.10−4 F 3π

Câu 14: Điện áp xoay chiều giữa 2 đầu mạch điện và dòng điện trong mạch có biểu thức là:

ƠN

π π   U = 120 2 cos 100π t +  V , i = 4 2 cos 100π t −  A . Công suất tiêu thụ của mạch là: 6 6  

KÈ

QU Y

A. P = 400 W. B. P = 200 W. C. P = 800 W. D. P = 600 W. Câu 15: Cho đoạn mạch AB gồm cuộn dây không thuần cảm nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điện áp đặt vào hai đầu mạch có biểu thức trong đó U và ω không đổi. Thay đổi giá trị của C thì nhận thấy, với C = C1 thì điện áp hai đầu tụ điện có giá trị hiệu dụng 40 V và trễ pha hơn điện áp giữa hai đầu mạch một góc φ1 (0 < φ1< 0,5π), Khi C = C2 thì dòng điện trong mạch trễ pha hơn so với điện áp một góc φ1, điện áp giữa hai đầu tụ khi đó là 20 V và mạch tiêu thụ công suất bằng 0,75 công suất cực đại mà nó có thể tiêu thụ. Điện áp hiệu dụng U giữa hai đầu đoạn mạch gần nhất giá trị nào sau đây ? A. 25 V B. 20 V C. 28 V D. 32 V Câu 16: Một máy biến áp lý tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2200 vòng dây, mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V. Mạch thứ cấp mắc với bóng đèn có hiệu điện thế định mức 6 V. Để đèn sáng bình thường thì ở cuộn thứ cấp, số vòng dây phải bằng A. 60 vòng B. 200 vòng C. 100 vòng D. 80 vòng Câu 17: Một máy phát điện xoay chiều một pha (kiểu cảm ứng) có p cặp cực, quay đều với tốc độ n vòng/phút, với số cặp cực bằng số cuộn dây của phần ứng thì tần số của dòng điện do máy tạo ra là f Hz. Hệ thức nào sau đây đúng? 60 p 60n 60 f A. f = 60np B. n = C. f = D. n = f p p

Câu 18: Đặt điện áp xoay chiều có tần số và điện áp hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Dùng một vôn kế lý tưởng lần lượt đo điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch, hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn cảm thì chỉ số của vôn kế tương ứng là U, UL, UC. Biết U = UC = 2UL. Hệ số công suất của đoạn mạch lúc này bằng A. 0,71. B. 1 C. 0,5 D. 0,87

DẠ

Câu 19: Đặt điện áp u = 100 2 cos100π t (V ) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết điện

trở R = 100 Ω. Điện áp ở hai đầu cuộn cảm là uL = 200cos(100πt + 0,5π) V. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng A. 200 W B. 100 W C. 150 W D. 50 W 3

ƠN

FI CI A

Câu 20: Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto gồm 10 cặp cực (10 cực nam và 10 cực bắc). Rô to quay với tốc độ 300 vòng/phút. Suất điện động do máy sinh ra có tần số bằng A. 5 Hz B. 30 Hz C. 300Hz D. 50 Hz Câu 21: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp lý tưởng một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 400 V. Nếu giảm bớt số vòng dây của cuộn thứ cấp đi một nửa so với ban đầu thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp là A. 100 V. B. 200 V. C. 600 V. D. 800 V. Câu 22: Rô to của một máy phát điện xoay chiều một pha có 4 cực từ và quay với tốc độ n vòng/phút. Hai cực phần ứng của máy mắc với một tụ điện có điện dung C = 10 μF. Điện trở trong của máy không đáng kể. Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của cường độ dòng điện hiệu dụng I qua tụ theo tốc độ quay của rô to khi tốc độ quay của rô to biến thiên liên tục từ n1 = 150 vòng/phút đến n2 = 1500 vòng/phút. Biết rằng với tốc độ quay 1500 vòng/phút thì suất điện động hiệu dụng giữa hai cực máy phát tương ứng là E. Giá trị E là

QU Y

A. 400 V. B. 100 V. C. 200 V. D. 300 V. Câu 23: Một động cơ điện xoay chiều tiêu thụ công suất 1,5 kW và có hiệu suất 80%. Công suất cơ học do động cơ sinh ra trong 30 phút khi động cơ hoạt động là A. 2,16.103 J. B. 4,32.103 J. C. 4,32.106 J. D. 2,16.106 J. Câu 24: Đặt điện áp u = U 2 cos (100π t ) V vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R, cuộn dây thuần cảm L và C mắc nối tiếp. Biết R = 100 Ω, L =

1 10−3 H,C = F điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở thuần 2π 5π

B. −50 6V

C. 50 6V

D. −50 2V

KÈ

A. 50 2V

R = 200 V. Khi điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AB có giá trị −100 6V và có độ lớn đang tăng thì điện áp tức thời hai đầu tụ C có giá trị là

DẠ

Câu 25: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi. Biết R không đổi, cuộn thuần cảm có độ tự cảm L không đổi, điện dung của tụ điện thay đổi được. Khi điện dung C = C1 và C = C2 thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có cùng giá trị, khi C = C1 thì điện áp u hai đầu đoạn mạch trễ pha hơn i một góc π/6 . Khi C = C2 thì điện áp u ở hai đầu đoạn mạch trễ pha hơn i một góc 5π/12 . Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại là UCmax = 186 V, đồng thời khi đó điện áp hiệu dụng hai đầu R có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 200 V. B. 100 V. C. 180 V. D. 150 V Câu 26: Điện áp hai đầu mạch RLC mắc nối tiếp (có R là biến trở) là u = U0cosωt. Khi R = R1 = 100 Ω, thì công suất mạch điện cực đại Pmax = 100 W. Tiếp tục tăng giá trị biến trở đến giá trị R = R2 thì công suất của mạch là 80 W. Khi đó R2 có giá trị là 4

FI CI A

A. 50 Ω. B. 120 Ω. C. 200 Ω. D. 95 Ω. Câu 27: Cho mạch điện như hình vẽ. Đặt vào hai đầu A, B một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số f không đổi. Điều chỉnh C để tổng điện áp hiệu dụng UAM + UMB lớn nhất thì tổng đó bằng 2U và khi đó công suất tiêu thụ của đoạn mạch AM là 36 W. Tiếp tục điều chỉnh C để công suất tiêu thụ của đoạn mạch lớn nhất thì công suất lớn nhất đó bằng

ƠN

A. 32 W. B. 36 W C. 25 W D. 48 W. Câu 28: Điện năng từ nhà máy được đưa tới nơi tiêu thụ nhờ các dây dẫn. Biết công suất truyền đi là không đổi. Ban đầu hiệu suất truyền tải điện là 80%. Muốn hiệu suất truyền tải điện là 85% thì cần giảm cường độ dòng điện trên dây tải đi A. 13,4%. B. 33,8%. C. 29,3%. D. 16,0%. Câu 29: Đặt điện áp u = U0cos100πtV vào hai đầu đoạn mạch A, B gồm cuộn dây thuần cảm, có độ tự 1 400 cảm L = H và tụ có điện dung C = µ F mắc nối tiếp. Tại thời điểm điện áp tức thời giữa hai 4π 3π đầu tụ điện bằng 120 V thì điện áp tức thời giữa hai đầu A, B có giá trị bằng A. 80 V. B. –160 V. C. –80 V. D. 160 V. Câu 30: Một máy biến áp sử dụng trong phòng thí nghiệm có số vòng dây của hai cuộn lần lượt là N1 và N2. Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V vào hai đầu cuộn dây N1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn N2 để hở là 1000 V. Khi đặt điện áp trên vào hai đầu cuộn dây N2 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn N1 để hở là

QU Y

A. 50V B. 40V C. 220 2V D. 110 2V Câu 31: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu trên lò xo gắn cố định, đầu dưới lò xo gắn với vật nặng có khối lượng 100g. Kích thích cho vật dao động điều hòa dọc theo trụ Ox có phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống dưới, gốc O tại vị trí cân bằng của vật. Phương trình dao động của vật có dạng x = Acos(ωt + φ)cm; t(s) thì lực kéo về có phương trình F = 2cos(5πt - 5π/6)N, t(s). Lấy π2 = 10. Thời điểm có độ lớn lực đàn hồi bằng 0,5N lần thứ 2018 (tính từ lúc t = 0) có giá trị gần đúng bằng: A. 20,724s B. 0,6127s C. 201,72s D. 0,4245s Câu 32: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở

5.10−4 F mắc nối tiếp. Bỏ qua điện trở 6π các cuộn dây của máy phát điện và điện trỏ dây nối. Máy phát điện có số cặp cực không đổi, tốc độ quay của roto thay đổi được. Khi tốc độ quay của roto bằng n (vòng/phút) thì công suất của mạch đạt giá trị lớn nhất bằng 161,5W. Khi tốc độ quay của roto bằng 2n (vòng/phút) thì công suất tiêu thụ của mạch là: A. 136W B. 126W C. 148W D. 125W Câu 33: Một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R1 = 200Ω và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đoạn mạch MB gồm điện trở

DẠ

KÈ

thuần R = 100 2Ω , cuộn cảm thuần L = 5 / 3π H và tụ điện C =

thuần R2 = 150Ω và cuộn dây thuần cảm độ tự cảm L mắc nối tiếp. Điện dung C không đổi, độ tự cảm L thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều u AB = U 0 cos100π t (V ) ;U 0 không 5

dụng giữa hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị lớn nhất thì độ tự cảm L gần giá trị nào nhất sau đây? A. 1,98H B. 2,1H C. 2,4H D. 1,86H Câu 34: Hai chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với O là vị trí cân bằng theo các phương

đổi. Khi L = L0 = 1,88 / π H thì góc lệch pha giữa điện áp uMB và u AB đạt giá trị lớn nhất. Để điện áp hiệu

A. 4cm

B. 2 7cm

FI CI A

π 5π    trình x1 = 2 cos  ωt +  cm; x2 = 2 3 cos  ωt −  cm . Giả thiết trong quá trình dao động hai chất điểm 3 6    không va chạm vào nhau. Tìm khoảng cách lớn nhất giữa hai chất điểm trong quá trình dao động của chúng? C. 3 5cm

D. 5 2cm

A. 36W

Câu 35: Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch AB gồm ba phần tử RLC mắc nối tiếp, biết cuộn dây thuần cảm, điện dung của tụ thay đổi được. Khi C = C1 thì độ lệch pha giữa uAB và i bằng π/4 và công suất tiêu thụ của mạch bằng 24W, khi C = C2 thì độ lệch pha giữa uAB và i bằng π/6 và công suất tiêu thụ của mạch lúc này bằng C. 48W D. 12W 12 6W Câu 36: Một quạt điện mà dây quấn có điện trở thuần 16Ω , được mắc vào nguồn điện xoay chiều

ƠN

u1 = 110 2 cos (100π t ) V thì chạy bình thường và sản ra công cơ học 40W, trong điều kiện đó hệ số công

suất của động cơ là 0,8. Mắc nối tiếp quạt với tụ điện và mắc vào nguồn điện mới

đây? A. 7 µF

B. 6 µF

u2 = 220 2 cos (100π t ) V thì quạt vẫn chạy bình thường. Điện dung của tụ điện gần giá trị nào nhất sau C. 5 µF

D. 8 µF

Câu 37: Đặt điện áp xoay chiều u = 100 2 cos (100π t )(V ) vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 25Ω, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Khi đó điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần có

QU Y

π  biểu thức u L = 200 cos 100π t +  (V ) . Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng 2  B. 400 W C. 100 W D. 800 W A. 1200W Câu 38: Một đoạn mạch điện gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với là các hằng số dương và không đổi . Điều chỉnh R để biến trở nhận hai giá trị R1 và R2 mà với hai giá trị đó thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch lệch pha so với cường độ dòng điện trong mạch với các góc tương ứng là α và

. Hệ thức nào sau đây đúng

β thỏa mãn α + β =

1 D. 2ω L = R1 + R2 ( R1 + R2 ) 2 Câu 39: Trong giờ học thực hành, học sinh muốn tạo một máy biến thế với số vòng dây ở cuộn sơ cấp gấp 4 lần cuộn thứ cấp. Do xảy ra sự cố nên cuộn thứ cáp bị thiếu một số vòng dây. Để xác định số vòng dây bị thiếu, học sinh này dùng vôn kế lý tưởng và đo được tỉ só điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp và 43 cuộn sơ cấp là . Sau đó học sinh quấn thêm vào cuộn thứ cấp 48 vòng nữa thì tỷ số điện áp hiệu dụng 200 9 nói trên là . Bỏ qua mọi hao phí của máy biến áp. Để được máy biến áp có số vòng dây đúng như dự 40 định thì học sinh đó phải cuốn tiếp bao nhiêu vòng A. 168 vòng B. 120 vòng C. 60 vòng D. 50 vòng

B. ω L = R1 + R2

C. ω L =

DẠ

KÈ

A. ω L = R1 R2

tiếp với tụ điện có điện dung

H mắc nối

10−4 F . Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều 2π

Câu 40: Cho đoạn mạch AB gồm cuộn dây thuần có điện trở thuần 100Ω và độ tự cảm

FI CI A

u AB = 200 cos100π t (V ) . Khi điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AB là 100 3V và đang giảm thì điện áp tức thới giữa hai đầu cuộn dây là A. -100 V và đang giảm B. -100 V và đang tang

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

C. 100 V và đang giảm D. 100 V và đang tăng

2.C

3.D

4.C

5.A

6.A

7.D

8.D

9.A

10.C

11.C

12.D

13.A

14.B

15.A

16.A

17.D

18.D

19.B

20.D

21.B

22.B

23.D

24.A

25.B

26.C

27.D

28.A

29.A

30.B

31.C

32.A

33.A

34.B

35.A

36.C

37.B

38.A

39.B

40.A

Câu 1:  ZC = R  U 0C = U 0 R  Cách giải: Ta có:  2 2 2 U 0 = U 0 C + U 0 R = 100 2

(

)

 U 0 C = U 0 R = 100V

Phương pháp: uC trễ pha hơn u R góc π / 2 . Sử dụng đường tròn lượng giác

FI CI A

1.D

HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT

QU Y

ƠN

Do uC trễ pha hơn u R góc π/2, biểu diễn trên đường tròng lượng giác ta có:

=> Điện áp tức thời trên tụ là uC = -50V

Câu 2:

Phương pháp: Công thức máy biến áp: Câu 3:

R UR = (φ là độ lệch pha giữa u và i) Z U

KÈ

Phương pháp: cos ϕ =

N1 U1 = N2 U 2

Cách giải: Khi đèn sang bình thường thì U R = 110V  cos ϕ =

UR 110 1 π = = ϕ = U 110 2 4 2

DẠ

Câu 4: Phương pháp: Mạch điện chỉ có cuộn cảm thuần: u sớm pha hơn i góc π/2. Sử dụng hê ̣thức vuông pha giữa u vài Cách giải: 1 + Dung kháng: Z L = 100π . = 50Ω 2π 8

+ Sử dụng hệ thức vuông pha giữa u và i:

i u 2 + 2 =1⇔ 2 2 I0 U 0 I0

(100 2 ) +

502.I 02

= 1  I0 = 2 3A

+ i trễ pha hơn u góc π / 2  ϕ1 = −π / 6

FI CI A

π   Phương trình của i: i = 2 3 cos  100π t −  A 6  Câu 5:

Phương pháp: Sử dụng công thức I 0 = U 0 / Z , độ lệch pha tanφ = (ZL – ZC)/R kết hợp kĩ năng đọc đồ thị Cách giải:

ƠN

U 02 U 02 2 2 2 = +  = − 5, 76 R Z Z 0 L L 32 32 U 02 U 02 2 2 2 = R + Z − Z  Z − Z = − 5, 76 ( ) ( ) 0 L C L C 42 42 U 02 − 5, 76  2  2 2 2 Z L − ZC R R 2 4 R = Z L ( Z L − ZC )  2 =  2 = 2  U0 ZL ZL Z − 5, 76  L  2 3 2 2 2 U  U  U  U 2  U 2    20 − 5, 76  20 − 5, 76  = R 4  20 − 5, 76    20 − 5, 76   20 − 5, 76  = R 4 4  3  3  4  3   U 02 U 02  U 04 2 2 − 5, 76  2 + 2  = 0  U 0 = R 3 + 4 = 120V 32.42 3 4  



ωΦ

Ta co: I =

r 2 + ω 2 L2



1 r2 L2 = + . Có f = np; p = I 2 ω 2Φ 2 Φ 2

 ω = 2π n; r = 10π ( Ω )

1 r2 L2 104 1 1 L4 = + + = 0  = 0  = = 1,5625 (1) I 2 4π 2 n 2 Φ 2 Φ 2 n 2 n2 I 02 Φ 2



QU Y

Câu 6: Phương pháp: Suất điện động hiệu dụng E = ωϕ. Cường độ dòng điện hiệu dụng I = E/Z Tần số của dòng điện xoay chiều f = np (n là tốc độ quay của roto ; p là số cặp cực) Cách giải:

KÈ

4 r2 L2 1 + 10 = 100  1 = 0, 01  1 = + = 7,8125 ( 2 ) n2 n2 I 2 100.4π 2 n 2 Φ 2 Φ 2 (1) = L2 1,5625 1 + = =  L = 0, 25 H 2 r 7,8125 5 ( 2) 2 +L 100.4π 2 Câu 7: Đáp án D

DẠ

Phương pháp: Áp dụng công thức xác định độ lệch pha giữa u, i trong mạch xoay chiều tan ϕ = −

UC UR

Cách giải:

+ Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện tan ϕ = −

UC 100 3 π π =− = − 3 → ϕ = → điện áp lệch pha UR 100 3 6

P 43, 2 = = 120Ω → Cảm kháng của cuộn dây I 2 0, 62

Z L = Z 2 − R 2 = 2002 − 1202 = 160Ω

FI CI A

Điện trở của cuộn dây R =

so với điện áp hai đầu tụ điện Câu 8: Đáp án D Cách giải: U 120 + Tổng trở của mạch Z = = = 200Ω I 0, 6

+ Hệ thức liên hệ giữa các đại lượng

u2 i2 + =2 U2 I2

ƠN

Câu 9: Đáp án A Cách giải: + Tăng tần số của dòng điện lên 4 lần và giảm điện dung đi 2 lần tăng 2 lần → dòng điện hiệu dụng tăng 2 lần.' Câu 10: Đáp án C Cách giải:

Câu 11: Đáp án C Phương pháp: áp dụng công thức tính hiệu suất truyền tải trong truyền tải điện năng đi xa. Cách giải:

nP R U2 P n −1+ H + Hiệu suất truyền tải ứng với n tổ máy H ' = 1 = 2 R → H ' = U n Câu 12:

QU Y

+ Hiệu suất truyền tải ứng với n tổ máy H = 1 =

π  Cách giải: Cường độ dòng điện: i = 3 2 cos 100π t +  A → Điện áp sớm pha hơn dòng điện một góc 6 

300 → mạch chứa cuộn cảm thuần và điện trở thuần:

ZL 1 H  R = 20 3Ω → R = 3Z L → Z = 2 Z L = 40Ω → Z L = 20Ω  L = R 5π Câu 13: Đáp án A Phương pháp: áp dụng điều kiện xảy ra cộng hưởng trong mạch điện xoay chiều Cách giải: + Để điện áp hai đầu cuôn dây dẫn cực đại thì mạch xảy ra cộng hưởng

KÈ

tan 300 =

1 = Lω 2

DẠ

→C =

1 3 2π

(100π )

= 2

2.10 −4 F. 3π

Câu 14: Đáp án B Phương pháp: áp dụng công thức tính công suất tiêu thụ của mạch điện Cách giải: 10

U 0 I0 100 2.4 2 π  cos ϕ = cos   = 200W 2 2 3

Câu 15: Đáp án A Cách giải: + Biểu diễn lượng giác điện áp hiệu dụng trên tụ khi C thay đổi

FI CI A

+ Khi C = C2 mạch tiêu thụ công suất bằng 0,75 công suất cực đại → cos 2 ϕ1 = 0, 75 → ϕ1 = 300

+ Công suất tiêu thụ của mạch P =

U C1 = U C max cos ( −60 + ϕ0 ) = 40 U C = U C max cos (ϕ + ϕ0 ) →  → ϕ0 = 33, 430 và U C max = 44, 7V U C 2 = U C max cos ( 30 + ϕ0 ) = 2 + Kết hợp với U C max =

U → U = U C max sin ϕ0 = 44, 7 sin 33, 430 ≈ 25V sin ϕ0

ƠN

Câu 16: Phương pháp: Áp dụng công thức máy biến áp Cách giải: Đáp án A U 6 + Áp dụng công thức máy biến áp N 2 = N1 2 = 2200 = 60 vòng U1 220

QU Y

Câu 18: Phương pháp: chuẩn hóa số liệu Cách giải: Đáp án D

Câu 17: Phương pháp: áp dụng công thức tính tần số của máy phát điện f =np Cách giải: Đáp án D pn 60 f + Tần số của dòng điện do máy phát ra f = n= 60 p

+Ta chọn U L = 1 → U = U C = 2 . Hệ số công suất của mạch 2

KÈ

U 2 − (U L − U C ) 22 − (1 − 2 ) U 3 cos ϕ = R = = = ≈ 0,87 U U 2 2 Câu 19: Cách giải: Đáp án B + Ta để ý thấy rằng điện áp hai đầu đoạn mạch trễ pha 0,5π so với điện áp hai đầu cuộn cảm → u cùng pha với i →mạch xảy ra cộng hưởng. Công suất tiêu thụ của mạch P = Pmax =

U 2 1002 = = 100W R 100

DẠ

Câu 20: Phương pháp: áp dụng công thức tính tần số f =np Cách giải: Đáp án D pn 10.300 + Tần số của suất điện động f = = = 50 Hz 60 60 Câu 21 : Phương pháp: Áp dụng công thức máy biến áp Cách giải: Đáp án B 11

+ Ta có: E = I .Z C =

FI CI A

Câu 22: Cách giải: Đáp án B

N1 U  400 = N  2 + Áp dụng công thức của máy biến áp, ta có hệ  → U ' = 0, 5.400 = 200V  U = N1 U ' 0,5 N 2

I 0, 628 = = 100V C 2π f 10.10−6.2π . 4.1500 60

Câu 23: Cách giải: Đáp án D

+ Công cơ học mà động cơ sinh ra trong 30 phút A = 0,8.P.t = 0,8.1500.1800 = 2,16.106 J

Câu 24: Cách giải: Đáp án A

ƠN

+ Cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch Z L = 50Ω; Z C = 50Ω → mạch xảy ra cộng hưởng U C = 0,5U R = 100V

+ Điện áp ở hai đầu đoạn mạch sớm pha hơn điện áp trên tụ một góc 0,5

rad. Khi

3 1 1 U 0 = −100 6 và có độ lớn đang tăng → uC = U 0 C = 100 2 = 50 2V 2 2 2 Câu 25: Cách giải: Đáp án B

u=−

+ Với ϕ1 , ϕ 2 và ϕ0 là độ lệch pha giữa u và I ứng với C1 , C2 , C0 . Ta có ϕ1 + ϕ 2 = 2ϕ0 → ϕ0 = −52, 50

QU Y

+ Khi C  C0 điện áp hiệu dụng trên tụ cực đại thì u RL vuông pha với u

DẠ

KÈ

U = U C max sin ϕ0 U 186 → U R = C max sin 2ϕ0 = sin 2. ( 52, 2 ) = 89V . + Từ hình vẽ, ta có:  2 2 U R = U cos ϕ0

Câu 26: Cách giải: Đáp án C + Khi R = R1 = 100Ω , công suất tiêu thụ trong mạch là cực đại 12

U 2 R2 2 2

R + ( Z L − ZC )

→ R22 − 250 R2 + 10000 = 0

FI CI A

+ Công suất tiêu thụ của mạch ứng với R2 là: P =

 Z L − Z C = R1 = 100   Z L − Z C = R1 = 100 → → 2 U2  Pmax = 2 R = 100 U = 2 Pmax R1 = 20000 1 

Phương trình trên cho ta hai nghiệm R2 = 200Ω hoặc R2 = 50Ω

ƠN

Câu 27: Phương pháp: Áp dụng phương pháp giản đồ vectơ trong mạch điện xoay chiều Cách giải: Đáp án D

QU Y

+ Biểu diễn vecto các điện áp. + Áp dụng định lý sin trong tam giác, ta có

U AM U U U = MB = AB → U AM + U MB = MB ( sin α + sin β ) với sin β sin α sin γ sin γ

γ luôn không đổi. Biến đổi lượng giác U AM + U MB = khi α = β .

2U AB  180 − γ sin  sin γ  2

 α − β  cos    2

  → (U AM + U MB ) max 

2U  180 − γ  0 sin   = 2U → γ = 60 . Các vecto hợp với nhau thành tam giác sin γ  2  đều => khi xảy ra cực đại u chậm pha hơn i một góc 30 độ.

KÈ

+ Khi đó (U AM + U MB )max =

P = Pmax cos 2 ϕ → Pmax =

P 6 = = 48W 2 2 cos ϕ cos 300

DẠ

Câu 28: Phương pháp: Áp dụng công thức tính công suất hao phí và hiệu suất truyền tải trong truyền tải điện năng đi xa Cách giải: Đáp án A P ∆P + Hiệu suất truyền tải H = tt = 1 − với P là công suất truyền đi và là công suất nơi tiêu thụ. P P

∆P1 = (1 − H1 ) P I ∆P I 2 1 − H 2 1− H2 1 − 0,85 3 → → 2 = 22 = → 2 = = = ≈ 0,867. Giảm I đi 13,4% ∆P1 I1 1 − H1 I1 1 − H1 1 − 0,8 2 ∆P2 = (1 − H 2 ) P

FI CI A

Câu 29: Cách giải: Đáp án A + Cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch Z L = 25Ω, Z C = 75Ω . Tổng trở của mạch

Z = Z L − ZC = 25 − 75 = 50Ω + Ta để ý rằng Z C > Z L → u cùng pha với uC → u =

Z 50 uC = 120 = 80V ZC 75

KÈ

QU Y

ƠN

Câu 30: Phương pháp: Áp dụng công thức máy biến áp Cách giải: Đáp án B + Đặt vào N1 điện ápp 200 V thì điện áp ở N2 là 1000 V tăng áp 5 lần, mắc theo chiều ngược lại sẽ hạ áp 5 lần => điện áp hai đầu N1 khi đó là 40 V Câu 31: Phương pháp: Sử dụng đường tròn lượng giác Cách giải: Chu kì dao động: T = 2π/ω = 2π/5π = 0,4s. Thời điểm t = 0 và thời điểm độ lớn lực đàn hồi bằng 0,5N được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:

Một chu kì có 4 lần độ lớn lực đàn hồi bằng 0,5N. Sau 504T độ lớn lực đàn hồi bằng 0,5N lần thứ 2016  Lực đàn hồi có độ lớn bằng 0,5N lần thứ 2018 vào thời điểm: T π  π 0,5   .  +  − arccos  = 504.0, 4 + 0, 0746 = 201, 67 s  Chọn C 2π  3  2 4   2  ωΦ 0  Câu 32:   .R ω 2 Φ 2 .R U 2R 2   = Phương pháp: Công thức tính công suất tiêu thụ của mạch: P = 2 = 2 2 2 Z R + ( Z L − ZC ) R2 + ( Z L − ZC )

DẠ

t = 504T +

Cách giải: 14

2n (vòng/phút)

2ω

2Z L

ZC / 2

+ Khi tốc đô ̣quay của roto làn (vòng/phút):

R2 + ( Z L − ZC )

ω 2Φ 2 .R 1   R + ωL − ωC  

ω 2 Φ 2 .R

2L 1 + 2 2 C ω C

R 2 + ω 2 L2 −

(

)

1 14400π 2

ω '2 Φ 2 .R R 2 + ( Z L '− Z C ')

ƠN

 1 2L  1  2 Pmax ⇔  4 2 +  R 2 −  2 +L  C ω ω c   min 2L 5 6π − R2 2 . − 100 2 −4 1 ⇔ 2 = C = 3π 5.10 2 2 ω  6π   −4  C2  5.10 

Φ 2 .R Φ 2 .R  P = 1 2L  1 R2 2L 1  2 +  R2 − + L2 − 2 − 4 2  2 +L 4 2 2 C ω ωC  ω ωC ωC

R 2 + ( Z L − ZC )

ω 2 Φ 2 .R

P' =

ω 2Φ 2 .R

FI CI A

n (vòng/phút)

Pmax =

ω 2Φ 2 R R 2 + ( 200 − 100 )

QU Y

5   Z L = ω L = 120π . 3π = 200Ω   ω = 120π   1 1 = 100Ω  Z C = ωC = 5.10−4  120π . 6π 

= 161, 5 (*)

+ Khi tốc đô ̣quay của roto là2n (vòng/phút)

KÈ

Từ (*) và (**)

 Z L ' = 2 Z L = 400Ω ω '2 Φ 2 R 4ω 2 R 2   P ' = + Z − Z = **) ( L C)  ZC 2 ( 2 2 R Z = = 50 Ω R + 400 − 50 ( ) C  2

( (

2 2 100 2 P ' ω '2 R + ( 200 − 100 ) P'  = 2. 2 ⇔ = 4. 2 Pmax ω R + ( 400 − 50 ) 161, 5 100 2

) )

+ 100 2 + 3502

16  P ' = 136W 19

DẠ

Câu 33: Phương pháp: Suất điện động hiệu dụng E = ωϕ Cường độ dòng điện hiệu dụng I = E/Z. Tần số của dòng điện xoay chiều f = np (n là tốc đô ̣quay của roto ; p là số cặp cực) Cách giải: Ta có: I =

ωΦ r 2 + ω 2 L2



1 r2 L2 Có: f = np; p = 1  ω = 2π n; r = 10π ( Ω ) = + I 2 ω 2Φ 2 Φ 2 15



1 r2 L2 104 1 1 L4 = + + = 0  = 0  = = 1,5625 (1) I 2 4π 2 n 2 Φ 2 Φ 2 n 2 n2 I 02 Φ 2

FI CI A

10 4 1 1 r2 L = 100  = 0, 01  = + 2 = 7,8125 ( 2 ) . 2 2 2 2 2 n n I 100.4π Φ Φ 2 + (1) L 1,5625 1 = = =  L = 0, 25 H 2 r 7,8125 5 ( 2) 2 +L 100.4π 2 Câu 34: Phương pháp:

Khoảng cách giữa hai chất điểm trong quá trình dao động d = x1 − x2 = A cos (ωt + ϕ )

  

 d = x1 − x2 = A cos (ωt + ϕ )  d max = A

(

Câu 35:

)

 π 5π  − 2.2. 3 cos  +  = 2 7cm 3 6 

⇔ d max = A12 + A22 − 2 A1 A2 cos (ϕ1 − ϕ2 ) = 22 + 2 3

ƠN

 π   x1 = 2 cos  ωt + 3     Cách giải: Ta có:   x = 2 3 cos  ωt − 5π   2 6 

Với A = A12 + A22 − 2 A1 A2 cos (ϕ1 − ϕ2 )

U2 Phương pháp: Công suất tiêu thụ của đoạn mạch: P = UI cos ϕ = cos 2 ϕ R Cách giải: Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi C = C1 và C = C2 là:     

QU Y

 U2 π  cos 2 ϕ1 cos 2  P1 =  ϕ cos P R 1 4  1 = =  2 2 π cos ϕ P 2 2  P = U cos 2 ϕ  cos 2 6   2 R 24 2 ⇔ =  P2 = 36W P2 3

KÈ

Câu 36: Phương pháp: Công suất tiêu thu:̣ P = UIcosφ. Công cơ học: Pch = P - Php Cách giải + Quạt được mắc vào nguồn điện u1 = 110 2 cos (100π t ) V . Công cơ học:

I = 5A Pch = P − Php ⇔ 40 = UI cos ϕ − I 2 R ⇔ 40 = 110.I .0,8 − 16 I 2 ⇔ 16 I 2 − 88 I + 40 = 0    I = 0,5 A

TH1: I = 5 A  Z1 = 162 + Z L21 = 22  Z L1 = 15,1Ω

DẠ

TH2: I = 0,5 A  Z 2 = 162 + Z L22 = 220  Z L 2 = 219, 4Ω

+ Mắc nối tiếp quạt với tụ điện và mắc vào nguồn điện u2 = 220 2 cos (100π t ) V thì quạt vẫn sang bình

thường  I ' = I 16

TH1:

I ' = I = 5 A  Z ' = R 2 + ( Z L1 − Z C1 ) =

220 = 44 5

TH2:

220 = 440 0,5

FI CI A

I ' = I = 0, 5 A  Z ' = R 2 + ( Z L 2 − Z C 2 ) =

⇔ 162 + (15,1 − Z C1 ) = 442  Z C1 = 56,1  C = 56, 7 µ F

⇔ 162 + ( 219, 4 − Z C 2 ) = 4402  Z C 2 = 659,1  C = 4,83µ F

 Chọn C Câu 37: Phương pháp: Áp dụng điều kiện có cộng hưởng điện trong mạch điện xoay chiều Cách giải: Đáp án B

U R2 1002 = = 400W R 25

ƠN

đoạn mạch là P =

π  Khi đó điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần có biểu thức u L = 200 cos  100π t +  (V ) 2  Trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện do đó UL = UC; UR = U = 100Ω. Công suất tiêu thụ của

Theo bài ra ta có α + β =

π . Ta có: 2

Câu 38: Cách giải: Đáp án A

QU Y

ZL   tan α = R Z .Z  1  tan α .tan β = L L = 1  ω L = R1 R2  R1 R2  tan β = Z L  R2

Câu 39:

Phương pháp: Áp dụng công thức của máy biến áp

U1 N1 = U 2 N2

43  N2  N = 200 (1) N2 43 40  Cách giải: Từ điều kiện đầu bài ta có:  1  = .  N 2 = 1032 ( 2 ) N 2 + 48 200 9  N 2 + 48 = 9  N1 40

KÈ

Gọi x là số vòng dây học sinh đó cần cuốn tiếp để được máy biến áp có số vòng dây đúng như dự định. N + 48 + x 1 Ta có phương trình: 2 = ( 3) . Từ (1), (2) và (3)  x = 120 vòng N1 4

DẠ

Câu 40 Cách giải: Đáp án A Tổng trở của mạch là

Z = R 2 + ( Z L − ZC )

  1 1 = 1002 +  100π . − −4 π 10 .100π   2π 

   = 100 2Ω   

Độ lệch pha giữa u và I được xác định bởi biểu thức tan ϕ =

Z L − ZC 100 − 200 π = = −1  ϕ = − R 100 4

FI CI A

π  Biểu thức cườngđộ dòng điện i = 2 cos  100π t −  A . Độ lệch pha giữa ud và i được xác định bởi biểu 4  Z 100 π thức tan ϕ d = L = = 1  ϕd = R 100 4 π π   Biểu thức điện áp hai đầu cuộn dây là ud = R 2 + Z L2 .I0 cos 100π t +  = 200 cos 100π t +  2 2   1 s 600

π 1 π    ud = 200 cos  100π t +  = 200 cos  100π +  = −100V 2 600 2    Ta có: t =

Tại thời điểm t: u AB = 100 3 = 200 cos100π t  t =

1 T π s⇔ ⇔ biểu diễn trên đường tròn lượng giác ta thấy điện áp ở hai đầu cuộn dây đang 600 12 6

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

giảm

40 bài tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 3: vận dụng - Đề số 5 (Có lời giải chi tiết)

2π  B. i = 0, 2sin  100π t + 3 

 A 

π  C. i = 0,1 2 sin 100π t +  A 4 

π  A. i = 0,1sin 100π t +  A 2 

ƠN

FI CI A

Câu 1: Đặt một nguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng U và tần số f vào hai đầu đoạn mạch gồm R, L,C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Nối hai đầu tụ với một ampe kế thì thấy nó chỉ 1A đồng thời dòng điện chạy qua ampe kế chậm pha π/6 so với hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu đoạn mạch. Nếu thay ampe kế bằng một vôn kế thì thấy nó chỉ 167,3V, đồng thời hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu vôn kế chậm pha một góc π/4 so với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch. Hiệu điện thế hiệu dụng của nguồn xoay chiều là A. 175V B. 150V C. 125V D. 100V Câu 2: Một mạch điện xoay chiều có dạng như hình vẽ trong đó cuộn dây thuần cảm có cảm kháng ZL = 0,5R, tụ điện có dung kháng ZC = 2R. Khi khóa K đặt ở a, thì cường độ dòng điện qua cuộn dây có biểu π  thức i1 = 0, 4 sin  100π t +  A . Hỏi khi khóa K đặt tại b thì dòng điện qua C có biểu thức nào sau đây? 6 

π  D. i = 0, 2 sin 100π t −  A 3 

QU Y

Câu 3: Đặt điện áp xoay chiều u có tần số góc ω = 173,2 rad/s vào hai đầu đoaṇ mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Gọi i là cường độ dòng điện trong đoạn mạch, φ là độ lệch pha giữa u và i. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của ϕ theo L. Giá trị của R

KÈ

là

A. 30Ω B. 15,7Ω C. 15Ω D. 31,4Ω Câu 4: Cho mạch điện như hình vẽ bên, nguồn điện một chiều có suất điện động E không đổi và điện trở trong r, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện có điện dung C = 2,5.10−7 F . Ban đầu khóa K mở, tụ chưa tích

điện. Đóng khóa K, khi mạch ổn định thì mở khóa K. Lúc này trong mạch có dao động điện từ tự do với

DẠ

chu kì bằng π .10−6 s và hiệu điện thế cực đại trên tụ bằng 2E. Giá trị của r gần với giá trị nào nhất sau đây?

B. 0,5Ω

C. 1Ω

D. 0,25Ω

A. 2 Ω

FI CI A

Câu 5: Đặt điện áp xoay chiều u = U 2 cos ωt (U không đổi, ω thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm: một điện trở thuần R, một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, một tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp (2L > CR2). Khi ω = 100π (rad/s) thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại. Khi ω = 200π (rad/s) thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại. Giá trị của điện áp hiệu dụng cực đại giữa hai đầu cuộn cảm là 2U 2U A. B. U 2 C. D. U 3 3 2

ƠN

Câu 6: Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V, hệ số công suất của động cơ là 0,8. Biết điện trở thuần của các cuộn dây của máy là 44Ω . Công suất có ích của động cơ là 77W. Hiệu suất của động cơ là: A. 90% B. 92,5% C. 87,5% D. 80% Câu 7: Cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Biết điện áp hiệu dụng hai đầu mỗi phần tử R, L, C tương ứng lần lượt là UR = 80V; UL = 240V và UC = 160V. Thay đổi điện dung C để điện áp hiệu dụng hai đầu C là UC’ = 100V thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở là A. 72,8V B. 50,3V C. 40,6V D. 64,4V

Câu 8: Đặt điện áp u = U 0 cos (ωt ) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là i = I 0 2 cos (ωt + ϕ ) với 0 < ϕ <

. Giữ nguyên U 0 , ω , R, L giảm dần điện

B. luôn giảm dần. D. tăng lên rồi giảm xuống

QU Y

dung C của tụ điện thì giá trị I . A. giảm xuống rồi tăng lên. C. luôn tăng dần.

π  Câu 9: Đặt điện áp u = 100 2 cos  100π +  V vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa một hoặc hai phần tử 6  gồm điện trở thuần, cuộn dây hoặc tụ điện. Cường độ dòng điện qua đoạn mạch có biểu thức là

π  i = 5 2 cos  100π t −  A . Phần tử trong đoạn mạch là 6  10−3 F 3π

KÈ

A. điện trở thuần R = 10Ω và tụ điện có điện dung C =

3 H 10π 1 C. cuộn dây có điện trở r = 10 3Ω và độ tự cảm L = H 10π

B. cuộn dây có điện trở r = 10Ω và độ tự cảm L =

1 H 10π Câu 10: Hai máy phát điện xoay chiều một pha phát ra dòng điện xoay chiều có cùng tần số f. Máy thứ nhất có p cặp cực, quay với tốc độ 27 vòng/ phút, máy thứ hai có 4 cặp cực, quay với tốc độ n vòng/phút (với 10 ≤ n ≤ 20 ). Giá trị của f là:

DẠ

D. điện trở thuần R = 10Ω và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L =

A. 50Hz

B. 54Hz

C. 64Hz

D. 60Hz 2

Câu 11: Đặt điện áp u = 100 cos (100π t ) V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L =

H và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong

B. C =

10−4 µF π

C. C =

10−4 F π

FI CI A

A. C = π .10−4 F

π mạch đạt giá trị cực đại khi

D. C = π .10−4 µ F

Câu 12: Mắc vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm L một điện áp xoay chiều u AB = 250 2 cos (100π t ) V thì cường độ hiệu dụng qua cuộn dây là 5A và lệch pha với điện áp một góc

. Mắc nối tiếp cuộn dây với 3 đoạn mạch X rồi mắc vào điện áp xoay chiều trên thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 3A và

A. P = 250 3W

B. P = 300 3W

π 2

. Công suất tiêu thụ của X là

C. P = 350W

độ lệch pha giữa điện áp hai đầu cuộn dây và X là

D. P = 200W

QU Y

ƠN

Câu 13: Cho đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 10Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số góc thay đổi được. Thay đổi ω thì vẽ được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp hiệu dụng hai đầu các đoạn mạch chứa R, L, C như hình vẽ. Khi thay đổi ω, cường độ dòng điện hiệu dụng cực đại trong mạch có giá trị là

A. 2A

KÈ

Câu 14: Từ một trạm điện, người ta dùng máy tăng áp để truyền một công suất điện không đổi đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết điện áp và cường độ dòng điện luôn cùng pha, điện áp hiệu dụng ở hai cực của máy phát không đổi, số vòng dây ở cuộn sơ cấp của máy biến áp không đổi, số vòng dây ở cuộn thứ cấp của máy biến áp là N thay đổi được. Nếu N = N1 thì hiệu suất của quá trình truyền tải điện là 91,0%. Nếu N = N1 + n (vòng) (n > 1) thì hiệu suất của quá trình truyền tải điện là 96%. Nếu N = N1 + 2n (vòng) thì hiệu suất của quá trình truyền tải điện là A. 98,45% B. 97,75% C. 98,81% D. 99,05%

DẠ

Câu 15: Đặt điện áp u = U 2 cos ωt vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện có điện dung C. Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức A. i =

U 2 cos ωt Cω

C. i = UCω 2 cos ωt

B. i = UCω 2 cos (ωt + 0,5π ) D. i = UCω 2 cos (ωt − 0,5π ) 3

A. ω 2 LC = 0,5

Câu 16: Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số góc ω không đổi thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là L. Nếu nối tắt hai bản tụ điện thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch vẫn bằng L. Điều nào sau đây là đúng?

FI CI A

C. ω 2 LC = 1 + ω RC

B. ω 2 LC = 2 D. ω 2 LC = 1 − ω RC Câu 17: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB nối tiếp nhau. Trên đoạn AM chứa điện trở

R = 30 3Ω và tụ điện, trên đoạn MB chứa cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm thay đổi được. Đặt vào

hai đầu A, B một điện áp u = U 2 cos (100π t )(V ) và điều chỉnh hệ số tự cảm sao cho điện áp hiệu dụng

10−3 A. F 3π

10−3 C. F 3π 3

10 −3 B. F 6π

ở hai đầu cuộn cảm đạt cực đại. Biết rằng khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch AM trễ pha 2π / 3 so với điện áp ở hai đầu của đoạn mạch MB. Điện dung của tụ điện có giá trị là D.

2.10−3 F 3π

Câu 18: Đặt một điện áp xoay chiều u = U 2 cos (100π t ) (U không đổi) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp

QU Y

ƠN

gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm có điện trở r = 10 2Ω , hệ số tự cảm L biến thiên. Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của công suất tiêu thụ trên trên toàn mạch theo cảm kháng được cho như hình vẽ. Biết P3/P1 = 3, giá trị của điện trở R là:

KÈ

A. 40 2Ω B. 50 2Ω C. 100Ω D. 100 2Ω Câu 19: Điện năng từ một nhà máy phát điện có 10 tổ máy có công suất như nhau được truyền đến khu công nghiệp bằng đường dây truyền tải một pha. Biết công suất tiêu thụ của khu công nghiệp không đổi và hệ số công suất trên tải tiêu thụ luôn bằng 1. Khi tất cả các tổ máy cùng hoạt động và điện áp ở đầu đường dây truyền tải là U. Nếu chỉ có 9 tổ máy hoạt động thì điện áp ở đầu đường dây truyền tải phải bằng U1 = 1,2U. Nếu chỉ 8 tổ máy hoạt động thì điện áp ở đầu đường dây truyền tải phải bằng U2. Tỉ số U2/U gần với giá trị nào sau đây nhất? A. 2,6. B. 3,75. C. 2,26. D. 2,87. Câu 20: Đặt điện áp xoay chiều u = U 2 cos 2π ft (V ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm

thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp nhau. Hệ số công suất của đoạn mạch khi đó là k. Khi nối hai đầu cuộn cảm bằng một dây dẫn có điện trở không đáng kể thì điện áp hiệu dụng trên điện trở R tăng 2 lần và cường độ dòng điện qua đoạn mạch trong hai trường hợp lệch pha nhau một góc . Giá trị của k bằng.

DẠ

3/2

B. 2 / 5

C. 1/3

D. 1/2

Câu 21: Đặt điện áp xoay chiều vào mạch điện AB gồm ba đoạn mạch nối tiếp: AM có cuộn dây thuần cảm với hệ số tự cảm L1; MN có cuộn dây có hệ số tự cảm L2; NB có tụ điện với điện dung C. Biết điện áp tức thời trên MN trễ pha π/6 so với điện áp trên AB, UMN = 2UC, ZL1 = 5ZC. Hệ số công suất của đoạn mạch MN gần với giá trị nào sau đây nhất? 4

A. 1/2

B. 1/ 2

C. 1/ 3

3/2

B. R 2

C. R

D. R/2

FI CI A

A. R 3

Câu 22: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và tụ điện mắc nối tiếp, hệ số công suất của đoạn mạch lúc đó là 0,5. Dung kháng của tụ điện khi đó bằng: Câu 23: Đặt điện áp u = U 2 cos ωt (V ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Nếu ω =

1 thì LC

A. điện áp hiệu dụng trên điện trở đại giá trị nhỏ nhất B. dòng điện vuông pha với điện áp hai đầu mạch C. điện áp hiệu dụng trên tụ điện và cuộn cảm bằng nhau D. tổng trở mạch đạt giá trị lớn nhất Câu 24: Một mạch xoay chiều RLC không phân nhánh trong đó R = 50Ω. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U = 120V, f≠ 0 thì lệch pha với u một góc 600, công suất của mạch là A. 36W B. 72W C. 144W D. 288W

ƠN

Câu 25: Đặt điện áp u = U 0 cos (100π t − π / 6 )(V ) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch là i = I 0 cos (100π t + π / 6 )( A) . Hệ số công suất của đoạn mạch bằng:

A. 0,86. B. 0,50. C. 0,71. D. 1,00. Câu 26: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết R = 10Ω, cuộn cảm thuần có L = 0,1/π (H), tụ điện có C = 5.10-4/π (F) và điện áp giữa hai đầu

π  cuộn cảm thuần là u L = 20 2.cos  100π t +  (V ) . Biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là: 2 

QU Y

A. u = 40.cos (100π t + π / 4 ) V B. u = 40.cos (100π t − π / 4 ) V

C. u = 40 2.cos (100π t + π / 4 ) V D. u = 40 2.cos (100π t − π / 4 ) V

Câu 27: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, tụ điện có điện dung C thay đổi. Điều chỉnh điện dung của tụ sao cho điện áp hiệu dụng của tụ đạt giá trị cực đại. Khi đó điện áp hiệu dụng trên R = 75V và khi điện áp tức thời hai đầu mạch là V thì điện áp tức thời của đoạn mạch RL là V. Điện áp hiệu dụng của đoạn mạch là B. 150V

A. 75 6V

C. 150 2V

D. 75 3V

DẠ

KÈ

 2π  Câu 28: Đặt điện áp xoay chiều u = U 0 cos  t + ϕ  (V ) vào hai đầu đoạn mạch AB như hình bên. Biết T   R = r. Đồ thị biểu diễn điện áp uAM và uMB như hình vẽ bên cạnh. Giá trị của U0 bằng

L FI CI A OF

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

B. 75,89V C. 107,33V D. 120V A. 84,85 V. Câu 29: Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn không dùng máy hạ thế. Cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây 100 lần nhưng vẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận được là không đổi. Biết điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời i và ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 10% điện áp của tải tiêu thụ. A. 9,1 lần. B. 3,16 lần C. 10 lần D. 9,78 lần Câu 30: Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây của cuộn thứ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây. Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,33. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 25 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,38. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Để được máy biến áp đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp A. 45 vòng dây. B. 60 vòng dây. C. 85 vòng dây. D. 10 vòng dây. Câu 31: Nếu nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với điện trở thuần R = 2,5Ω vào hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động không đổi và điện trở trong r thì trong mạch có dòng điện không đổi cường độ I1. Dùng nguồn điện này để nạp điện cho một tụ điện có điện dung C = 2.10-6F. Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần L thành một mạch dạo động thì trong mạch có dao động điện từ tự do với chu kì bằng π.10-6 s và cường độ dòng điện cực đại bằng I2 = 12I1. Giá trị của r bằng A. 0,25 Ω B. 1,5 Ω C. 0,5 Ω D. 2 Ω Câu 32: Mạch điện AB gồm đoạn AM và đoạn MB: Đoạn AM có một điện trở thuần 50Ω và đoạn MB có một cuộn dây. Đặt vào mạch AB một điện áp xoay chiều thì điện áp tức thời của hai đoạn AM và MB biến thiên như trên đồ thị:

L FI CI A A. 12,5 2Ω

B. 12, 5 3Ω

C. 12,5 6Ω

Cảm kháng của cuộn dây là:

D. 25 6Ω

ƠN

Câu 33: Cho đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp; trong đó R và C không đổi còn L thay đổi được . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = U 2 cos (ωt + ϕ0 ) , ( với U và ω không thay đổi). Điều chỉnh L tới giá trị L1 thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu R đạt giá trị cực đại và bằng URmax . Điều chỉnh L tới giá trị L2 thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại và bằng ULmax . Gọi UCmax là giá trị hiệu điện thế

U C max 2 = U L max 5

U Cmax 5 = U L max 2

cực đại ở hai đầu tụ điện. Cho biết U L max = 5U R max . Hê ̣thức nào sau đây đúng

U Cmax 1 = U L max 5

U Cmax 1 = U L max 2 5

Câu 34: Một mạch điện chứa một điện trở thuần R = 50Ω, một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1

2.10−4

QU Y

H và một tụ điện có điện dung C =

( F ) mắc nối tiếp với nhau. Người

ta đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều ổn định có phương trình u = U 0 cos ωt (V ) . Kí

hiệu cường độ dòng điện tức thời trong mạch là i( A). Tại một thời điểm nào đó ta thấy rằng 3T u ( t1 ) = 200 2V ; i ( t1 ) = 2 2 A . Tại thời điểm sau đó ghi nhận giá trị u ( t2 ) = 0V ; i ( t2 ) = 2 2 A . Dòng 4 điện chạy qua mạch có phương trình nào sau đây?

KÈ

π  A. i = 4 2 cos  50π t +  A 2 

π  C. i = 4 cos  50π t +  A 4 

π π   B. i = 4 2 cos  50π t +  A D. i = 4 cos  100π t +  A 4 2   Câu 35: Một đoạn mạch AB gồm trở thuần R = 32Ω mắc nối tiếp với cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm

L. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một hiệu điện thế u = U 2 cos (100π t ) V . Gọi uR và uL là điện áp tức

DẠ

thời giữa hai đầu điện trở và cuộn dây. Biết rằng 625u2R + 256 u2L = 1600 (V2). Giá trị L của cuộn dây là 4 4 1 1 A. B. C. D. H H H H 25π 10π 4π 2π

Câu 36: Cho đoạn mạch RC mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = U 2 cos (ωt )

(trong đó U, ω không đổi). Cho biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu R, C lần lượt là UR = 40V, UC = 30V. Giá trị U là:

A. ω =

1 LC

B. ω >

1 LC

C. ω >

FI CI A

A. 50 2V B. 50V C. 70V D. 10V Câu 37: Một mạch điện xoay chiều gồm R, L, C nối tiếp nhau. Nếu hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch π π   là u = U 0 cos  ωt −  thì cường độ dòng điện trong mạch là i = I 0 sin  ωt +  . Thì dòng điện có: 6 3   1 LC

D. ω <

1 LC

Câu 38: Cho một đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần cảm L và tụ C. Đặt vào

hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế u = 100 2 cos ωt (V ) , lúc đó ZL = 2ZC và hiệu điện thế hiệu dụng hai

ƠN

đầu điện trở là UR = 60V. Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn dây là: A. 60V B. 80V C. 120V D. 160V Câu 39: Trên một đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh có 4 điểm theo thứ tự A, M, N, B. Giữa A và M chỉ có cuộn cảm thuần, giữa M và N chỉ có điện trở thuần, giữa N và B chỉ có tụ điện. Điện áp hiệu dụng U AN = 400V , U MB = 300V . Điện áp tức thời trên đoạn AN và MB lệch nhau 900 . Điện áp hiệu

dụng trên R là A. 500V B. 120V C. 240V D. 180V Câu 40: Đặt điện áp xoay chiều AB gồm: đoaṇ macḥ AM chứa điện trở thuần R = 90Ω và tụ điện C = 35,4µF, đoạn mạch MB gồm hộp X chứa 2 trong 3 phần tử mắc nối tiếp (điện trở thuần R0; cuộn cảm thuần có độ tự cảm L0; tụ điện có điện dung C0). Khi đặt vào hai đầu AB một điện thế xoay chiều có tần số 50Hz thì ta được đồ thị sự phụ thuộc của u AM và u MB theo thời gian như hình vẽ (chú ý 90 3 ≈ 156 ).

KÈ

QU Y

Giá trị của các phần tử trong hộp X là

C. R0 = 60Ω; L0 = 61,3mH D. R0 = 30Ω; L0 = 106mH

DẠ

A. R0 = 60Ω; L0 = 165Mh B. R0 = 30Ω; L0 = 95,5Mh

2.B

3.A

4.C

5.A

6.C

7.D

8.B

9.B

10.B

11.C

12.B

13.C

14.B

15.B

16.A

17.A

18.A

19.C

20.C

21.B

22.D

23.C

24.B

25.B

26.B

27.B

28.B

29.A

30.B

31.C

32.C

33.A

34.C

35.D

36.B

37.D

38.D

39.C

40.B

FI CI A

1.B

HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT

Câu 1: Phương pháp: Áp dụng điều kiện lệch pha giữa u, i trong đoạn mạch xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp Cách giải: Đáp án B:



ZL 3 =  R = ZL 3 R 3

Khi mắc vôn kế thì hiệu điện thế hai đầu vôn kế chậm pha

(

)

3 +1

ZC − Z L = 1  ZC − Z L = R  ZC = Z L R

 Z = R 2 + ( Z L − Z C ) = 3Z L2 + 3Z L2 = Z L 6 

ƠN

Khi mắc ampe kế thì dòng điện chậm pha so với điện áp hai đầu mạch 1 góc

so với hai đầu mạch nên:

U ZL 6 =  U = 150V UC ZL 3 +1

(

)

QU Y

 Đáp án B Câu 2: Phương pháp: Áp dụng công thức tính tổng trở và độ lệch pha giữa u,i trong đoạn mạch xoay chiều R,L,C nối tiếp. Cách giải: Đáp án B 5R  U 0 = I 0 .Z = 0, 2 5 R 2 U Khi K ở b thì mạch có R, C  Z ' = R 2 + Z L2 = 5 R  I 0 = 0 = 0, 2 A Z Z Khi K ở a ta có tan ϕ = L = 0, 5  ϕ = 26,565  ϕu = 30 + 26,565 R Z 2π Khi K ở b ta có tan ϕ = − C = −2  ϕ = 63, 435  ϕi = 30 + 26,565 + 63, 435 = 120 = R 3

KÈ

Khi K ở a thì mạch có R, L  Z = R 2 + Z L2 =

2π  Vậy khi K ở b thì cường độ dòng điện qua C có biểu thức i = 0, 2sin  100π t + 3 

 A 

DẠ

Câu 3:

Phương pháp: Sử dụng công thức tính độ lệch pha của u và i: tan ϕ =

ZL ; kết hợp kĩ năng đọc đồ thị R

Cách giải: Đáp án A Từ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của ϕ theo L ta có: L = 0,1H thì ϕ = 300 9

 tan 30 =

ZL 1 173, 2.0,1 ⇔ =  R = 30Ω R R 3 LI 02 CU 02 = 2 2

Biểu thức định luật Ôm: I = E/r Cách giải: Đáp án C 2

π .10−6 ) ( T2 + Độ tự cảm của cuộn dây: T = 2π LC  L = 2 = 2 = 10−6 H −7 4π C 4π .2,5.10 E r

+ Cường độ dòng điện cực đại chạy qua cuộn dây: I 0 = + Hiệu điện thế cực đại trên tụ U 0 = 2 E + Ta có:

FI CI A

Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn năng lượng điện từ WLC =

Câu 4:

LI 02 CU 02 E2 L 10−6 = ⇔ L 2 = C.4.E 2  r = = = 1Ω 2 2 r 4C 4.2,5.10−7

ƠN

Câu 5: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về mạch điện xoay chiều có ω thay đổi Cách giải: Đáp án A 1 R2 − = 100π LC 2 L2

+ Khi U L max  ω = ωL =

2 = 200π 2 LC − R 2C 2

+ U L max =

L L R= C C

2UL R 4 LC − R 2C 2

QU Y

+ ωL = 2ωC  R 2 =

+ Khi U C max  ω = ωC =

2UL

L L 2  4 LC − C  C C 

2UL 2U = 3 L 3

KÈ

Câu 6: Phương pháp: Hiệu suất H = (Pci/Ptp).100% Cách giải: Đáp án C Công suất của động cơ = công suất tỏa nhiệt + Công suất có ích của động cơ

 I = 3,5 A ⇔ UI cos ϕ = I 2 R + 77 ⇔ 220.I .0,8 = 44 I 2 + 77 ⇔ 44 I 2 − 176 I + 77 = 0    I = 0, 5 A

+ TH2: I = 0,5 A  P = 220.0,5.0,8 = 88W  H =

77 .100% = 87,5%  Chọn C 88

DẠ

Câu 7: Phương pháp: Mạch RLC có C biến thiên Cách giải: 2

(

2 U AB = 80 2 (V ) ;U L = 3U R  U AB = U R2 + ( 3U R − U C ) → 80 2

)

= U R2 + ( 3U R − 100 ) → U R = 64, 4V 10

→ tan ϕ =

π 3

FI CI A

Cách giải: Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện là: ϕ =

Câu 8: Câu 9: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về mạch điện xoay chiều và công thức tính độ lệch pha giữa u và i

ZL U 3 = 3 → Z L = 3r → Z = 2r = = 20 → r = 10; Z L = 10 3 → L = H r I 10π

Câu 11: Phương pháp: Điệu kiện xảy ra cộng hưởng điện Cách giải: Dòng điện đạt giá trị cực đại khi xảy ra cộng hưởng điện: Z C = Z L = 100 → C =

1 10−4 = F ω ZC π

Câu 10: Phương pháp: Tần số dòng điện: f = np (n có đơn vị là vòng/phút) Cách giải: Tần số dòng điện: f = p.27 = 4n;10 ≤ n ≤ 20 → 1, 48 ≤ p ≤ 2,96  p = 2  f = 54 Hz

ƠN

Câu 12: Phương pháp: Áp dụng công thức tính độ lệch pha giữa u và i và công thức tính công suất ZL = 3 → Z L = 3r mà: Z = 50Ω → Z L = 25 3Ω; r = 25Ω r 250 π 100 Khi I = 3A ta có: Z ' = → R = Z X cos = Ω → P = I 2 R = 300 3W 3 6 3

Cách giải: Khi I = 5A; tan ϕ =

QU Y

Câu 13: Câu 14: Phương pháp: Sử dụng công thức tính công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện. Áp dụng công thức của máy biến áp Cách giải: Ta có hiệu suất quá trình truyền tải là: H =

KÈ

Khi N = N1 + n thì: U = U 2 → Suy ra:

PR = 1− H2 U 22

U 2 N1 + n 1 − H1 1 − 0,91 = = = = 1,5 → n = 0,5 N1 U1 N1 1− H2 1 − 0,96

Khi N = N1 + n thì: U = U 3 →

PR = 1 − H3 U 32

U 3 N1 + 2n 1 − H1 1 − 0,91 = = = = 2 → H 3 = 0, 9775 U1 N1 1 − H3 1 − H3

DẠ

Suy ra:

P2 R U 2 = 1 − P.R → P.R = 1 − H P U2 U2

PR = 1 − H1 U12

Khi N = N1 thì: U = U1 →

P − ∆P = P

P−

Câu 15: Cách giải: Đáp án B Mạch điện chỉ có tụ điện: i sớm pha hơn u góc π/2 11

U 2 U 2 = = UCω 2 1 ZC ωC

Cường độ dòng điện cực đại: I 0 =

Câu 16: Phương pháp: Cường độ dòng điện hiệu dụng I = U/Z Cách giải: Đoạn mạch gồn RLC mắc nối tiếp: I =

U 2

R + ( Z L − ZC )

Khi nối tắt tụ: I =

R + Z L2

R 2 + ( Z L − ZC )

(1)

( 2)

Từ (1) và (2)

FI CI A

 Phương trình của i: i = UCω 2 cos (ωt + 0,5π )

 Z L − Z C = Z L ( loai ) 1   2Z L = Z C ⇔ 2ω L =  ω 2 LC = 0,5 2 2 ω C R + ZL  Z L − Z C = − Z L U

QU Y

ƠN

Câu 17: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto

Cách giải: Có:

KÈ

ZC 1 =  R = 3Z C  Z L = 4 Z C R 3 1 1 1 10−3  Z C = 30Ω = C = = C = F ωC ω Z C 100π .30 3π

DẠ

Câu 18: Phương pháp: Áp dụng định luật Ôm và điều kiện cộng hưởng Cách giải: Từ đồ thị ta thấy có hai giá trị của ZL là 60Ω và 140Ω cùng cho 1 giá trị P. Vị trí P3 đạt cực đại ứng với trường hợp cộng hưởng điện ZL = ZC Z + Z L 2 60 + 140 Và ta có mối quan hệ giữa Z L 3 với Z L1 và Z L 2 là: Z L 3 = L1 = = 100Ω 2 2 Khi ZL = 0 thì mạch có công suất P1 thỏa mãn P3 /P1 = 3. Ta có:

U R+r U

⇔

(R + r)

+ ZC2

R+r

R=

+ Z C2

(R + r)

= 3

= 3

( R + r ) + Z C2 2 (R + r)

= 3  Z C = 2. ( R + r ) = 100Ω

100 − 10 2 = 50 2 − 10 2 = 40 2Ω 2

Pt = 10 P −

(10 P )

U2 2

−

ƠN

( 9 P ) .R = 8P − ( 8P ) .R 2 2 (1, 2 U ) ( aU )

( 9 P ) .R = 100 P 2 .R − 81P 2 .R = 63P 2 .R * ( ) 2 U2 U2 1, 44U 2 1, 44U 2 (1, 2 U ) 2 2 (10 P ) .R − (8P ) .R = 100 P 2 .R − 64 P 2 .R = (100a 2 − 64 P 2 ) .R ** 2P = ( ) 2 U2 U2 a 2U 2 a 2U 2 ( aU )

P=

(10 P )

= 9P −

Câu 19: Phương pháp: Sử dụng công thức tính công suất tải, và công suất hao phí Cách giải: Ta có:

FI CI A

P3 I 32 .R I = 2 =3 3 = 3  P1 I .R I

Từ (*) và (**), ta có:

2 2 63.P 2 .R (100a − 64 ) .P .R 126 100a 2 − 64 2. = ⇔ =  12,5a 2 = 64  a 2 = 5,12  a ≈ 2, 26 1, 44U 2 a 2U 2 1, 44 a2

QU Y

Câu 20: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto Cách giải: Ban đầu mạch gồm RLC mắc nối tiếp, ta gọi các giá trị điện áp trên các phần tử là UR; UL; UC. Lúc sau, mạch được nối tắt qua L, nên chỉ còn R C nối tiếp, ta gọi các điện áp trên các phần tử là U’L và U’C. Biết rằng lúc sau dòng điện tức thời lệch pha π/2 so với cường độ dòng điện lúc đầu, ta có:

DẠ

KÈ

ϕi1 = ϕu − ϕ1 π π  ϕi1 − ϕi 2 =  ϕ 2 − ϕ1 = . Ta vẽ trên cùng 1 giản đồ vecto.  2 2 ϕi 2 = ϕu − ϕ2

ϕ1 + ϕ2 =

π 2

;cos ϕ1 =

UR U 2. 2.U R = k ; cos ϕ2 = R = = 2 2.k U AB U AB U AB

π 2

 cos ϕ1 = sin ϕ 2 ⇔ k = 1 − ( cos ϕ2 ) = 1 − 8k 2 ⇔ k 2 = 1 − 8k 2 ⇔ 9k 2 = 1 ⇔ k =

1 3

FI CI A

ϕ1 + ϕ2 =

Mặt khác:

QU Y

ƠN

Câu 21: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto, hệ thức lượng trong tam giác Cách giải: Vì điện áp tức thời trên MN trễ pha so với UAB, tức là cuộn dây có điện trở r. Nhiệm vụ của bài là đi tìm hệ số công suất của đoạn mạch MN, hay là tìm cosφMN.

Từ đề bài ta vẽ được giản đồ vecto như sau: Xét tam giác OAB; sử dụng hệ thức lượng trong tam giác ta có: 4U C 2U C AB OB 1 = ⇔ =  sin β =  β = 140 28' 0 0,5 sin β 4 sin ( 30 ) sin β

 ϕ = 900 − β − 300 = 45031'  cos ϕ ≈

1 2

KÈ

Câu 22 Phương pháp: Áp dụng công thức tính hệ số công suất và định luật Ôm R R Cách giải: Ta có: cos ϕ = = = 0, 5  2 R = R 2 + Z C2 ⇔ 4 R 2 = R 2 + Z C2 ⇔ 3R = Z C 2 2 Z R + ZC

DẠ

Câu 23: Phương pháp: Điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện Cách giải: 2

Tổng trở Z = R 2 + ( Z L − Z C ) Khi ω =

U R max = U 1  Z L = ZC   LC  tan ϕ = 0  ϕu = ϕiU L = U C Z min = R

Câu 24: Phương pháp: Sử dụng công thức tính công suất và định luật Ôm Cách giải: 14

Z L − ZC = tan 600 = 3  Z L − ZC = 3R R R 1 1 P = U .I .cos ϕ = =  R = Z  Z = 100Ω Z 2 2 U 120 1 I= = = 1, 2 A  P = 120.1, 2. = 72W Z 100 2 Câu 25: Phương pháp: Sử dụng công thức tính hệ số công suất và độ lệch pha giữa u và i.

FI CI A

ƠN

 −π π  Cách giải: Hệ số công suất: cos ϕ = cos  −  = 0, 5  6 6 Câu 26: Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm và viết biểu thức điện áp Cách giải: 0,1 1 1 R = 10Ω; Z L = ω L = 100π . = 10Ω; Z C = = = 20Ω π ωC 100π .5.10−4. 1 π U 20 I= L = = 2A Z L 10

tan ϕ =

U = I .Z = 2 R 2 + ( Z L − Z C ) = 2. 102 + (10 − 20 ) = 20 2V Z L − ZC −π = −1  ϕ = R 4 π π    u = 20 2. 2.cos  100π t −  V = 40 cos  100π t −  V 4 4   tan ϕ =

DẠ

KÈ

QU Y

Câu 27: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết mạch điện có điện dung thay đổi. Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông

Cách giải:

Điều chỉnh điện dung để U C đạt cực đại thì điện áp u RL vuông pha với u nên:

Từ (1) và (2) ta có: U 02 =

1 1 1 = + ( 2) U 02R U 02 U 02RL

FI CI A

Mặt khác theo hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có:

2 u 2 u RL + = 1(1) 2 U 02 U RL

2 U u 2 − u RL = 45000  0 = 150V 2 u 2 1 − RL2 U RL

ƠN

Câu 28: Phương pháp: Vẽ giản đồ vec tơ của mạch điện, sử dụng các tính chất hình học

DẠ

KÈ

QU Y

Cách giải: Từ đồ thị ta thấy được các giá trị U0AN = U0MB = 60V Tại thời điểm ban đầu t = 0, thì điện áp trên đoạn AN = 0, điện áp trên đoạn MB đạt cực tiểu (ở biên âm), dao động với cùng chu kì, nên ta thấy được điện áp trên đoạn mạch MB trễ pha so với điện áp trên đoạn mạch AN một góc là π/2. Hay điện áp tức thời trên hai đoạn mạch này vuông pha với nhau. Mặt khác R = r nên ta có

UR = Ur. Ta vẽ được giản đồ vecto như sau: 16

Dễ dàng chứng minh được hai tam giác OMN bằng với tam giác BMA theo trường hợp cạnh huyền và góc vuông (ON = AB; góc O = góc B) Từ đó suy ra được: r = R = ZL = ZC /3

U 02 = ( 2U r 0 ) + ( 2U r 0 ) =

60 V 5 8.602 120 2  U0 = = 75, 98V 5 5

FI CI A

U R0 = U r 0 =

 U = U1 + ∆U1 = ( a + 1) U1  ∆U1 =

a I a U ; ∆U 2 = I 2 .R = 2 .I1.R = U a +1 I1 n ( a + 1)

ƠN

Mặt khác:

∆U1 = I1.R =

a U a +1

Câu 29: Phương pháp: Sử dụng công thức tính công suất hao phí và công suất tiêu thụ Cách giải: Gọi U, U1, ∆U1 là điện áp nguồn, độ sụt áp trên dây và điện áp trên tải tiêu thụ. U’, ∆U2 Công suất hao phí thỏa mãn điều kiện: I Php1 = nPhp 2  1 = n ∆U1 = a.U1 I2

(U1 − ∆U1 ) I1 = (U '− ∆U 2 ) I 2

 a a  I  Do P1t = P2t nên ⇔  U − U  1 =  U '− U a + 1  I 2  n ( a + 1)     a n a n+a U ' = U . n − U +  U ' =  a +1 n ( a + 1)  n ( a + 1) 

QU Y

Với n = 100 và a = 0,1 (10%) Thay số vào ta được: U’ = 9,1 U Câu 30: Phương pháp: Áp dụng công thức của máy biến áp Cách giải: Đáp án B Áp dụng công thức của máy biến áp Gọi N1 là số vòng dây cuộn sơ cấp, và hai lần số vòng dây cuộn thứ cấp khi cuốn thiếu:

 N2  N = 0, 33 N 25 25  1  2+ = 0,38 → 0,33 + = 0,38  N1 = 500; N 2 = 165;  N1 N1 N1  N 2 + 25 = 0, 38  N1

KÈ

Như vậy để số vòng dây cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn thứ cấp thì N2=250 vòng =>cuốn thiếu 85 vòng, vì đã cuốn được 25 vòng rồi nên phải tiếp tục cuốn thêm 60 vòng nữa. Câu 31: Cách giải: Đáp án C

2, 5 + r

DẠ

I1 =

(1) ;

I 2 = 12 I1 

T2 2πε C 1 2 1 2 C LI 2 = Cε  I 2 = ε ; ta có: T = 2π LC  L = 2  I 2 = ( 2) 4π C T 2 2 L

2πε C ε = 12. ; thay số  r = 0,5Ω T 2,5 + r

Câu 32: Cách giải: Đáp án C 17

π 3

;I =

U R 100 2 = = 2 ( A) R 2.50

 2.252 = r 2 + Z L2 U MB 100   Z MB = = = 25 2Ω; Giải hệ  Z  Z L = 12, 5 6Ω L I 2.2 = 3   r Câu 33: Phương pháp: Vận dụng lí thuyết L biến thiên Cách giải: Đáp án A

FI CI A

sớm pha hơn cường độ dòng điện một góc

Đoạn MB là cuộn dây, đoạn AM chỉ có điện trở nên uMB sớm pha hơn uAM; một chu kỳ ứng với 12 π khoảng, nên ta thấy u MB sớm pha hơn u AM một góc ; u AM cùng pha với cường độ dòng điện nên u MB 3

- L biến thiên để ULmax . Khi đó: U Lmax =

U R 2 + Z C2 R

Theo đề bài, ta có:

U Cmax U Lmax

= 5U → R 2 + Z C2 = 5 R → Z C2 = 4 R 2 → Z C = 2 R  Tỉ số:

U Lmax = 5U Rmax = 5U →

U R 2 + Z C2

ƠN

U Rmax = U  - L biến thiên để URmax, UCmax <=> cộng hưởng điện. Khi đó:  U U Cmax = Z C  R

U ZC Z 2R 2 = R = C = =  Chọn A 5U 5R 5R 5

QU Y

Câu 34: Phương pháp: + Sử dụng công thức góc quyét: ∆ϕ = ω∆t + Sử dụng vòng tròn lượng giác

+ Sử dụng công thức tính tan ϕ : tan ϕ =

Cách giải: Đáp án C:

Z L − ZC R

3T 2π 3T π = . = 4 T 4 2 Xác vị trí u(t1), u(t2) và i(t1), i(t2) trên vòng tròn lượng giác Từ vòng tròn lượng giác, ta có:

KÈ

Ta có, góc quét sau khoảng thời gian t2 - t1 là: ∆ϕ = ω.

U 0 = u ( t1 ) = 200 2V

DẠ

i ( t1 ) = i ( t2 ) = 2 2 = I 0 cos

π 4

→ I0 =

2 2 cos

Ta có, độ lệch pha giữa u trễ pha hơn i một góc p/4 ϕ = ϕu − ϕi = −

π 4

→ ϕi = ϕu +

π 4

= 0+

π 4

Mặt khác:

Z L − ZC π 1 = tan − = −1 → Z L − Z C = − R → ω L − = −R ωC R 4 ω = 50π 1 2.10−4 2.10−4 ω −1 = 0 →  → ω 2 LC + RωC − 1 = 0 ↔ ω 2 . + 50. π π π ω = −100π ( L )  Chọn C Câu 35:

Phương pháp: Áp dụng hệ thức vuông pha giữa u L và u R

uR2 u L2 + =1 U 02R U 02L

ƠN

625u R2 256u L2 u R2 u L2 + =1 + =1 2 2 1600 1600  40   40       25   16  40 40  U0R = = 1, 6V ;U 0 L = = 2, 5V 25 16 U  I 0 = 0 R = 0, 05 A 32 U 2,5 Z 50 1 ZL = 0L = = = 50Ω  L = L = (H ) I0 ω 100π 2π 0, 05

Cách giải: Đáp án D Từ biểu thức 625u2R + 256 u2L = 1600 ta có:

FI CI A

 i = 4 cos ( 50 p + π / 4 )

tan ϕ =

Câu 36: Phương pháp: Sử dụng công thức tính điện áp hiệu dụng Cách giải: Đáp án B

QU Y

Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch: U = U R2 + U C2 = 402 + 302 = 50V

Câu 37: Phương pháp:

+ Xác định độ lệch pha giữa u và i: ϕ = ϕu − ϕi

+ So sánh ZL và ZC Cách giải: Đáp án D

KÈ

Ta có: u trễ pha hơn I một góc p/2  Mạch có Z L < Z C ↔ Lω <

1 1 → ω2 < →ω < Cω LC

1 LC

 Chọn D Câu 38:

Phương pháp: Sử dụng công thức: U 2 = U R2 + (U L − U C )

Cách giải: Đáp án D

DẠ

Ta có: Z L = 2 Z C  U L = 2U C 2

2 R

U = U + (U L − U C )

U  U  = U +  U L − L  = U R2 + L 2  4  2 R

→ U L = 2 U 2 − U R2 = 2 1002 − 602 = 160V

Câu 39: 19

Phương pháp: Sử dụng công thức: ϕ1 + ϕ 2 =

π → tan ϕ1 tan ϕ2 = 1 2

Cách giải: Đáp án C Ta có:

FI CI A

Z L ZC = 1 → U LU C = U R2 R R

U RL ⊥ U RC → tan ϕ1 tan ϕ2 = 1 → 2 2 2 U R + U L = 400 (1)  2 2 2 U R + U C = 300 ( 2 )

(1) + (2): ↔ 2U R2 + U L2 + U C2 = 4002 + 3002 2

↔ 2U R2 + (U L + U C ) − 2U LU C = 4002 + 300 2 → U L + U C = 500 (1) - (2): ↔ U L2 − U C2 = 4002 − 3002

ƠN

↔ (U L + U C )(U L − U C ) = 4002 − 3002

U L = 320 → U L − U C = 140 →  → U R = 4002 − 3202 = 240V U = 140  C

 Chọn C Câu 40: Phương pháp: Sử dụng các công thức của dòng điện xoay thiều kết hợp kĩ năng đọc đồ thị. Cách giải: Đáp án B Ta có: R = 90W, ZC = 90W Từ đồ thị, ta có: U 0 AM = 180V ;U 0 MB = 60V . Tại thời điểm t = 0, ta có: uAM =

QU Y

156 và đang tăng → u AM = 156 = 180 cos ϕ1 → ϕ1 = −300 ; uMB = 30 và đang giảm → uMB = 30 = 60 cos ϕ 2 → ϕ 2 = 600 → ϕ 2 − ϕ1 = 900 → u AM ⊥ uMB

 hộp X gồm 2 phần tử R0 và L0 u AM ⊥ uMB → tan ϕ1 tan ϕ2 = 1 ↔

U 0MB

Z AM 180 = = 3 → Z AM = 3Z MB Z MB 60

U 0 AM

Z L0 Z C Z L 90 =1↔ 0 = 1 → Z L0 = R0 . Mặt khác, ta có: R0 R R0 90

KÈ

 R0 = 30Ω ↔ R02 + Z L20 = 3. 902 + 90 2 → R0 = Z L0 = 30Ω →   L0 = 95,9mH

DẠ

 Chọn B

40 bài tập trắc nghiệm dòng điện xoay chiều Mức độ 4: vận dụng cao - Đề số 1 (Có lời giải chi tiết)

FI CI A

Câu 1: Đặt điện áp u = 180 2 cos ωt (V ) (với ω không đổi) vào haid dầu đoạn mạch AB gồm đoạn

ƠN

mạch AM nối tiếp đoạn mạch MB. Đoạn mạch AM có điện trở thuần R, đoạn mạch MB có cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch AM và độ lớn góc lệch pha của cường độ dòng điện so với điện áp u khi L = L1 là U và φ1, còn khi L = L2 thì tương ứng là Hệ số công suất của mạch khi L = L1 là A. 0,33 B. 0,86 C. 0,5 D. 0,71 Câu 2: Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha với hiệu suất truyền tải là 75%. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây và không vượt quá 40%. Nếu công suất sử dụng điện của khu dân cư này tăng 25% và giữ nguyên điện áp ở nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện năng trên chính đường dây đó là A. 65,8% B. 79,2% C. 62,5% D. 87,7% Câu 3: Cho dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch AB có sơ đồ như hình bên, trong đó L là cuộn cảm thuần và X là đoạn mạch xoay chiều. Khi đó, điện áp giữa hai đầu các đoạn mạch AN và MB có biểu

QU Y

π  thức lần lượt u AN = 30 2 cos ωt (V ) ; uMB = 40 2 cos  ωt −  (V ) . Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn 2  mạch AB có giá trị nhỏ nhất là

A. 170 V.

B. 212 V.

C. 127 V.

D. 255 V.

Câu 4: Điện áp xoay chiều u = U 0 cos ( ωt + ϕ ) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R = 24Ω , tụ

KÈ

điện và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp (hình H1). Ban đầu khóa K đóng, sau đó khóa K mở. Hình H2 là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện i trong đoạn mạch vào thời gian t. Giá trị của U0 gần nhất với giá trị nào sau đây?

DẠ

A. 170V. B. 212V. C. 127V. D. 255V. Câu 5: Một đoạn mạch AB gồm đoạn AM và đoạn MB mắc nối tiếp, đoạn AM gồm cuộn dây có điện trở thuần, đoạn MB chứa điện trở thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u AB = U 0 cos (ωt + ϕ ) thì đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp hai đầu đoạn AM và MB vào

thời gian như hình vẽ. Lúc điện áp tức thời uMB = −60V và đang tăng thì tỉ số u AB / U 0 gần nhất với giá trị

FI CI A

nào sau đây?

thì hiệu điện thế trên tụ điện U C = U C max . Hệ thức đúng là

A. f1 f 2 = f 32

B. f 2 f 3 = f12

C. f1 f 3 = f 22

A. 0,45 B. 0,35 C. 0,25 D. 0,65 Câu 6: Cho macḥ điêṇ xoay chiều RLC nối tiếp (L thuần cảm) có tần số f thay đổi được. Khi f = f0 thì hiệu điện thế trên điện trở UR = URmax, khi f = f2 thì hiệu điện thế trên cuộn cảm U L = U L max , khi f = f 3 D. f1 + f 2 = 2 f 3

Câu 7: Đặt điện áp u = 200 cos ωt (V ) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn

QU Y

ƠN

cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C, với CR2<2L. Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm lần lượt là UC, UL phụ thuộc vào ω, chúng được biểu diễn bằng các đồ thị như hình vẽ bên, tương ứng với các đường UC, UL. Giá trị của UM trong đồ thị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 175 V

B. 165 V

C. 125 V

D. 230 V

Câu 8: Đặt điện áp u = U 0 cos100π t (V ) (t tính bằng s) vào đoạn mạch gồm cuộn dây và tụ điện mắc nối

KÈ

tiếp. Cuộn dây có độ tự cảm L =

1, 5

H , điện trở r = 50 3Ω , tụ điện có điện dung C =

điển t1 , điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây có giá trị 150V, đến thời điểm t1 +

10−4

F . Tại thời

1 s thì điện áp giữa hai 75

đầu tụ điện cũng bằng 150V. Giá trị của U 0 bằng A. 150 3V

B. 100 3V

C. 300V

D. 150V

DẠ

Câu 9: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn dây có độ tự cảm L mắc nối tiếp theo thứ tự đó. Biết tụ điện có điện dung C có thể thay đổi được, điện áp hai đầu mạch thì mạch tiêu thụ công suất cực đại Pmax= 93,75 W. Khi thì điện áp hiệu dụng trên hai đầu đoạn mạch chứa điện trở thuần và tụ điện (uRC) và cuộn dây (ud) vuông pha với nhau, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây khi đó là: 2

A. 90 V.

B. 75 V

ƠN

FI CI A

A. 75V. B. 120V. C. 90V. D. 75 2V . Câu 10: Điện năng được truyền từ nơi phát đến một xưởng sản xuất bằng đường dây một pha với hiệu suất truyền tải là 90%. Ban đầu xưởng sản xuất này có 90 máy hoạt động, vì muốn mở rộng quy mô sản xuất nên xưởng đã nhập thêm về một số máy. Hiệu suất truyền tải lúc sau (khi có thêm các máy mới cùng hoạt động) đã giảm đi 10% so với ban đầu. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây, công suất tiêu thụ điện của các máy hoạt động (kể cả các máy mới nhập các máy mới nhập về) đều như nhau và hệ số công suất trong các trường hợp đều bằng 1. Nếu giữ nguyên điện áp nới phát thì số máy hoạt động đã được nhập về thêm là: A. 100 B. 70 C. 50 D. 160 Câu 11: Cho mạch điện như hình vẽ: X, Y là hai hộp, mỗi hộp chỉ chứa 2 trong 3 phần tử: điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Ampe kế có điện trở rất nhỏ, các vôn kế có điện trở rất lớn. Các vôn kế và ampe kế đo được cả dòng điện xoay chiều và một chiều. Ban đầu mắc hai điểm N, D vào hai cực của một nguồn điện không đổi thì V2 chỉ 45 V, ampe kế chỉ 1,5 A. Sau đó mắc M, D vào nguồn điện xoay chiều có điện áp u = 120cos100πt V thì ampe kế chỉ 1 A, hai vôn kế chỉ cùng một giá trị và uMN lệch pha 0,5π so với uND. Khi thay tụ C trong mạch bằng tụ C’ thì số chỉ vôn kế V1 lớn nhất U1max. Giá trị UImax gần giá trị nào nhất sau đây?

C. 120 V.

D. 105 V

Câu 12: Đặt điện áp u = 200cos ωt (V ) ( ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn

QU Y

cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C, với CR 2 < 2 L . Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm lần lượt là U C ,U L phụ thuộc vào ω , chúng được biểu diễn bằng các đồ thị như hình vẽ bên, tương ứng với các đường U C ,U L . Giá trị của U M trong đồ thị

DẠ

KÈ

gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 160 V B. 170 V C. 120 V D. 230 V Câu 13: Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều có đồ thị điện áp tức thời phụ thuộc vào thời gian như hình vẽ. Trong đó điện áp cực đại U0 và chu kì dòng điện không thay đổi. Khi đóng và mở khóa K thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch phụ thuộc vào thời gian như hình vẽ. Giá trị của I0 là 3

L FI CI A B. 3A

C. 1, 5 3 A

A. 3 3A

D. 2 3A

π 6

. Khi K mở, điều chỉnh giá trị R từ 0 đến rất lớn thì công suất

j1 , khi R = R2 là j2 , trong đó ϕ1 − ϕ 2 =

ƠN

Câu 14: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu một đoạn mạch như hình vẽ. Khi K đóng, điều chỉnh giá trị biến trở đến giá trị R1 hoặc R2 thì công suất tỏa nhiệt trên mạch đều bằng P. Độ lệch pha giữa điện áp tức thời hai đầu mạch và dòng điện trong mạch khi R = R1 là

tỏa nhiệt trên biến trở R cực đại bằng 2P/3, công suất trên cả mạch cực đại bằng

QU Y

cuộn dây là

2P . Hệ số công suất của 3

3 2

1 2

2 3 13

1 13

DẠ

KÈ

Câu 15: Đặt điện áp u = U0.cosωt vào hai đầu đoạn mạch như hình vẽ, trong đó điện trở R và cuộn cảm thuần L không đổi, tụ điện C có điện dung thay đổi được. Sự phụ thuộc của số chỉ vôn kế V1 và V2 theo điện dung C được biểu diễn như đồ thị hình bên. Biết U3 = 2U2. Tỉ số U 4 / U1 là

L FI CI A

4 5 4 3 C. D. 5 / 2 3 3 Câu 16: Một hộp kín X được mắc nối tiếp với một cuộn dây thuần cảm L và một tụ điện C sao cho X nằm giữa cuộn dây và tụ điện. Đoạn mạch trên được mắc vào một điện áp xoay chiều. Giá trị tức thời của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch L và X là uLX và u XC được cho như hình vẽ. Biết Z L = 3Z C . Đường biểu

A. 3 / 2

QU Y

ƠN

diễn uLX là đường nét liền.

KÈ

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu hộp kín X có giá trị gần với giá trị nào nhất sau đây? A. 90 V B. 75 V C. 64 V D. 54 V Câu 17: Lần lượt mắc một điện trở R, một cuộn dây, một tụ điện C vào cùng một nguồn điện ổn định và đo cường đọ dòng điện qua chúng thì được các giá trị ( theo thứ tự ) là 1A, 1A, và 0A; điện năng tiêu thụ trên R trong thời gian ∆t khi đó là Q. Sau đó mắc nối tiếp các linh kiện trên cùng với một ampe kế nhiệt lí tưởng vào một nguồn ổn định thứ hai thì số chỉ ampe kế là 1A. Biết nếu xét trong cùng thời gian ∆t thì: điện năng tiêu thụ trên R khi chỉ mắc nó vào nguồn thứ hai là 4Q; còn khi mắc cuộn dây vào nguồn này thì điện năng tiêu thụ trong thời gian này cũng là Q. Hỏi nếu mắc điện trở R nối tiếp với tụ và ampe kế nhiệt vào nguồn thứ hai thì ampe kế chỉ bao nhiêu?

DẠ

A. 1A B. 2A C. 2 A D. 0,5A Câu 18: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm cuộn dây không thuần cảm, tụ điện, điện trở thuần mắc nối tiếp. Gọi M là điểm nối giữa cuộn dây và tụ điện, N là điểm nối giữa tụ điện và điện AN vào dao động ký điện tử ta thu được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp theo thời gian như hình vẽ. Biết cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là I = 3A. Tổng điện trở thuần của mạch điện bằng: 5

L FI CI A B. 100Ω

C. 150 3Ω

A. 50 3Ω

D. 50Ω

QU Y

ƠN

Câu 19: Cho mạch điện RLC không phân nhánh, cuộn dây có điện trở r. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có tần số f = 50Hz. Cho điện dung C thay đổi người ta thu được đồ thị liên hệ giữa điện áp hai đầu phần mạch chứa cuộn dây và tụ điện như hình vẽ bên. Điện trở r có giá trị là

DẠ

KÈ

A. 80 Ω B. 100 Ω C. 50 Ω D. 60 Ω Câu 20: Cho mạch điện như hình A1, cuộn dây thuần cảm. Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức với U không đổi nhưng f có thể thay đổi được. Trên hình A2, ta có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất tiêu thụ trên mạch theo R là đường liền nét khi f = f1 và là đường đứt nét khi f = f2. Giá trị của Pmax gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 280W

B. 140W

C. 130W

D. 130W

Câu 21: Đặt điện áp u = 200 2 cos ωt (V ) ( ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm

ƠN

FI CI A

cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C, với CR 2 < 2 L . Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm lần lượt là UC và UL phụ thuộc vào ω, chúng được biểu diễn bằng các đồ thị như hình vẽ bên , tương ứng với các đường UC, UL. Giá trị của UM trong đồ thị gần nhất vơi giá trị nào sau đây

A. 165 V B. 231 V C. 125 V D. 23 V Câu 22: Cho mạch điện như hình vẽ, cuộn dây thuần cảm. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều

có biểu thức u = 100 6 cos (100π t + ϕ ) V . Khi K mở hoặc đóng, thì đồ thị cường độ dòng điện qua mạch

KÈ

QU Y

theo thời gian tương ứng là im và id được biểu diễn như hình bên. Điện trở các dây nối rất nhỏ. Giá trị của R bằng.

A. 50 Ω

B. 100 3Ω

C. 100 Ω

D. 50 3Ω

DẠ

Câu 23: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Điện dung C có giá trị thay đổi được và cuộn dây thuần cảm. Điều chỉnh giá trị của C thì thấy: ở cùng thời điểm, số chỉ của V1 cực đai thì số chỉ của V1 gấp đôi số chỉ của V2. Hỏi khi số chỉ của V2 cực đại thì số chỉ của V2 gấp bao nhiêu lần số chỉ V1? (V1 chỉ điện áp trên R, còn V2 chỉ điện áp trên C)

L B. 2 lần

FI CI A

A. 1,5 lần.

C. 2,5 lần.

D. 2 2 lần.

QU Y

ƠN

Câu 24: Trên đoạn mạch không phân nhánh có bốn điểm theo đúng thứ tự A, M, N, B. Giữa A và M chỉ có điện trở thuần. Giữa M và N chỉ có cuộn dây. Giữa N và B chỉ có tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áo xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng U. Khi đó công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AM bằng công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MN. Sự phụ thuộc của hiệu điện thế tức thời hai đầu AN và MB theo thời gian được cho như trên đồ thị. Giá trị của U xấp xỉ bằng:

B. 26,8V

A. 24,1V

C. 21,6V

D. 28,8V

KÈ

Câu 25: Đặt điện áp xoay chiều u = U 2 cos ωt (U không đổi, ω thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm: điện trở thuần R, một điện trở thuần R, một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, một tụ điện có điện C mắc nối tiếp (2L > C.R2). Khi ω = 100π (rad/s) thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại. Khi ω = 200π (rad/s) thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại. Giá trị điện áp hiệu dụng cực đại giữa hai đầu cuộn cảm là: 2U 2U A. U 3 B. C. U 2 D. 3 2 Câu 26: Cho đoạn mạch xoay chiều AB nối tiếp gồm: AM chứa biến trở R, đoạn mạch MN chứa r, đoạn NP chứa cuộn cảm thuần, đoạn PB chứa tụ điện có điện dung biến thiên. Ban đầu thay đổi tụ điện sao cho UAP không phụ thuộc vào biến trở R. Giữ nguyên giá trị điện dung đó và thay đổi biến trở. Khi uAP lệch

pha cực đại so với uAB thì UPB = U1. Khi (UAN.UNP) cực đại thì UAM = U2. Biết rằng U1 = 2.

(

)

6 − 3 U2 .

DẠ

Độ lệch pha cực đại giữa uAp và uAB gần nhất với giá trị nào? A. 5π/7 B. 3π/7 C. 6π/7 D. 4π/7 Câu 27: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM chỉ có biến trở R, đoạn mạch MB gồm tụ C mắc nối tiếp với cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở thuần r. Đặt vào AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi. Điều chỉnh R đến 8

giá trị 80 Ω thì công suất tiêu thụ trên biến trở đạt cực đại, đồng thời tổng trở của đoạn mạch AB là số nguyên và chia hết cho 40. Khi đó hệ số công suất của đoạn mạch MB có giá trị là A. 0,8. B. 0,25. C. 0,75 D. 0,125.

FI CI A

Câu 28: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi u = 120 2 cos100π t V vào đoạn mạch AB gồm đoạn AM chỉ chứa điện trở R, đoạn mạch MB chứa tụ điện có điện dung C thay đổi được mắc nối tiếp với một cuộn cảm thuần. Biết sau khi thay đổi C thì điện áp hiệu dụng hai đầu mạch MB tăng

2 lần và dòng điện tức thời trong mạch trước và sau khi thay đổi C lệch pha nhau một góc 5π/12. Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch AM khi chưa thay đổi C có giá trị bằng A. 60 3V

B. 60 2V

C. 120 V.

D. 60 V.

ƠN

Câu 29: Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở R, hệ số tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Ban đầu C = C1, khi đó điện áp hai đầu đoạn mạch cùng pha với cường độ dòng điện trong mạch, điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 60 V và nhanh pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch một góc π/3. Giảm dần điện dung của tụ đến giá trị C = C2 thì hiệu điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây bằng 10 V. Khi đó điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 45 V. B. 50 V. C. 30 V. D. 60 V. Câu 30: Đặt điện áp u = U0cos100πt vào hai đầu đoaṇ macḥ AB theo thứ tư ̣gồm R, cuộn dây thuần cảm L và tụ C nối tiếp. Gọi M là điểm nối giữa R và L. Điện áp tức thời của đoạn mạch AM (chứa R) và MB

(chứa L và C) tại thời điểm t1 là u AM = 60V ; uMB = 15 7V và tại thời điểm t2 là

u AM = 40 3V ; uMB = 30V . Giá trị của U 0 bằng: A. 100V

B. 50 2V

C. 25 2V

D. 100 2V

QU Y

Câu 31: Đặt một điện áp xoay chiều u = U 2 cos ωt (V ) , trong đó U không đổi, ω thay đổi được vào một 1, 6

H mắc nối tiếp. Khi ω π = ω0 thì công suất trên đoạn mạch đạt cực đại và bằng 732W. Khi hoặc ω = ω2 thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch bằng nhau và bằng 300W. Biết ω1 - ω2 = 120π (rad/s). Giá trị của R bằng A. 240 Ω B. 133,3 Ω C. 160 Ω D. 400 Ω 2 Câu 32: Đoạn mạch A, B được mắc nối tiếp theo thứ tự, cuộn dây với hệ số tự cảm L = H , biến trở R 5π 10 −2 và tụ điện có điện dung C = F . Điểm M là điểm nối giữa R và C. Nếu mắc vào hai đầu A, M một ắc 25π quy có suất điện động 12V và điện trở trong 4Ω điều chỉnh R = R1 thì dòng điện cường độ 0,1875A.

KÈ

đoạn mạch gồm có điện trở R, tụ điện và cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L =

Mắc vào A, B một hiệu điện thế u = 120 2 cos (100π t )(V ) rồi điều chỉnh R = R2 thì công suất tiêu thụ

trên biến trở đạt cực đại bằng 160W. Tỷ số R1 : R2 là

B. 0,25

C. 0,125

D. 0,45

DẠ

A. 1,6

2.C

3.D

4.C

5.D

6.B

9.B

10.B

11.A

12.A

13.B

14.D

17.A

18.D

19.C

20.C

21.B

22.A

25.B

26.D

27.D

28.A

29.B

30.A

7.B

8.B

15.D

16.C

23.C

24.D

31.C

32A.

FI CI A

1.A

HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT

Câu 1: Đáp án A

ϕ1 + ϕ 2 =

→ tan ϕ1 tan ϕ 2 = −1 →

2 Mặt khác: ta có:

Z L1 − Z C1 Z L1 − Z C1 . = −1(1) R R

↔ R 2 + ( Z L1 − ZC ) = 8 R 2 + ( Z L 2 − ZC )

ƠN

U R1 1 = → I 2 = 8 I1 → Z1 = 8Z 2 U R2 8 2

Phương pháp: Ta có: Khi L = L1 thì UAM1 = UR1 = U Khi L = L2 thì U AM 2 = U R 2 = 8U

↔ ( Z L1 − Z C ) − 7 R 2 − 8 ( Z L 2 − Z C ) = 0 ( 2 )

Với

 ( Z L1 − Z C ) = 1( Loai )  ( Z L 2 − ZC ) Z L1 − Z C ) (  −7 −8 = 0 →  (Z − Z ) ( Z L2 − ZC ) C  L1 = −8  ( Z L 2 − Z C )

QU Y

( Z L1 − Z C ) 2 ( Z L2 − ZC )

Chia cả hai vế của (2) cho (ZL2 - ZC) kết hợp với (1), Ta được:

( Z L1 − Z C ) = −8 → − ( Z L1 − Z C ) = Z − Z ( L2 C ) 8 ( Z L 2 − ZC )

Hệ số công suất của mạch khi L=L: cos ϕ1 =

R R 2 + ( Z L1 − Z C )

Câu 2:

R = Z1

Thay vào (1)  ( Z L1 − Z C ) = 8 R 2

KÈ

Phương pháp: Công suất hao phí trên đường dây ∆P = Cách giải: Ban đầu:

R 1 =  Chọn A 3R 3

P2 R R = P 2 x (x = 2 không đổi) 2 2 U cos ϕ U cos 2 ϕ

∆P = Px = 1 − H = 1 − 0, 75 = 0, 25 . Sau khi công suất sử dụng tăng lên 25%: P

P '− ∆ P' = 1, 25 ( P − ∆P ) = 0, 9375 P → P '− P 2

DẠ

x = 0,937 P → P

P' − P2 P

0, 25 = 0, 9375 P

 k = 2,5 Đặt P’/P = m, ta có: k − 0, 25k 2 = 0,9375 →   k = 1,5

∆P ' = 1 − P ' x = 1 − 2, 5 Px = 0,375 = 37, 5% (loại vì hao phí không quá 40%) P' ∆P ' Với k = 1,5  H = 1 − = 1 − P ' x = 1 − 1,5 Px = 0, 625 = 62, 5%  Chọn C P' (loại vì hao phí không quá 40%) Câu 3: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto và hệ thức lượng trong tam giác vuông

FI CI A

Với k = 2,5  H = 1 −

ƠN

Cách giải: u AN = uL + u X uMB = uC + u X u AB = u AN + uC u AB ≥ OH  (U AM ) min = OH

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có:

1 1 1 = 2 + 2  U AB = 24V 2 U AB U AN U MB

QU Y

Câu 4: Phương pháp: Sử dụng công thức I0 = U0/Z, độ lệch pha tanφ = (ZL – ZC)/R kết hợp kĩ năng đọc đồ thị Cách giải:

KÈ

U 02 U 02 2 2 2 = R + Z  Z = − 5, 76 0 L L 32 32 U 02 U 02 2 2 2 = R + Z − Z  Z − Z = − 5, 76 R 2 = Z L ( Z L − ZC ) ( ) ( ) 0 L C L C 2 2 4 4 2 U0 − 5, 76  2  2 2 R 2 Z L − ZC R 4  2 =  2  2 U0 ZL ZL Z − 5, 76  L  2 3 2 2 U U  U 2    20 − 5, 76   20 − 5, 76  = R 4  20 − 5, 76  4  3  3 

DẠ

U 2 U 2  U 2 U 2  U4   20 − 5, 76   20 − 5, 76  = R 4  2 0 2 − 5, 76  20 + 20  = 0 3 .4 4  4  3  3  U 0 = R 32 + 42 = 120V

Câu 5: Phương pháp: Sử dụng phương pháp đọc đồ thị u-t. Sử dụng công thức cộng giá trị tức thời: uAB = uR + uL + uC. Sử dụng công thức tính biên độ tổng hợp dao động điều hòa: 11

A2 = A12 + A22 + 2 A1 A2 cos (ϕ2 − ϕ1 )

FI CI A

 π  u AM = 150 cos  ωt −  3 Cách giải: Từ đồ thị ta xác định được:   u = 120 cos (ωt − π )  MB 2 2 2 U AB = U AM + U MB + 2U AM U MB cos (ϕ AM − ϕMB ) → U AB ≈ 137, 48V

Lúc điện áp tức thời uMB = - 60 và đang tăng => uAM = 150V => uAB = uAM + uMB = 150 – 60 = 90V u u 90 → AB = AB = ≈ 0, 655  Chọn D U 0 U AB 137, 48

2π LC

Khi f = f 2 thì U L = U L max  f 2 =

2π C

(1)

( 2)

2 2L − R2 C

1 ( 3) 2L 2 −R 2π L C 2

Khi f = f 3 thì U C = U C max  f3 =

ƠN

Cách giải: Khi f = f1 thì U R = U R max  f1 =

Câu 6: Phương pháp: Mạch điện RLC có f thay đổi

Từ (1), (2), (3)  f 2 . f3 = f12

Câu 7:

QU Y

Phương pháp: Sử dụng công thức U C max = U L max =

2U .L R 4 LC − R 2C 2

Cách giải: Ta có: CR 2 < 2 L ↔ R 2 < Z L Z C Từ đồ thị, ta thấy: U M = U Cmax = U L max =

2U .L

R 4 LC − R 2C 2

2U 0 C2 4 R 2C − R4 2 L L

4R 2C C2 − R4 2 L L Mặt khác, ta có: R2 < 2

KÈ

Xét: A =

L L 4C  L  C 2U → A<2 −  2  2 < 2.4 − 4 = 4 → U M > = C C L  C L A

200 2 = 141, 42V  Chọn B 4

DẠ

Câu 8: Phương pháp: Viết phương trình điện áp Cách giải: Đáp án B 1 Ta có: Z L = ω L = 150Ω; Z C = = 100Ω; r = 50 3Ω ωC

Z = 100Ω; Z d = r 2 + Z L2 = 100 3 12

U0 π π   cos  ωt −  = 0, 01U 0 cos  ωt −  6 6 Z  

Tại thời điểm t2 = t1 +

1 s , ta có: 75

  1  2π uC = U 0 cos  ω  t1 +  − 75  3  

 2π   = U 0 cos  ωt1 + 3  

π    = U 0 sin  ωt1 +  = 150V ( 2 ) 6  

ƠN

Câu 9: Phương pháp: Sử dụng công thức tính công suất và giản đồ vecto Cách giải: Ta có u = 150 2 cos (100π t ) V  100π Khi C = C1 = frac62,5πµ F thì Pmax = 93, 75W Z C1 =

1 = 160Ω Pmax khi I max có xảy ra cộng hưởng ωC1

P = I 2R =

1502 u  2 Từ (1) và (2), ta có:  d  + ( uC ) = U 02 ↔ + 1502 = U 02 → U 0 = 100 3 3  3

 Z L = Z C = 160Ω

FI CI A

π π π    ud = I 0 Z d cos  ωt +  = U 0 3 cos  ωt +  ud = U 0 3 cos  ωt1 +  = 150V (1) 6 6 6    2π  2π    uC = I 0 Z C cos  ωt −  = U 0 cos  ωt −  3  3   

U 2 Rm U2 R = 2 Z2 Rm2 + ( Z L − Z C )

QU Y

Thay số từ đề bài P = 93,75W; U = 150; ta tính được Rm = 240Ω 1 C = C2 =  Z C2 = 90Ω thì U d vuông pha với U RC cho ta biết cuộn dây có điện trở trong r. 9π U U 150 I= = = = 0, 6 A 2 2 Z R2 + ( Z − Z ) 240 2 + (160 − 90 ) Vì ULr vuông góc với URC nên:

2 U Lr2 + U RC = 150 2 U L2 + U r2 + U R2 + U C2 = 150 2

Mặt khác theo định luật Ôm ta có: 2

KÈ

2 U Rr + (U L − U C ) = U 2 = 1502 (U R + U r ) + (U L − U C )

= 1502 U R2 + 2U RU r + U r2 + U L2 + U L2 − 2.U L .U C = 1502 U RU r − U LU C = 0  r.R − Z L Z C = 0  r.R = Z L Z C = 160.90

r.R = 160.90 r = 120Ω → ⇔ r + R = 240  R = 120Ω

DẠ

ud = I . r 2 + Z L2 = 0, 6. 120 2 + 1602 = 120V

Câu 10: Phương pháp: Sử dụng các công thức trong truyền tải điện năng

Pn = 0, 01P1 (1) . Gọi x là số máy nhập thêm  công suất khi nhập mới: 90

( 90 + x ) .0, 01P1 = 0,8P2 → P2 = →

( 90 + x ) .0, 01P1 = 2 P → 1

0,8

( 90 + x ) .0,01P1

( 2 ) mà

P2 = 2 P1

( 90 + x ) = 160 → x = 70 

Chọn B

0,8

FI CI A

→ Pn = 0,9 P1 → P0 =

∆P1  P2  P Cách giải: Do hiệu điện thế U không đổi nên: =   → 2 = 2 H1 = 90% ∆P2  P1  P1

không thể chứa tụ (tụ không cho dòng không đổi đi qua) và RY =

Câu 11: Cách giải: Đáp án A + Khi mắc vào hai cực ND một điện áp không đổi → có dòng trong mạch với cường độ I = 1,5 A → ND 40 = 30Ω 1,5

+ Mắc vào hai đầu đoạn mạch MB một điện áp xoay chiều thì u ND sớm pha hơn uMN một góc 5

X

→ với V1 = V2 → U X = U Y = 60V → Z X = ZY = 60Ω

ƠN

chứa điện trở RX và tụ điện C, Y chứa cuộn dây L và điện trở RY

+ Cảm kháng của cuộn dây Z L = ZY2 − RY2 = 602 − 302 = 30 3Ω + Với uMN sớm pha 0,5π so với u ND và tan ϕY =

QU Y

 R = 30 3 → X  Z C = 30

+ Điện áp hiệu dụng hai đầu MN: V1 = U MN =

Z L 30 3 = = 3 → ϕY = 600 → ϕ X = 300 RY 30

( RX + RY ) + ( Z L − Z C )

(30 3 ) + Z ( 30 3 + 30 ) + ( 30 − Z 60 2

U RX2 + Z C2 2

2 C

)

Sử dụng bảng tính Mode → 7 trên Casio ta tìm được V1max có giá trị lân cận 90V 2 L − R 2C thì U C cực đại 2 L2C

Câu 12:

KÈ

Cách giải: Đáp án A Khi ω = 0 thì UC = U, khi ω = ωC = Khi ω = ωR =

1 thì U R đạt cực đại bằng U LC

Khi ω = 0 thì U L = 0

DẠ

Khi ω = ωL =

2 thì U Lmax = U M 2 LC − R 2C

ω 2L 1 R 2C R2  U  = 1 − = 1 − ; Đặt n = L = ωC 2 L − R 2C n 2L 2Z L ZC  U L

max

  1 2  U  +  =      n   U Cmax

  1 2  +  =1   n

Tại giao điểm của hai đồ thị, ta có U L = U C = U (cộng hưởng) 14

U R2 1 R2 U2 1 = 1− = 1− = 1− = n=2 2Z L ZC 2U LU C 2U .U 2 n

U M = U Cmax = U Lmax =

nU 2

n −1

2.100 2 22 − 1

= 163, 3 (V )



FI CI A

Câu 13: Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm Cách giải: Khi khóa K mở, mạch gồm R, r, L, C nối tiếp Từ đồ thị của điện áp, ta có: u = U0.cosωt

Từ đồ thị cường độ dòng điện khi K mở ta có phương trình cường độ dòng điện là: i = I 0 .cos (ωt + ϕi ) . Khi t = 0:

 ∆ϕ m = ϕu − ϕi1 =

6 Z L − Z C −1 −1 =  Z L − ZC = tan ∆ϕm = (R + r) R+r 3 3

−π 6

i = 1,5 = 3.cos ϕi1  ϕi1 =

t = 0:

i = 0,5 I 0 = I 0 .cos ϕi 2  ϕi 2 =

 ∆ϕ m = ϕu − ϕi1 =

−π 3

ƠN

Khi K đóng, mach có r, L, C nối tiếp Ta có phương trình cường độ dòng điện là: i = I 0 .cos (ωt + ϕi 2 ) . Khi

 Z 2 = r 2 + ( Z L − ZC ) = 2r; Z1 =

( R + r ) + ( Z L − ZC )

= 2 3r

U0 U I 1 Z  I 02 = I 0 = 3 A ; I 02 = 0  01 = 2 = Z1 Z2 I 02 Z1 3

QU Y

I 01 =

3 Z L − ZC −1 tan ∆ϕm = = − 3  Z L − ZC = − 3r  Z L − ZC = − 3r = ( R + r )  R = 2r r 3

Câu 14: Phương pháp: Sử dụng biến dổi toán học và các điều kiện P cực trị Cách giải: Khi K đóng, mạch chỉ có R, C mắc nối tiếp. Khi R1, R2 thì P1 = P2 nên:

i = 0,5 I 0 = I 0 cos ϕi 2  ϕi 2 =

 ∆ϕ m = ϕu − ϕi1 =

KÈ

 Z 2 = r 2 + ( Z L − ZC ) = 2r; Z1 = I 01 =

−π 3

Z L − ZC −1 = − 3  Z L − ZC = − 3r  Z L − ZC = − 3r = ( R + r )  R = 2r r 3

tan ∆ϕm =

( R + r ) + ( Z L − ZC )

= 2 3r

U0 U I Z 1 ; I 02 = 0  01 = 2 =  I 02 = I 0 = 3 A Z1 Z2 I 02 Z1 3

Khi K mở thì mạch R, r, L, C nối tiếp Công suất mạch cực đại là:

U2 U2 2 P  Z L = 2ZC = = 2 Z L − Z C 2 ( R0 + r ) 3

DẠ

Pmax =

Công suất trên R cực đại: PR max =

Z U 2 2P 2 = ⇔ R 2 = r 2 + ( Z L − ZC )  r = C 2R 3 3

Thay các giá trị tìm được vào tính hệ số công suất cuộn dây: cos ϕ d =

r 2

2 L

1 3

FI CI A

Đáp án D Câu 15: Cách giải: Đáp án D Câu 16: Câu 17: Phương pháp: Sử dụng công thức tính điện năng tiêu thụ Cách giải: Ban đầu cường độ dòng điện qua R. cuộn dây và C lần lượt là 1,1,0A, chứng tỏ dòng điện ban đầu là dòng điện không đổi, và cuộn dây có điện trở thuần bằng R Sau đó dùng dòng điện xoay chiều. U2 .∆t R Điện năng tiêu thụ khi đặt vào dòng điện lúc sau và chỉ có R là: Q' =

U2 U2 = 4Q = 4.  U ' = 2U R∆t R

Điên năng tiêu thụ ban đầu là: Q =

U2  Z L = 3.R R Khi mắc cả ba linh kiện vào dòng điện thừ 2 thì cường độ dòng điện là 1A. Ta có: U' U =  Z L = Z C = 3R 2 2 ( 2R ) + ( Z − Z ) R 2

ƠN

Khi cho dòng điện qua cuộn dây ta có: Q " = U 2 ( R ) + Z L2 .R.∆t = Q =

Khi mắc điện trở với tụ vào mạch thứ hai thì cường độ dòng điện là: I =

U' 2

R +Z

2 C

2U = 1A 2R

QU Y

Câu 18: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto và kĩ năng đọc đồ thị Cách giải:

+ Viết phương trình của uAB: Từ đồ thị ta thấy: U 0 AB = 100 6V . Biểu diêñ thời điểm ban đầu t = 0 trên

DẠ

KÈ

đường tròn lượng giác:

π   Pha ban đầu của u AB là: ϕ AB = −π / 6 ( rad )  Phương trình của u AB : u AB = 100 6 cos  ωt −  V 6 

+ U AN = U AN  r 2 + Z L2 = r 2 + ( Z L − Z C )  Z C = 2 Z L (*)

L FI CI A

 π  u AB = 100 6 cos  ωt − 6  V     π  + Từ đồ thị ta có phương trình của các điện áp: u AN = 2U cos  ωt −  V 3    π  u AM = 2U cos  ωt +  V 3  

Z Z − ZC Z −Z L + U AM ⊥ U AB  tan ϕ AM tan ϕ AB = −1 ⇔ L . L = −1 ⇔ L . = −1  r ( r + R ) = Z L2 ( **) r r+R r r+R

Ta có giản đồ vecto: Từ giản đồ vecto ta có: tan Từ (*), (**), (***) ta có:

QU Y

ƠN

+ U AN = U AM ; Z C = 2 Z L

ZL Z ⇔ L = 3  Z L = 3r (***) r r

KÈ

+ Tổng trở:

 Z C = 2Z L Z L2  R + r = = 3r  2 r  r ( R + r ) = Z L Z L = r 3

U AB 100 3 100 10000 2 2 = =  Z 2 = ( R + r ) + ( Z L − ZC ) = I 3 3 3 10000 10000 50 50 2 ⇔ ( 3r ) + Z L2 = ⇔ 9r 2 + 3r 2 =  r = Ω  r + R = 3r = 3. Ω = 50Ω 3 3 3 3 Câu 19: Cách giải: Đáp án C

DẠ

( r + R ) + ( Z L − ZC )

C = ∞ thì Z C = 0 , khi đó U rLC = + Tại C =

100

87 r 2 + Z L2

(r + R)

+ Z L2

→ Tại C = 0 thì Z C = ∞ , khi đó U rLC = U = 87V → Tại

+ Ta có biểu thức U rLC =

= 36V (*)

FI CI A

U R 2 + ( Z L − ZC )

µ F → ZC = 100Ω thì mạch xảy ra cộng hưởng Z L = ZC = 100Ω và

U rLC = U rLC min = 17, 4V → U rLC =

87 r = 17,5 → r + R = 5r → Thay vào phương trình (*) ta tìm được r+R

r = 50Ω Câu 20: Cách giải: Đáp án C ứng với tần số f1 ta có công suất cực đại khi Pmax =

U2 = 100W 2 R0

R2 −

U2 2 R + ( Z L − ZC ) = 0 P1max

Trình theo định lý Vi-et ta có: U2 2 = 2 R0  R2 = 40Ω; R1 R2 = ( Z L − Z C ) P1max

Công suất cực đại cần tìm Pmax =

R1 + R2 =

ƠN

Ứng với tần số f2 hai giá trị của R cho cùng một công suất là hai nghiệm của phương trình

2 R0 U2 U2 = × = P1max 2 Z L − Z C 2 R0 R1 R2

R0 R1 R2

≈ 134W

U L max =

2UL 2

R. 4 LC − R C

QU Y

Câu 21: Phương pháp: từ đồ thị và sử dụng các công thức về điều kiện cực đại khi ω biến thiên Cách giải: Khi ω biến thiên

⇔ ωL =

1 2 . L C 2 − R2 C

KÈ

L 2 − R2 1 U C max = ⇔ ωC = . C 2 2 L 2 R. 4 LC − R C 1 U L max = U C max ; ωL .ωC = = ωR2  ωC < ωR < ωL LC Từ đồ thị ta nhận thấy: .Khi ω2 = 0 thì ZC =∞ => I= 0A; UL =0V Khi ω2 =ωL2 thì ULmax. Khi ω2 = ∞ thì ZL = ∞; UL = UAB. Tương tự với UC. Mặt khác giá trị ω để UL = UAB nhỏ hơn giá trị ω để 2UL

ULmax 2 lần

DẠ

ω L = 2ωC ωC2 1 U U .2 200.2  Ta có:  = = = 230,94V ≈ 231V 1  2 =  U L max = U C max = 2 ωL 4 3 3 ωC ω L .ωC = LC 1− 2

ωL

Câu 22: 18

π  im = 3 2 cos  ωt +  A; id = 6 cos (ωt ) A 2 

Z RC = R 2 + Z C2 =

FI CI A

+ Khi khóa K đóng, mạch điện chỉ gồm R mắc nối tiếp với C Tổng trở được tính theo công thức:

Phương pháp: Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị và lí thuyết về đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp Cách giải: Từ đồ thị ta thấy được biểu thức của cường độ dòng điện khi K đóng và mở là

U 0 100 6 = = 100Ω (1) I 01 6

+ Khi khóa K mở, mạch điện gồm ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Tổng trở được tính theo công thức 2

Z = R 2 + ( Z L − ZC ) =

U 0 100 6 100 3 = = Ω ( 2) I0m 3 3 2

+ Từ biểu thức cường độ im và id ta thấy rằng hai dòng điện vuông pha với nhau, khi đó ta có

200   ZC ( Z L − ZC ) + Z C2 = 1002 ZL = Ω   2 3    100 .3 2  ZC ( Z L − ZC ) + ( Z L − ZC ) =  Z = 50 3Ω 9   C

ƠN

ZC Z L − ZC . = 1 ⇔ R 2 = Z C ( Z L − Z C )( 3 ) . Thay (3) và (1) và (2) ta được: R R

I'=

UC 2 ZC 2

U . R 2 + Z L2 U .Z L R = =  U R ' = I '.R = 2 2 R + ZL R. R 2 + Z L2 ZL

U .Z L 2

R +Z

2 L

U V 5

U . 4 Z L2 + Z L2 U . 5 U U 5 . R 2 + Z L2 = = V  C max = . 5 = 2, 5 R 2Z L 2 UR ' 2

KÈ

U C max =

R 2 + Z L2 U . R 2 + Z L2 khi Z C = ZL R

U C max =

QU Y

Thay vào (3) suy ra R = 50Ω Chọn A Câu 23: Phương pháp: Áp dụng các tính toán đại số tìm điều kiện cực đại của điện áp khi tụ C thay đổi Cách giải: Khi V1 đạt cực đại thì xảy ra cộng hưởng điện: 1 U1max = U R = U AB ⇔ U L = U C1 = U AB  R = 2 Z L = 2 Z C1 2 Thay đổi để điện áp trên tụ cực đại thì:

Câu 24: Phương pháp: Sử dụng giản đồ vecto

DẠ

 R = r  U R = U r Cách giải: Dựa vào đồ thị và dữ kiện đề bài:  U AN ⊥ U MB

L FI CI A OF

π U U U .30  cos β = sin α  R = L  U L = R = 1,5U R  Z L = 1, 5 R 2 20 30 20

ƠN

Ta có: α + β =

2 2 R 2 + ( Z L − ZC ) R2 + ( Z L − ZC ) U MB Z MB 202 4 4 16 2 = = = = ⇔ =  ( Z L − ZC ) = R2 2 2 2 2 2 2 2 U AN Z AN 30 9 9 ( 2R ) + Z L ( 2 R ) + (1, 5R ) 9

Ta có: U L max =

2.U .L

QU Y

16 2 2 4R 2 + R 2 2 2R ) + ( Z L − ZC ) ( U2 Z MB U2 9 = 2 = ⇔ =  U = 28,8V 2 2 2 16 U AN Z AN 20 R + ( Z L − ZC ) R2 + R2 9 Câu 25: Phương pháp: Điều kiện cực trị khi tần số thay đổi. Cách giải: Khi tần số góc thay đổi thì có các giá trị để điện áp trên cuộn cảm hay tụ đạt cực đại. 2

R. 4 LC − R C

⇔ ωL =

Và điện áp trên tụ cực đại là: U Cmax =

KÈ

Dễ thấy: U L max = U Cmax =

1−

ωC2 ωL2

1 2 . = 200π L C 2 − R2 C 2.U .L

R. 4 LC − R 2C 2 U 1−

1 4

⇔ ωC =

1 2 L − R 2 .C . = 100π L 2

2.U V 3

DẠ

Câu 26: Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm và các biến đổi toán học Cách giải: Khi thay đổi C để UAP không phụ thuộc biến trở R. Dễ có ZC = 2ZL + Khi R thay đổi ta luôn có ΔAPB luôn là tam giác cân tại A (Hình vẽ)

L FI CI A OF

ƠN

Ta thấy khi R thay đổi, nếu ta di chuyển điểm A→M thì góc 2φ chính là độ lệch pha của UAP và UAB càng lớn. Vậy độ lệch pha cực đại của UAP và UAB khi điểm A trùng với điểm M hay lúc đó R = 0. Khi đó: U U U1 = U PB = .Z C = .2 Z L Z1 r 2 + Z L2 2 2 U AN + U NP U2 . Vậy U AN .U NP lớn nhất khi U AN = U NP hay khi đó tam giác = 2 2 U APB là tam giác vuông cân. Lúc này: U 2 = U AM = −Ur 2

+ Khi R = R0 :U AN .U NP ≤

Từ hình vẽ ta suy ra Z L = R + r; Z 2 = 2 ( R + r ) . Nên:

U .( Z L − r ) U U U U U − I .r = − .r = − .r  U 2 = 2 2 Z2 2 2 (R + r) 2Z L

Lại có. Từ đề bài: U1 = 2.

U 2

r +Z

(

)

6 + 3 .U 2 . Nên ta có:

) U .( Z2Z− r )

6− 3 .

U r 2 + Z L2

6 − 3 ZL − r ZL 2



2 L

.2.Z L = 2.

(

QU Y

U2 =

6− 3 6 − 3  ZL  Z  Z  Z = . ( Z L − r ) . r 2 + Z L2   L  = . − 1 . 1 −  L  2 2  r   r   r 

KÈ

2 L

Đặt x = tan ϕ =

6+ 3 ZL ta có PT: x 2 = . ( x − 1) . x 2 + 1  x ≈ 1,37672  ϕ = 540  2ϕ = 1080 r 2

DẠ

Chọn đáp án D Câu 27: Phương pháp: Mạch điện xoay chiều có R thay đổi Cách giải: Đáp án D Điều chỉnh R đến giá trị 80Ω thì công suất tiêu thụ trên biến trở cực đại 2

 R = r 2 + ( Z L − Z C ) = 80 (1)

do tổng trở của đoạn mạch là số nguyên và chia hết cho 40  Z AB = 40n (n là số nguyên) 21

 Z AB =

( R + r ) + ( Z L − ZC )

= 40n ⇔ ( 80 + r ) + ( Z L − Z C ) = ( 40n ) ( 2 )

Hệ số công suất của đoạn MB là: cos ϕ MB =

Có: cos ϕ MB ≤ 1 ⇔

r r 2 + ( Z L − ZC )

10n 2 − 80 80

10n 2 − 80 ≤1 n ≤ 4 80

+ Với n = 3  cos ϕ MB =

+ Với n = 4  cos ϕ MB = 1

10.33 − 80 = 0,125  Chọn D 80

Câu 28: Cách giải: Đáp án A

5π (1) (Giả sử trường hợp một mạch có tính dung kháng 2

ƠN

Ta có ϕi1 − ϕi 2 = (ϕu − ϕ1 ) − (ϕu − ϕ 2 ) = ϕ 2 − ϕ1 =

FI CI A

 r 2 + ( Z L − Z C )2 = 80 2  r 2 + ( Z L − Z C )2 = 802 ⇔  r = 10n 2 − 80  2 2 2 2 2 2 2 ( 80 + r ) + ( Z L − Z C ) = ( 40n ) 80 + 160r + r + ( Z L − Z C ) = ( 40n )

Từ (1) và (2) ta có:

và trường hợp hai mạch có tính cảm kháng). * Trước và sau khi thay đổi C ta có hai trường hợp, trong đó một trường hợp mạch có tính cảm kháng và một trường hợp mạch có tính dung kháng

QU Y

U1LC U1LC  U1LC  ϕ1 = − arcsin U = − arcsin 120 sin ϕ1 = U   U 2 LC sin ϕ = ϕ = arcsin U 2 LC = arcsin 2U 2 LC 2   2 U U 120

KÈ

Câu 29: Phương pháp: Sử dụng định luật Ôm, chú ý điều kiện cộng hưởng.

Cách giải: Khi C = C1, u cùng pha với I, trong mạch có cộng hưởng. UAB = UR; ULR = 60V UL = tan 600 = 3  U L = 3U R ;U LR = U L2 + U R2 = 60V  U R = 30V ;U L = 30 3V UR

tan ϕ =

DẠ

R UR 1 = =  Z L = 3R = Z C1  U B = U R = 30V ZL U L 3

Khi C = C2 thì U C2 − U I .R ' = 10V

Đặt U LR ' = a; U C2 = a + 10 . Biết U AB không đổi = 30V, ta có:

(

U R2 + U L '− U C2

)

= 302 ⇔ U R2 + U L'2 + U C22 − 2.U L '.U C2 = 900

2 ⇔ U LR − 2.U L '.U C2 + U C22 = 900 (*)

3 U LR ' . Thay U LR ' = a;U C2 = a + 10 vào biểu thức (*) ta 2

FI CI A

Mặt khác,vì Z L = 3R  U L ' = 3U R '  U L ' =

được: 2

a 2 + ( a + 10 ) − 2 ( a + 10 ) .

3 a = 900 2

a1 = 49,86V  2 − 3 a 2 + 20 − 10 3 a − 800 = 0 ⇔  a2 = −59,86V

(

)

(

)

 2 15 7 2 1  1  60 + =1 = 2 2 2  U 02R U 0 LC U 0 R 6400 U 0 R = 6400 =1    2  Điện áp cực đại: 2 1 1 U 0 LC = 3600   40 3  2  = 30  + 2 = 1 U 02LC 3600 2 U 0 LC  U 0 R

(

)

2 u R2 uLC + U 02R U 02LC

ƠN

Chọn đáp án gần giá trị a = 49,86V = 50V. Đáp án B Câu 30: Phương pháp: Sử dụng hệ thức vuông pha Cách giải: Đáp án A Đoạn mạch AM chứa R, đoạn MB chứa L vàC => uAM và uMB vuông pha với nhau => Ở mọi thời điểm ta có:

U 0 = U 02R + U 02LC = 6400 + 3600 = 100V

QU Y

Câu 31: Phương pháp: Mạch điện R, L, C mắc nối tiếp có ω thay đổi Cách giải:

1  2 ω0 = LC + Khi ω = ω0 công suất trên mạch đại cực đại:   2  P = U = 732  U 2 = 732 R (*)  max R + Khi ω = ω1 và ω = ω2 ; ω1 − ω2 = 120π thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch bằng nhau:

+ Ta có:

KÈ

P1 = P2 = P = 300W ⇔

DẠ

Z L1 − Z C1 = ω1 L −

U 2R

R + ( Z L1 − Z C1 )

1 1 = ω1 L − 2 ω ω1C1 0

ω2

= ω1 L − ω2 L = (ω1 − ω2 ) L = 120π

U 2R R + ( Z L2 − ZC 2 )

= ω1 L − C

1, 6

 ω1ω2 =

1 = ω02 LC

ω2 ω2 = ω1 L − 2 1 ω0 C C LC

= 192

 Z L1 − Z C1 = 192 (**)

U 2R

R + ( Z L1 − Z C1 )

= 300  300 R 2 + 300 ( Z L1 − Z C1 ) = U 2 R (***)

Mặt khác: PR2 =

FI CI A

Từ (*), (**), (***)  300 R 2 + 300.192 2 = 732 R 2  R = 160Ω Câu 32: Phương pháp: Sử hệ thức của định luật Ôm và công thức tính công suất tiêu thụ Cách giải: Giả sử cuộn dây thuần cảm: Ta có, khi R = R2 công suất tiêu thụ trên biến trở cực đại. Khi đó ta có: R2 = |ZL - ZC | = 40 - 25 = 15W

U 2 120 2 = = 480 ≠ 160  điều giả sử ban đầu là sai  Cuộn dây không thuần cảm có 2 R2 2.15

điện trở r. Ta có:

Ban đầu khi mắc vào hai đầu A, M một ắc quy có suất điện động E = 12V, điện trở trong r1 = 4W thì

I1 = 0,1875 Theo định luật Ôm, ta có: E E E + I1 = = → R1 + r + r = = 64 → R1 + r = 60Ω (1) Rb + r R1 + r + r1 I1

+ Công suất tiêu thụ: P =

ƠN

+ Khi mắc vào A,B một hiệu điện thế u = 120 2 cos100π t , R = R2 , thì công suất tiêu thụ trên biến trở cực đại và bằng 160W

Mặt khác, ta có: Công suất trên R2: P=

U2 2

( R2 + r ) + ( Z L − Z C )

R2 = 160W →

2 2

R2 = 2 R + 2rR → R2 + r = 45

Ta có: Công suất trên biến trở R đạt cực đại khi R22 = r 2 + ( Z L − Z C ) ( 2 ) R2

( R2 + r ) + ( Z L − Z C )

160 1 = 90 2 120 90

QU Y

Kết hợp với (2) ta được: R22 = ( 45 − R2 ) + 152 → R2 = 25Ω, r = 20Ω Với r = 20W thay vào (1) => R1 = 60 − 20 = 40W →

DẠ

KÈ

Chọn A

R1 40 = R2 25 = 1, 6

DAO ĐỘNG CƠ - MỨC ĐỘ NHẬN BIẾT

FI CI A

Câu 1: Tần số của dao động điện từ tự do trong mạch dao động LC có điện trở thuần không đáng kể được xác định bởi biểu thức 1 1 1 1 2π A. f = B. f = C. f = D. f = π LC 2π LC LC LC

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

Câu 2: Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về tính chất của sóng điện từ? A. Sóng điện từ có mang năng lượng. B. Tần số của sóng điện từ và tần số dao động của điện tích (gây ra sóng điện từ) bằng nhau. C. Sóng điện từ truyền trong chân không với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng. D. Sóng điện từ không bị phản xạ ở tầng điện li của Trái Đất. Câu 3: Sóng điện từ A. không truyền được trong chân không. B. không mang năng lượng. C. là sóng dọc. D. là sóng ngang. Câu 4: Các sóng vô tuyến có thể xuyên qua tầng điện li có bước sóng cỡ A. vài chục mét B. vài mét C. vài trăm mét D. vài nghìn mét Câu 5: Sóng FM tại Quảng Bình có tần số 93 MHz, bước sóng của sóng này là A. 3,8 m. B. 3,2 m. C. 0,9 m. D. 9,3 m. Câu 6: Sóng điện từ A. có thành phần điện trường và từ trường biến thiên cùng phương, cùng tần số. B. chỉ lan truyền được trong môi trường vật chất đàn hồi. C. có cùng bản chất với sóng âm. D. có thành phần điện trường và từ trường biến thiên cùng pha, cùng tần số. Câu 7: Trong mạch dao động LC lí tưởng có cuộn cảm thuần độ tự cảm là 8µ H và tụ điện có điện dung là 2µF. Chu kỳ dao động riêng của mạch bằng A. 16π µs. B. 8π µs. C. 4π µs. D. 2π µs. Câu 8: Một mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 20 µH và tụ điện có điện dung 20 nF. Lấy π2 = 10. Chu kì dao động riêng của mạch là A. 2π.10-6 s. B. 4.10-6 s. C. 4π.10-6 s. D. 2.10-6 s Câu 9: Sóng điện từ là quá trình lan truyền của điện từ trường biến thiên , trong không gian. Khi nói về quan hệ giữa điện trường và từ trường của điện từ trường trên kết luận nào sau đây là đúng. A. Điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kỳ B. Vecto cường độ điện trường E và cảm ứng từ B cùng phương và cùng độ lớn C. Tại mỗi điểm của không gian, điện trường và từ trường luôn dao động lệch pha nhau π/2 D. Tại mỗi điểm của không gian, điện trường và từ trường luôn dao động ngược pha Câu 10: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hiện tượng từ trường? A. Khi một điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường xoáy. B. Điện trường xoáy là điện trường có đường sức từ là đường cong kín. C. Khi một từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy. D. Điện trường xoáy là điện trường có đường sức là những đường cong kín. Câu 11: Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2 mH và tụ điện có điện dụng C = 0,2μF. Biết dây dẫn có điện trở thuần không đáng kể và trong mạch có dao động điện từ riêng. Lấy π = 3,14. Chu kì dao động điệntừ riêng trong mạch là 1

D. 12,56.10-5s. D. f = 2π

L C

FI CI A

Câu 13: Phát biểu nào sai khi nói về sóng điện từ A. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kỳ.

A. 6,28.10-4s. B. 12,56.10-4s. C. 6,28.10-5s. Câu 12: Tần số riêng dao động điện từ trong mạch LC là 1 A. f = LC B. f = 2π LC C. f = 2π LC

B. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường luôn dao động lệch pha nhau

C. Sóng điện từ dùng trong thông tin vô tuyến gọi là sóng vô tuyến. D. Sóng điện từ là sự lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời

ƠN

gian. Câu 14: Mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 2 mH và tụ điện có điện dung 2 pF. Tần số dao động của mạch là: A. 2,5 kHz. B. 2,5 MHz. C. 1 kHz. D. 1 MHz. Câu 15: Tần số góc của mạch dao động điện từ LC lý tưởng là 1 1 2π 1 A. ω = B. ω = C. ω = D. ω = LC π LC 2π LC LC

QU Y

Câu 16: Một mạch dao động điện từ LC lý tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1/π mH và một 4 tụ điện có điện dung C = nF . Chu kỳ dao động điện từ của mạch là π A. T = 4.10–5 s. B. T = 4.10–6 s. C. T = 4.10–4 s. D. T = 2.10–6 s. Câu 17: Chọn câu sai khi nói về sóng điện từ? A.Sóng điện từ có thể phản xạ, nhiễu xạ, khúc xạ. B.Sóng điện từ mang năng lượng. C.Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường biến thiên điều hòa cùng tần số và cùng pha với nhau. D.Sóng điện từ không truyền được trong chân không Câu 18: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,1

mH và một tụ điện có

µ F . Tần số dao động của mạch là

điện dung C =

D. 5000Hz.

KÈ

A. 50Hz. B. 50kHz. C. 50MHz. Câu 19: Công thức tính năng lượng điện từ của mạch dao động LC lí tưởng là

Q02 Q2 Q2 Q2 B. W = 0 C. W = 0 D. W = 0 2C 2L L C Câu 20: Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào sau đây là sai ? A. Sóng điện từ lan truyền trong mọi môi trường với tốc độ như nhau. B. Trong sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ vuông góc với nhau tại mỗi điểm. C. Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian. D. Trong sóng điện từ, dao động của điện trường và từ trường tại một điểm luôn cùng pha với nhau. Câu 21: Sóng truyền hình Nghệ An phát trên băng tần 99,9 MHz, sóng vô tuyến do đài này phát ra thuộc loại

DẠ

A. W =

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

A. sóng ngắn B. sóng dài C. sóng trung D. sóng cực ngắn Câu 22: Trong sơ đồ nguyên tắc phát sóng vô tuyến, không thể thiếu tầng nào sau đây? A. tách sóng B. loa C. khuếch đại âm tần D. trộn sóng Câu 23: Trong quá trình lan truyền sóng điện từ, cảm ứng từ B và cường độ điện trường E luôn A. biến thiên không cùng tần số với nhau. B. cùng phương với nhau. C. biến thiên vuông pha với nhau. D. biến thiên cùng pha với nhau. Câu 24: Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh dùng sóng vô tuyến, không có bộ phận nào dưới đây? A. Mạch khuếch đại. B. Mạch tách sóng. C. Mạch biến điệu(trộn sóng). D. Anten phát. Câu 25:(178100)Một mạch dao động điện từ LC gồm tụ điện có điện dung C và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L. Biết điện trở của dây dẫn không đáng kể và trong mạch có dao động điện từ riêng. Năng lượng điện từ trong mạch A. không đổi theo thời gian B. biến thiên điều hòa C. biến thiên nhưng không tuần hoàn D. biến thiên tuần hoàn Câu 26: Sóng vô tuyến nào sau đây có thể xuyên qua tầng điện li? A. Sóng dài. B. Sóng ngắn. C. Sóng cực ngắn. D. Sóng trung. Câu 27: Chọn đáp án đúng. Sóng điện từ A. là sóng dọc hoặc sóng ngang. B. là điện từ trường lan truyền trong không gian. C. không truyền được trong chân không. D. có thành phần điện trường và thành phần từ trường tại một điểm dao động cùng phương. Câu 28: Mạch dao dộng điện từ LC lí tưởng đang hoạt động. Điện tích của một bản tụ điện A. biến thiên điều hòa theo thời gian B. biến thiên theo hàm bậc nhất của thời gian. C. biến thiên theo hàm bậc 2 của thời gian D. không thay đổi theo thời gian Câu 29: Mạch dao động điện từ LC lí tưởng có L = 4.10-2H và C = 4.10-6μF. Tần số góc của dao động bằng A. 4.104(rad/s). B. 4.105(rad/s). C. 25.104(rad/s). D. 25.105(rad/s). Câu 30: Mạch dao động điện từ gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C thay đổi được.Khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kì dao động của mạch A. tăng 4 lần. B. giảm 2 lần. C. tăng 2 lần. D. giảm 4 lần. Câu 31: Sóng điện từ trong chân không có tần số f = 150kHz, bước sóng của sóng điện từ đó là A. λ = 2000m B. λ = 1000km C. λ = 2000km D. λ = 1000m Câu 32: Gọi tốc độ truyền sóng điện từ trong không khí là c. Mạch dao động lý tưởng LC có thể phát ra sóng vô tuyến truyền trong không khí với bước sóng là

A. λ = 2π c

C L

B. λ = 2π c LC

C. λ = 2π c

1 LC

D. λ = 2π c

L C2

DẠ

Câu 33: Mạch dao động điện từ lý tưởng gồm A. một tụ điện và một cuộn cảm thuần. C. một tụ điện và một điện trở thuần. B. một nguồn điện và một tụ điện. D. một cuộn cảm thuần và một điện trở thuần. Câu 34: Mạch dao động điện từ cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 4 lần thì tần số dao động riêng của mạch A. giảm 2 lần. B. giảm 4 lần. C. tăng 2 lần. D. tăng 4 lần. 3

Câu 35: Chọn phát biểu sai khi nói về sóng điện từ: A. E; B dao động cùng tần số. B. E ; B dao động vuông pha nhau.

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

C. Sóng điện từ lan truyền được trong tất cả các môi trường. D. Sóng điện từ là sóng ngang. Câu 36: Phát biểu nào sau đây về tính chất của sóng điện từ là không đúng? A. sóng điện từ có thể phản xạ, khúc xạ, giao thoa B. vận tốc sóng điện từ gần bằng vận tốc sóng ánh sáng C. sóng điện từ mang năng lượng D. sóng điện từ là sóng ngang Câu 37: Trong mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự do thì A. Năng lượng từ trường tập trung ở tụ điện B. Năng lượng điện trường tập trung ở cuộn cảm C. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường luôn không đổi. D. Năng lượng điện từ của mạch được bảo toàn. Câu 38: Sóng FM của đài Hà Nội có bước sóng λ=10/3(m). Tìm tần số f? A. 90MHz B. 100MHz C. 80MHz D. 60MHz Câu 39: Sự biến thiên của dòng điện i trong mạch dao động lệch pha như thế nào so với sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ điện ? A. i trễ pha π/2 so với q B. i cùng pha với q C. i sớm pha π/2 so với q D. i ngược pha với q Câu 40: Một sóng điện từ có tần số 100MHz truyền với tốc độ 3.108 m/s có bước sóng là A. 0,3 m. B. 300 m. C. 3 m. D. 30 m.

2.D

3.D

4.B

5.B

6.D

7.B

8.B

9.A

10.B

11.D

12.C

13.B

14.B

15.B

16.B

17.D

18.B

19.A

20.A

21.D

22.D

23.D

24.B

25.A

26.C

27.B

28.A

29.D

30.C

31.A

32.B

33.A

34.A

35.B

36.B

37.D

38.A

39.C

40.C

Câu 1 : Đáp án A Tần số mạch của dao động LC: f =

1 2π LC

3.108 c = = 3, 2m f 93.106

Ta có: λ =

ƠN

Câu 2 : Đáp án D Câu 3: Đáp án D Sóng điện từ là sóng ngang Câu 4 : Đáp án B Các sóng vô tuyến có thể xuyên qua tầng điện li có bước sóng cỡ vài mét Câu 5 : Đáp án B Phương pháp: Bước sóng λ = cT = c/f Cách giải:

FI CI A

1.A

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT

Câu 6 : Đáp án D Sóng điện từ có thành phần điện trường và từ trường biến thiên cùng pha, cùng tần số Câu 7 : Đáp án B

QU Y

Phương pháp: T = 2π LC Cách giải :

Chu kỳ dao động của mạch LC: T = 2π LC = 2π 8.10−6.2.10−6 = 8π ( µ s )

Câu 8: Đáp án B Phương pháp: Áp dụng chu kỳ tính dao động điện từ Cách giải: Chu kì dao động điện từ T = 2π LC = 2π 20.10−6.20.10−9 = 4.10−6 ( s )

KÈ

Câu 9 : Đáp án A Điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kỳ Câu 10: Đáp án B Điện trường xoáy là điện trường có đường sức là những đường cong kín Câu 11: Đáp án D

DẠ

Phương pháp: Chu kì T = 2π LC Cách giải : Chu kì dao động của mạch: T = 2π LC = 2.3,14 2.10−3.0, 2.10−6 = 12,56.10−5 ( s )

Câu 12: Đáp án C 5

Câu 13: Đáp án B Trong sóng điện từ thì điện trường và từ trường luôn dao động cùng pha nhau Câu 14: Đáp án B 1 Phương pháp: Tần số mạch dao động LC: f = 2π LC Cách giải : Tần số dao động của mạch LC là: f =

1 2π LC

2π 2.10−3.2.10−12

Tần số góc của mạch dao động LC lí tưởng là: ω =

1 LC

Câu 16 : Đáp án B

ƠN

Phương pháp: Chu kì T = 2π LC Cách giải:

Chu kì dao động điện tử của mạch: T = 2π LC = 2.π

Cách giải:

Tần số dao động của mạch: f =

ω 1 = = 2π 2π LC

2π

1 1

−3

.10 .

Câu 19: Đáp án A

ω 1 = 2π 2π LC

QU Y

Phương pháp: Công thức tính tần số f =

4 .10−3. .10−9 = 4.10−6 ( s )

Câu 17: Đáp án D Sóng điêṇ từ truyền đươc ̣ trong chân không Câu 18: Đáp án B

= 2,5.10 −6 ( Hz ) = 2,5 ( MHz )

=> Chọn B Câu 15 : Đáp án B

2π LC

FI CI A

Tần số của mạch dao động LC: f =

0,1

= 50kHz .10

−6

Công thức tính năng lượng điện từ của mạch dao động LC lí tưởng: W =

CU 02 LI 02 Q02 = = 2 2 2C

KÈ

Câu 20 : Đáp án A Sóng điện từ lan truyền trong các môi trường khác nhau với tốc độ khác nhau Câu 21: Đáp án D

Bước sóng của sóng λ =

c 3.108 = ≈ 3m  cực ngắn f 99,9.106

DẠ

Câu 22 : Đáp án D Trong sơ đồ nguyên tắc máy phát sóng, không thể thiếu mạch trộn sóng Câu 23: Đáp án D Trong quá trình lan truyền sóng điện từ, cảm ứng từ B và cường độ điện trường E luôn biến thiên cùng pha 6

ƠN

FI CI A

Câu 24: Đáp án B Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh dùng sóng vô tuyến, không có mạch tách sóng Câu 25: Đáp án A Năng lượng điện từ trong mạch không đổi theo thời gian Câu 26: Đáp án C Sóng cực ngắn có thê ̉xuyên qua tầng điện li Câu 27: Đáp án B Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về sóng điện từ Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian Câu 28: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về sự biến thiên điện tích trong mạch LC Mạch LC lí tưởng đang hoạt động, điện tích của 1 bản tụ điện biến thiên điều hòa theo thời gian. Câu 29: Đáp án D Phương pháp: Áp dụng công thức tính tần số góc của mạch dao động điện từ LC 1 ω= = 15.105 ( rad / s ) LC Câu 30: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng công thức tính chu kì dao động để đánh giá Khi C tăng lên 4 lần thì T tăng lên 2 lần. Câu 31 : Đáp án A Phương pháp: Bước sóng λ = c/f Cách giải:

Câu 32 : Đáp án B Bước sóng: λ = 2π c LC

c 3.108 = = 2000m f 150000

QU Y

Bước sóng của sóng điện từ: λ =

T = 2π LC

DẠ

KÈ

Câu 33 : Đáp án A Mạch dao động điện từ lý tưởng gồmmột tụ điện và một cuộn cảm thuần Câu 34: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng công thức tính tần số dao động của mạch LC để đánh giá 1 Tần số dao động riêng của mạch dao động được xác định bởi biểu thức f = do đó khi độ tự cảm 2π LC của cuộn dây tăng lên 4 lần thì tần số dao động riêng của mạch giảm đi 2 lần Câu 35 : Đáp án B Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về sóng điện từ E ; B dao động theo hai phương vuông góc với nhau chứ không vuông pha Câu 36 : Đáp án B Câu 37: Đáp án D Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về mạch dao động LC Trong mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự do thì năng lượng điện từ của mạch được bảo toàn 7

3.108 = 90.106 Hz = 90 MHz 10 3

FI CI A

→ Tần số: f =

Câu 38: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng công thức tính bước sóng điện từ Sóng FM của đài Hà Nội là sóng điện từ lan truyền trong không gian với vận tốc c = 3.108 m/s

Câu 39: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về phương trình của q và i

q = Q0 cos (ωt + ϕ ) π  Ta có:  π   i sớm pha so với q  2 i = I 0 cos  ωt + ϕ + 2    

c 3.108 = = 3m f 100.106

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

Bước sóng: λ =

Câu 40: Đáp án C Phương pháp: Áp dụng công thức tính bước sóng

DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ - MỨC ĐỘ THÔNG HIỂU

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 1: Nhận xét nào sau đây không đúng? Sóng cơ và sóng điện từ đều A. mang năng lượng C. Có thể giao thoa B. Truyền được trong chân không D. bị phản xạ khi gặp vật chắn Câu 2: Trong một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với tụ C đang có dao động điện từ tự do với tần số f. Hệ thức đúng là A. C = 4π2f2/L B.C = 4π2L/f2 C. C = 1/(4π2f2L) D. C = f2/(4π2L) Câu 3: Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản và một máy thu thanh đơn giản đều có bộ phận nào sau đây? A.Micrô B.Mạch biến điệu C.Mạch tách sóng D.Anten Câu 4: Một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với tần số góc ω. Gọi q0 là điện tích cực đại của một bản tụ điện thì cường độ dòng điện cực đại trong mạch là A. I0=q0/ω B.I0 = q0/ω2 C.I0 = q0ω2 D.I0 = q0ω Câu 5: Một mạch chọn sóng là mạch dao động LC có L = 2mH, C = 8pF. Lấy π2 = 10. Mạch trên thu được sóng vô tuyến có bước sóng nào dưới đây? A. λ = 240m B. λ = 120m C. λ = 24m D. λ = 12m Câu 6: Để xem các chương trình truyền hình phát sóng qua vệ tinh, người ta dùng anten thu sóng trực tiếp từ vệ tinh, qua bộ xử lý tín hiệu rồi đưa đến màn hình. Sóng điện từ mà anten thu trực tiếp từ vệ tinh thuộc loại. A.sóng ngắn. B.sóng trung. C.sóng cực ngắn D.sóng dài. Câu 7: Trong hiêṇ tượng sét, điện từ trường xuất hiện tại chỗ xảy ra tia chớp vào lúc nào: A.Vào lúc ta nhìn thấy tia chớp B.Trước lúc ta nhìn thấy tia chớp một khoảng thời gian rất ngắn C.Sau lúc ta nghe tiếng sấm ( hay tiếng sét đánh) một khoảng thời gian rất ngắn D.Đúng lúc ta nghe thấy tiếng sấm ( hay tiếng sét) Câu 8: Phát biểu nào sau đây là đúng về sóng âm tần và sóng cao tần trong quá trình phát sóng vô tuyến? A.Âm tần và cao tần cùng là sóng điện từ nhưng tần số âm tần nhỏ hơn tần số cao tần. B.Âm tần là sóng âm còn cao tần là sóng điện từ nhưng tần số của chúng bằng nhau. C.Âm tần là sóng âm còn cao tần là sóng điện từ và tần số âm tần nhỏ hơn tần số cao tần. D.Âm tần và cao tần cùng là sóng âm nhưng tần số âm tần nhỏ hơn tần số cao tần. Câu 9: Mạch dao động LC trong một thiết bị phát sóng điện từ có L = 2 μH và C = 1,5 pF. Mạch dao động này có thể phát được sóng điện từ có bước sóng là A.3,26 m. B.2,36 m. C.4,17 m. D.1,52 m. Câu 10: Khi sử dụng máy thu thanh vô tuyến điện, người ta xoay nút dò đài là để: A. tách tín hiệu cần thu ra khỏi sóng mang caotần. B. khuếch đại tín hiệu thu được C. thay đổi tần số củasóngtới. D. thay đổi tần số riêng của mạch chọn sóng. Câu 11: Một mạch dao động LC có điện trở thuần không đáng kể, gồm một cuộn dây có hệ số tự cảm L và một tụ điện có điện dung C.Trong mạch có dao động điện từ riêng(tự do) với giá trị cực đại của hiệu điện thế ở hai đầu bản tụ điện bằng Umax. Giá trị cực đại Imax của cường độ dòng điện trong mạch được tính bằng biểu thức

A. I max = U max

C L

B. I max =

U max CL

C. I max = U max

L C

D. I max = U max CL

FI CI A

Câu 12: Một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với điện tích cực địa của tụ điện là Q0 và cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I0. Dao động điện từ tự do trong mạch có tần số là I I 2π Q0 Q A. f = 0 B. f = 0 C. f = D. f = 0 Q0 2π Q0 I0 I0

QU Y

ƠN

Câu 13: Ở đâu xuất hiện điện từ trường A. Xung quanh một điện tích đứng yên. B.Xung quanh một dòng điện không đổi C. Xung quanh một tụ điện đã tích điện và được ngắt khỏi nguồn D. Xung quanh chổ có tia lửa điện Câu 14: Một mạch dao động LC lý tưởng có điện dụng C của tụ điện biến thiên từ 10pF đến 500 pF và hệ số tự cảm L của cuộn dây biến thiên từ 0,5μH đến 10μH. Mạch có thể thu được sóng điện từ có bước sóng trong khoảng A. 6,3 m đến 66,5 m C. 4,2 m đến 133 m B. 18,8 m đến 133 m D. 2,1 m đến 66,5 m Câu 15: Điện trường xoáy là điện trường A. do điện tích đứng yên sinh ra . B. có đường sức là những đường cong suất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. C. được truyền đi theo đường xoắn ốc D. có đường sức điện là những đường cong khép kín bao quanh các đường sức từ Câu 16: Khi sóng âm và sóng điện từ truyền từ không khí vào nước thì A. bước sóng của sóng âm và bước sóng của sóng điện từ đều tăng. B. tốc độ truyền sóng âm và bước sóng của sóng điện từ đều giảm. C. bước sóng của sóng âm tăng, bước sóng của sóng điện từ giảm. D. tốc độ truyền sóng âm giảm, bước sóng của sóng điện từ tăng. Câu 17: Trong dao động điện từ tự do của mạch LC lý tưởng, đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ T = π LC là:

DẠ

KÈ

A. hiệu điện thế giữa hai bản tụ. B. điện tích q của tụ. C. năng lượng điện trường giữa hai bản tụ. D. cường độ dòng điện qua cuộn cảm. Câu 18: Trong mạch dao động LC có điện trở thuần bằng 0 thì A. năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của mạch. B. năng lượng từ trường tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kỳ bằng nửa chu kỳ dao động riêng của mạch. C. năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kỳ bằng nửa chu kỳ dao động riêng của mạch. D. năng lượng điện trường tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của mạch. Câu 19: Trong một mạch dao động điện từ lý tưởng đang có dao động điện từ tự do với điện tích trên 1 bản tụ điện có biểu thức q = 2.10-6cos1000t (C). Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là 2

FI CI A

A. i = 2cos(1000t – π/2) A B. i = 2cos(1000t – π/2) mA C. i = 2cos(1000t + π/2) A D. i = 2cos(1000t + π/2) mA Câu 20: Khoảng cách từ một anten đến một vệ tinh địa tĩnh là 36000 km. Lấy tốc độ lan truyền sóng điện từ là 3.108m/s. Thời gian truyền một tín hiệu sóng vô tuyến từ vệ tinh đến antenbằng A.1,08s. B.12ms. C.0,12s. D. 10,8ms. -3 Câu 21: Một mạch dao động LC có cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 10 /π H và tụ điện có điện dung C = 1/π nF. Bước sóng điện từ mà mạch đó có thể phát ra là A. 6m B. 6km C. 600m D. 60m Câu 22: Dao động điện từ trong mạch LC tắt càng nhanh khi A. mạch có tần số riêng càng lớn. B. tụ điện có điện dung càng lớn. D. cuộn dây có độ tự cảm càng lớn. C. mạch có điện trở càng lớn. Câu 23: Mạch dao động điện từ lý tưởng: C = 50 µ F, L = 5mH. Hiệu điện thế cực đại ở hai bản cực tụ là

ƠN

6(V) thì dòng điện cực đại chạy trong mạch là A.0,60A B.0,77A C.0,06A D.0,12A Câu 24: Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,02cos(2000t) A. Tụ điện trong mạch có điện dung 5 µ F. Độ tự cảm của cuộn cảm là

A. L= 5.10-6H. B. L=5mH. C. L= 5.10-8H. D. L= 50mH. Câu 25: Trong mạch dao động lý tưởng LC, hiệu điện thế tức thời trên tụ là u, cường độ dòng điện tức thời qua cuộn cảm là i , hiệu điện thế và cường độ dòng điện hiệu dụng là U,I. Chọn hệ thức đúng:

u2 i2 u 2 i2 u i u i + = 1 B. + = 2 C. + = 1 D. + =2 U2 I2 U I U I U2 I2 Câu 26: Trong liên lạc vũ trụ người ta dùng: A. Sóng dài. B. Sóng ngắn C. Sóng cực ngắn D. Sóng trung Câu 27: Kết luận nào sau đây là Sai đối với mạch dao động điện từ lí tưởng? A. Năng lượng dao động của mạch bằng năng lượng điện trường cực đại của tụ điện. B. Năng lượng dao động của mạch được bảo toàn. C. Năng lượng dao động của mạch bằng năng lượng từ trường cực đại của cuộn cảm. Câu 28: Trong một mạch dao động cường độ dòng điện là i=0,01cos100πt (A). Hệ số tự cảm của cuộn dây là L= 0,2H. Lấy π2=10. Điện dung C của tụ điện có giá trị là: A. 5.10-4 F. B. 0,001 F. C. 5.10-5 F. D. 7.10-4 F. Câu 29: Một mạch LC đang có dao động điện từ tự do. Biết điện tích trên một bản tụ điện là 5 q = cos (105 π t ) µ C (trong đó t đo s). Cường độ dòng điện cực đại trong mạch này bằng

KÈ

QU Y

DẠ

A. 500(A) B. 500(mA) C. 500(µA) D. 500(nA) Câu 30: Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào: A. Hiện tượng hấp thụ sóng điện từ của môi trường. B. Hiện tượng bức xạ sóng điện từ của mạch dao động hở. C. Hiện tượng cộng hưởng điện tử trong mạch LC D.Hiện tượng giao thoa sóng điện từ. Câu 31: Trong mạch dao động điện từ LC đang có dao động điện từ tự do, nếu điện tích cực đại trên tụ điện là Q0 và cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I0 thì chu kì dao động điện từ trong mạch là 3

2π Q0 I0

B. 2π Q0 I 0

2π I 0 Q0

D. 2π LC

FI CI A

Câu 32: Dao động điện từ trong mạch LC thực tế là dao động tắt dần. Dao động điện từ của mạch tắt càng nhanh khi A. mạch có tần số riêng càng lớn. C. mạch có điện trở càng lớn. B. tụ điện có điện dung càng lớn. D. cuộn dây có độ tự cảm càng lớn Câu 33: Mạch dao động LC lý tưởng đang có dao động điện từ tự do, điện tích của một bản tụ biến thiên điều hòa theo thời gian với phương trình q = 4 cos ( 2π .104 t ) µ C ,(t tính bằng giây). Tần số dao động của mạch là A. 10 kHz.

B. 10 Hz.

C. 2 πHz

D. 2 πkHz.

Câu 34: Cường độ dòng điện trong mạch dao động LC có biểu thức i = 0, 02 cos ( 2.103 t ) A (t tính bằng

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

giây). Tụ điện trong mạch có điện dung C = 5µF . Độ tự cảm trong mạch có giá trị là A. 5.10-3mH B. 25 mH C. 5.10-3H D. 50 mH Câu 35: Mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm 1 mH đang có dao động điện từ tự do. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 1 mA, điện áp cực đại giữa hai bản tụ là 10 V. Điện dung C của tụ có giá trị là A. 10 µF B. 10 pF C. 0,1 pF D. 0,1 µF Câu 36: Sóng FM của Đài Tiếng nói Việt Nam chương trình ca nhạc phát cho khu vực Vĩnh Phúc có tần số 105,1MHz. Biết c = 3.108 m/s, hãy tim̀ bước sóng của sóng đó A.0,2854m. B.0,968 m. C.2,9682 m. D. 2,8544 m. Câu 37: Một mạch dao động LC lí tưởng dùng để thu sóng điện từ với cuộn cảm có hệ số tự cảm là 4μH và tụ điện có điện dung là 10pF. Lấy π2=10. Mạch này có thể thu được sóng điện từ có bước sóng là A. 6 m. B. 12 m. C. 120 m. D. 60m. Câu 38: Cho mạch dao động điện từ LC lí tưởng. Dòng điện chạy trong mạch có biểu thức i = 0,04cos(20t) A (với t đo bằng μs). Điện tích cực đại của một bản tụ điện A.2nC B.0,002C C.4 nC. D.10-12C Câu 39: Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích trên tụ biến thiên điều hòa với chu kì T. Năng lượng điện trường ở tụ điện A.Không biến thiên theo thời gian. C.Biến thiên tuần hoàn với chu kì T/2. B.Biến thiên tuần hoàn với chu kì T. D.Biến thiên tuần hoàn với chu kì 2T. Câu 40: Một mạch LC lý tưởng đang có dao động điện từ tự do. Điện tích cực đại trên một bản cực của tụ điện là Q0 = 10 -9C. Dòng điện qua cuộn cảm có giá trị cực đại là 2π mA. Tần số góc của dao động trong mạch là A.2π.106 rad/s. B.2π.105 rad/s. C.5π.105 rad/s. D.5π.107 rad/s.

FI CI A

Câu 1 : Đáp án B Sóng cơ không truyền được trong chân không Câu 2: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng công thức tính́ tần số của mạch dao động điện từ tự do 1 1 f = C = 2 2 4π Lf 2π LC

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT

ƠN

Câu 3 : Đáp án D Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về sơ đồ khối phát và thu sóng điện từ Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản và một máy thu thanh đơn giản đều có anten Câu 4: Đáp án D Phương pháp: Sử dụng công thức liên hê ̣giữa điện tích́ cực đại của một bản tụ và cường đô ̣dòng điện cực đại trong mạch Cường độ dòng điện cực đại trong mạch: I0 = q0ω Câu 5 : Đáp án A Bước sóng của mạch được xác định bởi biểu thức: λ = 2π .3.108 LC = 240m

QU Y

Câu 6 : Đáp án C Câu 7: Đáp án B Tốc độ truyền ánh sáng nhanh hơn tốc độ truyền âm thanh Câu 8 : Đáp án A Âm tần và cao tần cùng là sóng điện từ nhưng tần số âm tần nhỏ hơn tần số cao tần. Câu 9 : Đáp án A Phương pháp: Bước sóng λ = cT Cách giải: Ta có: λ = cT = 3.108.2π LC = 3, 26m

KÈ

Câu 10 : Đáp án D Khi sử dụng máy thu thanh vô tuyến điện, người ta xoay nút dò đài là để thay đổi tần số riêng của mạch chọn sóng Câu 11: Đáp án A Phương pháp: Công thức tính́ năng lượng điện từ Cách giải: Ta có: WLC =

2 2 LI max CU max C =  I max = U max 2 2 L

DẠ

Câu 12: Đáp án B Phương pháp: Công thức liên hê ̣giữa điện tích́ cực đại và cường đô ̣dòng điện cực đại I 0 = ωQ0 Cách giải: I I ω Ta có: I 0 = ωQ0  ω = 0  f = = 0 Q0 2π 2π Q0 Câu 13: Đáp án D 5

Tia lửa điện là một dòng điện biến thiên  sinh ra từ trường biến thiên  sinh ra điện trường biến thiên Câu 14: Đáp án C

Phương pháp: Công thức bước sóng λ = 2π c LC

FI CI A

Cách giải: Bước sóng mà mạch thu được nằm trong khoảng từ λ1 đến λ2 với

λ1 = 2π c L1C1 = 2π c 0, 5.10−6.10.10−12 = 4, 2 ( m ) λ2 = 2π c L2C2 = 2π c 10.10−6.500.10−12 = 133,3 ( m )

ƠN

Câu 15: Đáp án D Điện trường xoáy là điện trường có đường sức điện là những đường cong khép kín bao quanh các đường sức từ Câu 16: Đáp án C Khi sóng âm và sóng điện từ truyền từ không khí vào nước thì bước sóng của sóng âm tăng, bước sóng của sóng điện từ giảm. Câu 17:Đáp án C Năng lượng điện trường, năng lượng từ trường trong mạch LC biến thiên với chu kìbằng 1/2chu kìdao động của các đại lượng như điện tích, hiệu điện thế, cường độ dòng điện trong mạch LC => Chu kì biến thiên: T ' = π LCC

Câu 18: Đáp án C Trong mạch dao động LC có điện trở thuần bằng 0 thì năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kỳ bằng nửa chu kỳ dao động riêng của mạch. Câu 19: Đáp án D Phương pháp: Áp dụng công thức i =q’

QU Y

i = q’ = i = q’ = −ωQ0 .cos (ωt + ϕ ) = i = 2 cos (1000t + π / 2 ) mA

Câu 20: Đáp án C Phương pháp: Áp dụng công thức tính thời gian trong chuyển động thẳng đều Theo bài ra ta có 36000 km = 36000000 m s 36000000 Khi đó thời gian để truyền tín hiệu sóng vô tuyến từ vệ tinh đến anten là t = = = 0,12 s v 3.108 Câu 21: Đáp án C Phương pháp: Áp dụng công thức tính bước sóng của sóng điện từ

KÈ

λ = 2π c LC = 600m

Câu 22: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về dao động tắt dần Dao động điện từ trong mạch LC tắt càng nhanh khi mạch có điện trở càng lớn Câu 23: Đáp án A Phương pháp: Áp dụng công thức tính năng lượng điện từ trong mạch LC

DẠ

LI 02 CU 02 =  I 0 = 0, 6 A 2 2 Câu 24: Đáp án D

Phương pháp: Áp dụng công thức tính tần số góc của mạch dao động LC 1 ⇔ 2000 = LC

1 L.5.10−6

 L = 50mH

Câu 25 : Đáp án D i2 u2 + =1 I 02 U 02

Chú ý I 0 = I 2 i2 u2 u2 i2 + =1 2 + 2 = 2 I 02 U 02 U I

FI CI A

Phương phap: Áp dụng công thức vuông pha trong dao động điện từ

ω=

Câu 26: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về sóng điện từ và thông tin vô tuyến Trong liên lạc vũ trụ người ta dùng sóng cực ngắn Câu 27: Đáp án D Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn năng lượng điện từ trong mạch LC

ƠN

WLC = WL + WC = WL max = WC max

Câu 28: Đáp án C Phương pháp: Áp dụng công thức tính chu kì của mạch dao động LC + Tần số góc ω = 100π rad/s 1 1 1 Áp dụng công thức ω = C = 2 = = 5.10 −5 ( F ) 2 2 ω π L 100 .0, 2 LC Câu 29: Đáp án B

Cách giải:

QU Y

Phương pháp: Áp dụng công thức liên hệ giữa điện tích cực đại trên một bản tụ và cường độ dòng điện cực đại trong mạch: I 0 = ω q0 5 −6  q0 = .10 ( C ) π Theo đề bài: q = cos (10 π t ) µ C   π ω = 105 π ( rad / s )  5

5 Vậy cường độ dòng điện cực đại trong mạch là: I 0 = ω q0 = 105 π . 10 −6 = 0,5 ( A ) = 500 ( mA )

KÈ

Câu 30 : Đáp án C Nguyên tắc thu sóng đện từ dựa vào hiện tượng cộng hưởng điện từ trong mạch LC Câu 31 : Đáp án A

Ta có: I 0 = ωQ0 =

2π Q0 2π Q0  T = T I0

DẠ

Câu 32 : Đáp án C Dao động điện từ của mạch LC tắt càng nhanh khi mạch có điện trở càng lớn. Câu 33 : Đáp án A Ta có: f = ω/2π = 10 kHz Câu 34: Đáp án D 7

Phương pháp: Sử dụng công thức tính tần sốgóc của mạch dao động LC Cách giải: Độ tự cảm của cuộn được xác định thông qua biều thức tính tốc độ góc trong mạch dao động LC

1 1 1 L= 2 = = 0, 05 H = 50mH 3 ω .C ( 2.10 ) .5.10−6 LC

FI CI A

ω=

Câu 35 : Đáp án B Phương pháp: Áp dụng bảo toàn năng lượng trong mạch LC Cách giải: 2

Câu 36: Đáp án D Phương pháp: Áp dụng công thức tính bước sóng của sóng điện từ. + Bước sóng của sóng FM: λ =

−3 −3 LI 2 CU 02 LI 2 1.10 . (10 ) WL = WC  0 =  C = 20 = = 10 pF 2 2 U0 10

c 3.108 = = 2,8544 ( m )  Chọn D f 105.106

λ = 2π c LC = 2π c 4.10−6.10.10 −12 = 12 ( m )

ƠN

Câu 37: Đáp án B Phương pháp: Áp dụng công thức tính bước sóng điện từ Bước sóng của sóng điện từ mà mạch có thể thu được là

Ta có: I 0 = ω q0  q0 =

QU Y

=> Chọn B Câu 38: Đáp án A Phương pháp: Áp dụng công thức liên hệ giữa điện tích cực đại trên một bản tụ và cường độ dòng điện cực đại Từ biểu thức của cường độ dòng điện: i = 0,04cos(20t) A (với t đo bằng μs) Suy ra: I0 = 0,04A, ω = 2.106(rad/s) vì t tính bằng đơn vị μs (10-6s)

0, 04 = 2.10−9 C = 2nC 6 20.10

DẠ

KÈ

Câu 39: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về mạch dao động điện từ Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích trên tụ biến thiên điều hòa với chu kì T. Năng lượng điện trường ở tụ điện biến thiên tuần hoàn với chu kì T/2 Câu 40: Đáp án A Phương pháp: I0 = ωQ0 Cách giải: I Tần số góc của mạch: ω = 0 = 2π .106 ( rad / s ) Q0

DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ - MỨC ĐỘ VẬN DỤNG – ĐỀ 1

FI CI A

Câu 1: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn thuần cảm L = 2 mH và tụ điện C = 8 pF. Lấy π2 = 10. Thời gian ngắn nhất từ lúc tụ bắt đầu phóng điện đến lúc năng lượng điện trường bằng ba lần năng lượng từ trường là 10−6 10−6 s B. 10-7 s. C. s D. 2.10 −7 s 15 75 Câu 2: Một mạch dao động điện từ LC, điện tích cực đại trên tụ là 10-6 C và dòng điện cực đại trong mạch là 10A. Bước sóng của sóng điện từ mà mạch này có thể cộng hưởng là A. 150 m. B. 168,5 m. C. 218 m. D. 188,5 m. Câu 3: Điện tích trong mạch LC dao động điều hòa với chu kỳ T = 10-6 s, khoảng thời gian ngắn nhất để năng lượng điện trường lại bằng năng lượng từ trường là A. 5.10-7s B. 2,5.10-7s C. 2,5.10-5s D. 10-6s Câu 4: Một mạch dao động LC đang có dao động điện từ tự do. Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là U0 = 4 V. Tại thời điểm mà năng lượng từ trường bằng ba lần năng lượng điện trường thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ bằng A. 2 V B. 1 V C. 3 V D. 2,4 V Câu 5: Trong mạch dao động có dao động điện từ tự do với điện tích cực đại của một bản tụ là q0. Khi dòng điện có giá trị là i, điện tích một bản của tụ là q thì tần số dao động riêng của mạch là 2π i i i πi A. f = B. f = C. f = D. f = 2 2 2 2 2 2 2 q0 − q π q0 − q 2π q0 − q q0 − q 2

ƠN

B. I ≥ 0,7 A.

C. I ≤ 0, 7 2 A.

D. I ≥ 0, 7 2 A.

A. I ≤ 0,7 A.

QU Y

Câu 6: Trong mạch dao động LC lý tưởng đang có dao động điện từ tự do với tần số góc 104 rad/s. Điện tích cực đại trên tụ là 1,0 nC.Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 0,6 µA thì điện tích của bản tụ là: A. 800pC B. 600pC C. 200pC D. 400pC Câu 7: Một tụ điện phẳng điện dung C = 8 nF, có hai bản tụ điện cách nhau d = 0,1 mm, được nối với một cuộn dây cảm thuần độ tự cảm L = 10 μH thành mạch dao động LC lí tưởng. Biết rằng lớp điện môi giữa hai bản tụ điện chỉ chịu được cường độ điện trường tối đa là 35.104 V/m. Khi trong mạch có dao động điện từ tự do thì cường độ dòng điện qua cuộn dây có giá trị hiệu dụng I. Để lớp điện môi trong tụ điện không bị đánh thủng thì giá trị của I phải thỏa mãn điều kiện nào sau đây?

KÈ

Câu 8: Mạch dao động LC lí tưởng đang thực hiện dao động điện từ tự do. Biểu thức điện tích của một π  bản tụ điện là q = 2.10−7 cos 105 t −  ( C ) . Tại thời điểm t = 5.106 π ( s ) cường độ dòng điện trong mạch 3  có độ lớn bằng

A. 5 mA

B. 10 3mA

C. 10 mA

D. 5 3mA

DẠ

Câu 9: Một mạch dao động LC lí tưởng có tụ điện được tích điện đến điện áp cực đại U0, sau đó cho phóng điện qua cuộn dây. Khoảng thời gian ngắn nhất kể từ khi tụ bắt đầu phóng điện đến khi điện áp tức thời giữa hai bản tụ bằng điện áp hiệu dụng là 0,5 µs. Tần số dao động riêng của mạch là A. 500 kHz. B. 125 kHz. C. 250 kHz. D. 750 kHz. Câu 10: Cho mạch một cuộn cảm mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C1 thì mạch thu được sóng điện từ có bước sóng λ1 , thay tụ trên bằng tụ có điện dung C2 thì mạch thu được sóng điện từ có λ2 . Hỏi nếu mắc tụ có điện dung C = C1 + C2 vào cuộn cảm thì mạch thu được sóng có bước sóng là bao nhiêu?

1/ 2

A. λ = ( λ12 + λ22 )

B. λ = ( λ1−2 + λ2−2 )

−1/2

λ1 + λ2

D. λ = λ1λ2 2 Câu 11: Mạch dao động của máy thu sóng vô tuyến có tụ điện với điện dung C và cuộn cảm với độ tự cảm L, thu được sóng điện từ có bước sóng 25 m. Để thu được sóng điện từ có bước sóng 50 m, người ta phải mắc song song với tụ điện của mạch dao động trên tụ điện có điện dung C' bằng A. 4C B. 3C C. 2C D. C Câu 12: Một mạch dao động LC lí tưởng, với cuộn cảm thuần L = 9 mH và tụ điện có điện dung C. Trong quá trình dao động, hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 12V. Tại thời điểm điện tích trên bản tụ

FI CI A

C. λ =

có độ lớn q = 24 nC thì dòng điện trong mạch có cường độ i = 4 3 mA.Chu kì dao động của mạch bằng

A. 12 πms B. 6 πµs C. 12 πµs D. 6 πms -5 Câu 13: Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm L = 5.10 (H) và tụ điện có điện dung C = 5 pF. Ban đầu cho dòng điện có cường độ I0 chạy qua cuộn dây, ngắt mạch để dòng điện trong cuộn dây tích điện cho tụ, trong mạch có dao động điện từ tự do chu kỳ T. Điện áp cực đại trên cuộn dây là U0. Ở thời điểm t, cường độ dòng điện qua cuộn dây i = −0,5 I 0 đang tăng thì đến thời điểm t’ = t + T/3 điện áp trên tụ sẽ là:

U0 3 , đang tăng 2

B. u =

U0 3 , đang giảm 2

ƠN

A. u =

U0 3 U 3 D. u = − 0 , đang tăng , đang giảm 2 2 Câu 14: Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến gồm tụ xoay C và cuộn thuần cảm L. Tụ xoay có điện dung C tỉ lệ theo hàm số bậc nhất đối với góc xoay ϕ . Ban đầu khi chưa xoay tụ thì thì mạch thu được

C. u = −

sóng có tần số f0, khi xoay tụ một góc ϕ1 thì mạch thu được sóng có tần số f1 = 0, 5 f 0 . Khi xoay tụ một

1 f 0 . Tỉ số giữa hai góc xoay là: 3 ϕ 8 C. 2 = ϕ1 3

QU Y

góc ϕ 2 thì mạch thu được sóng có tần số f 2 =

ϕ2 3 = ϕ1 8

ϕ2 1 = ϕ1 3

ϕ2 =3 ϕ1

DẠ

KÈ

Câu 15: Cho mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm L mắc vào hệ hai tụ điện giống nhau mắc song song. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I0 = 1 mA. Khi cường độ dòng điện trong mạch là I, ta tháo nhanh một tụ ra khỏi mạch. Cường độ dòng điện cực đại lúc sau là I’0 = 0,8 mA.Tìm I A. 0,53 mA B. 0,6 mA C. 0,45 mA D. 0,27 mA -6 Câu 16: Khung dao động điện từ có L = 10mH được cung cấp năng lượng 4.10 J để dao động tự do. Tại thời điểm năng lượng điên trường bằng năng lượng từ trường thì dòng điện trong khung có giá trị A. 0,02 A B. 0,04 A C. 0,05 A D.0,07A Câu 17: Một mạch dao động LC lí tưởng, khoảng thời gian để điện tích trên tụ có độ lớn không vượt quá một nửa giá trị cực đại trong nửa chu kì là 4 μs. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường trong mạch biến thiên tuần hoàn với chu kì là A. 12 μs. B. 24 μs. C. 6 μs. D. 4 μs. Câu 18: Trong một mạch dao động điện từ LC lý tưởng, khi cường độ dòng điện qua cuộn cảm thuần có giá trị cực đại thì A. điện áp giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại. B. điện tích của tụ điện đạt giá trị cực đại. C. năng lượng điện trường của mạch đạt giá trị cực đại. 2

FI CI A

D. năng lượng từ trường của mạch đạt giá trị cực đại. Câu 19: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến ở lối vào có mạch dao động gồm một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L xác định và một tụ điện là tụ xoay có điện dung thay đổi được theo quy luật hàm số bậc nhất của góc xoay α của bản linh động. Khi α = 00 mạch thu được sóng điện từ có bước sóng là 10m. Khi α = 1200 mạch thu được sóng điện từ có bước sóng là 30m. Để mạch này thu được sóng điện từ có bước sóng bằng 18m thì α bằng A. 86,40. B. 300. C. 450. D. 33,60. Câu 20: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 50 mH và tụ điện có điện dung C.Trong mạch đang có dao động điện từ tự do với cường độ dòng điện i = 0,12 cos 2000 t (i tính

bằng A, t tính bằng s). Ở thời điểm mà cường độ dòng điện trong mạch bằng một nửa cường độ hiệu dụng thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ có độ lớn bằng

B. 5 14V

C. 12 3V

D. 6 2V

A. 3 14V

ƠN

Câu 21: Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến gồm tụ xoay C và cuộn thuần cảm L. Tụ xoay có điện dung C tỉ lệ theo hàm số bậc nhất đối với góc xoay φ. Ban đầu khi chưa xoay tụ thì mạch thu được sóng có tần số f0. Khi xoay tụ một góc φ1 thì mạch thu được sóng có tần số f1 = f0/4. Khi xoay tụ một góc φ2 thì mạch thu được sóng có tần số f2 = f0/5. Tỉ số giữa hai góc xoay là: ϕ 8 ϕ 4 ϕ 8 ϕ 3 A. 2 = B. 2 = C. 2 = D. 2 = ϕ1 3 ϕ1 3 ϕ1 5 ϕ1 2

Câu 22: Trong mạch dao động LC có dao động điện từ với tần số góc ω = 104 rad/s. Điện tích cực đại trên tụ điện là Qo = 10–9 C. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 6.10–6 A thì độ lớn điện tích trên tụ điện là

KÈ

QU Y

A. 4.10−10 C B. 2.10−10 C C. 8.10−10 C D. 6.10−10 C Câu 23: Dao động điện từ tự do trong mạch trong mạch LC có đường biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện qua cuộn dây theo thời gian như hình vẽ. Biểu thức điện tích tức thời trên tụ điện là

π  B. q = 4 2 cos  2π .103 t −  µ C 2 

π  C. q = 2 2 cos  4π .106 t −  nC 2 

π  D. q = 4 2 cos  4π .106 t −  nC 2 

π  A. q = 2 2 cos  4π .103 t −  µ C 2 

DẠ

Câu 24: Trong mạch LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với điện áp cực đại của tụ điện là U0, cường độ dòng điện cực đại là I0. Tại thời điểm mà điện áp tức thời giữa hai đầu tụ điện là U0/2 thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch có độ lớn bằng A.

3 I0 2

I0 2

D. I 0 3

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 25: Mạch dao động LC với tụ điện có điện dung C = 1μF, cuộn dây không thuần cảm. Ban đầu tụ được tích điện đến hiệu điện thế U = 100V, sau đó nối tụ với cuộn dây cho mạch thực hiện dao động điện từ tắt dần. Nhiệt lượng tỏa ra trong cuộn dây cho đến khi dao động tắt hẳn là A. 10J B. 5J C. 5mJ D. 10mJ Câu 26: Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với tần số góc 10000 rad/s. Điện tích cực đại trên tụ điện là 10-9 C. Khi dòng điện trong mạch là 6.10-6A thì điện tích trên tụ điện là A. 2.10-10C B. 8.10-10C C. 4.10-10C D.6.10-10 C Câu 27: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn cảm thuần có độ tự cảm thay đổi được từ 0,5 µH đến 2 µH và tụ điện có điện dung thay đổi được từ 20 pF đến 80 pF. Biết tốc độ truyền sóng điện từ c = 3.108 m/s; lấy π2 = 10. Máy này có thể thu được các sóng vô tuyến có bước sóng nằm trong khoảng A. từ 6 m đến 40 m. B. từ 6 m đến 24 m. C. từ 4 m đến 24 m. D. từ 4 m đến 40 m Câu 28: Một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Cho độ tự cảm của cuộn cảm là 1 mH và điện dung của tụ điện là 1 nF. Biết từ thông cực đại qua cuộn cảm trong quá trình dao động bằng 5.10-6 Wb . Điện áp cực đại giữa hai bản tụ điện bằng A. 5V B. 5mV C. 50V D. 50mV Câu 29 : Mạch dao động LC đang thực hiện dao động điện từ tự do với chu kỳ T. Tại thời điểm nào đó dòng điện trong mạch có cường độ 4πμA, sau đó khoảng thời gian 3T/4 thì điện tích trên bản tụ có độ lớn 10-9C. chu kỳ dao động điện từ của mạch là A. 1021Hz B. 0,5ms C. 0,5ms D. 0,25ms Câu 30: Tụ điện của mạch dao động có điện dung C = 1μF, ban đầu được tích điện đến hiệu điện thế 100V, sau đó cho mạch thực hiện dao động điện từ tắt dần. Năng lượng mất mát của mạch từ khi bắt đầu thực hiện dao động đến khi dao động điện từ tắt hẳn là A. W = 10mJ B. W = 5mJ C. W = 5kJ D. W = 10kJ Câu 31: Một mạch dao động LC lí tưởng với điện áp cực đại trên tụ là U0. Biết khoảng thời gian để điện áp u trên tụ điện có độ lớn |u| không vượt quá 0,8U0 trong 1 chu kỳ là 4μs. Điện trường trong tụ điện biến thiên theo thời gian với tần số góc gần giá trị nào nhất sau đây? A. 0,64.106 rad/s B. 0,39.106 rad/s C. 0,46.106 rad/s D. 0,93.106 rad/s Câu 32: Trong một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,5μH, tụ điện có điện dung C = 6μF đang có dao động điện từ tự do. Tại thời điểm cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 20mA thì điện tích của một bản tụ điện có độ lớn là 2.10─ 8 (C). Điện tích cực đại của một bản tụ điện là A. 12.10─8 (C) B. 2.5.10 ─ 9 (C) C. 4.10 ─ 8 (C) D. 9.10─9 (C) Câu 33: Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1mH và tụ điện có điện dung C = 0,1/π2 μF. Khoảng thời gian ngắn nhất từ lúc điện áp trên tụ cực đại U0 đến lúc điện áp trên tụ bằng một nửa giá trị cực đại có giá trị gần nhất là A. 6 (μs). B. 1 (μs). C. 3 (μs). D. 2 (μs). Câu 34: Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tụ cảm L = 30µH một tụ điện có C = 3000pF. Điện trở thuần của mạch dao động là 1Ω. Để duy trì dao động điện từ trong mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ điện là 6V phải cung cấp cho mạch một năng lượng điện có công suất: A. 5,5 mW B. 1,8 W C. 0,18 W D. 1,8 mW Câu 35: Mạch dao động LC với tụ điện là tụ không khí. Đưa tấm điện môi vào không gian giữa hai bản tụ thì tần số dao động của mạch

là f1. Để tần số dao động riêng của mạch là

A. 0,2 C1

FI CI A

A. không thay đổi C. tăng B. giảm. D. tăng nếu ban đầu ZL > ZC Câu 36: Trong một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Khoảng thời gian ngắn nhất để cường độ dòng điện qua cuộn cảm giảm từ độ lớn cực đại xuống còn một nửa độ lớn cực đại là 800 µs. Khoảng thời gian ngắn nhất để năng lượng từ trường trong mạch giảm từ độ lớn cực đại xuống còn một nửa giá trị đó là A. 800 µs B. 1200 µs C. 600 µs D. 400 µs Câu 37: Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có r = 0,5 Ω, L = 210 µH và một tụ điện có C = 4200 pF. Hỏi phải cung cấp cho mạch một công suất là bao nhiêu để duy trì dao động của nó với hiệu điện thế cực đại trên tụ là 6 V. A. 0,215 mW B. 180 µW C.480 µW D.0,36 mW Câu 38: Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L không đổi và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C1 thì tần số dao động riêng của mạch

5 f1 thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị

B. 0, 2 5C1

C.5 C1

5C1

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

Câu 39: Một mạch dao động điện từ lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Tại thời điểm t = 0, điện tích trên một bản tụ điện cực đại. Sau khoảng thời gian ngắn nhất Δt thì điện tích trên bản tụ này bằng một nửa giá trị cực đại. Chu kì dao động riêng của mạch dao động này là A. 3Δt B. 4Δt C. 6Δt D. 8Δt Câu 40: Một mạch dao động điện từ tự do LC. Một nửa năng lượng điện trường cực đại trong tụ chuyển thành năng lượng từ trong cuộn cảm mất thời gian t0. Chu kì dao động điện từ trong mạch là A. 2t0 B. 4t0 C. 8t0 D. 0,5t0

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT 2.D

3.B

4.A

5.C

6.A

7.A

8.C

9.C

10.A

11.A

12.C

13.D

14.C

15.A

16.A

17.C

18.D

19.D

20.A

21.C

22.C

23.C

24.A

25.C

26.B

27.B

28.A

29.C

30.B

31.D

32.C

33.C

34.D

35.B

36.C

37.B

38.A

39.C

40.C

Tụ bắt đầu phóng điện: q = |Q0| Năng lượng điện trường bằng ba lần năng lượng từ trường: q =

Q0 3 2

QU Y

ƠN

Biểu diễn trên đường tròn lượng giác ta có:

FI CI A

Chu kì: T = 2π LC = 8.10−7 s

Câu 1: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng vòng tròn lượng giác Cách giải:

1.A

Thời gian ngắn nhất từ lúc tụ bắt đầu phóng điện đến lúc năng lượng điện trường bằng ba lần năng lượng

α=

Q0 3 tương ứng với góc quét 2

KÈ

từ trường là: Q0 đến q =

 ∆t =

α T T 10−6 = α. = = s ω 2π 12 15

DẠ

6 Câu 2: Đáp án D Phương pháp: Bước sóng λ = cT Cách giải: 2π Q0 2π Ta có: I 0 = ωQ0 = Q0  T = T I0

 Bước sóng mạch này có thể cộng hưởng là: λ = c.T = c.2π

Q0 10−6 = 3.108.2π . = 188,5m I0 10

Câu 3: Đáp án B 6

Khoảng thời gian ngắn nhất để năng lượng điện bằng năng lượng từ là ∆t =

FI CI A

Câu 4: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn năng lượng Cách giải:

 WL + WC = W U Cu 2 CU 02  4WC = W ⇔ 4 =  u = 0 = 2V Ta có:  2 2 2  WL = 3WC

Ta có: i ⊥ q 

Câu 5: Đáp án C Phương pháp : Sử dụng ̣ công thức vuông pha của i và q Cách giải :

T 10−6 = = 2,5.10−7 s 4 4

Trong một chu kì có 4 lần năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường, khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường bằng T/4

i2 q2 i2 i ω i I 0 =ω q0 + = 1  → = q02 − q 2  ω =  f = = 2 2 2 2 2 ω I 0 q0 2π 2π q02 − q 2 q0 − q

i2 q2 i2 q2 + = 1  + =1 I 02 Q02 ω 2Q02 Q02

Ta có:

ƠN

Câu 6: Đáp án A Phương pháp: Sử dung ̣ công thức vuông pha của i và q Cách giải:

QU Y

Thay các giá trị của ω, i, Qo vào ta tìm được q = 800pC Câu 7: Đáp án A Phương pháp: Năng lượng điện từ : W = LI02/2 = CU02/2 Điện áp: U = Ed Cách giải:

LI 02 CU 02 C C Ta có: =  LI 02 = CE 2 d 2  I = Ed  I ≤ Ed = 0, 7 2 2 2L 2L

KÈ

Câu 8: Đáp án C Phương pháp: Thay t vào phương trình của i Cách giải: Ta có:

π π π    q = 2.10 −7 cos  105 t −  ( C )  i = q ' ( t ) = −105.2.10−7 sin  105 t −  = −0, 02sin 105 t −  3 3 3   

DẠ

Thay t = 5.10-6π (s) vào phương trình của i =>|i| = 10mA Câu 9: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng vòng tròn lượng giác Cách giải:

Tụ bắt đầu phóng điện: u1 = U 0 Điện áp giữa hai bản tụ bằng điện áp hiệu dụng: u2 = U =

U0 2

U0 2 2 7

=> Khoảng thời gian ngắn nhất: t =

T = 0, 5µ s  T = 4 µ s  f = 250kHz 8

Câu 10: Đáp án A Cách giải:

λ1 = 2π c LC1  1/2  λ 2 = λ12 + λ22  λ = λ12 + λ22 = ( λ12 + λ22 ) Ta có: λ2 = 2π c LC2  λ = 2π c L ( C1 + C2 ) Câu 11: Đáp án A

Phương pháp: Áp dụng công thức tính bước sóng điện từ λ = 2π c LC

FI CI A

Phương pháp: Công thức tính bước sóng λ = 2π c LC

Cách giải:

C ' λ '2 502 = = = 4  C ' = 4C = C + 3C C λ 2 252 => Cần mắc song thêm với tụ điện có điện dung 3C => Chọn A Câu 12: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng công thức vuông pha giữa điện tích và cường độ dòng điện Cách giải: + Ta có:

ƠN

Ta có: λ = 2π c LC 

i2 q2 i2 q2 i2 q2 I 0 =ω Q0 Q0 = CU 0 + = 1 → + = 1  → + = 1(1) I 02 Q02 ω 2Q02 Q02 ω 2C 2U 02 C 2U 02

1 i2 L q2 1 1 (1)  → + = 1 ⇔ 4.10−18. 2 + 3.10−9. − 1 = 0 2 2 2 LC CU 0 C U 0 C C

QU Y

ω2 =

1 = 25.107  C = 4.10−9 F  T = 2π LC = 1, 2π .10−5 ( s ) = 12π ( µ s ) C Câu 13: Đáp án D Phương pháp: Sử dụng ̣ vòng tròn lượng giác Cách giải: + Trong quá trình dao động của mạch LC thì dòng điện luôn sớm



KÈ

so với điện áp hai đầu đoạn mạch 2 + Phương pháp đường tròn

pha

Từ hình vẽ ta thấy rằng sau khoảng thời gian

T điện áp giữa hai 3

3 U 0 và đang tăng 2 Câu 14: Đáp án C

DẠ

đầu tụ điện là −

Phương pháp: Công thức tính tần số f =

1 2π LC

Cách giải: 8

Điện dung của tụ xoay được xác định bởi Cϕ = C0 + aϕ 1 1  f ∼ 2π LCϕ Cϕ

Tần số của mạch LC: f =

FI CI A

 1 f ∼ C0 C0 + aϕ1    aϕ1 = 3 4 = C  1 ϕ 8  0   2 = Ta có: 0, 5 f 0 ∼ C0 + aϕ1  9 = C0 + aϕ 2  aϕ = 8 ϕ1 3 2 1  C0 1  f0 ∼ C0 + aϕ 2  3

Khi đó: W = WL +

ƠN

Câu 15: Đáp án A Phương pháp: Định luật bảo toàn năng lượng ̣ WLC = WL + WC Cách giải: + Khi cường độ dòng điện trong mạch là I thì năng lượng điện trường, năng lượng từ trường và năng lượng điện từ của mạch khi đó là WC, WL và W = WC + WL + Do hai tụ giống nhau mắc song song nên WC1 = WC2 = WC/2 + Tháo nhanh một tụ ra khỏi mạch thì năng lượng điện từ của mạch là W = WL + WC/2 + Theo đề bài: I0 = 1 mA, I’0 = 0,8 mA => W’/W = 0,64 W + 0, 5WC 7 Ta có L = 0, 64  WL + 0, 5WC = 0, 64 ( WL + WC )  WL = WC WL + WC 18 18 25 7 7 WL = WL  WL = W  I= I 0 = 0,53 ( mA ) 7 7 25 5

QU Y

=> Chọn A Câu 16: Đáp án A Phương pháp: Định luật bảo toàn năng lượng WLC = WL + WC Cách giải: + Khi năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường thì : WL = WC = Li 2 i= 2

2WL 2.2.10−6 = = 0, 02 ( A )  Chọn A L 10.10−3

WL =

W = 2.10−6 ( J ) 2

DẠ

KÈ

Câu 17: Đáp án C Phương pháp: Năng lương ̣ điện trường và năng lượng ̣ từ trường biến thiên tuần hoàn với chu kì T’ = T/2 Cách giải: + Trong nửa chu kì, thời gian để điện tích trên tụ có độ lớn không vượt quá một nửa giá trị cực đại của nó là t = T/3 = 4 μs => Chu kì T = 3t = 12 μs => Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường trong mạch biến thiên tuần hoàn với chu kì T’ = T/2 = 6 μs => Chọn C Câu 18: Đáp án D Phương pháp: Trong một mạch dao động điện từ LC lí tưởng thì i sớm pha hơn q một góc π/2; q và u cùng pha Cách giải: 9

 WC = 0  năng lượng từ trường của mạch đạt giá trị cực đại. Do i vàq vuông pha nên i = I 0  q = 0    WL = W

Câu 19: Đáp án D

FI CI A

Phương phap: Công thức tính bước sóng điện từ: λ = cT = c.2π LC Cách giải: Đối với tụ xoay có điện dung thay đổi theo quy luâṭ hàm số bạc nhất với góc xoay: C = aα + b C = aα + b 

C − C1 α − α1 λ 2 − λ 2 α − α1 =  2 12 = C − C2 α − α 2 λ − λ2 α − α 2

182 − 10 2 α −0 =  α = 33, 60 2 2 18 − 30 α − 1200 Câu 20: Đáp án A Phương pháp: Sử dung ̣ công thức vuông pha của u và i Cách giải: Ta có: 1 1 +ω= C = 2 ω L LC

+ i=

ƠN

L = I 0 Lω = 50.10−3.2000.0,12 = 12V 1 ω2L

L = I0 C

+ U 0 = I0

I I 0,12 = 0 = A 2 2 2 2 2

i2 u2 i2 0,122 + = 1  u = U 1 − = 12 1 − = 3 14V 0 2 I 02 U 02 I 02 2 2 .0,122

QU Y

Vì i và u vuông pha nên ta có:

Câu 21: Đap án C

Phương pháp: Sử dụng công thức tính tần số dao động f = Cách giải:

Ta có: C = Aϕ + B; f =

2π LC

C =

KÈ

Khi xoay tụ góc ϕ1 : C1 = Aϕ1 + B =

(

)

1 2π LC

1 4π Lf 2

Ban đầu: Chưa xoay tụ ϕ = 0  C0 = B =

1 4π Lf 02 2

16 16 1 15  Aϕ1 = − 2 2 = 2 2 2 2 4π Lf 0 4π Lf 0 4π Lf 0 4π 2 Lf 02

Khi xoay tụ góc ϕ 2 : C2 = Aϕ 2 + B =

Thay số ta được:

25 25 1 24  Aϕ 2 = − 2 2 = 2 2 2 2 2 2 4π Lf 0 4π Lf 0 4π Lf 0 4π Lf 0

ϕ2 8 = ϕ1 5

DẠ Vậy

Câu 22: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng ̣ công thức vuông pha của điện tích và cường đô ̣dòng điện 10

Cách giải: I0 = ωQ0 = 10–5 A

Câu 23: Đáp án C Phương pháp: Xác định Q0; ω và φ của phương trình q = Q0.cos(ωt + φ) Cách giải: Nhìn vào đồ thị ta thấy I 0 = 8π 2 ( mA )

3 3T Khoảng thời gian: t = µ s =  T = 0,5µ s  ω = 4π .106 ( rad / s ) 8 4

FI CI A

 i   q  Do i và q vuông pha nên:   +   = 1  q = 8.10−10 C  I 0   Q0 

Thời điểm t = 0 thì i = I 0  ϕ0i = 0

=> Phương trình của cường độ dòng điện: i = 8π 2.10−3 cos 4π .106 t ( A )

QU Y

 u  2  i 2  + =1 3  U 0   I 0  i=± I0  2  U0 u = 2

ƠN

π  => Biểu thức điện tích tức thời trên tụ điện: q = 2 2.10−9 cos  4π .106.t −  ( A ) 2  Câu 24: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng ̣ công thức vuông pha của điện áp và cường độ dòng điện Cách giải: Trong mạch LC lí tưởng đang có dao động điện từ thì điện áp giữa hai bản tụ và dòng điện luôn vuông pha nhau, ta có

Câu 25: Đáp án C

Phương pháp: Năng lượng điện từ trong mạch LC: W =

CU 02 2

KÈ

Cách giải: Nhiệt lượng tỏa ra trong cuộn dây cho đến khi dao động tắt hẳn là: 1 ∆Q=W = CU 02 = 0,5.10−6.1002 = 5mJ 2 Câu 26: Đáp án B Phương pháp: Sử dụng ̣ công thức vuông pha của điện tích và cường độ dòng điện Cách giải:

DẠ

Áp dụng công thức

i2 q2 i2 q2 i2 + = 1  + = 1  q = q 1 − = 8.10−10 ( C ) 0 I 02 q02 ω 2 q02 q02 ω 2 q02

Câu 27: Đáp án B

Phương pháp: Bước sóng λ = cT = 2π c LC Cách giải: 11

Bước sóng mà máy thu được có giá trị nằm trong khoảng từ λ1 → λ2 Ta có: λ1 = cT1 = 2π c L1C1 = 2π c 0,5.10−6.20.10−12 = 5,96m

=> Chọn B Câu 28: Đáp án A

Phương pháp: Áp dụng công thức tính suất điện động cực đại E0 = Φ 0 .ω Cách giải: Theo bài ra ta có: Φ 0 = 5.10−6 Wb  E0 = Φ 0 .ω = 5V  U 0 = 5V

QU Y

ƠN

Câu 29: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng vòng tròn lượng giác Cách giải:

FI CI A

λ2 = cT2 = 2π c L2C2 = 2π c 2.10−6.80.10−12 = 23,84m

Biểu diễn hai thời điểm như hình vẽ. Ta có: cos α =

i1 q2 4π .10−6 10−9 =  =  ω = 4000π  T = 0, 5ms ω q0 I 0 q0 q0

Câu 30: Đáp án B Phương pháp: Năng lượng mất đi đến khi tắt hẳn = Năng lượng ban đầu của hệ Cách giải: Năng lượng mất mát của mạch từ khi bắt đầu thực hiện dao động đến khi dao động điện từ tắt hẳn là

DẠ

KÈ

CU 02 = 5.10−3 J = 5mJ 2 Câu 31: Đáp án D Phương pháp: Sử dụng ̣ vòng tròn lượng ̣ giác và công thức tính thời gian Cách giải: Thời điểm điện áp trên tụ |u| ≤ 0,8U0 được biểu diễn bằng phần tô đậm như hình vẽ. W=

L FI CI A

Từ đó ta xác định được góc quét của phần tô đậm trong 1 chu kì là α = 3,71 rad

α α 3, 71 ω = = = 0,93.106 rad ω ∆t 4.10−6 Câu 32: Đáp án C Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ̣ Cách giải: q2 1 2 q2 Li + = 0  q0 = 4.10−8 C 2 2C 2C

KÈ

QU Y

Câu 33: Đáp án C Phương pháp: - Áp dụng công thức tính chu kì dao động của mạch LC - Sử dụng ̣ vòng tròn lượng ̣ giác Cách giải: Biểu diêñ trên đường tròn lương ̣ giác ta có:

ƠN

Năng lượng điện từ của mạch: W =

∆t =

DẠ

Khoảng thời gian ngắn nhất từ lúc điện áp trên tụ cực đại U0 đến lúc điện áp trên tụ bằng một nửa giá trị cực đại có giá trị gần nhất là:

∆t =

α π T T = . = = ω 3 2π 6

2π 10−3.

0,1.10−6

π2

= 3,3.10−6 s = 3, 3µ s

Câu 34: Đáp án D Phương pháp: 13

FI CI A

- Áp dụng định luật bảo toàn năng lương ̣ điện từ - Áp dụng công thức tính công suất hao phí: P = I2R Cách giải: 1 1 0, 06 Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm: CU 02 = LI 02  I 0 = 0, 06 A  I = A 2 2 2

Công suất cần cung cấp cho mạch = Công suất hao phí trên điện trở: P = I2R = 1,8.10-3W = 1,8mW Câu 35: Đáp án B

Phương phap: Sử dụng công thức tính điện dung của tụ điện C =

εS 4 kπ d

Cách giải:

εS  C = 4kπ d Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng và tần số dao động của mạch LC:  1 f =  2π LC

KÈ

QU Y

ƠN

Khi đưa điện môi vào thì C tăng => f giảm Câu 36: Đáp án C Phương pháp: - Sử dụng lí thuyết về dao động điện từ - Sử dung ̣ vòng tròn lương ̣ giác Cách giải: - Khoảng thời gian để cường độ dòng điện qua cuộn cảm giảm từ độ lớn cực đại xuống còn một nửa độ α π T T lớn cực đại là: ∆t = = . = = 800ns  T = 4800ns ω 3 2π 6

- Năng lượng từ trường trong mạch cực đại: i = ± I0

DẠ

- Năng lượng tư trường bằng nửa giá trị cực đại:

I Li 2 1 LI 02 = . i =± 0 2 2 2 2

L FI CI A OF

=> Khoảng thời gian ngắn nhất để năng lượng từ trường trong mạch giảm từ độ lớn cực đại xuống còn một nửa giá trị đó là: ∆t ' =

α ' π T T 4800 = . = = = 600ns ω 4 2π 8 8

ƠN

Câu 37: Đáp án B Phương pháp: - Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng điện từ trong mạch LC

- Áp dụng công thức tính công suất: P = I 2 r Cách giải: Công suất cần cung cấp để duy trì dao động trong mạch LC là.

I 02 U 2Cr 62.4200.10−12.0,5 r= 0 = = 1,8.10−4 ( W ) = 180 ( µ W ) 2 2L 2.210.10−6 Câu 38: Đáp án A

QU Y

P = I 2r =

Phương pháp: Áp dụng công thức tính tần số dao động của mạch LC f = Cách giải: 1 LC1 1 LC2



2π LC

C1 f12 1 C = 2 =  C2 = 1 = 0, 2C1 C2 f 2 5 5

  f1 = 2π   f =  2 2π 

DẠ

KÈ

Câu 39: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng ̣ vòng tròn lượng ̣ giác Cách giải: Biểu diễn trên đường tròn lượng giác ta có:

L FI CI A OF

ƠN

Theo đề bài, sau khoảng thời gian ngắn nhất ∆t thì diện tích trên bản tụ giảm từ giá trị cực đại xuống nửa α T π T T giá trị cực đại  ∆t = = α = =  T = 6 ∆t ω 2π 3 2π 6 Chu kì dao động T = 6Δt Câu 40: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng ̣ vòng tròn lượng ̣ giác vàvcông thức tính thời gian: ∆t = α/ω (α là góc quét được trong thời gian ∆t) Định luật bảo toàn năng lượng ̣ : WLC = WL + WC = WLmax = WCmax Cách giải:

QU Y

Khi năng lương ̣ điện trường cực đaị: WC = WC max  u = ±U 0 Khi một nửa năng lượng điện trường cực đại trong tụ chuyển thành năng lượng từ trường trong cuộn cảm tức năng lượng điện từ chuyển thành năng lượng từ trường nghĩa là WC giảm từ W xuống W/2 trong thời gian t0

WC max WLC W U Cu 2 1 CU 02 =  WC = LC ⇔ = u =± 0 2 2 2 2 2 2 2

DẠ

KÈ

WL =

 t0 =

α π T T = . =  T = 8t0 => Chu kì dao động của mạch T = 8t0 ω 4 2π 8 16

40 bài tập trắc nghiệm dao động và sóng điện từ - Mức độ 3: Vận dụng - Đề 2 (Có lời giải chi tiết)

FI CI A

Câu 1: Cường độ dòng điện trong một mạch dao động LC lí tưởng có phương trình i = 2cos(2.107t +π/2) (mA) (t tính bằng s). Điện tích của một bản tụ điện ở thời điểm π/20 (µs) có độ lớn là A.0,05 nC. B.0,1 µC. C.0,05 µC. D. 0,1 nC. Câu 2: Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây thuần cảm có đô ̣tư ̣cảm không đổi và tụ điện có điện dung thay đổi được. Điện trở của dây dận không đáng kể và trong mạch có dao động điện từ riêng. Khi điện dung có giá trị C1 thì tần số dao động riêng của mạch là f1. Khi điện dung có giá trị C2 = 4C1

ƠN

thì tần số dao động điện từ riêng trong macḥ là A.f2 = 0,25f1 B.f2 = 2f1 C.f2 = 0,5f1 D. f2 = 4f1 Câu 3: Cho hai mạch dao động LC có cùng tần số. Điện tích cực đại của tụ ở mạch thứ nhất và thứ hai lần lượt là Q1 và Q2 thỏa mãn Q1 + Q2 = 8.10-6. Tại một thời điểm mạch thứ nhất có điện tích và cường độ dòng điện là q1 và i1, mạch thứ hai có điện tích và cường độ dòng điện là q2 và i2 thỏa mãn q1i2 + q2i1 = 6.10-9. Giá trị nhỏ nhất của tần số dao động ở hai mạch là A.63,66 Hz. B.76,39 Hz. C.38,19 Hz. D. 59,68 Hz. Câu 4: Một mạch dao động LC gồm cuộn dây có L = 50mH và tụ điện có C = 5μF. Nếu đoạn mạch có điện trở thuần R = 10-2 Ω, thì để duy trì dao động trong mạch luôn có giá trị cực đại của hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là U0 = 12V. ta phải cung cấp cho mạch một công suất là A.72nW. B.72mW. C.72μW. D. 7200W Câu 5: Cho mạch điện như hình vẽ bên, nguồn điện một chiều có suất điện động E không đổi và điện trở trong r, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện có điện dung C = 2,5.10−7 F . Ban đầu khóa K mở, tụ chưa tích điện. Đóng khóa K, khi mạch ổn định thì mở khóa K. Lúc này trong mạch có dao động điện từ tự do với

QU Y

chu kì bằng π .10−6 s và hiệu điện thế cực đại trên tụ bằng 2E. Giá trị của r gần với giá trị nào nhất sau đây?

KÈ

A.2 Ω B.0,5Ω C.1Ω D. 0,25Ω Câu 6: Điện tích của một bản tụ điện trong mạch dao động LC lí tưởng có biểu thức là π π  q = 250 cos  2.106 t −  nC (t tính bằng giây). Cường độ dòng điện trong mạch ở thời điểm ( µ s ) có 3 10 

DẠ

độ lớn là A.0,46A B.0,2A C.0,91A D. 0,41A Câu 7: Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm một tụ điện có điện dung C và cuộn dây có hệ số tự cảm L.

Biết cường độ ̣dòng điêṇ trong mạch co biểu thức i = 0,04 cos 2.107 t ( A) . Điện tích cực đại của tụ có giá trị

A.10-9 C

B.8.10-9 C

C.2.10-9 C

D. 4.10-9 C

FI CI A

Câu 8: Tại thời điểm ban đầu, điện tích trên tụ điện của mạch dao động LC có gía trị cực đại q0 = 10-8C. Thời gian để tụ phóng hết điện tích là 2µs. Cường độ hiệu dụng trong mạch có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A.11,1 mA B.22,2 mA C.78.52 mA D. 5,55 mA Câu 9: Có hai tụ điện C1, C2 và hai cuộn cảm thuần L1, L2. Biết C1 = C2 = 0,2µH. Ban đầu tích điện cho tu ̣C1 đến hiệu điện thế 8V và tu ̣C2 đến hiệu điện thế 16V rồi cùng môṭ lúc mắc C1 với L1, C2 với L2 để tạo thành mạch dao động lí tưởng L1C1 và L2C2. Lấy π2 = 10. Thời gian ngắn nhất kể từ khi hai macḥ bắt đầu dao đông ̣ đến khi hiêụ điêṇ thế trên hai tu ̣C1 và C2 chênh lêcḥ nhau 4V là

10−6 2.10−6 10−6 10−6 s B. s C. s D. s 3 3 6 12 Câu 10: Một mạch dao động điện từ gồm tụ điện dung C = 10-6 (F) và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 4.10-6 (H). Chu kì dao động điện từ trong mạch là? A.2,09.10-6 (s) B.2,57.10-6 (s). C.9,34 (s) D. 15,32.10-4 (s) Câu 11: Một mạch dao động LC gồm tụ điện có điện dung C = 8nF và một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2mH. Biết hiệu điện thế cực đại trên tụ là 6V. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 6mA, thì hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm bằng A.4V.

ƠN

B.3,6V.

C. 3 2V

D. 3 3V

Câu 12: Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm L không đổi, tụ điện có điện dung C thay đổi. Khi C = C1 thì mạch dao động với tần số 30ZMHz, khi C = C1 + C2 thì mạch dao động với tần số 24 MHz, khi C = 4C2 thì mạch dao động với tần số là A.20MHz. B.80 MHz. C. 40 MHz. D. 60 MHz. Câu 13: Cho một mạch dao động điện từ LC lí tưởng. Khi cường độ dòng điện qua cuộn dây là 2mA thì điện áp giữa hai đầu tụ là u (V), khi cường độ dòng điện qua cuộn dây là 4mA thì điện áp giữa hai đầu tụ là u/2 (V). Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn dây là B.6mA

QU Y

A.4mA

C. 2 5mA

D. 2 3mA

KÈ

Câu 14: Mạch chọn sóng của máy thu thanh gồm cuộn cảm L và một tụ điện có thể thay đổi điện dung. Khi tụ điện có điện dung C1, mạch thu được sóng điện từ có bước sóng 100m; khi tụ đện có điện dung C2, mạch thu được sóng điện từ có bước sóng 1 km. Tỉ số C2/C1 là A.10. B.0,1. C.1000. D. 100. 13 13 Câu 15: Dải sóng điện từ trong chân không có tần số từ 2.10 Hz đến 8.10 Hz. Dải sóng trên thuộc vùng nào trong sóng điện từ? Biết tốc độ ánh sáng trong chân không là 3.108 m/s A.Vùng tia Rơnghen C.Vùng tia hồng ngoại B.Vùng tia tử ngoại D. Vùng ánh sáng nhìn thấy Câu 16: Tại một điểm có sóng điện từ truyền qua, cảm ứng từ biến thiên theo phương trình B = B0 cos ( 2π t.106 t ) (t tính bằng s). Kể từ lúc t = 0, thời điểm đầu tiên để cường độ điện trường tại điểm

DẠ

đó bằng 0 là A.0,33 μs. B.0,25 μs C.1,00 μs D. 0,50 μs Câu 17: Một mạch dao động LC lí tưởng khi điện áp hai đầu bản tụ u = 0,8U0 và tụ đang tích điện thì dòng điện trong mạch A.

3U 0 5

C đang giảm L

4U 0 5

C đang giảm L

3U 0 5

C đang tăng L

4U 0 5

C đang tăng L

A.i= I0/n

B. i = ± I 0 n + 1

ƠN

FI CI A

Câu 18: Cho một mạch LC đang có dao động điện tử. Nếu cứ sau mỗi chu kì dao động, năng lượng điện tử toàn phần giảm 19% thì biên độ dòng điện giảm? A.7%. B.6%. C.10% D. 4%. Câu 19: Mạch dao động LC lí tưởng, đường kính của mỗi vòng dây rất nhỏ so với chiều dài của ống. Gọi E0 là cường độ điện trường cực đại trong tụ điện, B0 là cảm ứng từ cực đại trong ống dây. Tại thời điểm cường độ điện trường trong tụ là 0,5E0 thì cảm ứng từ trong ống dây có độ lớn bằng A.B0. B.0,5B0 C.0,71B0. D. 0,87B0. Câu 20: Mạch chọn sóng của một máy thu sóng vô tuyến gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,4/πH và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh C = 10/9π pF thì mạch này thu được sóng điện từ có bước sóng bằng A.100m B.400m C.300m D. 200m Câu 21: Trong mạch dao động LC. Tính độ lớn của cường độ dòng điện i đi qua cuộn dây khi năng lượng điện trườngcủa tụ điện bằng n lần năng lượng từ trường của cuộn dây. Biết cường độ cực đại đi qua cuộn dây là I0 C.i= I0

D. i= I0/(n+1)

Câu 22: Mạch dao động LC lí tưởng có độ tự cảm L không đổi. khi tụ điện có điện dung C1 thì tần số dao động riêng của mạch là f1= 75MHz. Khi ta thay tụ C1 bằng tụ C2 thì tần số dao động riêng của mạch là 50 10 MHz. Nếu ta dùng C1 nối tiếp C2 thì tần số dao động riêng f của mạch là:

f2=

A. 4.10−4 ( C )

QU Y

A.175MHz. B.125MHz. C.25MHz D. 87,5MHz. Câu 23: Cho đoạn mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C. Người ta nhận thấy sau những khoảng thời gian t/2 như nhau thì năng lượng trong cuộn cảm và tụ điện lại bằng nhau. Chu kì dao động riêng của mạch là: A.4t B.2t C.t/2 D. t/4 Câu 24: Một mạch dao động lí tưởng gồm một tụ điện có điện dung C, cuộn cảm có độ tự cảm L. Dòng điện qua mạch có phương trình i = 2.10-2 sin(2.106t) (A) (t tính bằng giây). Điện tích cực đại của tụ điện là B. 10−8 ( C )

C. 4.10 4 (C)

D. 10 4 (C)

DẠ

KÈ

Câu 25: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng đang thực hiện dao động điện từ tự do. Điện tích cực đại trên một bản tụ là và dòng điện cực đại trong mạch là 0,4 (A). Bước sóng của sóng điện từ mà mạch này có thể cộng hưởng là A.75,00 m. B.125,00 m C.235,62 m. D. 230,52 m. 3 3 Câu 26: Cho hai mach dao động L1C1 và L2C2 với L1 = L2 = mH và C1 = C2 = mF . Ban đầu tích cho π π tụ C1 bằng điện áp 3 V, cho tụ C2 bằng điện thế 9 V rồi cho chúng đồng thời dao động. Thời gian ngắn nhất kể từ khi các mạch bắt đầu dao động đến khi hiệu điện thế trên hai tụ chênh nhau 3V là A.1,5 µs B.2,5 µs C.2,0 µs D. 1,0 µs Câu 27: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn dây có độ tự cảm L =

dung C =

10−3

H và một tụ điện có điện

nF . Bước sóng của sóng điện từ mà mạch có thể phát ra bằng π A.6000 m. B.600 m. C.60 m.

D. 6 m. 3

FI CI A

Câu 28: Mạch dao động gồm cuộn cảm L và tụ điện C1 có chu kì dao động 5.10-5s. Mạch dao động gồm cuộn cảm L và tụ điện C2 có chu kì dao động 1,2.10-4s. Nếu mạch dao động gồm cuộn cảm L và bộ tụ điện C1 song song C2 thì chu kì dao động là A.1,3.10-4s. B.1,7.10-4s. C.3,4.10-5s. D. 7.10-5s. Câu 29: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5mH và tụ điện có điện dung 5nF. Trong mạch có dao động điện từ tự do. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà điện tích trên một bản tụ điện có độ lớn cực đại là A.2,5π.10-6s B.10π.10-6s. C.10-6s D. 5π.10-6s Câu 30: Một mạch dao động gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thực hiện dao động điện từ tự do.Điện tích cực đại trên mỗi bản tụ là Q0 và cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I0.Chu kỳ dao động điện từ của mạch là I Q A. T = 2π Q0 I 0 C. T = 2π 0 C. T = 2π LC D. T = 2π 0 Q0 I0

ƠN

Câu 31: Cho các bộ phận sau:(1) micro; (2) loa; (3) anten thu; (4) anten phát; (5) mạch biến điệu; (6) mạch tách sóng.Bộ phận có trong sơ đồ khối của một máy phát thanh đơn giản là A.(1), (4), (5) B.(2), (3), (6) C.(1), (3), (5) D. (2), (4), (6) Câu 32: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện C có hai nbản A và B. Trong mạch đang có dao động điện từ tự do với chu kì T, biên độ điện tích của tụ điện bằng Q0. Tại thời điểm t, Q điện tích bản A là q A = 0 và đang tăng. Sau khoảng thời gian ∆t nhỏ nhất thì điện tích của bản B là 2 qB = Q0 . Giá trị của ∆t là A.T/6 B.2T/3 C.5T/12 D. T/3. Câu 33: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm có L = 2mH và tụ điện có điện dung C =2nF. Khi năng lượng điện trường bằng một nửa năng lượng từ trường cực đại thì dòng điện trong mạch

QU Y

có độ lớn 2 A; Lấy gốc thời gian là lúc dòng điện trong mạch có giá trị bằng một nửa giá trị cực đại và tụ đang phóng điện. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là

π  A. i = 2 cos  5.105 t −  A 3 

2π   B. i = 2 cos  5.105 t − A 3  

DẠ

KÈ

2π  π   C. i = 2 cos  5.105 t + D. i = 2 cos  5.105 t +  A A 3 3    Câu 34: Một tụ xoay có điện dung biến thiên theo hàm số bậc nhất với góc quay từ giá trị C1 = 10pF đến C2 = 370pF tương ứng góc quay của các bản tăng dần từ 00 đến 1800. Tụ điện được mắc với một cuộn dây thuần cảm có L = 2mH để tạo thành mạch chọn sóng của máy thu. Để thu được bước sóng 22,3m thì phải xoay tụ một góc bằng bao nhiêu kể từ vị trí điện dung cực đại. A.1200. B.1500. C. 600 D. 300 Câu 35: Trong mạch dao động LC lí tưởng với cường độ dòng điện cực đại là I0 và dòng điện biến thiên với tần số góc bằng w. Trong khoảng thời gian cường độ dòng điện giảm từ giá trị cực đại đến một nửa cực đại thì điện lượng chuyển qua cuộn dây có độ lớn bằng 3I 0 3I 0ω I Iω B. 0 C. D. 0 2ω 2ω 2 2 Câu 36: Một sóng điện từ truyền trong chân không với bước sóng 150 m, cường độ điện trường cực đại và cảm ứng từ cực đại của sóng lần lượt là E0 và B0.Tại thời điểm nào đó, cường độ điện trường tại một

E0 3 và đang tăng. Sau thời gian ngắn nhất là bao nhiêu thì 2 B cảm ứng từ tại điểm đó có giá trị bằng 0 ? 2

điểm trên phương truyền sóng có giá trị

FI CI A

250 500 B. 62,5ns C. D. 125ns ns ns 3 3 Câu 37: Trong mạch dao động LC lí tưởng, nếu độ tự cảm của cuộn cảm tăng 2 lần và điện dung của tụ điện giảm 8 lần thì chu kì dao động của mạch A.giảm 4 lần B.tăng 2 lần C.giảm 2 lần D. tăng 4 lần Câu 38: Trong nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, biến điệu song là A .biến dao động âm thành dao động điện âm tần. B. làm cho biên độ sóng giảm xuống. C. trộn sóng âm tần với sóng cao tần. D. tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần. Câu 39: Công thức nào sau đây là công thức tính tần số dao động riêng của mạch dao động LC lí tưởng?

B. f = LC

C. f =

1 LC

ƠN

A. f = 2π LC

D. f =

1 2π LC

Câu 40: Trong một mạch dao động LC lí tưởng, cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức

A. q = 0, 2 cos ( 2.106 t ) ( nC )

C. q = 0, 2 cos ( 2.106 t − π ) ( µ C )

D. q = 0, 2 cos ( 2.106 t − π ) ( nC )

DẠ

KÈ

QU Y

B. q = 0, 2 cos ( 2.106 t ) ( µ C )

π  i = 0, 4 cos  2.106 t −  ( A ) . Điện tích trên tụ có biểu thức là 2 

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT

FI CI A

 i   q  Phương pháp: Sử dụng hệ thức vuông pha của i và q:   +   = 1  I 0   Q0 

Câu 1: Đáp án D

 i   q  π Cách giải: Ta có:   +   = 1 Tại: t = µ s thay vào phương trình I, ta có 20  I 0   Q0 

i = 0 ( A)  q = Q0 2.10−3 = 10−10 C = 0,1nC  Chọn D ω 2.107 Câu 2: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng công thức tính tần số dao động =

  f1 = 2π  Cách giải: Ta có:  f =  2 2π 

1 LC1

ƠN

q = Q0 =

f 1 1 = = 1 = 0,5 f1 LC2 2π L.4C1 2

Câu 3: Đáp án D Cách giải:

Gọi độ lệch pha giữa q1 và q2 là ∆ϕ ; tại thời điểm q1 = 0 thì i1 = I o1 = Q1ω và q2 = Q2 sin ∆ϕ thay vào

QU Y

phương trình q1i2 + q2i1 = 6.10 −9 ta có Q1Q2ω sin ∆ϕ = 6.10−9 → ω =

6.10−9 (1) Q1Q2 sin ∆ϕ

Ta có Q1 + Q2 ≥ 2 Q1Q2  Q1Q2 ≤ 1, 6.10−11 và sin ∆ϕ ≤ 1; kết hợp (1) ω ≥ 375rad / s; f ≥

ω = 59, 6831 2π

 I0 =

KÈ

Câu 4: Phương pháp: Áp dụng công thức tính công suất và công thức tính năng lượng mạch dao động Cách giải: Nếu mạch dao động luôn có U0 = 12V thì về mặt năng lượng ta có: 1 1 Wt max = Wdmax ⇔ LI 02 = CU 02 2 2 2

CU 02 5.10 −6.122  I  = = 12.10 −2 A  P = R.I 2 = R.  0  = 72.10−6 W −3 L 50.10  2

Câu 5: Đáp án C

DẠ

Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn năng lượng điện từ WLC =

LI 02 CU 02 = 2 2

Biểu thức định luật ôm I = E/r Cách giải: −6 2

(π .10 ) = 10−6 H T2 + Độ tự cảm của cuộn dây T = 2π LC  L = 2 = 2 4π C 4π .2,5.10−7 6

+ Cường độ dòng điện cực đại chạy qua cuộn dây: I 0 =

E r

LI 02 CU 02 E2 L 10−6 = ⇔ L 2 = C.4.E 2  r = = = 1Ω 2 2 r 4C 4.2,5.10−7

Câu 6: Phương pháp: Thay t vào phương trình của I (với i = q ' )

FI CI A

+ Ta có:

+ Hiệu điện thế cực đại trên tụ U 0 = 2 E

π π  Cách giải: Ta có: i = q ' = 5.108 cos  2.106 t +  ( nA ) Tại thời điểm t = µ s → i = 0, 203 A 10 6  Câu 7:

Cách giải: Điện tích cực đại của tụ là: Q0 =

0, 04 = 2.10 −9 C 7 2.10

Câu 8:

Phương pháp: Công thức liên hệ giữa cường độ dòng điện cực đại và điện tích cực đại: I 0 = ωQ0

ƠN

Phương pháp: Sủ dụng công thức liên hệ giữa I 0 và Q0 Cách giải:

I q ω 108.π .106 2π = π .106 rad / s  I = 0 = 0 = = 2, 22.10−2 = 22, 2.10−3 A T 2 2 2

T = 2µ s = 2.10−6 s  ω =

QU Y

Câu 9: Phương pháp: Sử dụng đường tròn lượng giác Cách giải: Tần số góc của mạch 1 và mạch 2: 1 1 ω1 = ω2 = = = 5π .105 ( rad / s ) −6 −6 L1C1 2.10 .0, 2.10

KÈ

Phương trình hiệu điện thế của mạch 1 và mạch 2:

DẠ

u1 = 8cos ( 5π .105 t )   ∆u = u2 − u1 = 8cos ( 5π .105 t )  5 u2 = 16 cos ( 5π .10 t )

Biểu diễn trên đường tròn lượng giác ta có:

Góc quét được: α =

π 3

 ∆t =

α π 2.10−6 = = s ω 3.5π .105 3

FI CI A

Cách giải: Chu kì dao động là: T = 2π LC = 2π 4.10 −6.10−6 = 12,57.10−6 s

Câu 10: Phương pháp: Sử dụng công thức tính chu kì dao động điện từ:

Câu 11: Phương pháp: Sử dụng công thức tính năng lượng mạch dao động và định luật bảo toàn năng lượng. Cách giải: Áp dụng công thức tính năng lượng mạch dao động ta có: 1 1 1 .C.u 2 + .L.i 2 = .C.U 2 2 2 2 2 1 1 1 ⇔ .8.10−9.u 2 + .2.10−3. ( 6.10−3 ) = .8.10−9.62 2 2 2  u = 3 3V

1 1  C1 ∼ 2 C1 f1

+ Khi C = C1 + C2 thì f122 ∼

+ Khi C = C1 thì f12 ∼

ƠN

Câu 12: Phương pháp: Sử dụng công thức tính tần số trong dao động điện từ tự do Cách giải: Tần số của mạch dao động LC được tính theo công thức 1 1 1 f =  f ∼ ⇔ f2∼ C 2π LC C

1 1  C1 + C2 ∼ 2 C1 + C2 f12

QU Y

 1  1 1  1 1  Từ đó suy ra 4C2 ∼ 4  2 − 2  ⇔ 2 = 4  2 − 2  f1  f12 f1   f12 f1 

Thay số vào ta tính được tần số khi C = 4C2 là f = 20MHz  Chọn A

Câu 13: Phương pháp: Sử dụng công thức vuông pha giữa cường độ dòng điện và điện áp trong mạch dao động LC Cách giải: Khi cường độ dòng điện qua cuộn dây là 2mA thì điện áp giữa hai đầu tụ là u (V)

KÈ

i2 u2 22 u 2 u2 22 + 2 = 1 ⇔ 2 + 2 = 1  2 = 1 − 2 (1) 2 I0 U 0 I0 U 0 U0 I0 Khi cường độ dòng điện qua cuộn dây là 4mA thì điện áp giữa hai đầu tụ là u/2 (V) i2 u2 42 u2 + = 1 ⇔ + = 1( 2 ) Thay (1) vào (2) ta được I 02 U 02 I 02 4U 02

DẠ

42 1  2 2  42 1 1 + 1 − = 1 ⇔ − 2 = 1 −  I 0 = 2 5mA   2 2 2 I0 4  I0  I0 I0 4

 Chọn C Câu 14: Phương pháp: Sử dụng công thức tính bước sóng thu được của mạch dao động điện từ

Cách giải: Bước sóng điện từ được xác định theo công thức: λ = cT = c 2π LC 8

Ta có tỉ số

C2 λ22 10002 = = = 100  Chọn D C1 λ12 1002

Cách giải: Phương trình của cường độ điện trường E = E0 .cos ( 2π .106 t ) 2π

2π = 10 −6 s = 1µ s 6 2π .10

QU Y

Biểu diễn trên đường tròn lượng giác:

ƠN

Chu kì: T =

FI CI A

Câu 15: Cách giải: Dải sóng điện từ trên có tần số nằm trong khoảng 2.1013 Hz đến 8.1013 Hz có bước sóng nằm trong khoảng 1,5.10-5m đến 3,75.10-6m thuộc vùng tia hồng ngoại Câu 16: Phương pháp: Tại một thời điểm có sóng điện từ truyền qua, cảm ứng từ và cường độ điện trường biến thiên cùng pha

Kể từ lúc t = 0, thời điểm đầu tiên cường độ điện trường bằng 0 là: t =

T 1 = = 0, 25µ s 4 4

Câu 17: Phương pháp: Sử dụng công thức vuông pha giữa u và i trong dao động điện từ tự do

3U i2 u2 u2 C Cách giải: Ta có: 2 + 2 = 1  i = I 0 1 − 2 = U 0 1 − 0,82 = 0 I0 U 0 U0 L 5

C vì u = 0,8U 0 và tụ đang L

+ Ta có:

KÈ

tích điện, nghĩa là đang tăng mà i nhanh pha hơn u góc π / 2 nên khi đó i đang giảm  Chọn A Câu 18: Đáp án C Cách giải:

∆E I 02 − I 2 ( I 0 − I )( I 0 + I ) ∆I ( 2 I 0 − ∆I ) ∆I  ∆I  ∆I = = = = ta có  2 −  V ới x = 2 2 E I0 I0 I0 I0 I0  I0  I0

x 2 − 2 x + 0,19 = 0  x = 0,1

DẠ

Câu 19: Đáp án D Cách giải: + Trong mạch dao động LC thì cường độ điện trường E trong tụ biến thiên vuông pha với cảm ứng từ B

trong lòng ống dây. Khi E = 0,5E0 thì B =

3 B0 ≈ 0,87 B0 . 2

Câu 20: 9

Phương pháp: Sử dụng công thức tính bước sóng. Cách giải: Áp dụng công thức

Câu 21: Phương pháp: Áp dụng công thức tính năng lượng trong mạch dao động Cách giải: Ta có: I 1 1 1 .C.u 2 + .L.i 2 = .L.I 02  ( n + 1) .L.i 2 = L.I 02  i = ± 0 2 2 2 n +1

0, 4 10 . .10−12 = 400m π 9π

FI CI A

λ = cT = c.2π . LC = 3.108.2π .

(

 f 2 = f12 + f 22 = 752 + 50 10

)

1 1 1 = + C C1 C2

 f = 175MHz

ƠN

Công thức tính điện dung của tụ mắc nối tiếp là:

Câu 22: Phương pháp: Sử dụng công thức tính tần số của mạch dao động và công thức tụ mắc nối tiếp. 1 Cách giải:Công thức tính tần số mạch dao động là: f = 2π LC

Câu 23: Phương pháp: Sử dụng công thức tính chu kì Cách giải:Khi dao động trong mạch LC có tần số góc ω thì năng lượng trong tụ hay cuộn cảm biến thiên với tần số ω ' = 2ω  T ' = 1 / 2T . Cứ sau mỗi thời gian t/2 thì năng lượng trong tụ bằng năng lượng trong I 1 1 1 cuộn cảm Li 2 = . LI 02  i = 0 Tức là khoảng thời gian t / 2 = T '/ 4  T ' = 2t  T = 2T ' = 4t 2 2 2 2

QU Y

Câu 24: Đáp án D Cách giải:

Áp dụng công thức tính chu kỳ của con lắc lò xo ta có T = 2π Áp dụng công thức tính điện tích của tụ Q0 =

m k .T 2 m= = 0, 4kg k 4π 2

2.10−2 = 10 −8 ( C ) 6 2.10

KÈ

Câu 25: Đáp án C Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toản năng lượng trong mạch LC và công thức tính bước sóng điện từ trong mạch dao động Cách giải: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng trong mạch LC ta có

Q02 LI 02 Q = → LC = 0 Bước sóng điện từ 2C 2 I0

mà mạch này có thể cộng hưởng là λ = 3.108.2π LC ; → λ = 75π m

DẠ

Câu 26: Đáp án D Cách giải: Chọn gốc thời gian là lúc cả hai mạch bắt đầu dao độngPhương trình điện áp trên 2 tụ C1 và C2 lần lượt có dạng: u1= 3cosωt(V) và u2 = 9cosωt(V) Độ chênh điện áp tức thời giữa hai tu ̣: Δu = u1 – u2 = 6cosωt (V) Ứng với khoảng thời gian cần tìm vecto quay biểu diễn cho Δu quay được một góc π/3 nên : 10

+ Bước sóng: λ = 2π c LC = 600 ( m )  Chọn B

FI CI A

1 2π ∆t = T = C1 L1 = 1µ s 6 3 Câu 27: Đáp án B Cách giải:

Câu 28: Phương pháp: Sử dụng công thức tính chu kì và công thức điện dung của tụ mắc song song Cách giải: Ta có công thức tính chu kì của mạch dao động là: T = 2π LC

Khi tụ mắc song song với nhau thì công thức tính điện dung tương đương là: C = C1 + C2

ƠN

Câu 29: Phương pháp: Tính chu kì T Cách giải: Cứ sau mỗi nửa chu kì thì q lại có độ lớn cực đại. Ta có: 2π T= = 2π LC = 10π .10 −6 s

Suy ra công thức tính chu kì của mạch có tụ mắc song song là: T 2 = T12 + T22  T = T12 + T22 = 1,3.10−4 s

 ∆t = T / 2 = 5π .10 −6 s Câu 30:

Cách giải: Chu kỳ dao động điện từ của mạch là: T = 2π

Q0 I0

QU Y

Câu 31: Đáp án A Câu 32: Phương pháp: Sử dụng công thức tính thời gian bằng đường tròn. Cách giải:Ta có phương trình điện tích : q = Q0 .cos (ωt + ϕ ) Ban đầu bản A tích điện ½ Q0 và đang tăng nên pha ban đầu có giá trị ϕ = −

Khi bản B có điện tích cực đại Q0 thì bản A có điện tích –Q0. Ta có

DẠ

KÈ

vecto quay như hình vẽ:

Ta có:

cos α =

Q0 / 2 1 =  α = 600 Q0 2

FI CI A

 β = 1800 + 600 = 2400 240 2  ∆t = .T = T 360 3 Câu 33: Phương pháp: Viết phương trình cường độ dòng điện trong mạch. Cách giải: Giả sử phương trình điện tích là: q = Q0 cos (ωt + ϕ )

QU Y

ƠN

π  Phương trình cường độ dòng điện là: i = q ' = −ω .Q0 .sin (ωt + ϕ ) = I 0 .cos  ωt + ϕ +  2 

Tụ đang phóng điện tức là q đang giảm, ta có hình vẽ:

π  Vì q đang giảm nên I đang tăng và ta có phương trình của I là: i = I 0 cos  ωt −  3  Với tần số góc: ω =

1 = 5.105 rad / s LC

KÈ

Khi năng lượng điện trường bằng một nửa năng lượng từ trường cực đại thì năng lượng từ trường cũng 1 2 1 1 2 L.i = . L.I 0 2 2 bằng một nửa năng lượng từ trường cực đại nên: 2 2

 I02 = 2i 2 = 2. 2 = 4  I 0 = 2 A

π  Vậy phương trình của dòng điện I là: i = 2.cos  5.105 t −  A 3 

DẠ

Câu 34: Cách giải: Đáp án BĐiện dung của tụ phụ thuộc góc quay của bản tụ C = a.α +b. Với hai giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của điện dụng là C1 và C2 ta có a.0 + b = 10 ( pF ) a = 2 ( pF )   C = 2.α + 10 ( pF )(1)  a.180 + b = 370 ( pF ) b = 10 ( pF ) 12

Để bắt được song có bước sóng λ = 22,3m thì điện dung của tụ bằng

λ2 = 70.10−12 ( F ) = 70 ( pF ) . Thay vào (1) tìm được α = 300. Vậy phải tụ một góc bằng 1500 từ 4π 2 c 2 L

Cách giải: Cường độ dòng điện trong mạch LC sớm pha

FI CI A

vị trí có điện dung cực đại (ứng với góc 1800 ). Câu 35: Phương pháp:Sử dụng vecto quay tính thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn và công thưc tính điện lượng và cường độ dòng điện

so với điện lượng. Nên khi ban đầu cường độ 2 dòng điện cực đại thì điện lượng bằng 0, cường độ dòng điện đang giảm thì q đang tăng. I0 I π π π −π 3 I0 3 I0  −π   ϕi =  ϕ q = − =  q = 0 .cos   ∆q = q − 0 = = ω 2 3 3 2 6 2 ω  6  2 ω

Câu 36: Đáp án D Phương pháp: Áp dụng vòng tròn lượng giác trong dao đông điện từ Cách giải:

ƠN

E0 3 B 3 ( đang tăng ) B= 0 3 3

QU Y

Theo bài ra ta có: t = E =

150 T  ∆t = = 1, 25.10 −7 s = 125ns 8 c 3.10 4 Câu 37: Đáp án C Cách giải: + Ta có T ∼ L → L tăng 2 lần và C giảm 8 lần thì T giảm 2 lần. =

KÈ

DẠ

Câu 38: Đáp án C Cách giải: + Trong truyền thông bằng sóng điện từ thì biến điệu sóng là trộn sóng âm tần với sóng cao tần. Câu 39: Đáp án D Cách giải: 1 Tần số dao động riêng của mạch dao động LC lý tưởng được xác định bởi biểu thức f = 2π LC Câu 40: Đáp án C 13

Cách giải: t

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

π  Ta có i = q '  q =  idt =  0, 4 cos  2.10−6 t − dt = 0, 2 cos ( 2.10−6 t − π ) µ C 2  0 0

25 bài tập trắc nghiệm sóng ánh sáng Mức độ 1: Nhận biết (Có lời giải chi tiết)

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 1 Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy ra khi A. vuông góc ánh sáng trắng từ không khí vào nước. B. xiên góc ánh sáng trắng từ không khí vào nước. C. xiên góc ánh sáng đơn sắc từ không khí vào nước. D. vuông góc ánh sáng đơn sắc từ không khí vào nước. Câu 2 Một chùm ánh sáng đơn sắc màu đỏ truyền từ không khí vào nước thì A. tần số không đổi, bước sóng tăng. C. tần số không đổi, bước sóng giảm. B. tần số tăng, bước sóng giảm. D. tần số giảm, bước sóng tăng. Câu 3 Chùm ánh sáng hẹp truyền qua một lăng kính A. nếu không bị tán sắc thì chùm tia tới là ánh sáng đơn sắc. B. chắc chắn sẽ bị tán sắc nếu là chùm tia là chùm ánh sáng đỏ. C. sẽ không bị tán sắc nếu góc chiết quang của lăng kính rất nhỏ. D. sẽ không bị tán sắc nếu chùm tia tới không phải là ánh sáng trắng. Câu 4 Vị trí các vân tối trong thí nghiệm giao thoa của Y âng được xác định bằng công thức nào? 2k λ D (2k + 1)λ D kλ D kλ D A. x = B. x = C. x = D. x = a 2a a 2a Câu 5 Cầu vồng sau cơn mưa được tạo ra do hiện tượng A. quang điện trong. C. cảm ứng điện từ B. quang - phát quang. D. tán sắc ánh sáng. Câu 6 Trong thiên văn, để nghiên cứu về nhiệt độ, thành phần hóa học của mặt trời và các sao, người ta dùng phép phân tích quang phổ. Quang phổ của mặt trời và các sao mà ta quan sát được trên Trái Đất là A. Quang phổ vạch hấp thụ B. quang phổ liên tục xen kẽ với quang phổ vạch C. quang phổ liên tục D. quang phổ vạch phát xạ. Câu 7 Trong bệnh viện có một lọai tủ dùng đẻ khử trùng những dụng cụ y tế sử dụng nhiều lần. Khi hoạt động tử phát ra bức xạ có tác dụng khử trùng là A. Tia hồng ngoại. C. tia X B. tia gamma D. tia tử ngoại Câu 8 Quang phổ vạch phát xạ do chất nào sau đây bị nung nóng phát ra? A. Chất khí ở áp suất cao C. Chất khí ở áp suất thấp. B. Chất rắn. D. chất lỏng. Câu 9 Khi nói về tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây đúng? A. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại gây ra hiện tượng quang điện đối với mọi kim loại B. Tần số của tia hồng ngoại nhỏ hơn tần số của tia tử ngoại

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

C. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều làm ion hóa mạnh các chất khí D. Một vật bị nung nóng phát ra tia tử ngoại, khi đó vật không phát ra tia hồng ngoại Câu 10 Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng A. một chùm sáng bị lệch phương truyền khi đi qua một lỗ tròn nhỏ. B. khi một chùm sáng truyền qua 2 môi trường trong suốt khác nhau thì bị lệch phương truyền. C. màu sắc của một vật thay đổi khi ta dùng các ánh sáng đơn sắc khác nhau chiếu vào vật. D. khi một chùm sáng khi đi qua lăng kính thì nó bị phân tích thành nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau. Câu 11 Hiện tượng nào trong các hiện tượng sau đây chỉ xảy ra đối với sóng ánh sáng mà không xảy ra đối với sóng cơ? A. Phản xạ B. Tán sắc. C. Nhiễu xạ. D. Giao thoa Câu 12 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D, Bước sóng ánh sáng dùng trong thì nghiệm là λ. Khoảng vân được tính bằng công thức λ.a λ .D a.D a A. i = B. i = C. i = D. i = D a λ λ .D Câu 13 Quang phổ vạch của chất khí loãng có số lượng vạch và vị trí các vạch A. Phụ thuộc vào nhiệt độ C. Phụ thuộc vào cách kích thích B. Phụ thuộc vào áp suất D. Chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất khí Câu 14 Tia X được phát ra từ: A. Sự phân hủy hạt nhân. C. Máy quang phổ. B. Ống Rơnghen D. Các vật nung nóng trên 4 000 K. Câu 15 Chiếu xiên một chùm sáng hẹp (coi như một tia sáng) gồm hai ánh sáng đơn sắc vàng và lam từ không khí tới mặt nước thì A. so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch ít hơn tia khúc xạ vàng. B. so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch ít hơn tia khúc xạ lam. C. tia khúc xạ chỉ là ánh sáng vàng, còn tia sáng lam bị phản xạ toàn phần. D. tia khúc xạ chỉ là ánh sáng lam, còn tia sáng vàng bị phản xạ toàn phần Câu 16 Cho các tia: Rơn-ghen, hồng ngoại, tử ngoại, đơn sắc màu lục. Tia có tần số nhỏ nhất là A. tia tử ngoại. C. tia hồng ngoại. B. tia Rơn-ghen. D. tia đơn sắc màu lục Câu 17 Ánh sáng có tần số lớn nhất trong số các ánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lam, chàm là ánh sáng A. lam B. chàm C. vàng D. đỏ Câu 19 Trong các nguồn sáng sau đây nguồn nào là cho quang phổ vạch hấp thụ A. Hợp kim đồng nóng sáng trong lò luyện kim B. Ngọn lửa đèn cồn có vài hạt muối rắc vào bấc C. Đèn ống huỳnh quang D. Quang phổ mặt trời thu được ở trái đất Câu 20 Ánh sáng lân quang là ánh sáng phát quang A. có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng kích thích. B. hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích. C. được phát ra bởi chất rắn, chất lỏng, chất khí.

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

D. có thể tồn tại khá lâu sau khi tắt ánh sáng kích thích. Câu 21 Trong hiện tượng giao thoa với khe Y-âng, khoảng cách giữa hai nguồn là a, khoảng cách từ hai nguồn đến màn là D, x là tọa độ một chất điểm trên màn so với vân trung tâm. Công thức tính hiệu đường đi là A. d2-d1=aD/x B. d2-d1=2ax/D C. d2-d1=ax/2D D. d2-d1=ax/D Câu 22 Chọn câu sai. Tia tử ngoại A. có bước sóng từ 380 nm đến vài nanômét. C. xuyên qua thủy tinh dễ dàng. B. có thể truyền được qua thạch anh. D. làm iôn hóa không khí. Câu 23 Thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc của Niutơn nhằm chứng minh A. sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc B. sự khúc xạ của mọi tia sáng khi qua lăng kính. C. ánh sáng mặt trời không phải là ánh sáng đơn sắc. D. lăng kính không làm thay đổi màu sắc của ánh sáng qua nó. Câu 24 Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào một ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin thì thấy dung dịch này phát ra ánh sáng màu lục. Đó là hiện tượng: A. phản xạ ánh sáng. C. hóa – phát quang. B. quang – phát quang. D. tán sắc ánh sáng. Câu 25 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng vân sẽ A. giảm đi khi tăng khoảng cách từ màn chứa 2 khe và màn quan sát. B. giảm đi khi tăng khoảng cách hai khe. C. tăng lên khi tăng khoảng cách giữa hai khe. D. không thay đổi khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe và màn quan sát.

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT 3.A

4.B

5.D

6.A

7.D

8.A

10.D

11.B

12.B

13.D

14.B

15.B

16.C

17.B

19.D

20.D

21.D

22.C

23.D

24.B

25.B

9.B

2.C

18.D

FI CI A

1.B

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

Câu 1: Đáp án B Phương pháp: Ánh sáng trắng là tổng hợp của các ánh sáng đơn sắc,khi chiếu xiên góc vào nước các ánh sáng đơn sắc khác nhau sẽ khúc xạ với các góc khác nhau và xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng Cách giải: + Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy ra khi chiếu xiên góc ánh sáng trắng từ không khí vào nướC. Câu 2 Cách giải: Đáp án C Một chùm ánh sáng đơn sắc màu đỏ truyền từ không khí vào nước thì tần số không đổi, bước sóng giảm . Câu 3 Cách giải: Đáp án A + Chùm ánh sáng hẹp khi truyền qua một lăng kính nếu không bị tán sắc ta có thể kết luận ánh sáng này là đơn sắc. Câu 4 Đáp án B Câu 5 Đáp án D Câu 6 Đáp án A Câu 7 Đáp án D Câu 8 Đáp án A Câu 9 Đáp án B Câu 10 Cách giải:Đáp án D + Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng một chùm sáng đi qua lăng kính bị phân tách thành nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau. Câu 11 Chọn B Phương pháp: Sử dụng tính chất của sóng ánh sáng và sóng cơ Cách giải: Hiện tượng tán sắc ánh sáng chỉ xảy ra đối với sóng ánh sáng mà không xảy ra đối với sóng cơ Câu 12 Đáp án B Câu 13 Đáp án D Câu 14 Đáp án B Câu 15 Cách giải:Đáp án B Câu 16 Cách giải: Đáp án C Câu 17 4

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Cách giải: Đáp án B + Thứ tự giảm dần của bước sóng là: đỏ; cam; vàng; lục; lam; chàm; tím + Tần số tỉ lệ nghịch với bước sóng Câu 18 Cách giải: Đáp án D + Tia gamma có bản chất là sóng điện từ => cùng bản chất với sóng vô tuyến Câu 19 Cách giải: Đáp án D Câu 20 Chọn D Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về lân quang : Lân quang là sự phát quang có thời gian phát quang dài 10-8s trở lên. Cách giải: Ánh sáng lân quang là ánh sáng phát quang có thể tồn tại khá lâu sau khi tắt ánh sáng kích thích Câu 21 Chọn D Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về giao thoa hai khe Y- âng Cách giải: Hiệu đường đi: d2 - d1 = ax/D Câu 22 Cách giải: Đáp án C Câu 23 Chọn D Phương pháp: Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niuton Cách giải: Thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc của Niutơn nhằm chứng minh lăng kính không làm thay đổi màu sắc của ánh sáng qua nó Câu 24 Chọn B Phương pháp: Bước sóng của ánh sáng phát quang luôn lớn hơn bước sóng của ánh sáng kích thích Cách giải: Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào một ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin thì thấy dung dịch này phát ra ánh sáng màu lục. Đó là hiện tượng quang – phát quang. Câu 25 Cách giải: Đáp án B

40 bài tập trắc nghiệm sóng ánh sáng Mức độ 2: Thông hiểu (Có lời giải chi tiết)

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

I. Đề thi Câu 1: Trong y học và công nghiệp, tia X không được phép sử dụng vào mục đích A. tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại. B. chữa trị ung thư nông. C. phát hiện giới tính thai nhi. D. chụp X - quang để phát hiện chỗ xương bị gãy. Câu 2: Trong chân không, xét các tia: tia tử ngoại, tia Rơn-ghen (tia X), tia hồng ngoại và tia sáng màu đỏ. Tia có bước sóng lớn nhất là A. tia sáng màu đỏ. C. tia tử ngoại. B. tia hồng ngoại. D. tia Rơn-ghen. Câu 3: Giao thoa ánh sáng qua 2 khe Young trong chân không, khoảng vân giao thoa bằng i . Nếu đặt toàn bộ thiết bị trong chất lỏng có chiết suất n thì khoảng vân giao thoa sẽ bằng i i i A. B. C. D. ni n −1 n +1 n Câu 4: Tia tử ngoại được dùng A. trong y tế để chụp điện, chiếu điện. B. để tìm vết nứt trên bề mặt sản phẩm bằng kim loại. C. để chụp ảnh bề mặt Trái Đất từ vệ tinh. D. để tìm khuyết tật bên trong sản phẩm bằng kim loại Câu 5: Ba màu cơ bản được thể hiện trên logo VTV của Đài truyển hình Việt Nam là A. đỏ, lục, lam. B. vàng, lam, tím. C. đỏ, vàng, tím. D. vàng, lục, lam. Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa sóng, người ta tạo ra trên mặt chất lỏng hai nguồn A và B dao động đồng pha, cùng tần số f = 5 Hz và cùng biên độ. Trên đoạn AB ta thấy hai điểm dao động cực đại liên tiếp cách nhau 2 cm. Vận tốc truyền pha dao động trên mặt chất lỏng là A. 10 cm/s. B. 25 cm/s. C. 20 cm/s. D. 15 cm/s. Câu 7: Cho các nhận định về tính chất, ứng dụng của tia tử ngoại như sau (1) Dùng để chữa bệnh còi xương. (2) Dùng để chiếu, chụp điện. (3) Bị nước, thủy tinh hấp thụ rất mạnh. (4) Dùng để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay. (5) Có khả năng biến điệu như sóng điện từ cao tần. Số nhận định đúng là A. 1 B. 4 C. 3 D. 2 Câu 8: Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về máy quang phổ lăng kính? A. Bộ phận của máy làm nhiệm vụ tán sắc ánh sáng là thấu kính. B. Nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng. C. Là dụng cụ dùng để phân tích chùm ánh sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau.

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

D. Dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra. Câu 9: Trong thí nghiệm Yâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m. Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm vào hai khe. Khoảng cách giữa vân sáng và vân tối liền kề bằng A. 0,45 mm. B. 0,8 mm. C. 0,4 mm. D. 1,6 mm. Câu 10: Tia nào sau đây có bản chất khác với các tia còn lại? A. Tia tử ngoại B. Tia X C. Tia catot D. Tia gamma Câu 11: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, khoảng cách giữa hai khe 0,1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn 0,8m, bước sóng dùng trong thí nghiệm 0,6μm. Khoảng vân có giá trị A. 4,8mm B. 0,48mm. C. 0,75mm. D. 7,5mm. Câu 12: Trong quang phổ của nguyên tử Hiđro, vạch đỏ Hα vạch lam Hβ có bước sóng lần lượt là λ1 và λ2 . Bức xạ có bước sóng λ = λ1λ2/( λ1 - λ2) thuộc dãy A. Pasen . C. Banme, trong vùng nhìn thấy. B. Laiman. D. Banme, trong vùng tử ngoại. Câu 13: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng nếu biết khoảng cách giữa hai khe hẹp là a, khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn quan sát là D, ánh sáng thí nghiệm là ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai vân sáng liền kề là a.D a.D λD λD A. B. C. D. λ 2λ 2a a Câu 14: Quang phổ vạch phát xạ của khí Hiđrô trong vùng ánh sáng nhìn thấy gồm A. hai vạch vàng đặc trưng rất gần nhau B. nhiều vạch với một vạch vàng đặc trưng. C. nhiều vạch với một vạch đỏ đặc trưng. D. hai vạch đỏ đặc trưng rất gần nhau. Câu 15: Quang phổ liên tục A. Phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát mà không phụ thuộc vào bản chất của nguồn phát B. Phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của nguồn phát. C. Không phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của nguồn phát. D. Phụ thuộc vào bản chất của nguồn phát mà không phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát Câu 16: Chiếu một chùm sáng trắng, rất hẹp vào lăng kính. So với chùm tia tới thì tia lệch ít nhất là A. tia lục. B. tia vàng. C. tia đỏ. D. tia tím. Câu 17: Khi nói về tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây sai? A. Tia tử ngoại bị thủy tinh hấp thụ mạnh và làm ion hóa không khí. B. Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh C. Tia tử ngoại có bản chất sóng điện từ D. Tia tử ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng tím Câu 18: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nếu thay ánh sáng đơn sắc màu lam bằng ánh sáng đơn sắc màu vàng và giữ nguyên các điều kiện khác, thì trên màn quan sát sẽ thấy A. khoảng vân tăng lên. C. vị trí vân trung tâm thay đổi. B. khoảng vân không thay đổi. D. khoảng vân giảm xuống

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 19: Trong thí nghiệm I âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách nhau 1 mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát 1,5 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 3,6 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này bằng. A. 0,48 μm. B. 0,40 μm. C. 0,60 μm. D. 0,76 μm. Câu 20: Điều nào là sai khi so sánh tia hồng ngoại và tia tử ngoại? A. Cùng bản chất là sóng điện từ. B. Tia hồng ngoại có bước sóng nhỏ hơn tia tử ngoại. C. Đều có tác dụng lên kính ảnh. D. Đều không thể nhìn thấy được bằng mắt thường. Câu 21: Chùm tia sáng ló ra khỏi lăng kính trong máy quang phổ trước đến thấu kính của buồng tối là A. một chùm tia hội tụ. B. một chùm tia phân kỳ. C. một chùm tia song song. D. nhiều chùm tia đơn sắc song song, khác phương. Câu 22: Điều kiện để hai sóng giao thoa được với nhau là hai sóng A. cùng phương, cùng tần số và hiệu số pha không đổi theo thời gian. B. chuyển động cùng chiều với cùng tốc độ. C. cùng biên độ, cùng bước sóng, pha ban đầu. D. cùng phương, luôn đi kèm với nhau. Câu 23: Chiếu xiên một chùm sáng hẹp (coi như một tia sáng) gồm hai ánh sáng đơn sắc vàng và lam từ không khí tới mặt nước thì A. so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch ít hơn tia khúc xạ vàng. B. so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch ít hơn tia khúc xạ lam. C. tia khúc xạ chỉ là ánh sáng vàng, còn tia sáng lam bị phản xạ toàn phần. D. tia khúc xạ chỉ là ánh sáng lam, còn tia sáng vàng bị phản xạ toàn phần Câu 24: Chùm sáng rọi vào khe hẹp F của một máy quang phổ lăng kính, sau khi qua bộ phận nào sau đây của máy thì sẽ là một chùm song song? A. Hệ tán sắc. B. Phim ảnh. C. Buồng tối. D. Ống chuẩn trực. Câu 25: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, người ta sử dụng nguồn sáng gồm các ánh sáng đơn sắc đỏ, vàng, chàm và lam. Vân sáng gần vân trung tâm nhất là vân sáng của ánh sáng màu A. vàng. B. lam. C. đỏ. D. chàm. Câu 26: Quang phổ vạch phát xạ do chất nào dưới đây bị nung nóng phát ra A. Chất rắn C. Chất khí ở áp suất thấp B. Chất lỏng D. Chất khí ở áp suất cao Câu 27: Tác dụng nổi bật nhất của tia hồng ngoại là A. Tác dụng quang điện C. Tác dụng nhiệt B. Tác dụng quang học D. Tác dụng hóa học (làm đen phim ảnh) Câu 28: Từ hiện tượng tán sắc và giao thoa ánh sáng, kết luận nào sau đây là đúng khi nói về chiết suất của một môi trường? A. Chiết suất môi trường là như nhau đối với mọi ánh sáng đơn sắc. B. Chiết suất của môi trường đối với những ánh sáng có bước sóng dài thì lớn hơn. C. Chiết suất của môi trường đối với những ánh sáng có bước sóng ngắn thì lớn hơn. D. Chiết suất của môi trường nhỏ khi môi trường có nhiều ánh sáng truyền qua. 3

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 29: Chọn câu sai khi nói về tính chất và ứng dụng của các loại quang phổ. A. Dựa vào quang phổ vạch hấp thụ và phát xạ có thể biết được thành phần cấu tạo của nguồn sáng. B. Mỗi nguyên tố hóa học được đặc trưng bởi một quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ C. Dựa vào quang phổ liên tục có thể biết được nhiệt độ nguồn sáng. D. Dựa vào quang phổ liên tục có thể biết được thành phần cấu tạo nguồn sáng. Câu 30: Tia hồng ngoại có khả năng: A. giao thoa và nhiễu xạ. C. đâm xuyên mạnh. B. ion hóa không khí mạnh. D. kích thích một số chất phát quang. Câu 31: Trong các bức sau bức xạ nào có thể nhìn thấy A. f = 1014 Hz B. f = 2,5.1014 Hz C. f = 1015 Hz D. f = 5.1014 Hz Câu 32: Một ánh sáng đơn sắc khi truyền trong không khí (có chiết suất tuyệt đối bằng 1) với vận tốc bằng 3.108 m/s. Khi truyền từ không khí vào một môi trường trong suốt khác, vận tốc của ánh sáng này thay đổi một lượng bằng 1,2.108m/s. Chiết suất của môi trường đó đối với ánh sáng đơn sắc này là A. 2,5 B. 5/3 C. 1,25 D. 1,5 Câu 33: Kết luận nào dưới đây về hiện tượng giao thoa ánh sáng là đúng A. Giao thoa ánh sáng chỉ xảy ra đối với các ánh sáng đơn sắc B. Giao thoa ánh sáng là sự tổng hợp của hai chùm sáng chiếu vào cùng một chỗ C. Giao thoa ánh sáng của hai chùm sáng từ hai bóng đèn chỉ xảy ra khi chúng cùng đi qua kính lọc sắc D. Giao thoa ánh sáng chỉ xay ra khi hai chùm sáng kết hợp gặp nhau Câu 34: Trong thí nghiệm Yang về giao thoa ánh sáng, biết D = 2m, a = 1mm, λ = 0,6μm. Vân sáng thứ 3 cách vân trung tâm 1 khoảng A. 4,2mm B. 3,6mm C. 6mm D. 4,8mm Câu 35: Chiếu xiên một chùm sáng hẹp gồm hai ánh sáng đơn sắc là vàng và lam từ không khí tới mặt nước thì A. chùm sáng bị phản xạ toàn phần. B. tia khúc xạ chỉ là áng sáng vàng, còn tia sáng lam bị phản xạ toàn phần. C. so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch ít hơn tia khúc xạ lam. D. so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch ít hơn tia khúc xạ vàng.

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT 3.C

4.B

5.A

6.C

7.D

8.A

10.C

11.A

12.A

13.D

14.C

15.A

16.C

17.D

19.C

20.B

21.D

22.A

23.B

24.D

25.D

26.C

28.C

29.D

30.A

31.D

32.D

33.D

34.B

35.C

9.C

2.B

18.A

FI CI A

1.C

27.C

ƠN

Câu 1: Cách giải: Đáp án C + Tia X không được dùng để phát hiện giới tính thai nhi. Câu 2: Phương pháp: Tính chất của các loại tia Cách giải: Đáp án B Trong chân không, xét các tia: tia tử ngoại, tia Rơn-ghen (tia X), tia hồng ngoại và tia sáng màu đỏ. Tia có bước sóng lớn nhất là tia hồng ngoại. Câu 3: Cách giải: Đáp án C + Khoảng vân giao thoa khi đặt toàn thiết bị trong chất lỏng chiết suất n là in =

i n

KÈ

QU Y

Câu 4: Cách giải: Đáp án B Một trong những ứng dụng của tia tử ngoại dựa vào tác dụng quang - phát quang là để tìm vết nứt trên bề mặt sản phẩm bằng kim loại Câu 5: Cách giải: Đáp án A Ba màu cơ bản được thể hiện trên logo VTV của Đài truyền hình Việt Nam là đỏ, lục, lam Câu 6: Cách giải: Chọn đáp án C + Khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp trên đoạn thẳng nối hai nguồn là 0, 5λ = 2cm → λ = 4cm → Vận tốc truyền sóng v = λ f = 4.5 = 20cm / s

DẠ

Câu 7: Cách giải: Đáp án D + Các phát biểu đúng, tia tử ngoại: dùng để chữa bệnh còi xương bị nước và thủy tinh hấp thụ mạnh Câu 8: Cách giải: Đáp án A + Trong máy quang phổ, bộ phận có tác dụng làm tán sắc ánh sáng tới là lăng kính A sai. Câu 9: Cách giải: Đáp án C 5

+ Khoảng cách giữa một vân sáng và một vân tối liên tiếp là nửa khoảng vân.

λ1

= EM − E L ;

λ2

= E N − EL 

= E N − EM =

λ2

−

λ1

ƠN

Câu 10: Cách giải: Tia tử ngoại, tia X, tia gamma có bản chất là sóng điện từ. Câu 11: Phương pháp: sử dụng công thức tính khoảng vân Cách giải: λD ta có i = = 4,8mm a Câu 12: Phương pháp: sử dụng tiên đề về sự hấp thụ và phát xạ photon của Bo Cách giải: λλ 1 1 1 mà Ta có λ = 1 2  = − λ1 − λ2 λ λ1 λ2

Dλ 2.0, 6.10 −6 = 0,5 = 0, 4mm. a 1,5.10−3

FI CI A

∆x = 0,5i = 0, 5



λ2

−

λ1

DẠ

KÈ

QU Y

Bức xạ đầu tiên Thuộc dãy Pasen . Câu 13: Cách giải: Đáp án D Khoảng cách giữa hai vân sáng liền kề là một khoảng vân Câu 14: Cách giải: Đáp án C Câu 15: Câu 16: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về tán sắc ánh sáng Cách giải: Khi chiếu một chùm sáng trắng vào mặt bên của lăng kính thì ta thu được chùm tia ló là một dài màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím, trong đó tia đỏ bị lệch ít nhất và tia tím bị lệch nhiều nhất Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng này là do chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau. Cụ thể, lớn nhất đối với ánh sáng tím và nhỏ nhất đổi với ánh sáng đỏ. Chọn C Câu 17: Câu 18: Phương pháp: sử dụng công thức tính khoảng vân Cách giải: Vì bước sóng của ánh sáng vàng dài hơn bước sóng của ánh sáng lam. Mà khoảng vân có công thức tính: i=

λD a

nên khoảng vân I tỉ lệ thuận với bước sóng. Vì vậy thay ánh sáng lam bằng ánh sáng vàng thì khoảng vân tăng lên.

Câu 19: 6

Phương pháp: Sử dụng công thức tính khoảng vân của bài toán giao thoa ánh sáng Cách giải:

QU Y

ƠN

FI CI A

λD L L.a 3, 6.1 = λ = = = 0, 6µ m Ta có i = a n −1 ( n − 1) D ( 5 − 1) .1,5 Chọn C Câu 20: Cách giải: Tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn tia tử ngoại Câu 21: Cách giải: Đáp án D Chùm tia ló ra khỏi lăng kính trong máy quang phổ lăng kính của buồng tối là nhiều chùm tia đơn sắc song song, khác phương. Câu 22: Cách giải:Đáp án A + Điều kiện hai sóng có thể giao thoa được với nhau là hai sóng này phải cùng tần số, cùng phương và hiệu số pha không đổi. Câu 23: Cách giải: Đáp án B Câu 24: Cách giải: Đáp án D Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về máy quang phổ Chùm sáng rọi vào khe hẹp F của một máy quang phổ lăng kính, sau khi qua ống chuẩn trực của máy thì sẽ là một chùm song song Câu 25: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về giao thoa Y – âng với nguồn sáng gồm nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau và công thức xác định vị trí vân sáng Công thức xác định vị trí vân sáng : xs = kλD/a Cách giải: kλ D a Bước sóng càng nhỏ, vân sáng càng gần vân trung tâm Thứ tự giảm dần của bước sóng: đỏ - vàng - lam – chàm nên vân sáng đơn sắc gần vân trung tâm nhất là vân sáng của ánh sáng màu chàm. Chọn D Câu 26 Cách giải: Quang phổ vạch do chất khí ở áp suất thấp phát ra Câu 27: Cách giải: Tác dụng nổi bật của tia hồng ngoại là tác dung nhiệt Câu 28: Cách giải: Đáp án C Câu 29: Cách giải:

DẠ

KÈ

Ta có: xs =

c  f = 5.1014 Hz f

ƠN

0, 38.10−6 ≤ λ ≤ 0, 76.10−6 ; λ =

FI CI A

Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào bản chất nguồn sáng mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng. Do vậy dựa vào quang phổ liên tục ta chỉ xác định được nhiệt độ của nguồn phát ra nó mà không thể xác định được bản chất của nguồn đó. Vậy chọn D Câu 30: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về tia hồng ngoại Cách giải: Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ => có khả năng giao thoa và nhiễu xạ. Không có khả năng: ion hóa không khí mạnh, đâm xuyên mạnh và kích thích một số chất phát quang Chọn A Câu 31: Cách giải: Phương pháp: Áp dụng công thức tính bước sóng ánh sáng trong không khí và khoảng bước sóng ánh sáng mắt nhìn thấy ta có

QU Y

Câu 32: Cách giải: Áp dụng công thức v = c/n với n = 2,5 Câu 33: Cách giải: Đáp án D Câu 34: Cách giải: i = Dλ/a à 3i = 3,6mm Câu 35: Phương pháp: Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc Định luật khúc xạ ánh sáng: n1.sini = n2.sinr Cách giải:

DẠ

KÈ

sin i  sin i = n sin r  s inr = Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:  n  rv > ri nv < ni

=> So với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch ít hơn tia khúc xạ lam 8

DẠ M

KÈ QU Y ƠN

FI CI A

Chọn C

40 bài tập trắc nghiệm sóng ánh sáng - Mức độ 3: Vận dụng Đề số 1 (Có lời giải chi tiết)

ƠN

FI CI A

Câu 1: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, giữa hai điểm M và N trên màn cách nhau 3 mm đếm được 6 vân sáng. Biết M và N đều là vân tối. Bề rộng trường giao thoa là 1,5 cm. số vân tối trên trường giao thoa là A.30 B. 26 C. 32 D. 28 Câu 2: Trong thí nghiệm Yâng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, ban đầu khoảng vân là 1 mm. Khi di chuyển màn theo phương vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe để khoảng cách giữa màn và hai khe tăng thêm 40 cm thì khoảng vân lúc này là 1,28 mm. Biết khoảng cách giữa hai khe là a = 0,8 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là A. λ = 0,65 μm. B. λ = 0,56 μm C. λ = 0,72 μm. D. λ = 0,45 μm. Câu 3: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ra đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là 0,4 µm; 0,5 µm và 0,6 µm. Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân sáng trung tâm, có bao nhiêu vị trí mà ở đó chỉ có một bức xạ cho vân sáng: A. 18 B. 20 C. 22 D. 26 Câu 4: Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn S phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 ; λ2 = λ1 + 0,11µ m từ vân trung tâm đến vân sáng gần nhất cùng màu với nó có 5 vân sáng của λ1

DẠ

KÈ

QU Y

và 4 vân sáng của λ2. Giá trị của λ1 và λ2 lần lượt là A. 0,62 μm và 0,73 μm. C. 0,44 μm và 0,55 μm. B. 0,40 μm và 0,51 μm. D. 0,55 μm và 0,66 μm. Câu 5: Trong thí nghiệm Yâng về giao thoa của ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách nhau 1 mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát 1,5 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này bằng A. 0,48 μm. B. 0,40 μm. C. 0,76 μm. D. 0,60 μm. Câu 6: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách nhau một khoảng 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5 m. Hai khe được chiếu bằng bức xạ có bước sóng 0,6 μm. Trên màn thu được hình ảnh giao thoa. T ại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm một khoảng 5,4 mm có A. vân sáng bậc 3. C. vân sáng bậc 4. B. vân tối thứ 3. D. vân sáng thứ 4. Câu 7: Trong thí nghiệm Y âng về giao thoa ánh sáng, nguồn phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 760nm. Trên màn quan sát, tại điểm M có đúng 4 bức xạ cho vân sáng có bước sóng 390nm; 520nm; λ1 và λ2. Tổng giá trị λ1 + λ2 gần nhất với A. 10000nm B. 890nm C. 1069nm D. 943nm. Câu 8: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc λ, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe có thể thay đổi (nhưng S1 và S2 luôn cách đều S). Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 9. Nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách S1S2 một lượng ∆a thì tại đó vân sáng bậc k và bậc 2k. nếu giảm khoảng cách S1S2thêm ∆a thì tại M là A. Vân sáng bậc 10. C. Vân sáng bậc 4. 1

QU Y

ƠN

FI CI A

B. Vân sáng bậc 6. D. Vân sáng bậc 12. Câu 9: Một ánh sáng đơn sắc khi truyền từ môi trường (1) sang môi trường (2) thì bước sóng giảm đi 0,1mm và vận tốc lan truyền giảm đi 0,5.108 m/ s. Trong chân không, ánh sáng này có bước sóng A. 0,75 mm B. 0,4 mm C. 0,6 mm D. 0,3 mm Câu 10: Khi thực hiện thí nghiệm giao thoa Y- âng với ánh sáng đơn sắc trong một bể chứa nước, người ta đo được khoảng cách giữa hai vân sáng là 1,2mm.Biết chiết suất của nước bằng 4/3. Nếu rút hết nước trong bể thì khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp đó là A. 0,9mm B. 0,8 mm C. 1,6 mm D. 1,2 mm Câu 11: Một học sinh làm thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng để đo bước sóng ánh sáng. Khoảng cách hai khe sáng là 1,00 ± 0,05 (mm). Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn đo được là 2,00 ± 0,01 (m); khoảng cách giữa 10 vân sáng liên tiếp đo được là 10,80 ± 0,14 (mm). Bước sóng bằng A. 0,54 ± 0,03 (µm) C. 0,60 ± 0,03 (µm) B. 0,54 ± 0,04 (µm) D. 0,60 ± 0,04 (µm) Câu 12: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, ánh sáng dùng trong thí nghiệm là ánh sáng trắng có bước sóng từ 400nm đến 750 nm. Bề rộng quang phổ bậc 1 lúc đầu đo được là 0,7 mm. Khi dịch chuyển màn theo phương vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe một khoảng A. 1,5cm B. 2cm C. 1cm D. 1,2cm Câu 13: Giao thoa sóng nước với hai nguồn A, B giống hệt nhau có tần số 2,5 Hz và cách nhau 30 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 0,1 m/s. Gọi O là trung điểm của AB, M là trung điểm của OB. Xét tia My nằm trên mặt nước và vuông góc với AB. Hai điểm P, Q trên My dao động với biên độ cực đại gần M nhất và xa M nhất cách nhau một khoảng A. 44,34 cm. B. 40,28 cm. C. 41,12 cm. D. 43,32 cm. Câu 14: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Yâng. Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng tương ứng là λ1 λ2. Trên miền giao thoa bề rộng L, đếm được 12 vân sáng đơn sắc có màu ứng với bức xạ λ1, 6 vân sáng đơn sắc có màu ứng với bức xạ λ2 và đếm được tổng cộng 25 vân sáng, trong số các vân sáng trùng nhau trên miền giao thoa có hai vân sáng trùng nhau ở hai đầu. Tỉ số

λ1 là λ2

1 3 2 B. C. D. 2 2 2 3 Câu 15: Trong thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát ra đồng thời 3 bức xạ đơn sắc có bước sóng là λ1 = 0,42µm, λ2 = 0,56µm và λ3 = 0,63µm. Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống vân trung tâm, nếu vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ta chỉ tính là một vân sáng thì số vân sáng quan sát được A. 26 B. 21 C. 27 D. 23 Câu 16: Tiến hành thí nghiệm đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa, một học sinh dùng hệ khe Y – âng a = 0,20 ± 0 01 (mm) và đo được khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là D = 1000 ± 1 (mm), khoảng vân giao thoa là i = 3,5 ± 0,1 (mm). Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là A. λ = 0,75 ± 0,06 (µm) C. λ = 0,75 ± 0,03 (µm) B. λ = 0,70 ± 0,03 (µm) D. λ = 0,70 ± 0,06 (µm) Câu 17: Trong thí nghiệm khe I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bởi ánh sáng trắng có bước sóng từ 390nm đến 760nm. Khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. Trên màn, khoảng cách gần nhất từ vị trí có hai vân sáng đơn săc trùng nhau đến vân trung tâm là

DẠ

KÈ

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

A. 2,28mm B. 2,34mm C. 1,52mm D. 1,56mm Câu 18: Trong thí nghiệm I âng về giao thoa, ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5μm, khoảng cách giữa hai khe 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1m. Khoảng cách giữa vân sáng bậc 1 và vân tối bậc 3 ở cùng bên so với vân trung tâm là: A. 1mm B. 2mm C. 2,5mm D. 1,5mm Câu 19: Trong thí nghiêm Y-âng, nguồn S phát bức xạ đơn sắc λ, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe S1S2 = a có thể thay đổi ( nhưng S1 và S2 luôn cách đều S). Xét điểm M trên mà, lúc đầu là vân sáng bậc 4, nếu lần lượt giảm hoặ tăng khoảng cách S1S2 một lượng ∆a thì tại đó tương ứng là vân sáng bậc k hoặc 3k. Nếu tăng khoảng cách S1S2 thêm 2∆a thì tại M là: A. Vân sáng bậc 8 C. vân sáng bậc 9. B. vân tối thứ 9 D. vân sáng bậc 7. Câu 20: Thực hiện thí nghiệm Y-âng với nguồn phát sóng đồng thời bức xạ màu đỏ có bước sóng λ1 = 750nm và bức xạ mầu lam có bước sóng λ2 =450nm. Trong khoảngcách giữa hai vân tối cạnh nhau, số vân sáng đơn sác quan sát được là A. 4 vân đỏ và 2 vân lam C. 2 vân đỏ và 4 vân lam B. 3 vân đỏ và 5 vân lam D. 5 vân đỏ và 3 vân lam Câu 21: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt 0,4μm và 0,5μm. Trong khoảng giữa hai vân sáng liền kề có màu giống màu của vân sáng trung tâm có tổng cộng bao nhiêu vân sáng? A. 7 B. 11 C. 9 D. 8 Câu 22: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng . Trên màn quan sát, trên đoạn thẳng MN vuông góc với hệ vân giao thoa có 10 vân sáng trong đó có M và N là vị trí của hai vân tối. Thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng thì tại M là vị trí của một vân giao thoa, số vân tối trên đoạn MN lúc này là A. 14 B. 13 C. 16 D. 15 Câu 23: Thí nghiệm giao thoa khe Young với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa 2 khe a = 0,5 mm. Ban đầu, tại M cách vân trung tâm 5,25 mm người ta quan sát được vân sáng bậc 5. Giữ cố định màn chứa 2 khe, tịnh tiến từ từ màn quan sát dọc theo phương vuông góc với mặt phẳng chứa 2 khe một đoạn 0,375 m thì thấy tại M chuyển thành vân tối lần thứ 2 ứng với vị trí cuối của màn. Bước sóng λ có giá trị A. 0,7 μm B. 0,4 μm C. 0,6 μm D. 0,5 μm Câu 24: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc của Young được thực hiện lần lượt trong không khí và trong chất lỏng có chiết suất n. Kết quả cho thấy vị trí vân sáng bậc 5 khi thực hiện trong không khí trùng với vị trí vân sáng bậc 8 khi cho cả hệ thống trong chất lỏng. Theo thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein thì năng lượng phôtôn của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm trên khi ở trong chất lỏng sẽ A. tăng lên 1,6 lần so với khi ở trong không khí. B. giảm đi 1,6 lần so với khi ở trong không khí. C. không thay đổi so với khi ở trong không khí. D. thay đổi tùy thuộc vào chiết suất của chất lỏng. Câu 25: Trong thí nghiện Young về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, màn quan sát cách mặt phẳng chứa hai khe hẹp một khoảng không đổi D, a là khoảng cách giữa hai khe hẹp thay đổi được. Xét điểm M trên màn lúc đầu là vân sáng bậc 4. Nếu giảm hoặc tăng khoảng cách giữa hai khe hẹp một lượng ∆a thì tại M 3

A. λ =

λ1λ2 λ1 + λ2

B. λ =

λ1λ2 λ2 − λ1

ƠN

FI CI A

là vân sáng bậc k và vân sáng bậc 3k. Nếu tăng khoảng cách giữa hai khe hẹp thêm một lượng 2,5∆a thì tại M là A. Vân tối thứ 9 C. vân sáng bậc 9 B. Vân sáng bậc 8 D. vân tối thứ 7. Câu 26: Hai khe Young cách nhau 3mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60μm. Các vân giao thoa được hứng trên màn cách khe 2m,. Tại N cách vân trung tâm 1,4mm có A. Vân sáng bậc 3 C. Vân tối thứ 5 B. Vân tối thứ 4 D. Vân tối bậc 4. 0 Câu 27: Một lăng kính có góc chiết quang A=6 , chiếu một chùm tia tới song song hẹp màu lục vào cạnh bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phân giác của góc A sao cho một phần của chùm tia sáng không đi qua lăng kính và một phần qua lăng kính. Biết chiết xuất của lăng kính đối với ánh sáng màu lục n =1,55. Khi i, A bé thì góc lệch D của tia sáng qua lăng kính là: A. 2,860 B. 2,750 C. 3,30 D. 2,570 Câu 28: Thí nghiệm về giao thoa ánh sáng với a = 1,5mm; D = 2m. Nguồn S phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1= 0,48μm và λ2=0,64μm. Trên bề rộng của màn L = 7,68mm( vân trung tâm nằm ở chính giữa khoảng đó) có số vị trí hai vân trùng nhau là A. 4 B. 2 C. 3 D. 5 Câu 29: Trong quang phổ vạch của Hidro: Khi ê lectron từ quỹ đạo N chuyển về L thì phát ra phô tôn có bước sóng λ1, khi electron từ quỹ đạo L chuyển về quỹ đạo K thì phát ra phô tôn có bước sóng λ2. Khi ê lectron từ quỹ đạo N chuyển về quỹ đạo K thì phát ra phô tôn có bước sóng là C. λ = λ2 − λ1

D. λ = λ2 + λ1

KÈ

QU Y

Câu 30: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp bằng 1,2 mm và khoảng cách giữa hai khe đến màn bằng 1,6 m. Chiếu áng các khe bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38μm đến 0,76μm. Tại điểm M cách vân trung tâm 6,4mm, bước sóng lớn nhất cho vân sáng tại M là A. 0,53 μm B. 0,69 μm. C.0,6 μm D. 0,48 μm Câu 31: Thực hiện giao thoa khe Y-âng với hai bức xạ đơn sắc λ1 và λ2 thì khoảng vân tương ứng là i1 = 0,3 mm và i2 = 0,4 mm. Gọi A và B là hai điểm trên màn quan sát, nằm cùng một phía so với vân trung tâm và cách nhai 3mm. Biết tại A là vị trí vân sáng trùng nhau của hai bức xạ, nếu vị trí vân sáng trùng nhau chỉ tính một vân sáng thì số vân sáng quan sát được trên đoạn AB (kể cả A và B) là A. 15 B. 18. C. 17. D. 16. Câu 32: Trong thí nghiệm Y-âng về ggiao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là λ1 = 0, 525µ m; λ2 = 0, 675µ m. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là a = 1mm, khoảng

DẠ

cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1,2m. Hỏi trên màn quan sát, xét một vùng giao thoa bất kì có bề rộng L = 18mm thì có thể có tối đa bao nhiêu vân tối? A. 5 B. 4 C. 6 D. 3 Câu 33: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m. Trong hệ vân trên màn, vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm 2,4 mm. Bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là: A. 0,7 µm. B. 0,5 µm. C. 0,4 µm. D. 0,6 µm. 4

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 34: Trong thí nghiệm Yâng về giao thoa ánh sáng. Khe hẹp S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng = 0,64 λm; khoảng cách từ S đến màn chứa hai khe F1 và F2 là 60 cm; biết F1F2 = a = 0,3 mm, khoảng cách từ F1 và F2 đến màn quan sát là D = 1,5 m. Nguồn sáng Đ phải dịch chuyển một đoạn ngắn nhất bằng bao nhiêu theo phương song song với màn quan sát để trên màn vị trí vân sáng bậc 2 trở thành vân tối thứ 2 ? A. 1,28 mm. B. 0,064 mm. C. 0,64 mm. D. 0,40 mm. Câu 35: Trong thí nghiệm Y âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 1,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2m, bước sóng dùng trong thí nghiệm là λ1 =0,48μm, λ2 = 0,64μm. Xác định khoảng cách nhỏ nhất giữa vân trung tâm đến vân sáng cùng màu với vân trung tâm? A. 2,56 mm. B. 1,92 mm. C. 2,36 mm. D. 5,12 mm. Câu 36: Thực hiện giao thoa Young. Nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 400 nm, khoang cách hai khe a = 1 nm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát D = 3 m. Trên màn, xét điểm M cách vân trung tâm một khoảng 10 mm. Dịch chuyển màn quan sát từ từ lại gần mặt phẳng chứa hai khe thêm một đoạn 1 m thì điểm M chuyển thành vân tối A. 4 lần. B. 5 lần. C. 3 lần. D. 2 lần. Câu 37: Khi ta nghiên cứu quang phổ vạch của một vật bị kích thích phát quang, dựa vào vị trí các vạch người ta biết được: A. Các nguyên tố hóa học cấu thành vật đó. B. Phương pháp kích thích vật dẫn đến phát quang. C. Các hợp chất hóa học tồn tại trong vật đó. D. Nhiệt độ của vật khi phát quang. Câu 38: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, người ta đo được khoảng cách giữa vân sáng bậc hai và vân sáng bậc năm cùng một phía vân trung tâm là 3 mm. Số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa MN có bề rộng 11 mm (M ở trên vân trung tâm) là A. 11 B. 10 C. 12 D. 9 Câu 39: Một nguồn sáng điểm nằm cách đều hai khe Yâng và phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 và λ2. Khoảng vân của ánh sáng đơn sắc λ1 là 2mm.Trong khoảng rộng L = 3,2 cm trên màn, đếm được 25 vạch sáng, trong đó có 5 vạch là kết quả trùng nhau của hai hệ vân; biết rằng hai trong năm vạch trùng nhau nằm ngoài cùng của khoảng L. Số vân sáng của ánh sáng λ2 quan sát được trên màn là A. 12 B. 8 C. 11 D. 10 Câu 40: Trong hiện tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn A, B cách nhau 20 cm dao động cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 50 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 1,5 m/s. Xét trên đường thẳng d vuông góc với AB. Cách trung trực của AB là 7 cm, điểm dao động cực đại trên d gần A nhất cách A là A. 14,46 cm. B. 5,67 cm. C. 10,64 cm. D. 8,75 cm.

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT 2.B

3.B

4.D

5.D

6.A

7.C

8.B

9.C

10.C

11.D

12.C

13.D

14.C

15.B

16.D

17.B

18.D

19.A

20.C

21.A

22.D

23.C

24.C

25.C

26.B

27.C

28.C

29.A

30.B

31.A

32.B

33.C

34.C

35.A

36.B

37.A

38.C

39.B

40.B

FI CI A

1.A

Câu 1: Cách giải: Đáp án A Khoảng vân trong hệ giao thoa được xác định bởi biểu thức 6i = 3mm  i = 0, 5mm

ƠN

Số vân tối trong cả trường giao thoa L = ki + b  15 = 30.i + 0  k = 30 Vậy có 30 vân tối trong hệ trường giao thoa Câu 2: Phương pháp: Áp dụng công thức tính bước sóng ánh sáng trong giao thoa sóng ánh sáng Cách giải:Đáp án B + Theo giả thuyết bài toán, ta có:

QU Y

Dλ  i0 = a i D + ∆D 1, 28 D + 40 → = ↔ = → D = 143cm  i0 D 1 D i = ( D + ∆D ) λ  a ai 0,8.10−3.1.10 −3 λ = 0 = = 0.56 µ M D 143.10−2

KÈ

Câu 3: Phương pháp: Áp dụng điều kiện trùng nhau của các vân sáng trong giao thoa sóng ánh sáng Cách giải: Đáp án B Vị trí trùng màu với vân trung tâm là vị trí trùng nhau của vân sáng 3 bức xạ : x1 = x2 = x3 => 4k1 = 5k2 = 6k3 → Vị trí trùng nhau gần vân trung tâm nhất ứng với k1 = 15, k2 = 12 và k3 = 10 k λ 5 + Sự trùng nhau của hai bức xạ λ1 và λ2 trong khoảng này x1 = x2 ↔ 1 = 2 = k2 λ1 4 → có 2 vị trí trùng nhau của hai hệ vân ứng với k1 = 5, 10

+ Sự trùng nhau của hai bức xạ λ1 và λ3 trong khoảng này: x1 = x3 ↔

k1 λ3 3 = = k3 λ1 2

DẠ

→ có 4 vị trí trùng nhau của hai hệ vân ứng với k1 = 3, 6, 9 và 12 + Sự trùng nhau của hai bức xạ λ2 và λ3 trong khoảng này : x2 = x3 ↔

k2 λ3 6 = = k3 λ2 5

→ có 1 vị trí trùng nhau của hai hệ vân ứng với k2 = 6 Vậy số vị trí cho vân đơn sắc là 14 + 11 + 9 – 2.2 – 2.4 – 2.1 = 20 6

x1 = x2 

FI CI A

Câu 4: Phương pháp: Giao thoa ánh sáng với hai ánh sáng có bước sóng khác nhau tại vị trí có vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm Cách giải: Đáp án D Theo bài ra ta có

k1 λ2 b b − 1 = 5 λ1 + 0,11 6 λ1 = 0,55 = =   =  k2 λ1 c 5 λ2 = 0, 66 λ1 c − 1 = 4

λ=

Câu 5: Cách giải: Đáp án D + Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 4i = 3, 6mm → i = 0, 9mm → Bước sóng thí nghiệm

ai 1.10−3.0, 9.10−3 = = 0, 6 µ m D 1,5

ƠN

Câu 6: Cách giải: Đáp án A

λD

= 1,8mm; xM = 5, 4mm = 3i a Vậy tại M là vân sáng bậc 3. Câu 7: Phương pháp: sử dụng điều kiện vân sáng trùng nhau Cách giải: Tại M có cùng lúc 4 vân sáng ứng với 4 bức xạ, nên ta có: xM = k1.i1 = k2 .i2 = k3 .i3 = k4 .i4 

k3 i4 λ4 520 4 = = = = k4 i3 λ3 390 3

QU Y

Khoảng vân i =

KÈ

Ta có thể coi như ở đây có sự giao thoa của hệ vân mà khoảng vân bằng bội của 4.i3 hoặc 3i4. Tức là: λ .D i ' = 4. 3 = 4.390.x = 1560 x a D  Khi  x =  a  Điều kiện để có hai dải vân chồng chập lên nhau là: k .760 > ( k + 1) .380

 k >1 Xét với k = 2, thì

DẠ

i ' = 2.4i3 = 8i3 = 2.3i4 = 6i4 = 3120 x Ta lập bảng để xét các giá trị thỏa mãn: K

Bước sóng λ

390445

71520

624760

Vậy chọn các giá trị ứng với k = 8,7,6,5

Thì λ1 + λ2 = 624 + 445, 71 ≈ 1069nm

FI CI A

Câu 8: Phương pháp: sử dụng công thức vân sáng Cách giải: Tại M là vân sáng bậc 9, bậc k, bậc 2 k nên có: λD λD λD xM = 9i = 9 = k. = 2k . a a − ∆a a + ∆a  a + ∆a = 2 ( a − ∆a ) ⇔ a + ∆a = 2a − 2∆a ⇔ 3∆a = a

λD a − ∆a

= k '.

λD 1 a− a 3

= k '.

λD 2 a 3

3 λD = .k '. 2 a

 xM = k '.

 1,5.k ' = 9  k ' = 6

ƠN

Câu 9: Phương pháp: Áp dụng công thức tính bước sóng Cách giải: Khi ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số không đổi, nhưng vì các môi trường có chiết suất khác nhau nên vận tốc truyền sáng khác nhau và dẫn đến bước sóng thay đổi. Ta có:

QU Y

v1  λ1 = f v1 − v2 ∆v ∆v 0,5.108  λ λ λ f  ∆ = − = =  = = = 5.1014 Hz  1 2 −6 v λ f f 0,1.10 ∆ λ = 2  2 f c 3.108 λ = = = 0, 6.10−6 = 0, 6 µ m f 5.1014

Câu 10: Phương pháp:

KÈ

- Khi ánh sáng truyền trong nước bước sóng giảm đi và có giá trị: λ ' =

- Áp dụng công thức tính khoảng vân trong giao thoa ánh sáng: i = λ

λ n

D a

DẠ

Cách giải: Khi thực hiện giao thoa ánh sáng trong nước ta có khoảng vân i’ được xác định bởi biểu thức: λ ' D λD i= = a na D 4 Vậy khi rút hết nước trong bể ta có: i = λ = n.i' = .1, 2 = 1, 6mm a 3 Câu 11: Phương pháp: Sử dụng công thức tính sai số trong thực hành thí nghiệm 8

Cách giải: Khoảng cách giữa 10 vân sáng liên tiếp bằng 9i

a.i 1.1, 2 = = 0, 6 µ m 2 D

FI CI A

Bước sóng: λ ==

0,14 mm 9

9.i = 10,80 ± 0,14mm  i = 1, 2 ±

0,14    ∆λ ∆a ∆i ∆D 0, 05 0, 01   ∆a ∆i ∆D  9 Sai số: = + +  ∆λ = λ  + + + +  = 0, 04 µ m  = 0, 6  1 1, 2 2 λ a i D i D   a    

∆ λ ( D + 0, 4 ) a

Câu 13: Cách giải: Đáp án D v 10 = = 4cm. f 2,5

QU Y

Bước sóng của sóng λ =

0, 4.∆ λ 0, 4.350.10−9  0,14.10−3 =  a = 1mm a a

Trừ hai phương trình cho nhau ta được: 0,14 =

ƠN

Sau khi dịch chuyển màn: 0,84 =

=> Bước sóng bằng: 0,60 ± 0,04 µm Câu 12: Cách giải: ∆ D Ban đầu: 0, 7 = λ a

Xét tỉ số

KÈ

+ Với Q là điểm dao động với biên độ cực đại trên My và xa M nhất => M phải thuộc dãy cực đại ứng với k=1 + Trên AB các cực đại liên tiếp cách nhau 0, 5λ OM 7,5 = = 3, 75 → P gần M nhất ứng với cực đại 0,5λ 0,5.4

DẠ

d12 = 22,52 + h 2 + Xét điểm Q, ta có:  2 vớ i 2 2 d 2 = 7,5 + h d1 − d 2 = 4 → 22, 52 + h 2 − 7,52 + h 2 = 4 → h = MQ = 53, 73cm

Tương tự như thế cho điểm P ta cũng tìm được h = MP = 10, 31cm → ∆h = 43, 42cm.

Câu 14:

λ1 6 2 = = . λ2 9 3

Câu 15: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về giao thoa ánh sáng Cách giải: - Vị trí trùng nhau của 3 bức xạ:

k1 = 12n  BCNN ( 6;8;9 ) = 72  k1 : k2 : k3 = 12 : 9 : 8  k2 = 9n  k = 8n  3

ƠN

x1 = x2 = x3  k1.0, 42 = k2 .0, 56 = k3 .0, 63  6k1 = 8k2 = 9k3

→

FI CI A

Cách giải: Đáp án C + Trên miền giao thoa quan sát được 12 vân sáng của λ1, 6 vân sáng của λ2 và đếm được tổng cộng có 25 vân sáng. Có vị trí trùng nhau, trong đó có 1 vị trí là vân trung tâm. + Số vị trí thực tế cho vân sáng của bức xạ λ1 là 12 + 7 = 19 , số vị trí thực tế cho vân sáng của bức xạ λ2 là Vị trí rìa của trường giao thoa ứng với vân sáng bậc 9 của bức xạ λ1 và bậc 6 của bức xạ λ2

Trong khoảng giữa hai vân sáng cùng màu với vân trung tâm có 11 vân sáng của bức xạ 1; 8 vân sáng của bức xạ 2 và 7 vân sáng của bức xạ 3.

k1 λ2 0,56 4 k1 = 4n1 = = =  k2 λ1 0, 42 3 k2 = 3n1

- Số vân sáng trùng nhau của λ1 và λ2 : k1λ1 = k2 λ2 

QU Y

=> Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống vân trung tâm có 2 vân trùng nhau của λ1 và λ2 (ứng với n1 = 1; 2) - Số vân sáng trùng nhau của λ1 và λ3 : k1λ1 = k3λ3 

k1 λ3 0, 63 3 k1 = 3n2 = = =  k3 λ1 0, 42 2 k3 = 2n2

=> Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống vân trung tâm có 3 vân trùng nhau của λ1 và λ2 (ứng với n2 = 1; 2; 3)

k2 λ3 0, 63 9 k2 = 9n3 = = =  k3 λ2 0, 56 8 k3 = 8n3

- Số vân sáng trùng nhau của λ2 và λ3 : k2 λ2 = k3λ3 

DẠ

KÈ

=> Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống vân trung tâm không có vân trùng nhau của λ2 và λ3 - Vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ta chỉ tính là 1 => Số vân sáng quan sát được: N = 11 + 8 + 7 – 5 = 21 Câu 16: Phương pháp: Sử dụng công thức tính khoảng vân và sai số trong thực hành thí nghiệm Cách giải: λD a.i Ta có: i = λ= a D

Bước sóng trung bình: λ =

a.i 0, 2.3,5 = = 7.10−4 mm = 0, 70 µ m 1000 D

∆a ∆i ∆D  ∆a ∆i ∆D  + +  ∆λ = λ  + +  a i D i D   a

FI CI A

∆λ

Có:

1   0, 01 0,1 = 0, 70  + +  = 0, 06 µ m  λ = 0, 70 ± 6 µ m  0, 20 3,5 1000 

Câu 17: Phương pháp: sử dụng điều kiện vân sáng, điều kiện chồng chập vân Cách giải: Điều kiện để 1 vị trí có hai quang phổ bậc k và bậc k+1 chồng chập lên nhau là :

x1k +1 ≤ x2k ⇔ ( k + 1) .

λ1D

≤ k.

λ2 D

ƠN

a a ⇔ ( k + 1) .λ1 ≤ k .λ2 ⇔ ( k + 1) .0,39 ≤ k .0, 76  k ≥ 1, 054

QU Y

Vì k nguyên nên chọn k =2. Hiện tượng chồng chập diễn ra khi k = 2 và 3. 0,39.2  xmin = 3.i1 = 3. = 2,34mm 1 Câu 18: Phương pháp: áp dụng công thức tính khoảng vân và công thức xác định vị trí vân sáng λD Cách giải: Khoảng vân là: i = = 1mm a Vân sáng có vị trí x = ki Vân tối có vị trí (k’ + 1/2) i Vậy khoảng cách từ vân sáng bậc 1 và vân tối thứ 3 ở cùng 1 phía so với vân trung tâm là : ∆d = xt − xs = 2,5i − 1i = 1,5i = 1, 5.1 = 1,5mm

KÈ

Câu 19: Phương pháp: sử dụng công thức tính khoảng vân và vị trí vân sáng Cách giải: Áp dụng công thức tính vị trí vân sáng:

xM = 4i = 4

λD

; xM = k .

λD

= 3k .

λD

 a = 2∆axM = k '.

a + ∆a

= k '.

λD 2a

λD a

 k ' = 2.4 = 8

DẠ

a a − ∆a a + ∆a Vậy M trở thành vân sáng bậc 8 Câu 20: Phương pháp: sử dụng công thức tính vân sáng, tối Cách giải:

λD

1  Khoảng cách giữa hai vân tối cạnh nhau là I’. Vị trí các vân tối trùng nhau là x =  k +  i ' 2 

i1 λ1 750 5 = = = i ' = 5i2 = 3i1 i2 λ2 450 3

Theo bài ta có điều kiện hai vân sáng trùng nhau 4k1 = 5k2

FI CI A

Giả sử với k = 1, ta có vị trí hai vân tối liền kề là: 7,5i2 và 12,5i2 , trong khoảng đó có vân sáng bậc 8, bậc 9, bậc 10, bậc 11, bậc 12 của bức xạ 2. Đó cũng là vị trí ứng với 4,5i1 đến 7,5 i1, trong khoảng này có vân sáng bậc 5, bậc 6, bậc 7 của bức xạ 1. Chú ý rằng vân sáng bậc 10 của bức xạ 2 trùng với vân sáng bậc 6 của bức xạ 1, nên chỉ có các vân đơn sắc bậc 8,9,11,12 của bức xạ lam, vân sáng bậc 5, bậc 7 của bức xạ đỏ. Vây có 4 vân lam và 2 vân đỏ. Câu 21: Phương pháp: Áp dụng điều kiện để hai vân sáng trùng nhau Cách giải: Đáp án A

ƠN

vị trí trùng nhau thứ nhất là vân sáng trung tâm k1=k2=0; vị trí trùng nhau tiếp theo k1=5; k2=4; vậy trong khoảng giữa hai vân sáng liền kề có màu giống màu của vân sáng trung tâm có tổng cộng 1,2,3,4+1,2,3=7 vân sáng. Câu 22: Cách giải: Đáp án D i λ 5 Ta có 2 = 2 =  3,5i2 = 2,5i1 i1 λ1 7

ax 10 13 D  D = ∆D = 1, 625m  λ = M ≈ 0,323µ m (loại) a a 3 3 5D Nếu tăng khoảng cách từ hai khe tới màn quan sát ta có ax λD λD' 10 7 xM = 5 = 3,5  D ' = D  D = ∆D = 0,875m  λ = M ≈ 0, 6 µ m a a 7 3 5D Câu 24: Cách giải: Đáp án C Câu 25: Phương pháp: Sử dụng công thức tính khoảng vân và điều kiện sáng tối . Cách giải: Ban đầu tại M là vân sáng bậc 4 , khi tăng hay giảm a một lượng thì nó trở thành vân sáng bậc k và 3k, nên ta có: λD λD λD xM = 4.i = 4. = k. = 3k .  a + ∆a = 3. ( a − ∆a )  a = 2∆a a a − ∆a a + ∆a Khi tăng khoảng cách a thêm 2,5∆a thì ta có 12

λD

= 6, 5

 D' =

DẠ

KÈ

xM = 5

λD '

QU Y

Vậy tại M lúc sau phải là vị trí của vân tối của λ2.Từ kết quả trên ta suy ra: MN = 10i1 =14i2 .Vậy trên đoạn MN có 15 vân tối. Câu 23: Cách giải: Đáp án C Từ giải thuyết ta có hai trường hợp Nều giảm khoang cách từ hai khe đến màn quan sát ta có

FI CI A

Vậy tại M trở thành vân sáng bậc 9. Câu 26: Phương pháp: sử dụng công thức khoảng vân và tính chất sáng, tối Cách giải: λ D 0, 6.2 Áp dụng công thức tính khoảng vân: i = = = 0, 4mm a 3 Tại M có tọa độ 1,4mm thì : 1,4 = 3,5i Nên tại M là vân tối thứ 4 Câu 27: Phương pháp: Áp dụng công thức tính góc lệch giữa tia tới và tia ló khi lăng kính có góc chiết quang nhỏ Cách giải: Áp dụng công thức tính góc lệch ta có:

D = ( n − 1) . A = (1,55 − 1) .60 = 3,30

ƠN

Câu 28: Phương pháp: sử dụng công thức tính khoảng vân , số vân sáng trong miền giao thoa L Cách giải: Khoảng vân tương ứng với hai bức xạ lần lượt là: λ D 0, 48.2 i1 = 1 = = 0, 64mm a 1, 5 λ D 0, 64.2 i 0, 64 3 i2 = 2 = = 0,85(3)mm  1 = = a 1,5 i2 0,85(3) 4 Để tìm số vân sáng trùng nhau ta coi như hệ giao thoa của 1 ánh sáng có khoảng vân là: i ' = 3i2 = 4i1 = 4.0, 64 = 2,56mm

QU Y

Trong miền giao thoa có bề rộng L = 7,68mm có số vân sáng trùng nhau là:  7, 68   L  + 1 = 2.  N = 2.   +1 = 3   2.i '   2.2, 56 

KÈ

Câu 29: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về quanh phổ vạch của nguyên tử Hidro Cách giải: hc + Khi electron chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L ta có EN − EL =

λ1

+ Khi electron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K ta có EL − EK =

λ2

+ Khi electron chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo K ta có hc

⇔ E N − EL + E L − E K =

E N − EK =

⇔

λ1

λ2

⇔λ=

λ1λ2 λ1 + λ2

DẠ

Chọn A Câu 30: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về giao thoa ánh sáng trắng Cách giải: Tại điểm M cách vân trung tâm đoạn 6,4mm cho vân sáng ta có 13

λD a

λ =

xM a 6, 4.1, 2 4,8 = = (k ∈ Z ) kD 1, 6k k

L Số vân sáng của bức xạ đơn sắc 1 thu được trên màn N1 = 2   + 1 = 11  2i1 

FI CI A

Vì thí nghiệm được thực hiện với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38μm đến 0,76μm nên ta có 4,8 0, 38 ≤ ≤ 0, 76 ( k ∈ Z ) ⇔ 6,315 ≤ k ≤ 12, 63 ( k ∈ Z ) k Bước sóng lớn nhất ứng với k nhỏ nhất k = 7, thay vào ta tìm được λ = 0,69μm Chọn B Câu 31: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết bài toán giao thoa nhiều ánh sáng Cách giải:

xM = ki = k

 L  Số vân sáng của bức xạ đơn sắc 2 thu được trên màn N 2 = 2   + 1 = 7  2i2  k1 i2 4 = =  xtr = 4i1 = 3i2 = 1, 2mm k2 i1 3

ƠN

Xét sự trùng nhau của hai bức xạ

 L  Số vân sáng trùng nhau của hai bức xạ là N tr = 2   +1 = 3  2 xtr 

QU Y

Số vân sáng quan sát được trên màn là N = N1 + N2 – Ntr = 11 + 7 – 3 = 15 vân sáng Chọn A Câu 32: Phương pháp: Giao thoa với ánh sáng đơn sắc Cách giải: Khoảng vân của ánh sáng 1 là: i1 =

λ1 D

Khoảng vân của ánh sáng 2 là: i2 =

λ2 D

= 0, 63mm

= 0,81mm a Khi trên màn quan sát thấy vân tối thì đó là vân tối trùng nhau của hai ánh sáng 1 và 2. i 0, 63 7 Xét tỉ số: 1 = = i2 0,81 9

DẠ

KÈ

Chuyển bài toán thành bài toán giao thoa với ánh sáng có bước sóng I’=0,63.9=5,67mm L Trong miền L = 18mm có số vân tối là: = 3,17  L = 3,17i i Vậy nếu ở hai đầu là vân tối thì số vân tối nhiều nhất có thể là 4 vân. Câu 33: Phương pháp: Sử dụng công thức tính khoảng vân và công thức xác định vị trí vân sáng, tối Cách giải: Vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm 2,4mm => Khoảng vân i =

2, 4 = 0,8mm 3

Nên áp dụng công thức tính khoảng vân ta có: i =

λD a

λ =

i.a 0,8.10−3.1.10−3 = = 0, 4 µ m D 2

FI CI A

∆y ∆x d Dλ 0, 6 1,5.0, 64.10−6 = → ∆y = = = 0, 64mm d D D 2a 1, 2 2.0,3.10−3

Câu 35: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về giao thoa ánh sáng hỗn hợp Cách giải: k λ 0, 64 4 Xét sự trùng nhau của hai bức xạ 1 = 2 = = k2 λ1 0, 48 3

+ Ta có

Câu 34: Cách giải: Đáp án C. + Gọi Δx là độ dịch chuyển của vân sáng, Δy là độ dịch chuyển của nguồn sáng . Vân tối sáng bậc 2 thành vân tối bậc 2 => Δx = 5i

=> Khoảng cách từ vị trí vân trùng nhau đến vân trung tâm là xtr = 4i1 = 3i2 = 4

λ1 D a

= 2, 56mm

xt .a 1   k +  .λ 2 

QU Y

Suy ra khoảng cách D được xác định là: D =

ƠN

Chọn A Câu 36: Phương pháp: Sử dụng điều kiện vân sáng tối trong giao thoa khe Yang Cách giải: Khi ta thay đổi khoảng cách từ hai khe đến màn làm thay đổi khoảng vân I, do đó tại M lần lượt sẽ 1  1  λ .D  chuyển thành vân tối, sáng. Điều kiện để tại M là vân tối là: xt =  k +  i =  k +  . 2  2 a 

Ta xét điểm M thỏa mãn điều kiện là vân tối, và khoảng cách D thay đổi từ giá trị 3 m đến 2m. Suy ra điều kiện với D là: 10.1 1 1  ≤ 3 ⇔ 5 ≥  k +  .0, 4 ≤ 3,3 ⇔ 12,5 ≥ k + ≤ 8, 3 ⇔ 12 ≥ k ≥ 7,8 1 2 2    k +  .0, 4 2 

2≤

DẠ

KÈ

Vì k là số nguyên nên có các giá trị k thỏa mãn là: k = 8,9,10,11,12. Có 5 giá trị thỏa mãn, tức là có 5 lần M trở thành vân tối. Câu 37: Cách giải: Khi ta nghiên cứu quang phổ vạch của một vật bị kích thích phát quang, dựa vào vị trí các vạch người ta biết được các nguyên tố hóa học cấu thành vật đó. Câu 38: Phương pháp: Phương pháp: Vị trí vân sáng xs = ki Cách giải: Đáp án C Cách giải:

FI CI A

+ Khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và bậc 5 ở cùng một phía vân trung tâm là 3mm => 5i – 2i = 3mm => i = 1mm. + M ở trên vân trung tâm => xM = 0mm; xN = 1mm + Số vân sáng quan sát trên được trên vùng giao thoa MN bằng số giá trị k nguyên thoả mãn: 0 ≤ ki ≤ 11 ⇔ 0 ≤ k ≤ 11  k = 0;1; 2;...;11

L 32 = = 16 i1 2

ƠN

Số khoảng vân ứng với bước sóng λ1 là N1 =

Có 12 giá trị của k thoả mãn => có 12 vân sáng. Câu 39: Cách giải: Đáp án B Do khoảng cách giữa hai vân sáng kề nhau bằng khoảng vân i, nên nếu trên trường giao thoa rộng L mà có hai vân sáng nằm ở hai đầu thì trường đó sẽ được phủ kín bởi các khoảng vân i, số khoảng vân được L cho bởi N = và số vân sáng quan sát được trên trường là N’ = N + 1. 2 Số vân sáng đếm được trên trường (các vân trùng nhau chỉ tính một vân) là 25 vân, trong 25 vân này có 5 vạch trùng nhau nên số vân thực tế là kết quả giao thoa của hai bức xạ là 30 vân sáng.

QU Y

→ số vân sáng ứng với λ1 là N1’ = 17 vân. Khi đó, số vân sáng ứng với bước sóng λ2 là N2’ = 30 – 17 = 13 vân, Số vân sáng của ánh sáng λ2 quan sát được trên màn là 13 – 5 = 8 vân Câu 40: Cách giải: Đáp án B v + Bước sóng của sóng λ = = 3cm. f

KÈ

+ Khi xảy ra giao thoa với hai nguồn kết hợp, trung điểm O của AB là cực đại, các cực đại trên AB cách nhau liên tiếp nửa bước sóng. OI Xét tỉ số = 4, 67 → để M cực đại trên d và gần A nhất thì M thuộc dãy cực đại. 0,5λ

2 2 2 d 2 = 17 + h + Ta có:  2 d 2 − d1 = 4λ = 12 17 2 + h 2 − 32 + h 2 = 12 → h = 4,81cm 2 2 d1 = 3 + h

DẠ

Vậy d1 = h 2 + 32 = 5, 67cm.

40 bài tập trắc nghiệm sóng ánh sáng - Mức độ 3: Vận dụng Đề số 2 (Có lời giải chi tiết)

FI CI A

Câu 1: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng Young, ánh sáng chiếu đến hai khe gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0, 45µ m và λ2 . Trong khoảng rộng L trên màn qua sát được 35 vạch sáng và 6

vạch tối. Biết hai trong 6 vạch tối đó nằm ngoài cùng khoảng L và tổng số vạch màu của λ1 nhiều hơn tổng số vạch màu của λ2 là 10. Tính λ2 A. 0,54 µ m.

B. 0,64 µ m.

C. 0,48 µ m

D. 0,75 µ m.

Câu 2: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe S1,S2 là 2 mm, khoảng cách từ S1S2 đến màn quan sát là 3 m, bước sóng ánh sáng làm thí nghiệm là 0,5 µ m. Tại điểm M trên

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

màn, có toạ độ xM = 3 mm là vị trí A. vân tối bậc 4. B. vân sáng bậc 5. C. vân tối bậc 5. D. vân sáng bậc 4. Câu 3: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 704 nm và λ2 = 440 nm. Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm, số vân sáng khác màu với vân trung tâm là A. 13 B. 12 C. 11 D. 10 Câu 4: Trong hiện tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn A, B cách nhau 20cm dao động cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 50Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 1,5m/s. Xét trên đường thẳng xy vuông góc với AB, cách trung trực của AB là 7cm; điểm dao động cực đại trên xy gần A nhất; cách A là: A. 8,75cm. B. 14,46cm C. 10,64cm D. 5,67cm Câu 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, biết khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2m; khoảng cách giữa hai khe là a = 2mm. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38μm đến 0,76μm. Tại điểm M trên màn cách vân trung tâm 3,3mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại đó? A. 4 B. 6 C. 5 D. 3 Câu 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc, trong đó bức xạ màu đỏ có bước sóng λd = 750nm và bức xạ màu lam có bước sóng λl = 450nm. Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có số vân sáng đơn sắc của hai bức xạ trên là A. 2 vân đỏ và 4 vân lam C. 4 vân đỏ và 2 vân lam B. 3 vân đỏ và 5 vân lam D. 5 vân đỏ và 3 vân lam Câu 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y- âng, nguồn S cách đều hai khe, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2 m. Nguồn S phát ánh sáng tạp sắc gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng 500 nm và 650 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn. Trên màn xét hai điểm M, N ở cùng một phía so với vân trung tâm, MN vuông góc với hai khe và cách vân trung tâm lần lượt là 2 mm và 8 mm. Trên đoạn MN, số vân sáng quan sát được là A. 18 B. 17 C. 16 D. 19 Câu 8: Chiếu một tia sáng tổng hợp gồm 4 thành phần đơn sắc đỏ, cam, chàm, tím từ một môi trường trong suốt tới mặt phân cách với không khí. Biết chiết suất của môi trường trong suốt đó đối với các bức xạ này lần lượt là nđ = 1.40, nc = 1.42, nch = 1.46, nt = 1,47 và góc tới i = 450. Số tia sáng đơn sắc được tách ra khỏi tia sáng tổng hợp này là A. 3 B. 2 C. 1 D. 4 1

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 9: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc. Trên màn giao thoa trong khoảng giữa hai vân sáng cách nhau 3,0mm có 11 vân sáng khác. Điểm M trên màn giao thoa cách vân sáng trung tâm 0,75mm là vị trí A. vân tối thứ 5 (tính từ vân trung tâm) C. vân sáng bậc 3 B. vân sáng bậc 2 D. vân tối thứ 4 ( tính từ vân trung tâm) Câu 10: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 µm đến 0,76 µm. Tại vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 µm còn có bao nhiêu vân sáng nữa của các ánh sáng đơn sắc khác? A. 3. B. 8. C. 7. D. 4. Câu 11: Trong thí nghiệm Young: a = 2mm; D=2,5m. Khe S được chiếu bởi 2 bức xạ có λ1=0,6μm và λ2 chưa biết. Trong một khoảng rộng MN =15mm trên màn đếm được 41 vạch sáng trong đó có 5 vạch sáng là kết quả trùng nhau của hệ vân và 2 trong 5 vạch trùng nhau nằm tại M và N. Bước sóng của bức xạ λ2 là: A. 0,52μm B. 0,5μm C. 0,48μm D. 0,54μm Câu 12: Trong một thí nghiệm Y−âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 2 m. Nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 µm. Trên màn khoảng cách giữa một vân sáng và một vân tối cạnh nhau bằng A. 2 mm B. 0,5 mm C. 4 mm D. 1 mm Câu 13: Thực hiện thí nghiệm Y−âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1,0 mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,5 mm có vân sáng bậc 4. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối lần thứ 2 thì khoảng dịch màn là 0,9 m. Bước sóng λ trong thí nghiệm bằng A. 0,65 µm B. 0,75 µm C. 0,45 µm D. 0,54 µm Câu 14: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng a = 3mm; D = 3m, hai khe được chiếu sáng bằng chùm ánh sáng có bước sóng l1 = 0,45µm. Biết độ rộng vùng giao thoa trên màn và nằm đối xứng qua vân sáng chính giữa. Các vị trí hoàn toàn tối trên vùng giao thoa cách vân sáng chính giữa là A. ± 0,787 mm; ± 2,363 mm C. ± 2,363 mm; ± 5,125 mm B. ± 1,575mm; ± 4,725 mm D. ± 3,150 mm; ± 5,875 mm Câu 15: Thực hiện thí nghiệm Yang về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng . Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,2 mm có vân sáng bậc 5. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối lần thứ hai thì khoảng dịch màn là 0,6 m. Tính bước sóng λ A. 0,6µm B. 0,5 µm C. 0,4 µm D. 0,7 µm Câu 16: Chiếu một chum ánh sáng trắng hẹp song song đi từ không khí vào một bể nước dưới góc tới i = 300, chiều sâu của bể nước là h = 1m. Biết chiết suất của nước đối với tia tím và tia đỏ lần lượt là 1,34 và 1,33. Độ rộng của dải màu cầu vồng hiện trên đáy bể là: A. 2,12 mm. B. 11,15 mm. C. 4,04 mm. D. 3,52 mm. Câu 17: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young khoảng cách giữa hai khe sáng là 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là 0,5 μm. Khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân tối thứ 5 cùng phia so với vân trung tâm là: A. 2,0 mm. B. 3,0 mm. C. 3,5 mm. D. 2,5 mm.

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 18: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, biết D = 2m; a = 2mm. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng (có bước sóng từ 0,4 μm đến 0,75 μm). Tại điểm trên màn quan sát cách vân trắng chính giữa 3,3 mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại đó? A. 3. B. 4. C. 5. D. 6. Câu 19: Trong thí nghiệm Yuong về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe a = 0,35 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát D = 1,5 m, bước sóng ánh sáng trong thì nghiệm λ = 0,7 μm. Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp là A. 2 mm B. 1,5 mm. C. 3 mm. D. 4 mm Câu 20: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, màn quan sát cách mặt phẳng chứa hai khe hẹp một khoảng không đổi D, a là khoảng cách giữa hai khe hẹp thay đổi được. Xét điểm M trên màn lúc đầu là vân sáng bậc 4. Nếu giảm hoặc tăng khoảng cách giữa hai khe hẹp một lượng ∆α thì tại M là vân sáng bậc k và vân sáng bậc 3k. Nếu tăng khoảng cách giữa hai khe hẹp thêm một lượng 2 thì tại M là A. vân tối thứ 9. C. vân sáng bậc 9. B. vân sáng bậc 8. D. vân tối thứ 7. Câu 21: Một tia sáng Mặt Trời từ không khí được chiếu lên bề mặt phẳng của một tấm thủy tinh trong suốt với góc tới i = 60o. Biết chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng Mặt Trời biến thiên từ 1,414 đến 1,732. Góc hợp bởi giữa tia khúc xạ đỏ và tia khúc xạ tím trong thủy tinh là A. 4,26o. B. 10,76o. C. 7,76o. D. 9,12o. Câu 22: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp được chiếu bằng nguồn ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1 mm, khoảng cách từ hai khe hẹp đến màn quan sát là 2 m. Trên màn quan sát, tại vị trí điểm M cách vân sáng chính giữa 4 mm có vân sáng đơn sắc có bước sóng ngắn nhất là A. 0,4 mm. B. 0,67 mm. C. 0,75 mm D. 0,55 mm. Câu 23: Một ánh sáng đơn sắc truyền trong môi trường chiết suất n1 = 1,5 có bước sóng λ1 = 0,6μm. Nếu áng sáng đó truyền trong môi trường có chiết suất n2 = 2 thì bước sóng là: A. 0,8μm B. 0,45μm C. 0,6μm D. 0,3μm Câu 24: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,4μm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe S1S2 tới màn quan sát là D = 1m, khoảng cách giữa hai khe là a = 1mm. Khoảng vân i có giá trị là: A. 0,4mm B. 0,8mm C. 0,6mm D. 0,2mm Câu 25: Chiếu chùm sáng trắng hẹp từ không khí vào bể đựng chất lỏng có đáy nằm ngang với góc tới i = 600. Chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đỏ nđ =1,68 và đổi với ánh sáng tím là nt =1,7. Cho bề rộng của dải màu thu được ở đáy chậu là 1,5cm. Chiều sâu của nước trong bể là: A. 1,566m B. 1,2m C. 2m D. 1,75m Câu 26: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,2m. Nguồn S phát áng sáng trắng có bước sóng từ 0,40μm đến 0,76μm. Tần số lớn nhất của bức xạ đơn sắc cho vân sáng tại điểm M trên màn cách vân trung tâm một đoạn 2,7mm là A. 3,94.1014Hz. B. 7,5.1014Hz. C. 7,8.1014Hz. D. 6,67.1014Hz. Câu 27: Trong một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng. Hai khe Y-âng cách nhau 3mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn cách hai khe 3m. Sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38μm đến 0,76μm. Trên màn quan sát thu được các dải quang phổ. Bề rộng của dải quang phổ ngay sát vạch sáng trắng trung tâm là A. 0,38 mm. B. 0,45 mm. C. 0,50 mm. D. 0,55 mm. 3

Sắp xếp các góc khúc xạ theo thứ tự tăng dần A. rC , rV , rL , rT

B. rV , rL , rC , rT

ƠN

FI CI A

Câu 28: Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc với khe Yâng. Ban đầu thực hiện thí nghiệm trong không khí thu được vị trí vân sáng bậc 2 là b1, khoảng vân giao thoa là c1 và số vân sáng quan sát được trên màn quan sát là n1. Giữ nguyên cấu trúc của hệ thống thí nghiệm. Thực hiện lại thí nghiệm trên trong môi trường nước thì thu được vị trí vân sáng bậc 2 là b2, khoảng vân giao thoa là c2 và số vân sáng quan sát được trên màn là n2. Kết luận đúng là A. b1 = b2; c1 = c2; n1 = n2 C. b1 < b2; c1 < c2; n1 < n2 B. b1 > b2; c1 > c2; n1 < n2 D. b1 > b2; c1 < c2; n1 = n2 Câu 29: Trong thí nghiệm giao thoa với ánh sáng đơn sắc qua khe Young với khoảng cách hai khe là a = 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2m và trên đoạn MN = 12mm của vùng giao thoa có 6 vân sáng kể cả hai đầu M, N. Bước sóng ánh sáng là A. 0,5 μm B. 0,6 μm C. 0,7 μm D. 0,4 μm Câu 30: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. Hai khe được chiếu sáng bởi ánh sáng trắng có bước sóng 0,38μm ≤ λ ≤ 0,76μm. Tại vị trí M trên màn quan sát có một số vân sáng của các bức xạ đơn sắc trùng nhau. Trong số đó có vân sáng bậc n của bức xạ λ1= 0,6μm, vân sáng bậc n+1 của bức xạ λ2 = 0,5μm. Tại M còn có số bức xạ khác cho vân sáng là A. 2 B. 1 C. 4 D. 3 Câu 31: Chiếu chùm ánh sáng trắng, hẹp từ không khí vào bể đựng chất lỏng có đáy phẳng, nằm ngang cới góc tới i = 300. Chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng tím nt = 1,45 và đối với ánh sáng đỏ nđ = 1,41. Bề rộng của dải màu thu được ở đáy chậu là 1,5 cm. Chiều sau của nước trong bể là A. 1,53 m. B. 1,26 m. C. 1,45 m. D. 1,12 m. Câu 32: Chiếu một tia sáng gồm bốn thành phần đơn sắc vàng, lam, tím, cam từ không khí tới gặp mặt nước theo phương xiên góc với mặt nước thì có góc khúc xạ của các tia đơn sắc lần lượt là rV , rL , rT , rC . C. rT , rL , rV , rC

D. rV , rL , rT , rC .

DẠ

KÈ

QU Y

Câu 33: Trong thí nghiệm thực hành đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa, một học sinh đo được khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là l = 2,000 ± 0,004 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là D = 1,00 ± 0,01 m, khoảng cách giữa hai khe là a = 1,000 ± 0,005 mm. Giá trị bước sóng học sinh đo được là A. λ = 0,400 ± 0,007 μm C. λ = 0,50 ± 0,01 μm B. λ = 0,40 ± 0,01 μm D. λ = 0,500 ± 0,009 μm Câu 34: Chiết suất của thủy tinh đối với tia đỏ là 1,5; đối với tia tím là 1,6. Chiếu một chùm ánh sáng tới song song, rất hẹp (coi như một tia sáng trắng) tới gặp bản thủy tinh hai mặt song song (có bề dày e) với góc tới 600thì chùm tia ló có bề rộng 4,75 mm. Bề dày e gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 165 mm B. 140 mm C. 125 mm D. 152 mm Câu 35: Trong thí nghiệm Yang về giao thoa ánh sáng, khe S được chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,48µm và λ2 là ánh sáng đơn sắc màu cam (có dải bước sóng từ 0,59 μm đến 0,65 μm). Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng liên tiếp trùng màu với vân trung tâm có 3 vân màu cam. Giá trị λ2 bằng A. 0,60 µm B. 0,64 µm C. 0,62 µm D. 0,65 µm Câu 36: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1 m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 μm. Khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 5 ở hai bên so với vân sáng trung tâm là: A. 1,25 mm. B. 2 mm. C. 0,50 mm. D. 0,75 mm. 4

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 37: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa của ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách nhau 1 mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát 1,5 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này bằng A. 0,40 μm. B. 0,48 μm. C. 0,76 μm. D. 0,60 μm. Câu 38: Thực hiện thí nghiệm giao thoa khe I-âng với nguồn bức xạ đơn sắc. Điểm M trên màn quan sát có vân sáng bậc 2. Từ vị trí ban đầu của màn, ta dịch chuyển màn ra xa hai khe một đoạn 40 cm thì tại M quan sát thấy vân tối thứ 2. Từ vị trí ban đầu của màn, ta dịch chuyển màn lại gần hai khe một đoạn 40 cm thì tại M quan sát thấy: A. vân sáng bậc 3. C. vân tối thứ 4. B. vân sáng bậc 4. D. vân tối thứ 3. Câu 39: Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Yang với nguồn phát đồng thời bức xạ màu đỏ có bước sóng λ1 = 750nm và bức xạ lam có bước sóng λ2 = 450nm. Trong khoảng giữa hai vân tối cạnh nhau, số vân sáng đơn sắc quan sát được là A. 3 vân đỏ, 5 vân lam C. 4 vân đỏ, 2 vân lam B. 2 vân đỏ, 4 vân lam D. 5 vân đỏ, 3 vân lam. Câu 40: Trong thí nghiệm Iang về giao thoa ánh sáng, biết D = 2m; a = 2mm. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng ( có bước sóng từ 0,4 µm dến 0,75 µm ). Tại điểm trân màn quan sát cách vân trắng chính giữa 3,3 mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại đó ? A. 4 B. 6 C. 5 D. 3

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT 2.D

3.C

4.D

5.A

6.A

7.B

8.C

9.C

10.D

11.B

12.D

13.B

14.B

15.A

16.D

17.D

18.B

19.C

20.B

21.C

22.A

23.B

24.A

25.A

26.D

27.A

28.B

29.B

30.A

31.B

32.C

33.B

34.D

35.A

36.B

37.D

38.A

39.B

40.A.

FI CI A

Câu 1: Cách giải:

1.D

Gọi N1 là tổng số bạch màu ứng với bước sóng λ1 và N2 là tổng số vạch màu ừng với bước sóng λ2 quan

ƠN

sát trên khoảng rộng L. Trong khoảng L quan sát được 6 vạch tối, hai trong 6 vạch tối nằm ngoài cùng khoảng L, các vạch tối 35 cách đều nhau giữa hai vạch tối có = 7 vân sáng ứng với hai bức xạ λ1 và λ2 . 5 N1 + N2 = 35-5; và N1 – N2 = 10  N1 = 20; và N2 = 10 Số vân sáng thực ứng với bức xạ λ1 là 20 + 5 = 25 (tính cả các vân trùng) Số vân sáng thực ứng với bức xạ λ2 là 10 + 5 = 15 (tính cả các vân trùng) L = ( 25 − 1) i1 + 2

i1 i = 25i1 ; L = (15 − 1) i2 + 2 2 = 15i2  25λ1 = 15λ2  λ2 = 0, 75µ m 2 2

Ta có

Theo bài ra ta có: i =

λD

QU Y

Câu 2: Cách giải: Đáp án D

x = 0, 75µ m; = 4 vậy xM là vân sáng bậc 4 a i

KÈ

Câu 3: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về giao thoa Y – âng với nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2 Vị trí vân sáng: xs = kλD/a Cách giải: Vị trí vân trùng của hai bức xạ:

k1λ1 D k2 λ2 D k λ 5  k = 5n = ⇔ k1λ1 = k2 λ2  1 = 2 =   1 a a k2 λ1 8 k2 = 8n

DẠ

=> Vân sáng bậc 5n của λ1 trùng với vân sáng bậc 8n của λ2 Xét hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm (n = 0 và n = 1) có: 4 vân sáng của λ1 và 7 vân sáng của λ2 => Số vân sáng khác màu với vân trung tâm là 4 + 7 = 11. Chọn C Câu 4: Cách giải:

λ=

v 2.7 = 3cm; điểm M dao động với biên độ cực đại −6, 66 ≤ k ≤ 6, 66; xét tỉ số = 4, 6  điểm dao 3 f

 d1 = h 2 + 32 = 5, 666325882 Chọn D

Câu 5: Cách giải: Đáp án A Ta có x = k

λD

λ =

FI CI A

d 2 − d1 = 4λ = 12cm  h 2 + 17 2 − h 2 + 32 = 12 tìm được h = 4,8074cm

động cực đại trên xy gần A nhất nằm trên đường k = 4 Ta có

ax xét điều kiện 0,38µ m ≤ λ ≥ 0,76 µ m ; tìm được 4 giá trị k nguyên thoả mãn kD

ƠN

a điều kiện. Chọn A Câu 6: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 2 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2 Vị trí vân sáng: xs = kλD/s Cách giải:

kd λl 3 k1 = 3n = =  kl λd 5 k2 = 5n

Vị trí vân trùng của hai bức xạ: kd λd = kl λl 

KÈ

QU Y

=> Vân sáng bậc 3n của λ1 trùng với vân sáng bậc 5n của λ2 Xét hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm (n = 0 và n = 1) có: 2 vân sáng màu đỏ và 4 vân sáng màu lam Chọn A Câu 7: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 2 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2 <=> k1.λ1 = k2.λ2 Cách giải: + Ta có: i1 = 0,6 mm và i2 = 0,78 mm + Vị trí hai bức xạ trùng nhau:

k1λ1 D k2 λ2 D k λ 13 k = 13n 13n.λ1 D = ⇔ k1λ1 = k2 λ2  1 = 2 =   1  xsT = = 7,8n(mm) a a k2 λ1 10 k2 = 10n a + Số vân sáng của λ1 = 500 nm trên đoạn MN là: 2 ≤ 0, 6k1 ≤ 8  k1 = 4;...13  có 10 giá trị

+ Số vân sáng của λ2 = 650 nm trên đoạn MN là: 2 ≤ 0, 78k2 ≤ 8  k2 = 3; 4;...10  có 8 giá trị

DẠ

+ Số vân sáng trùng của hai bức xạ trên đoạn MN là: 2 ≤ 7,8n ≤ 8  n = 1  có 1 giá trị + Số vân sáng quan sát được là: N = N1 + N2 – N0 = 17 Chọn B Câu 8: Cách giải: Đáp án C 7

QU Y

ƠN

FI CI A

1 sin i gh = ; ighđỏ = 45,580; ighc = 44,670; ighch = 43,320, kết luận chỉ có bức xạ đỏ tách ra khỏi tia sáng tổng n hợ p Câu 9: Cách giải: Đáp án C 0, 75.12 Ta có tổng số vân là 11+2=13 => 12i=0,3mm; = 3  vân sáng bậc 3 3 Câu 10: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về giao thoa ánh sáng trắng Vị trí vân sáng: xs = kλD/a Cách giải: 4λ D + Gọi M là vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 µm ta có: xM = 4i1 = 1 a + M còn là vị trí vân sáng của các ánh sáng có bước sóng khác, do đó ta có: k λ D 4λ1 D 4λ xM = ki = = λ = 1 a a k 4λ Mà 0, 38 ≤ λ ≤ 0, 76  0, 38 ≤ 1 ≤ 0, 76  4 ≤ k ≤ 8 k Do đó k = 4,5,6,7,8 với k = 4 chính là ánh sáng có bước sóng 0,76 µm => Tại M còn 4 vân sáng nữa của các ánh sáng đơn sắc khác Chọn D Câu 11: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về giao thoa sóng ánh sáng Khoảng vân: i = λD/a L Công thức tính số vân sáng trên bề rộng miền giao thoa L: N s = 2   + 1  2i 

Cách giải:

Khoảng vân của bức xạ 1 là: i1 =

λ1 D a

0, 6.2,5 = 0, 75mm 2

KÈ

 MN  Số vân sáng của bức xạ 1 trên đoạn MN là: N1 = 2   + 1 = 21 vân sáng  2i1 

DẠ

=> Số vân sáng của bức xạ 2 trên đoạn MN là N2 = N + NTr – N1 = 41 + 5 – 21 = 25 vân sáng => Khoảng vân của bức xạ 2 là i2 = MN/24 = 0,625mm i a 0, 625.2  λ2 = 2 = = 0,5( µ m) D 2,5

Chọn B Câu 12: Phương pháp Áp dụng công thức tính khoảng vân trong giao thoa sóng ánh sáng 8

Cách giải: ta có khoảng vân i =

λD

FI CI A

= 2mm a khoảng cách giữa một vân sáng và một vân tối trong giao thoa sóng ánh sáng sáng là một nửa khoảng vân = 1mm => Chọn D Câu 13: Phương pháp giải : Sử dụng lý thuyết về giao thoa sóng ánh sáng Cách giải: 4, 5 Ban đầu tại M có vân sáng bậc 4 => xM = 4,5 = 4i  i1 = = 1,125mm 4

Sau khi dịch mà ra xa => D tăng => i tăng => M chuyển thành vân tối thứ 2 khi đó xM = 2, 5i2 thì khoảng dịch là 0,9m Ta có:

λ =

ƠN

i1 D x .2,5 D 2, 5 = = M  = ⇔ 2,5 D + 2,5.0,9 = 4 D  D = 1,5m i2 D + 0, 9 4 xM D + 0,9 4 i1a 1,125.2 = = 0, 75µ m D 1, 5

QU Y

=> Chọn B Câu 14: Cách giải: Trong giao thoa với nhiều ánh sáng đơn sắc, ta chỉ có thể tìm thấy được vân tối hoàn toàn khi vị trí đó là sự trùng nhau của vân tối hai hệ 2k + 1 2k + 1 2k + 1 i2 7 xt1 = x t ⇔ 1 i1 = 2 i2 ⇔ 1 = = 2 2 2 2k2 + 1 i1 5

k1 = 3 Vị trí trùng nhau lần đầu tiên của hai vân tối ứng với  , vị trí trùng nhau lần tiếp theo ứng với k2 = 2 k1 = 10  k2 = 7

KÈ

1  Dλ 1  Dλ2   xt3 =  2 +  2 = 1,575mm, xts =  7 +  = 4, 725mm 2 a 2 a   Câu 15: Cách giải: Khi dịch chuyển màn ra xa thì khoảng vân sẽ tăng do vậy bậc của vân sẽ giảm xuống, M trở thành vân tối hai lần thì lần cuối cùng ứng với vân tối bậc 4, ta có:

DẠ

Dλ   xM = 5 a D + 0, 6 5  =  D = 1, 4m  D 3,5  x = 3,5 Dλ  M a

Thay vào phương trình thứ nhất Dλ D.1, 4.λ xM = 5 ⇔ 4, 2.10 −3 =  λ = 0, 6 µ m a 1.10−3 9

FI CI A

Câu 16: Cách giải: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có: sin i = nđsinrđ => sin rđ = sin i/nđ = 0,3759 => rđ = 22,0820 sin i = ntsinrt => sin rt = sin i/nt = 0,373 => rt = 21,9090 =>Bề rộng dải quang phổ dưới đáy bể là: L = h(tan rđ – tan rt) = 3,52.10-3 (m) = 3,52 mm =>Chọn D Câu 17: Cách giải:

0,5.2 = 1(mm) a 1  Khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân tối thứ 5 là: d = 4,5i – 2i = 2,5i = 2,5 mm  Chọn D Câu 18: Cách giải: + M cách vân trung tâm đoạn 3,3mm là vị trí vân sáng ax λD 2.3,3 3,3  xM = ki = k λ= M = = a kD k .2 k 3,3 Mà λ nằm trong khoảng từ 0,4 µ m đến 0,75 µ m  0, 4 ≤ ≤ 0, 75  4, 4 ≤ k ≤ 8, 25 k  k: 5,6,7,8  Có 4 bức xạ cho vân sáng tại M  Chọn B Câu 19: Cách giải: λ D 0, 7.1,5 Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp i = = = 3(mm) a 0,35

λD

QU Y

ƠN

+ Khoảng vân thu được trên màn: i =

 Chọn C Câu 20: Cách giải: Theo bài ra ta có

DẠ

KÈ

 4 ( a + 2∆a ) λD λD =m mm=  xM = 4. a a + 2∆a a  4(a + a) λD  m= =8  xM = a − ∆ a a  λD   xM = 3k a + ∆a  Câu 21: Cách giải:

λ nd = 1, 414 c v=T 1 λd >λt  → n =∼  → nd < nt   v λ nt = 1, 732

FI CI A

  sin i   sin i rd = arcsin    s inr = nd    nd  d ⇔  ∆r = rd − rt = 7, 77 0   sin i = n r = arcsin  sin i  t    s inrt t  nt  

Câu 22: Cách giải: Đáp án A

λD a

xa 2.103 0,38 µ m < λ < 0,76 µ m = nm  → 5,3 > k > 2, 6 kD k xa = = 4.10−7 m = 0, 4 µ m kmax D

λ =

 kmax = 5; λmin

ƠN

Câu 23: Cách giải:

x=k

Phương pháp: Sử dụng công thức tính chiết suất tuyệt đối của một môi trường n =

c với c là vận tốc ánh v

sáng trong chân không, v là vận tốc ánh sáng trong môi trường có chiết suất n v n + Ta có 1 = 2 (1) v2 n1

Từ (1) và (2) ta có:

QU Y

+ Mà khi truyền trong hai môi trường trong suốt khác nhau thì tần số ánh sáng không thay đổi, do đó ta v v v λ có: f = 1 = 2  1 = 1 (2) λ1 λ2 v2 λ2

λ1 n2 n 1,5 =  λ2 = λ1. 1 = 0, 6. = 0, 45( µ m) λ2 n1 n2 2

DẠ

KÈ

 Chọn đáp án B Câu 24: Cách giải: Đáp án A Phương pháp: Áp dụng công thức tính khoảng vân λ D 0, 4.1 Áp dụng công thức i = = = 0, 4(mm) a 1 Câu 25: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về tán sắc ánh sáng kết hợp với khúc xạ ánh sáng Định luật khúc xạ ánh sáng: n1sini = n2.sinr Cách giải: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có: sini = nđsinrđ => sinrđ = sini/nđ = 0,515 14 => rđ = 31,030 sini = ntsinrt => sinrt = sini/nt = 0,509 => rt = 30,6260

L FI CI A

λD a

λ =

xM a 2, 7.1 2, 25 = = (k ∈ Z ) kD 1, 2k k

 xM = k

ƠN

Bề rộng dải quang phổ dưới đáy bể là: L = h(tan rđ – tan rt)  h = L/(tan rđ – tan rt) = 156,86 cm = 1,5686 m Chọn A Câu 26: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết giao thoa ánh sáng Vị trí vân sáng: xs = kλD/a Cách giải: + M cách vân trung tâm đoạn 2,7 mm cho vân sáng

+ Mà bước sóng nằm trong khoảng từ 0,40 µm đến 0,76 µm

2, 25 ≤ 0, 76  2,96 ≤ k ≤ 5, 63  k : 3, 4, 5 k

QU Y

 0, 4 ≤

=> Tần số lớn nhất của bức xạ cho vân sáng tại M, ứng với bước sóng ngắn nhất (k = 5) λmin = 0, 45µ m là

f =

3.108 = 6, 67.1014 ( Hz ) −6 0, 45.10

KÈ

Chọn D Câu 27: Phương pháp: Quang phổ ngay sát vạch sáng trung tâm là quang phổ bậc 1 Công thức tính bề rộng quang phổ bậc n : ∆xn = xđn - xtn Cách giải: Bề rộng quang phổ bậc 1 là:

D 3 ( λd − λt ) = ( 0, 76 − 0, 38) = 0, 38(mm) a 3

∆x1 = xd 1 − xt1 =

DẠ

Câu 28: Cách giải:

Giải: Trong không khí vị trí vân sáng bậc 2 là: b1 = 2

λD a

; khoảng vân c1 =

λD a

; số vân sáng quan sát

 L  được trên màn là: n1 = 2.   + 1 , trong đó L là bề rộng trường giao thoa.  2c1  12

Làm thí nghiệm trên trong nước có chiết suất n > 1, với D,a và vị trí của S không đổi thì vị trí vân sáng

λD na

; khoảng vân c2 =

 L  ; số vân sáng quan sát được trên màn là: n2 = 2.   +1 na  2c2 

λD

bậc 2 là: b2 = 2

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

So sánh ta thấy: b1 > b2; c1 >c2; n1 < n2  chọn B Câu 29: Cách giải: Giải: Trên đoạn MN có 6 vân sáng => khoảng vân i = 12/(6 – 1) = 2,4 mm. Bước sóng λ = i.a/D = 2,4.0,5/2 = 0,6 μm => Chọn B Câu 30: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về giao thoa sóng ánh sáng, điều kiện để một điểm là vị trí vân sáng kλ D Vị trí vân sáng: xs = a Cách giải: + Tại M là vị trí vân sáng bậc n của λ1 và bậc n + 1 của λ2 => nλ1 = (n +1)λ2 Hay 0,6n = 0,5(n + 1) => n = 5. Khi đó xM = 5i1 + M còn là vị trí vân sáng của một số bức xạ khác => xM = ki = 5i1 => λ = 5λ1/k Theo đề bài 0,38μm ≤ λ ≤ 0,76μm => 0,38μm ≤ 5λ1/k ≤ 0,76μm => 3,95 ≤ k ≤ 7,89 Do đó k: 4,5,6,7 => có tất cả 4 bức xạ cho vân sáng tại M => ngoài λ1 và λ2 thì tại M còn 2 bức xạ cho vân sáng Chọn A Câu 31: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về tán sắc ánh sáng kết hợp với khúc xạ ánh sáng Định luật khúc xạ ánh sáng : n1.sini = n2.sinr Cách giải: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có: sin i = nđsin rđ => sin rđ = sin i/nđ = 0,355 => rđ = 20,770 sin i = ntsin rt => sin rt = sin i/nt = 0,345 => rt = 20,170

=> Bề rộng dải quang phổ dưới đáy bể là: L = h(tanrđ – tanrt) => h = L/(tanrđ – tanrt) = 125,7 cm ≈ 126 cm = 1,26 m Chọn B Câu 32: 13

FI CI A

Cách giải: Đáp án C + Biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng n1sini = n2sin r, như vậy ánh sáng nào có chiết suất lớn thì góc lệch sẽ nhỏ + Chiết suất của nước giảm dần từ tím đến đỏ vậy góc lệch sẽ tăng dần từ tím đến đỏ Câu 33: Cách giải: + Từ biểu thức tính khoảng vân Dλ al 1, 000.2, 000 l = 5i = 5 λ = λ = = 0, 4 µ m a 5D 5.1000, 00

+ Sai số tuyệt đối Lấy loga cơ số e hai vế biểu thức λ , ta thu được: ln λ = ln α + ln l − 5lnD

Câu 34: Cách giải: Định luật khúc xạ ánh sáng

KÈ

QU Y

  sin i  3 rd = arcsin   = arcsin 3   nd  n1 sin i = n2 s inr    sin i  3  = arcsin = arcsin r   t  3, 2  nt  

ƠN

0, 01   ∆a ∆l 5∆D   0, 005 0, 004  ∆λ = λ =  + + + +5  = 0, 4   = 0, 01808µ m 2 1  l D   a  1

Từ hình vẽ ta thấy rằng L = h ( tanrd − tan rt ) ; d = L sin 30  h =

L sin 30 = 150mm ( tanrd − tan rt )

DẠ

Câu 35: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 2 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2 <=> k1.λ1 = k2.λ2 Cách giải: Giữa hai vân trùng màu với vân trung tâm có 3 vân sáng màu cam, chứng tỏ rằng vị trí trùng nhau gần nhất của hai bức xạ ứng với vân sáng bậc 4 của bức xạ cam + Từ điều kiện trùng nhau của hai hệ vân ta có: 14

λ1 k2 k λ k .0, 48 =  λ2 = 1 1 = 1 = 0,12k1 ( µ m) λ2 k1 k2 4 0, 59 ≤ λ2 ≤ 0, 65  λ2 = 0, 6 µ m

FI CI A

Chọn A Câu 36: Phương pháp: Khoảng vân i = λD/a là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp. Cách giải:

k1λ1 = k2 λ2 ⇔

0,5.1 = 0, 25mm a 2 Khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 5 ở hai bên vân trung tâm là: d = 3i + 5i = 8i = 2 mm Chọn B Câu 37: Phương pháp: Áp dụng công thức tính khoảng vân và lí thuyết khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp bằng khoảng vân i Cách giải: 3, 6 Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm = 4i => khoảng vân i = = 0,9mm 4 ia 0,9.1 Bước sóng λ = = = 0, 6( µ m) D 1,5

λD

ƠN

Khoảng vân: i =

QU Y

Chọn D Câu 38: Phương pháp: Áp dụng lí thuyết về giao thoa sóng ánh sáng, công thức tính khoảng vân i = λD/a Cách giải: x λD + Khi chưa dịch màn M: xM = 2i  i = M = (1) 2 a xM λ ( D + 40 ) = (2) a 1,5

+ Khi dịch màn M ra xa một đoạn 40 cm: xM = 1,5i ' → i ' =

KÈ

xM D + 40 i ' 1,5 4 = = = → D = 120(cm) Từ (1) và (2) ta có: D i xM 3 2

xM λ ( D − 40 ) = (3) k a

+ Khi dịch màn M lại gần một đoạn 40 cm: xM = ki ''  i '' =

DẠ

xM i '' D − 40 2 2 Từ (1) và (3) ta có: = = = k = k =3 x i D 3 k M 2 Vậy tại M có vân sáng bậc 3 Chọn A Câu 39: 15

Cách giải:

λtoi = BCNN ( λ1 , λ2 ) = BCNN ( 375, 225 ) = 1125

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Hai vân tối liên tiếp là từ 1125 đến 3.1125=3375 Trong khoảng đó có: 3 vân sáng đỏ: 2,3,4; 5 vân sáng lam: 3,4,5,6,7 Tuy nhiên vân 3 đỏ trùng vân 5 lam nên chỉ có 2 vân sáng đỏ và 4 vân sáng lam Câu 40: Cách giải: Phương pháp: Áp dụng công thức tính khoảng vân Cách giải Áp dụng công thức tính khoảng vân ta có λD 3,3.a x = ki = k = 3, 3  k = ; ( 0, 4 µ m ≤ λ ≤ 0, 75µ m ) thay vào biểu thức ta thu được 4 giá trị của k a λD thỏa mãn vậy có 4 bức xạ cho vân sáng tại đó

20 bài tập trắc nghiệm lượng tử ánh sáng Mức độ 2: Thông hiểu (Có lời giải chi tiết)

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 1: Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng A. ánh sáng giải phóng các electron liên kết trong khối bán dẫn. B. ánh sáng làm bật các électron ra khỏi bề mặt kim loại. C. bức xạ electron ra khỏi bề mặt kim loại khi bị nung nóng . D. tăng số hạt tải điện của bán dẫn khi bị nung nóng. Câu 2: Nếu ánh sáng kích thích là ánh sáng màu lam thì ánh sáng huỳnh quang không thể là A. ánh sáng đỏ. B. ánh sáng vàng. C. ánh sáng chàm D. ánh sáng lục. Câu 3: Hiện nay đèn LED được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử đèn quảng cáo, đèn giao thông, trang trí nội thất... Nguyên lý hoạt động của đèn LED dựa vào hiện tượng A. điện phát quang C. hóa phát quang B. quang phát quang D. catốt phát quang Câu 4: Pin quang điện biến đổi trực tiếp A. điện năng thành quang năng C. nhiệt năng thành điện năng B. quang năng thành hóa năng. D. quang năng thành điện năng. Câu 5: Một chất có khả năng phát ra ánh sáng phát quang với tần số 6.1014Hz. Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào dưới đây để kích thích thì chất này không thể phát quang? A. 0,38 μm. B. 0,40 μm. C. 0,55 μm D. 0,45 μm. Câu 6: Trong chân không, ánh sáng vàng có bước sóng là 0,589μm. Năng lượng của photôn ứng với ánh sáng này có giá trị là A. 4,2Ev B. 2,1eV C. 0,2eV D. 0,4eV Câu 7: Tia laze có tính đơn sắc rất cao vì các photon do laze phát ra có A. độ sai lệch tần số rất lớn C. độ sai lệch năng lượng là rất lớn B. độ sai lệch bước sóng là rất lớn D. độ sai lệch có tần số là rất nhỏ Câu 8: Trong nguyên tử Hiđrô, bán kính Bo là r0 =5,3.10-11m. Bán kính quỹ đạo dừng của trạng thái kích thích thứ 3 là A. 132,5.10-11m. B. 21,2.10-11 m. C. 84,8.10-11 m. D. 47,7.10-11 m. Câu 9 (ID:257997)Công thoát electron của một kim loại có giá trị 6,21eV, giới hạn quang điện của kim loại đó là A. 0,12μm. B. 0,42μm C. 0,32μm. D. 0,20μm Câu 10 (ID:257998)Trong mô hình nguyên tử Hiđrô của Bo, với r0 là bán kính Bo thì bán kính quỹ đạo dừng của êlectrôn tương ứng với trạng thái của M là A. 12r0. B. 9r0. C. 16r0. D. 3r0. Câu 11: Khi hiện tượng quang dẫn xảy ra, trong chất bán dẫn có các hạt tham gia vào quá trình dẫn điện là: A. electron và lỗ trống mang điện dương C. chỉ gồm electron B. electron và các ion dương D. electron và hạt nhân Câu 12: Trong quang phổ của nguyên tử Hidro, vạch đỏ Hα vạch lam H β có bước sóng lần lượt là λ1 và

λ2 . Bức xạ có bước sóng λ = λ1λ2 (λ1 − λ2 ) thuộc dãy A. Pasen.

C. Banme, trong vùng nhìn thấy. 1

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

B. Laiman. D. Banme, trong vùng ngoại tử. Câu 13: Công thoát của êlectron khỏi đồng là 6,625.10-19 J. Cho h = 6,625.10-34J.s; c = 3.108 m / s,giới hạn quang điện của đồng là A. 0,30μ m. B. 0,65 μ m. C. 0,15 μm. D. 0,55 μ m. Câu 14: Chiếu một bức xạ đơn sắc có bước sóng λ vào một đám khí thì thấy đám khí đó phát ra bức xạ hỗn tạp gồm ba thành phần đơn sắc có các bước sóng λ1=0,1026µm, λ3=0,6563µm và λ1< λ2< λ3. Bước sóng λ2có giá trị là A. 0,1216µm. B. 0,6540µm. C. 0,5630µm. D. 0,1212µm. Câu 15: Một đám nguyên tử Hiđrô đang ở trạng thái dừng có mức năng lượng En ( n = 4) khi chúng chuyển về trạng thái cơ bản có thể phát ra nhiều nhất bao nhiêu bức xạ đơn sắc? A. 3 B.6 C. 10 D.15 Câu 16: Công thoát electron của một kim loại là A = 7,64.10-19J. Giới hạn quang điện của kim loại này có giá trị là A. 260nm B. 330nm C. 550nm D. 420nm Câu 17: Trong y học, laze không được ứng dụng để A. phẫu thuật mạch máu. C. phẫu thuật mắt. B. chữa một số bệnh ngoài da. D. chiếu điện, chụp điện. Câu 18: Một chất huỳnh quang khi bị kích thích bởi chùm sáng đơn sắc thì phát ra ánh sáng màu lục. Chùm sáng kích thích có thể là chùm sáng A. màu vàng. B. màu đỏ. C. màu cam. D. màu tím. Câu 19: Trong chân không, một ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Gọi h là hằng số Plăng, c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng đơn sắc này là λ λc λh hc A. B. C. D. hc h c λ Câu 20: Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô tồn tại ở các trạng thái dừng có năng lượng tương ứng là EK = − 144E, EL = − 36E, EM = − 16E, EN = − 9E,... (E là hằng số). Khi một nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng EM về trạng thái dừng có năng lượng EK thì phát ra một phôtôn có năng lượng A. 135E. B. 128E. C. 7E. D. 9E.

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT 2.C

3.A

4.D

5.C

6.B

7.D

8.C

9.D

10.B

11.A

12.A

13.A

14.A

15.B

16.A

17.D

18.D

19.D

20.B

FI CI A

1.B

QU Y

ƠN

Câu 1 Cách giải: Đáp án B Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại Câu 2 Cách giải: Đáp án C Bước sóng của ánh sáng huỳnh quang không thể ngắn hơn bước sóng của ánh sáng kích thích nên khi chiếu ánh sáng lam ta không thể thu được ánh sáng huỳnh quang màu chàm Câu 3 Cách giải: Đáp án A + Đèn LED hoạt động dựa trên hiện tượng điện phát quang Câu 4 Cách giải: Đáp án D Pin quang điện biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng. Câu 5 Cách giải: Đáp án C Theo định luật Stốc về hiện tượng quang – phát quang thì ánh sáng phát quang luôn có bước sóng dài hơn (tức là có tần số nhỏ hơn) so với ánh sáng kích thích Câu 6 hc Cách giải: Áp dụng công thức ε = hf = = 2,1eV λ Câu 7 Đáp án D Câu 8 Phương pháp: dùng công thức tính bán kính quỹ đạo dừng theo tiên đề Bo Cách giải: Trạng thái kích thích thứ 3 ứng với quỹ đạo dừng N (K,L,M,N).

KÈ

Tức là n = 4. Vậy bán kính là : rN = 4 2.r0 = 16.5,3.10 −11 = 84,8.10 −11 m Câu 9 Phương pháp: sử dụng công thức tính công thoát

hc 6, 625.10−34.3.108 = = 0, 2µ m A 6, 21.1, 6.10−19

Cách giải: λ0 =

DẠ

Câu 10 Cách giải: Theo thứ tự các bán kính quỹ đạo tên K, L , M ứng với 1,2,3. Vậy rM = 32.r0 = 9r0

Câu 11: Đáp án A 3

Câu 12 Phương pháp: sử dụng tiên đề về sự hấp thụ và phát xạ photon của Bo Cách giải:

λ1

= EM − EL ;

λ2

= EN − EL 

λ1λ2 1 1 1 mà  = − λ1 − λ2 λ λ2 λ1 = E N − EM =

λ2

−

λ1



λ2

−

λ1

Bức xạ đầu tiên Thuộc dãy Pasen . Câu 13 Cách giải:Giới hạn quang điện của đồng được xác định bởi biểu thức:

hc 6,625.10−34.3.108 = = 3.10−7 m = 0,3µ m A 6, 625.10−19

λ=

FI CI A

Ta có λ =

ƠN

Câu 14: Đáp án A Câu 15 Phương pháp: sử dụng tiên đề về bức xạ và hấp thụ năng lượng của Bo Cách giải:Từ trạng thái có mức năng lượng ứng với thứ tự n = 4 thì có các số bức xạ đơn sắc như hình vẽ, mỗi dịch chuyển năng lượng ứng với 1 bức xạ

QU Y

Như vậy co 6 dịch chuyển khả dĩ ứng với 6 bức xạ. Câu 16:

Cách giải: Giới hạn quang điện được xác định bởi biểu thức λ0 =

hc 6, 625.10−34.3,108 = = 260nm A 7, 64.10−19

DẠ

KÈ

Câu 17: Cách giải:Đáp án D Phương pháp: Ứng dụng của laze Trong y học, laze không được ứng dụng để chiếu điện, chụp điện Câu 18 Cách giải: Đáp án D Phương pháp : Sử dụng lí thuyết về sự phát quang Bước sóng của ánh sáng phát quang luôn lớn hơn bước sóng của ánh sáng kích thích. Ánh sáng phát ra là ánh sáng màu lục thì chùm sáng kích thích có thể là chùm sáng màu tím Câu 19 Cách giải: Đáp án D hc Phương pháp : Sử dụng công thức tính năng lượng photon ε = λ Câu 20 4

Phương pháp: Áp dụng tiên đề Bo về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử Cách giải: Khi một nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng EM về trạng thái dừng có năng lượng EK thì phát ra một phôtôn có năng lượng ε = E M − E K = −16E − (−144E) = 128E

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Chọn B

20 bài tập trắc nghiệm lượng tử ánh sáng Mức độ 3: Vận dụng - đề 2 (Có lời giải chi tiết)

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Câu 1: Trong chân không, ánh sáng có bước sóng là 0,689μm. Năng lượng của photôn ứng với ánh sáng này có giá trị là A. 0,4 eV B. 0,2V. C. 1,8eV. D. 2,1eV. Câu 2: Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Khi êlectron chuyển động trên quỹ đạo tròn thì tương đương như một dòng điện tròn. Tỉ số cường độ dòng điện tròn của êlectron khi nguyên tử ở quỹ đạo dừng M và K là A. 1/3 B. 1/9 C. 1/27 D. 1/81 -34 Câu 3: Giới hạn quang điện của PbSe là 5,65 μm. Cho h = 6,62.10 J.s; c =3.108 m/s; e = 1,6.10-19 C. Năng lượng kích hoạt (năng lượng cần để giải phóng một êlectron liên kết thành êlectron dẫn) của chất đó là A. 0,22 eV B. 3,51 eV. C. 0,25 eV. D. 0,30 eV. Câu 4: Trong ống Culítgiơ (ống tia X), hiệu điện thế giữa anôt và catốt là 3,2 kV. Biết rằng độ lớn vận tốc cực đại của êlectron đến anôt bằng 103 lần độ lớn vận tốc cực đại của êlectron bứt ra từ catôt. Lấy e = 1,6.10-19 C; me =9,1.10-31 kg. Tốc độ cực đại của êlectron khi bứt ra từ catôt là A. 23,72 km/s. B. 57,8 km/s. C. 33,54 km/s D. 1060,8 km/s. Câu 5: Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo N sang quỹ đạo L thì lực hút giữa êlectron và hạt nhân A. giảm 16 lần. B. tăng 16 lần C. giảm 4 lần. D. tăng 4 lần. Câu 6: Cho nguồn laze phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45µm với công suất 1,2W. Trong mỗi giây, số photon do chùm sáng phát ra là A. 4,42.1012 photon/s C. 2,72.1012 photon/s B. 4,42.1018 photon/s D. 2,72.1018 photon/s Câu 7: Một ống Rơn-ghen trong mỗi giây bức xạ ra N = 3.1014 phôtôn. Những phôtôn có năng lượng trung bình ứng với bước sóng 10-10 m. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu ống là 50kV. Cường độ dòng điện chạy qua ống là 1,5 mA. Người ta gọi tỉ số giữa năng lượng bức xạ dưới dạng tia Rơn-ghen và năng lượng tiêu thụ của ống Rơn-ghen là hiệu suất của ống. Hiệu suất này xấp xỉ bằng: A. 0,2%. B. 60%. C. 0,8%. D. 3%. Câu 8: Lần lượt chiếu ánh sáng màu tím có bước sóng 0,39µm và ánh sáng màu lam có bước sóng vào một mẫu kim loại có công thoát là 2,48eV. Ánh sáng nào có thể gây ra hiện tượng quang điện? A. Chỉ có màu lam. C. Cả màu tím và màu lam. B. Cả hai đều không D. Chỉ có màu tím. Câu 9: Chiếu một bức xạ có bước sóng 0,48 µm lên một tấm kim loại có công thoát là 2,4.10-19J. Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và cho chúng đi vào không gian có điện trường đều, theo hướng vectơ cường độ điện trường. Biết cường độ điện trường có giá trị 1000V/m. Quãng đường tối đa mà electron chuyển động được theo chiều vectơ cường độ điện trường là: A. 0,83cm B. 1,53cm C. 0,37cm D. 0,109cm Câu 10: Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo, khi êlectron trong nguyên tử chuyển động tròn đều trên quỹ đạo dừng M thì có tốc độ v (m/s). Biết bán kính Bo là r0. Nếu êlectron chuyển động trên một quỹ đạo dừng với thời gian chuyển động hết một vòng là 1

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

(s) thì êlectron này đang chuyển động trên quỹ đạo A. P B. N C. M D. O Câu 11: Giới hạn quang điện của đồng là 0,30 μn. Trong chân không, chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng λ vào bề mặt tấm đồng. Hiện tượng quang điện không xảy ra nếu λ có giá trị là A. 0,40 μm. B. 0,20 μm. C. 0,25 μm. D. 0,10 μm. -34 Câu 12: Giới hạn quang dẫn của một chất bán dẫn là 1,88 μm. Lấy h = 6,625.10 J.s; c = 3.108 m/s và 1 eV = 1,6.10-19 J. Năng lượng cần thiết để giải phóng một êlectron liên kết thành êlectron dẫn (năng lượng kích hoạt) của chất đó là A. 0,66.10-3 eV. B. 1,056.10-25 eV. C. 0,66 eV. D. 2,2.10-19 eV. Câu 13: Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Electron trong nguyên tử chuyển từ quỹ đạo dừng m1 về quỹ đạo dừng m2 thì bán kính giảm 27r0 (r0 là bán kính Bo), đồng thời động năng của êlectron tăng thêm 300%. Bán kính của quỹ đạo dừng m1 có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 60r0. B. 50r0 C. 40r0. D. 30r0. Câu 14: Trong y học, người ta dùng một laze phát ra chùm sáng có bước sóng λ để "đốt" các mô mềm. Biết rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích 4 mm3 thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của 3.1019 phôtôn của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn 1 mm3 mô là 2,548 J. Lấy h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s. Giá trị của λ là A. 496 nm B. 675 nm. C. 385 nm. D. 585 nm. Câu 15: Trong y học, người ta dùng một laze phát ra chùm sáng có bước sóng λ để “đốt” các mô mềm. Biết rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích 6mm3 thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của 45.408 phôtôn của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn 1 mm3mô là 2,53 J. Lấy h =6,625.10-34 J.s. Giá trị của λ là A. 589 nm. B. 683 nm. C. 485 nm. D. 489 nm. Câu 16: Biết rằng trên các quỹ đạo dừng của nguyên tử hiđrô, electron chuyển động tròn đều dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân và electron. Khi electron chuyển động trên quỹ đạo dừng K chuyển lên chuyển động trên quỹ đạo dừng M thì có tốc độ góc đã A. tăng 8 lần. B. tăng 27 lần. C. giảm 27 lần. D. giảm 8 lần. Câu 17: Giới hạn quang điện của natri là 0,5µm. Công thoát electron khỏi đồng và công thoát electron của natri khác nhau 1,67 lần. Giới hạn quang điện của đồng là: A. 0,40µm B. 0,30µm C. 0,84µm D. 0,60µm Câu 18: Trong ống Cu-lít-giơ, electron của chùm tia catot khi đến anot (đối catot) có vận tốc cực đại là 6,6.107 m.s-1. Biết rằng năng lượng của mỗi phô tôn chùm tia X có được là nhờ sự chuyển hóa một phần động năng của electron. Lấy me=9,1.10-31 kg. Bước sóng ngắn nhất của tia X phát ra từ ống này là A. 0,1nm B. 1nm C. 1,2pm D. 12pm Câu 19: Khi electron ở các quỹ đạo bên ngoài chuyển về quỹ đạo k, các nguyên tử Hiđro phát ra các photon mang năng lượng từ 10,2eV đến 13,6eV. Lấy h=6,625.10-34J.s, c=3.108m/s, e=1,6.10 -19C. Khi các electron ở các quỹ đạo bên ngoài chuyển về quỹ đạo L, các nguyên từ phát ra các photon có bước sóng lớn nhất ứng với bước sóng A. 122nm B. 91,2nm C. 365nm D. 656nm Câu 20: Một ống Cu-lít-giơ (ống tia X) đang hoạt động, hiệu điện thế giữa anôt và catôt là 11 kV. Bỏ qua tốc độ đầu của êlectron phát ra từ catôt. Lấy e = 1,6.10–19 C và me = 9,1.10–31 kg. Tốc độ của êlectron khi đến anôt (đối catôt) bằng A. 4,4.106 m/s. B. 6,22.107 m/s. C. 6,22.106 m/s. D. 4,4.107 m/s. 2

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT 2.A

3.A

4.C

5.B

6.D

7.C

8.C

9.D

10.A

11.A

12.C

13.C

14.D

15.A

16.C

17.B

18.A

19.D

20.B

FI CI A

Câu 1 Phương pháp: sử dụng công thức Plang Cách giải:

6, 625.10−34.3.108 = 28,85.10 −20 J = 1,8eV 0, 689.10−6

Ta có

ƠN

Câu 2 Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về mẫu nguyên tử Bo Cách giải: Các electron chuyển động tròn dưới tác dụng của lực Culong

Áp dụng công thức tính lượng tử năng lượng: ε = hf =

1.C

ke2 ke 2 2 = m ω r  ω = r2 mr

được tính theo công thức I =

e e e = ω= T 2π 2π

Khi ta coi chuyển động của electron giống như một dòng điện tròn thì cường độ dòng điện tròn ke 2 mr

IM r 1 1 = K = 2 = IK rM 3 3 Chọn A Câu 3

QU Y

Do đó ta có tỉ số cường độ dòng điện khi electron chuyển động trên quỹ đạo dừng M (n = 1)và K (n=1) và

Cách giải: Đáp án A.

Phương pháp: Áp dụng công thức tính công thoát E = A =

KÈ

+ Năng lượng kích hoạt của chất là E = A =

λ0

6, 625.10−34.3,108 = 3, 52.10−20 J = 0, 22eV −6 5, 65.10

DẠ

Câu 4 Phương pháp: Áp dụng định lý động năng cho chuyển động của e từ catot đến anot 2 1 1 E da = E dc + A ↔ m (103 v 0 ) = mv 02 + qU 2 2 Cách giải: Đáp án C. Với là vận tốc của electron bức ra khỏi catot => vận tốc của electron khi đến anot là 103v0 Áp dụng định lý động năng cho chuyển động của electron từ catot đến anot. 3

E da = E dc + A ↔

2 1 1 2qU 2.1, 6.10−19.3, 2.103 m (103 v 0 ) = mv 20 + qU → v 0 = = = 33,54km / s. 2 2 m (106 − 1) 9,1.10−31 (106 − 1)

Fn = k

q2r 1 với rn = n 2 r0 → Fn ∼ 4 2 r0 n

Ta có: P = N λ ε = N λ

 Nλ =

Pλ 1, 2.0, 45.10−6 = = 2, 72.1018 8 −34 hc 6, 625.10 .3.10

Công suất của ống là: PRG = 3.1014.

= 3.1014.

6, 625.10−34.3.108 = 0, 59625W 10−10

PRG 0,59625 .100% = .100 = 0,8% Pu 75

Vậy hiệu suất của ống là: H =

ƠN

Câu 7 Phương pháp: Sử dụng công thức tính hiệu suất Cách giải: Ta có công suất tiêu thụ của ống là: Pu = U.I = 50.103.1,5.10-3 = 75W

Câu 6 Phương pháp: Công suất của nguồn P = N.ε (N là số photon phát ra trong 1s) Cách giải:

FI CI A

Câu 5 Cách giải: Đáp án B. + Lực hút tính điện giữa electron và hạt nhân nguyên tử Hidro khi nguyên tử ở trạnh thái kích thứ n:

QU Y

Câu 8 Phương pháp: Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện λ ≤ λ0 Cách giải: Giới hạn quang điện của kim loại: λ0 =

hc 6, 625.10−34.3.108 = = 0, 5µ m A 2, 48.1, 6.10−19

Bước sóng của ánh sáng tím và lam đều nhỏ hơn giới hạn quang điện  khi chiếu vào kim loại đều gây ra hiện tượng quang điện. Câu 9: Phương pháp:Sử dụng công thức Anh-xtanh và định lí biến thiên động năng Cách giải:

KÈ

Áp dụng Định luật Anhxtanh về quang điện:

= A + Wd 0 → Wd0 =

− A = 1, 74.10−19 (J)

Khi chuyển động trong điện trường do lực cản của điện trường nên electron dừng lại sau khi đi được quãng đường s. W Áp dụng định lí biến thiên động năng có: A F = ∆Wd → −qE.s = 0 − Wd0 → s = d0 = 1, 09.10−3 m qE

DẠ

Câu 10: Cách giải: Đáp án A Phương pháp: Tiên đề về trạng thái dừng của nguyên tử - Mẫu nguyên tử Bo

Khi electron chuyển động trên các quỹ đạo dừng khác nhau thì lực Cu Lông đóng vai trò là lực hướng mv 2 kq 2 = 2 v r r * Thời gian electron chuyển động hết 1 vòng chính là chu kì (Xét trên quỹ đạo dừng bất kì nào đó ta chưa biết). 2π r 144π r0 v T= = ⇔ n 2 r0 = .72r0 = n 3 = 72n M = 72.3  n = 6 v vM vM

FI CI A

tâm. Do đó ta có

Câu 13 Cách giải:

ƠN

Câu 12 Cách giải:Đáp án C Phương pháp : Áp dụng công thức tính công thoát hc Ta có A = = 0, 6607eV

n = 6 tương ứng với electron chuyển động trên quỹ đạo P Câu 11 Cách giải: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng lí thuyết định luật về giới hạn quang điện Để xảy ra hiện tượng quang điện thì ánh sáng kích thích phải có bước sóng ngắn hơn giới hạn quang điện  λ = 0, 4 µ m không có khả năng gây ra hiện tượng quang điện

Phương pháp : Sử dụng tiên đề về trong thái dừng và công thức tính động năng Wd = Cách giải:

mv 2 2

QU Y

Động năng tăng lên 4 lần  v 2 = 2v1

1 v 2 r 1 r2 − r1 = 2,7r0 r1 = 36r0 Kết hợp với v 2 ∼  22 = 1 =  → r v1 r2 4 r2 = 9r0

 λ = np.

KÈ

Câu 14 Phương pháp : Công thức tính năng lượng ánh sáng Cách giải: Năng lượng cần để đốt mô mềm là: E = 2,548.4 = 10,192 J hc Năng lượng này do photon chùm laze cung cấp E = n p .

−34

hc 6, 625.10 .3.10 = 3.1019. = 5,85.10−7 m = 585nm E 10,192

DẠ

Câu 15 Phương pháp : Công thức tính năng lượng ánh sáng Cách giải: Năng lượng cần để đốt mô mềm là : E = 2,53.6 =15,18 J hc Năng lượng này do photon chùm laze cung cấp E = n p .

 λ = np.

hc 6, 625.10−34.3.108 = 45.1018. = 589,1798.10−9 m = 589nm E 15,18

FC = Fht =

FI CI A

Câu 16 Phương pháp: Đối với chuyển động của electron trong nguyên tử Hidro, lực Culong đóng vai trò là lực hướng tâm ke 2 mv 2n = rn2 rn

Sử dụng công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v n = ωn .rn

Cách giải: Đối với chuyển động của electron trong nguyên tử Hidro, lực Culong đóng vai trò là lực hướng tâm. 3

 12 r0   rK  ke 2 v2 ke2 ke 2 ωM 1 Ta có: F = 2 = m  2 = mω 2 r  ω =  = =  3  =   3 ωK r r r r 27  rM   3 r0 

ƠN

Chọn C Câu 17 Cách giải: Đáp án B Chỉ cần nhớ bảng giới hạn quang điện của kim loại ta có thể chọn ngay là đáp án B 0, 5 Giới hạn quang điện của đồng nhỏ hơn giới hạn quang điện của Natri, lập tỷ số = 0, 299 1, 67

 ε ≤ Wdc ⇔

≤

QU Y

Câu 18 Phương pháp: Sử dụng công thức tính năng lượng của photon ε = hc/λ Cách giải: Năng lượng của mỗi phôtôn chùm tia X có được là nhờ sự chuyển hóa một phần động năng của electron

mv 2 2hc λ≥ = 10−10 m = 0,1nm 2 2 mv

Cách giải: Ta có:

KÈ

E mn = E m − E n =

Chọn A Câu 19 Phương pháp: Áp dụng tiên đề Bo về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử

= E3 − E 2 =

13, 6.1, 6.10−19 13, 6.1, 6.10−19 −  λ = 6,576286.10 −7 m 2 2 2 3

DẠ

Chọn D Câu 20 Phương pháp: Định lí động năng: Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật. Công của lực điện: A = qU Cách giải:

Áp dụng công thức:

1 mv 2 = e U  v = 6, 62.107 m / s 2

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Chọn B

20 bài tập trắc nghiệm lượng tử ánh sáng Mức độ 3: Vận dụng (Có lời giải chi tiết)

Câu 1 Gọi năng lượng của photon ánh sáng đỏ, photon hồng ngoại và photon tử ngoại lần lượt là ε1 ; ε 2 A. ε 3 , ε1 , ε 2 .

B. ε 2 , ε1 , ε 3 .

FI CI A

và ε 3 là C. ε 2 .ε 3 , ε1.

D. ε 3 , ε 2 .ε1.

KÈ

QU Y

ƠN

Câu 2 Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được xác định bằng biểu thức 13, 6 E n = − 2 (eV)(n = 1, 2,3,...). Cho hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s. Nếu nguyên tử hiđrô hấp thụ n mộtphôtôn có năng lượng 2,55 eV thì tần số lớn nhất của bức xạ mà nguyên tử hiđrô đó có thể phát ra A. 3,08.1015J B. 2,46.1015J C. 6,16.1015J D. 2,06.1015J Câu 3 Hiện tượng quang dẫn xảy ra đối với A. chất bán dẫn B. kim loại C. điện môi D. chất điện phân Câu 4 Mức năng lượng các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi biểu thức: 13, 6 E n = − 2 (eV)(n = 1, 2,3,...). Khi kích thích nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng thái n kích thích sao cho bán kính quỹ đạo dừng tăng 25 lần. Khi chuyển về quỹ đạo bên trong, nguyên tử hiđrô có thể phát ra phôtôn có bước sóng ngắn nhất bằng A. 95,1 nm. B. 43,5 nm. C. 12,8 nm. D. 10,6 nm Câu 5 Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Một đám nguyên tử đang ở một trạng thái dừng được kích thích chuyển lên trạng thái dừng thứ m sao cho chúng có thể phát ra tối đa 3 bức xạ. Lấy r0 = 5,3.1011 m. Bán kính quỹ đạo dừng m là A. 47,7.10-11 m. B. 15,9.10-11 m C. 10,6.10-11 m. D. 21,2.10-11 m. Câu 6 Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Lấy r0 = 5,3.10-11 m, k = 9.109 Nm2/c, e = 1,6.10-19 C. Khi hấp thụ năng lượng êlectron chuyển từ trạng thái cơ bản lên quỹ đạo M. Động năng của êlecton A. tăng một lượng 12,075eV. C. giảm một lượng 12,075Ev. B. giảm một lượng 9,057eV. D. tăng một lượng Câu 7 Theo mẫu nguyên tử Bo thì trong nguyên tử hiđrô, bán kính quỹ đạo dừng của electron trên các quỹ đạo là rn = n2r0, với r0 = 0,53.10-10m; n = 1,2,3,… là các số nguyên dương tương ứng với các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử. Gọi v là tốc dộ của electron trên quỹ đạo K. Khi nhảy lên quỹ đạo M, electron có tốc độ bằng v v v A. B. C. 3v D. 9 3 3

DẠ

Câu 8 Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử Hiđrô được xác định bằng biểu thức 13, 6 E n = − 2 (eV)(n = 1, 2,3,...). Ở trạng thái dừng này, electron trong nguyên tử chuyển động trên quỹ đạo n dừng có bán kính rn = n2r0 với r0 là bán kính Bor. Nếu một nguyên tử hiđrô hấp thụ một photôn có năng lượng 2,856 eV thì bán kính quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử đó sẽ tăng lên A. 2,25 lần B. 9,00 lần C. 6,25 lần D. 4,00 lần Câu 9 Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Khi electron trong nguyên tử chuyển động tròn trên quỹ đạo dừng O thì có tốc độ v/5 (m/s). Biết bán kính Bo là r0. Nếu electron chuyển động trên một quỹ

đạo dừng với thời gian chuyển động hết một vòng là

128π r0 (s) thì electron này đang chuyển động trên v

QU Y

ƠN

FI CI A

quỹ đạo A. O B. M C. P D. N Câu 10 Theo mẫu nguyên tử Bo về nguyên tử hiđrô, coi êlectron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân dưới tác dụng của lực tĩnh điện giữa êlectron và hạt nhân. Các mức năng lượng trong nguyên tử hiđrô 13, 6 được xác định theo công thức E n = − 2 (eV)(n = 1, 2,3,...). Trong đó năng lượng E là tổng động năng n Eđ và thế năng tương tác tĩnh điện giữa electron và hạt nhân Et . Biết Eđ = -Et / 2. Khi đang ở trạng thái cơ bản, nguyên tử hấp thụ một photon và chuyển lên trạng thái kích thích nên động năng giảm đi 10,2 eV. Photon nó đã hấp thụ có năng lượng bằng A. 3,4 eV B. 10,2eV C. 12,09 eV D. 1,51eV Câu 11 Trong mẫu nguyên tử Bo, êlectron trong nguyên tử chuyển động trên các quỹ đạo dừng có bán kính rn = n2r0 (r0 là bán kính Bo, nN*). Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng thứ m về quỹ đạo dừng thứ n thì bán kính giảm bớt 21ro và nhận thấy chu kỳ quay của êlectron quanh hạt nhân giảm bớt 93,6%. Bán kính của quỹ đạo dừng thứ m có giá trị là A. 25r0. B. 4r0. C. 16r0. D. 36r0. Câu 12 Giới hạn quang điện của natri là 0,5µm. Công thoát của kẽm lớn hơn công thoát của natri 1,4 lần. Giới hạn quang điện của kẽm xấp xỉ bằng A. 0, 7 µm B. 0, 9 µm C. 0, 36 µm D. 0, 63 µm Câu 13 Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng 0,26µm thì phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52µm. Giả sử công suất của chùm sáng phát quang bằng 20% công suất của chùm kích thích. Tỉ số giữa số photon ánh sáng phát quang và số photon ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là A. 4/5 B. 1/10 C. 1/5 D. 2/5 Câu 14 Khi electron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng nguyên tử hidro được xác định bởi En = -13,6/n2 (eV), với n thuộc N*. Một đám khí hidro hấp thụ năng lượng chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao nhất là E3 (ứng với quỹ đạo M). Tỉ số giữa bước sóng dài nhất và ngắn nhất mà đám khí trên có thể phát ra là A. 32/5 B. 32/27 C. 27/8 D. 23/3

DẠ

KÈ

Câu 15 Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,4μm vào chất phát quang thì ánh sáng phát quang phát ra có bước sóng 0,6μm. Biết rằng cứ 100photôn chiếu vào thì có 5 photôn phát quang bật ra. Tỉ số giữa công suất của chùm sáng phát quang và công suất của chùm sáng kích thích bằng A. 0,013 B. 0,067. C. 0,033. D. 0,075. Câu 16 Chiếu một bức xạ có bước sóng 0,485μm vào bề mặt catốt kim loạicủa một tế bào quang điện có công thoát A =2,1eV. Hướng êlectron quang điện có vận tốc cực đại vào một điện trường đều và một từ trường đều có cảm ứng từ B = 10-4T thì nó vẫn chuyển động theo một đường thẳng dọc theo trục Ox. Cho rằng năng lượng mà êlectron quang điện hấp thụ từ phôtôn của các bức xạ trên, một phần dùng để giải phóng nó, phần còn lại biến hoàn toàn thành động năng của nó. Biết véc tơ cảm ứng từ song song và hướng dọc theo trục Oz,(Oxyz là hệ trục tọa độ Đềcác vuông góc). Hướng và độ lớn của vectơ cường độ điện trường là? A. Hướng theo trục Oy và có độ lớn 40V/m 2

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

B. Hướng ngược với trục Oy và có độ lớn 40V/m C. Hướng ngược với trục Ox và có độ lớn 40V/m D. Hướng theo trục Oy và có độ lớn 40V/m Câu 17 Câu 18 Biết năng lượng ứng với các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được tính theo biểu E thức E n = 20 ( E0 là hằng số dương, n = 1,2,3,….). Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản. n Khi chiếu bức xạ có tần số fi vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa 3 bức xạ. Khi chiếu bức xạ có tần số f2 = 1,08fi vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa là A. 10 bức xạ. B. 6 bức xạ. C. 4 bức xạ. D. 15 bức xạ. Câu 18 Khi electron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công 13, 6 thức E n = − 2 (eV)(n = 1, 2,3,...). và bán kính quỹ đạo của electron trong nguyên tử hiđrô có giá trị nhỏ n nhất là 5,3.10-11 m. Nếu kích thích nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản bằng cách bắn vào nó một electron có động năng bằng 12,7 eV thì bán kính quỹ đạo của electron trong nguyên tử sẽ tang thêm ∆r. Giá trị lớn nhất của ∆r là A. 51,8.10-11 m. B. 24,7.10-11 m. C. 42,4.10-11 m D. 10,6.10-11 m Câu 19 Theo Borth, trong nguyên tử hiđrô electron chuyển động tròn quanh hạt nhân trên các quỹ đạo dừng dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện. Chuyển động có hướng các điện tích qua một tiết diện là một dòng điện vì thế chuyển động của electron quanh hạt nhân là các dòng điện – gọi là dòng điện nguyên tử. Khi electron chuyển động trên quỹ đạo L thì dòng điện nguyên tử có cường độ I1, khi electron chuyển động trên quỹ đạo N thì dòng điện nguyên tử có cường độ là I2. Tỉ số I1/I2 là. A. ¼ B. 1/8 C. 4 D. 8 Câu 20 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào catốt của tế bào quang điện, để triệt tiêu dòng quang điện thì hiệu điện thế hãm Uh = -1,48 V. Vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron là A. 8,2.105 m/s B. 6,2.105m/s C. 7,2.105m/s D. 5,2.105m/s

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT 2.A

3.A

4.A

5.A

6.C

7.D

8.C

9.D

10.B

11.A

12.C

13.D

14.A

15.C

16.B

17.A

18.C

19.D

20.C

FI CI A

1.B

Câu 1 Cách giải: Đáp án B Câu 2 Cách giải Đáp án A

 ε = hf 4−1  f 4−1 =

ε h

12, 75.1, 6.10 −19 = 3, 079.1015 Hz −34 6, 625.10

 13, 6 13, 6   13, 6 13, 6  E n − E m =  2 − 2  = 2, 55eV = E 4 − E 2  Mức tối đa E 4 − E1 =  2 − 2  = 12, 75eV 4  4   2  1

ƠN

Câu 3 Cách giải: Đáp án A + Hiện tượng quang dẫn xảy ra với chất bán dẫn. Câu 4 Phương pháp: Áp dụng công thức tính bước sóng photon Cách giải:Đáp án A + Bán kính quỹ đạo dừng của electron rn = n2r0, ở trạng thái cơ bản n = 1, để bán kính tăng gấp 25 lần → n = 5. → Bước sóng ngắn nhất mà nguyên tử có thể phát ra ứng với sự chuyển từ mức năng lượng E5 về E1 hc = 96,1nm 13, 6 13, 6  −19  2 − 2  1, 6.10 5   1

QU Y

λmin = Câu 5

Phương pháp: Áp dụng công thức tính bán kính quỹ đạo dừng trong mẫu nguyên tử Bo rm = n 2 r0

DẠ

KÈ

Cách giải: Đáp án A n(n − 1) N= = 3  n = 3  rm = n 2 r0 = 9r0 = 47, 7.10−11 m 2 Câu 6 Phương pháp: Áp dụng mối liên hệ giữa lực hướng tâm và lực Cách giải: Đáp án C

mv 2 1 ke 2  E d = mv 2 = r 2 2r 2  1 ke 2 E d = 2 mv = 2r E ke 2 ke 2 ke 2 E = E + E = − = − = −E d = − t   d t 2 2r r 2r 2 E = ke t  r −13, 6 E d1 − E d 2 = −E1 − ( −E 2 ) = E 2 − E1 = + 13, 6 = 12, 08eV 32 Câu 7 Cách giải: Đáp án D

FI CI A

Fht = FCL ⇔

kính Bo. Như vậy v n ∼

1 . Khi từ quỹ đạo K có n = 1 lên quỹ đạo M có n = 3, tốc độ của electron sẽ tăng n

QU Y

− E 0 −E 0 1   1 − 2 = −E 0 .  2 − 2  2 n m m  n 1 1 21  2− 2 = n m 100 2 2 m −n 21  2 2 = m .n 100  m.n = 10; m 2 − n 2 = 21  m = 5; n = 2 hf = E n − E M =

ƠN

lên 3 lần. Câu 8 Phương pháp: sử dụng các tiên đề của Bo. Cách giải: Khi nguyên tử hấp thụ photon thì nó nhảy từ mức m lên mức n.

Tỉ số bán kính là:

ke 2 ke 2 với r0 là bán = mr mnr02

Tốc độ của êlectrôn trên quỹ đạo dừng bán kính rn được tính bởi công thức v 2n =

52.r0 = 6, 25 22.r0

KÈ

Câu 9 Phương pháp: vận dụng biểu thức lực tính điện, lực hướng tâm, công thức bán kính quỹ đạo của Borh Cách giải: Lực tĩnh điện giữa e và hạt nhân đóng vai trò lực hướng tâm, nên ta có:

k.e 2 m.v 2 k.e 2 k.e2 1 k.e 2 2 =  v =  v = = . r2 r m.r m.n 2 .r0 n m.r0 k.e2 m.r0

DẠ

vk =

1 k.e 2 v k v0 = . = = a(= v / 5) 5 m.r0 5

vn =

v k 5.a v = = n n n 5

Chu kì chuyển động của hạt e trên quỹ đạo là:

2π .n 3 . m.r03 2π r 2π .n 2 .r0 = = v e. k k.e 2 2 m.n .r0

FI CI A

2π .n 2 .r0 2π .n 3 .r0 2π .n 3 .r0 = = n=4 5a 5a v n N = 4 là quỹ đạo dừng N Câu 10 Cách giải: Ta có:

Tn =

E = E d + E t = E d − 2E d = −E d (vì Ed = -Et / 2)

E1 = − E d1 = −13, 6eV; E 2 = − E d 2 =

−13, 6 + 13, 6 = 10, 2eV = hf n2

ƠN

∆E d = −E dn + E d1 =

−13, 6 −13, 6 ; E n = − E dn = 2 2 n2

Ta có: rm − rn = 21r0 ⇔ m 2 − n 2 = 21 2

Câu 11 Cách giải:Đáp án A

 Tm   rm   m 2  e2 v2 m4π 2  2π  Lại có: k 2 = m = mω 2 r = m  .r    =   =  2  (1)  rT= r r ke 2  T   Tn   rn   n  3

Giải (1), (2) ta có: m 2 −

QU Y

 n2   8  T − Tn T 8 n2 4 4 2 Theo đề: m m (2) = 0,936 ⇔ n =  2  =  =  n2 =  2 Tm Tm 125  m   125  m 25 25 4 2 m = 21  m = 5  rm = 52 r0 25

Câu 12 Cách giải:Đáp án C λ hc A Zn λ0− Na Ta có A = = = = 1, 4  0− Na = 0,36 µ m λ A Na λ0− Zn 1, 4

KÈ

Câu 13 Phương pháp: Công suất: P = n.ɛ (n là số photon phát ra trong 1s) Cách giải:

Ppq = 20%.Pkt ⇔ n pq .

λpq

= 0, 2.

λpq n 0, 52 2  pq = 0, 2. = λkt n kt 0, 26 5

Câu 14

DẠ

Phương pháp: E m − E n =

λmn

Cách giải: Bước sóng dài nhất ứng với sự chuyển dời của electron từ mức M về mức N: λ32 6

Bước sóng ngắn nhất ứng với sự chuyển dời của electron từ mức M về mức K: λ31 Ta có:

FI CI A

 hc  −13, 6   −13, 6  E M − E K = λ =  32  −  12      λ32 32  31  =  λ31 5 E − E = hc =  −13, 6  −  −13, 6  L  M λ32  32   22 

Câu 15 Phương pháp: Sử dụng công thức tính công suất Cách giải: hc n1 . Pph n1 .ε1 λph n1.λkt 5.0, 4 = = = = = 0, 033 Pkt n 2 .ε 2 n . hc n 2 .λph 100.0, 6

λkt

KÈ

QU Y

ƠN

Câu 16 Phương pháp: sử dụng quy tắc bàn tay trái, hai lực cân bằng, lực điện Cách giải: Áp dụng quy tắc bàn tay trái thì nhận thấy lực từ tác dụng lên hạt có phương của Oy và có chiều ngược Oy. Mà do hạt vẫn giữ nguyên phương vận tốc Ox, nên lực điện phải cân bằng với lực từ. Lực điện có phương Oy và cùng chiều Oy, Ta có lực điện F = q.E Vì hạt mang điện âm nên có lực điện có chiều ngược với chiều của E. vậy E có phương Oy và chiều ngược với Oy.

1 Áp dụng công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện ta tìm được vận tốc của hạt hf = A + .m.v 2 2 Từ đó áp dụng công thức tính lực điện và lực từ và cho hai lực bằng nhau về độ lớn ta tìm được E => Fd = q.E.Ft = q.v.B  E = 40V / m

DẠ

Câu 17

Phương pháp: Số bức xạ tối đa mà đám nguyên tử phát ra:

n(n − 1) 2

Cách giải: 7

Khi chiếu bức xạ có tần số fi vào đám nguyên tử thì chúng phát ra tối đa 3 bức xạ:

n(n − 1) = 3  n = 3  hf1 = E 3 − E1 (1) 2 Khi chiếu bức xạ có tần số f2 = 1,08 fi thì: hf2 = Ex – E1 (2)

=> Phát ra tối đa:

5(5 − 1) = 10 bức xạ. 2

ƠN

1   E n − E1 = Wd ⇔ 13, 6  1 − 2  = 12, 7  n = 3,89  n 

Câu 18 Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô Cách giải: Áp dụng công thức

FI CI A

E0  E0  1 −− 2  − 2 +1 2 hf E − E1 x  1  Từ (1) và (2)  2 = x ⇔ 1, 08 = ⇔ 1, 08 = x x=5 E0 E E hf1 E3 − E1  0 0  − 2 +1 − 2 −− 2  3 3  1  −



=> electron nhận thêm một lượng động năng để chuyển lên quỹ đạo ứng với n = 3 Bán kính quỹ đạo tăng thêm một lượng ∆r = n 2 r0 − r0 = ( n 2 − 1) r0 = 8.5, 3.10−11 = 42, 4.10−11 m

Chọn C Câu 19 Phương pháp: sử dụng định nghĩa dòng điện, công thức tính lực Cu lông, lực hướng tâm. Cách giải: Trong nguyên tử Hidro chỉ có 1 proton và 1 electron chuyển động quanh hạt nhân, lực điện đóng vai trò k. q.e

m.v 2 k.e 2 v= r m.r

QU Y

lực hướng tâm. Ta có: F =

Mặt khác, dòng điện là dòng điện tích dịch chuyển có hướng và có công thức xác định bằng điện lượng ∆q n.e chuyển qua một tiết diện dây dẫn trong một đơn vị thời gian. I = = t ∆t Với hạt electron, chuyển động tron đều quanh hạt nhân với tốc độ v. điện lượng chuyển qua trong 1 giây tỉ lệ với số lượt e chuyển động 1 vòng quanh hạt nhân.

n.e 1 1 v v 1 k.e2 = f .e = .e = .e = .e = .e = . .e s t T s 2π r 2π r m.r v Các quỹ đạo K, L, M, N ứng với các số thứ tự : n =1,2,3,4. Mà bán kính quỹ đạo được xác định là: rn = n2.R0 Thay các giá trị với quỹ đạo L và quỹ đạo N vào biểu thức, lập tỉ số ta tìm được tỉ số:

KÈ

I=

1 k.e 2 . .e 2π .2 2.R 0 m.22.R 0

I2 =

1 k.e 2 I1 4 2. 42 . .e  = =8 2π .42.R 0 m.42.R 0 I 2 2 2. 22

DẠ

I1 =

FI CI A

2.e. U h 1 2.1, 6.10−19.1, 48 m.v 2  v = = = 721414m / s ≈ 7, 2.105 m / s −31 2 m 9,1.10

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

e. U h =

Câu 20 Phương pháp: sử dụng công thức Anhxtanh Cách giải: áp dụng công thức về hiệu điện thế hãm ta có:

20 bài tập trắc nghiệm hạt nhân nguyên tử - Mức độ 3: Vận dụng - Đề 1 (Có lời giải chi tiết)

FI CI A

Câu 1: Lực tương tác tĩnh điện giữa hai hạt nhân 11 H và 21 D khi chúng ở cách nhau 3nm bằng bao nhiêu?

A. 2,56.10-10 N B. 2,56.10-11 N C. 5,12.10-11 N D. 5,12.10-10 N Câu 2: Nguồn phóng xạ ở nhà máy thép Pomina 3 được dùng đẻ đo mức thép lỏng trên dây chuyền sản 60 27

xuất phôi thép nhờ bức xạ gamma phát ra khi các đồng vị phóng xạ

Co trong nguồn đó phân rã. Biết

chu kì bán rã của Co-60 là 5,27 năm. Sau bao nhiêu năm thì số hạt nhân Co-60 trong nguồn này giảm đi 80%? A. ≈ 12,42 năm B. ≈ 6,42năm C. ≈ 6,21năm D. ≈ 12,24năm 235 92

U . Biết công suất phát điện là 500

Câu 3: Giả sử, một nhà máy điện hạt nhân dùng nhiên liệu urani

MW và hiệu suất chuyển hóa năng lượng hạt nhân thành điện năng là 20%. Cho rằng khi một hạt nhân urani

235 92

U phân hạch thì toả ra năng lượng là 3,2.10-11 J. Lấy và khối lượng mol của

A. 962 kg.

235 92

B. 1121 kg.

Câu 4: Rađi

226 88

U là 235 g/mol.

U mà nhà máy cần dùng trong 365 ngày là

ƠN

Nếu nhà máy hoạt động liên tục thì lượng urani

235 92

C. 1352,5 kg

Ra là nguyên tố phóng xạ α. Một hạt nhân

226 88

D. 1421 kg.

Ra đang đứng yên phóng ra hạt α và biến

Câu 5: Cho phản ứng hạt nhân

12 6

đổi thành hạt nhân con X. Biết động năng của hạt α là 4,8 MeV. Lấy khối lượng hạt nhân (tính theo đơn vị u) bằng số khối của nó. Giả sử phóng xạ này không kèm theo bức xạ gamma. Năng lượng tỏa ra trong phân rã này là A. 269 MeV. B. 271 MeV C. 4,72MeV D. 4,89 MeV C + γ → 3 24 He . Biết khối lượng của

12 6

C và 42 He lần lượt là 11,9970 u và

QU Y

4,0015 u; lấy lu = 931,5 MeV/c2. Năng lượng nhỏ nhất của phôtôn ứng với bức xạ γ để phản ứng xảy ra có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 7 MeV B. 6 MeV C. 9 MeV D. 8 MeV.

Câu 6: Cho rằng một hạt nhân urani

235 92

U khi phân hạch thì tỏa ra năng lượng là 200 MeV. Lấy NA =

6,02.1023 mol-1, 1 eV = 1,6.10-19 J và khối lượng mol của urani

Câu 7: Hạt nhân

B. 10,3.1010 J.

2 g urani phân hạch hết là A. 9,6.1010 J. 235 92

235 92

U là 235 g/mol. Năng lượng tỏa ra khi

C. 16,4.1023 J.

D. 16,4.1010

U có năng lượng liên kết 1784 MeV. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là

KÈ

A. 5,46 MeV/nuclôn. B. 12,48 MeV/nuclôn.

Câu 8: Chất phóng xạ pôlôni

C. 19,39 MeV/nuclôn. D. 7,59 MeV/nuclôn. 210 84

Po phát ra tia α và biến đổi thành chì. Cho chu kì bán rã cùa pôlôni là

DẠ

138 ngày. Ban đầu có một mẫu pôlôni nguyên chất, sau khoảng thời gian t thì tỉ số giữa khối lượng chì sinh ra và khối lượng pôlôni còn lại trong mẫu là 0,6. Coi khối lượng nguyên từ bằng số khối của hạt nhân của nguyên tử đó tính theo đơn vị u. Giá trị của t là A. 95 ngày. B. 105 ngày. C. 83 ngày. D. 33 ngày.

Câu 9: Cho phản ứng hạt nhân: 23 Li + 11 H → 24 He + X. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 mol heli theo phản ứng này là 5,2.1024 MeV. Lấy NA= 6,02.1023 mol-1. Năng lượng tỏa ra của một phản ứng hạt nhân trên là

A. 69,2 MeV. Câu 10: Hạt nhân

17 8

B. 34,6 MeV.

C. 17,3 MeV.

D. 51,9 MeV.

O có khối lượng 16,9947u. Biết khối lượng của prôtôn và notron lần lượt

là 1,0073 u và 1,0087 u. Độ hụt khối của 178 O là

24 11

Na là chất phóng xạ β − với chu kì bán rã 15 h. Ban đầu có một lượng thì sau một khoảng thời

gian bao lâu lượng chất phóng xạ trên bị phân rã 75%? A. 30 h. B. 7h C. 15 h 2 1

D. 22 h

Câu 12:

FI CI A

A. 0,1294 u. B. 0,1532 u. C. 0,1420 u. D. 0,1406 u. Câu 11: Cho rằng khi một hạt nhân urani phân hạch thì tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV. Lấy NA = 6,023.1023 mol-1 , khối lượng mol của urani là 235 g/mol. Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1 kg urani là A. 5,12.1026 MeV. B. 51,2.1026 MeV C. 2,56.1015 MeV. D. 2,56.1016 MeV.

Câu 13 Tính năng lượng tỏa ra khi hai hạt nhân đơteri D tổng hợp thành hạt nhân hêli ( 42 He ). Biết năng lượng liên kết riêng của 21 D là 1,1 MeV/nuclon của 42 He là 7 MeV/nuclon.

B. 23,6 MeV

Câu 14 Chất phóng xạ Iôt

131 53

C. 25,8 MeV.

D. 30,2 MeV

I có chu kì bán rã 8 ngày đêm. Lúc đầu có 200g chất này. Sau 24

ƠN

A. 19,2 MeV.

ngày đêm khối lượng Iôt phóng xạ đã bị biến thành chất khác là: A. 50g B. 175g C. 25g 7 3

1 1

4 2

D. 150g

Câu 15: Phản ứng hạt nhân sau: Li + H → He + He . Biết mLi = 7,0144u; mH = 1,0073u; mHe= 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2. Năng lượng phản ứng tỏa ra là A. 17,42MeV B. 17,25MeV C. 7,26MeV

D. 12,6MeV

QU Y

Câu 16: Hạt nhân A1 X phóng xạ và biến thành một hạt nhân bền A 2 Y . Coi khối lượng của các hạt nhân X, Y tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Biết chất phóng xạ X có chu kì bán rã là T. Ban đầu, có một mẫu X nguyên chất thì sau thời gian 3T, tỉ số giữa khối lượng của chất Y và khối lượng của chất A A A A A. 6 2 B. 5 2 C. 7 2 D. 3 2 A1 A1 A1 A1

Câu 18: Đồng vị

Câu 17 Trong phản ứng hạt nhân 21 H + 21 H → 23 He + 01 n, hai hạt nhân 21 H có động năng như 3 H nhau K1, động năng của hạt nhân 2 và nơtrôn lần lượt là K2 và K3. Hệ thức nào sau đây đúng? A. 2K1 ≥ K2 + K3. B. 2K1 ≤ K2 + K3. C. 2K1 > K2 + K3 D. 2K1 < K2 + K3 238 92

U sau một chuỗi các phân rã thì biến thành chì

KÈ

4,47 tỉ năm. Ban đầu có một mẫu chất

238 92

206 82

Pb bền, với chu kì bán rã T =

U nguyên chất. Sau 2 tỉ năm thì trong mẫu chất có lẫn chì

206

Pb với khối lượng 0,2g. Giả sử toàn bộ lượng chì đó đều là sản phẩm phân rã từ

238

U ban đầu là A. 0,428 g.

B. 4,28 g. A Z

Câu 19: Trong chuỗi phóng xạ G →

DẠ

A. γ , β − , α

A Z +1

B. α , β − , γ

C. 0,866 g. L→

A−4 Z −1

238

U . Khối lượng

D. 8,66 g.

Q : các tia phóng xạ được phóng ra theo thứ tự

C. β − , α , γ

D. β − , γ , α

Câu 20: Hạt nhân 234U đứng yên, phân rã α biến đổi thành hạt nhân X. Biết khối lượng của các hạt nhân m U = 233,9905u, mα = 4,0015u, m X = 229,9838u. Lấy 1u=931,5MeV. Hạt nhân X giật lùi với động

năng bằng 2

B. 4,76 MeV

C. 8,28MeV

D. 47,6keV

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

A. 82,8keV

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ GIẢI CHI TIẾT 2.D

3.A

4.D

5.A

6.D

7.D

8.A

9.C

10.C

11.A

12.A

13.B

14.A

15.A

16.C

17.D

18.C

19.C

20.A

1.B

Ta có F = k.

FI CI A

Câu 1: Phương pháp: sử dụng công thức Cu long Cách giải: −19 q1q 2 9 1, 6.10 = 9.10 . = 2,56.10 −11 N 2 2 − 9 r ( 3.10 )

−t

Cách giải: Áp dụng công thức: N = N 0 .2 T  2 T =

Câu 2: Phương pháp: Sử dụng công thức định luật phóng xạ

N 20 1 = =  t = T.log 2 5 = 12, 24 N 0 100 5

A ct P.t P.t P.t.A = = m= A Tp N.∆E m .N H.N A .∆E A A 6 500.10 .365.86400.235 H= = 961763 ≈ 962kg 0, 2.6, 02.1023.3, 2.10−11

ƠN

Vậy thời gian là 12,24 năm. Câu 3: Phương pháp: Công thức hiệu suất của phản ứng hạt nhân Từ công thức tính hiệu suất ta có

Phương trình phản ứng

226 88

QU Y

Câu 4: Phương pháp: Định luật bảo toàn năng lượng và bảo toàn động lượng trong phản ứng hát nhân Cách giải : Ra → 42 He + 224 86 X

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần và định luật bảo toàn động lượng ta có

∆E = K He + K X m K 4 ∆E = K He + K X   ∆E = K He + He He  ∆E = 4,8 + .4,8 ≈ 4,89MeV  2 2 mX 226 p He = p X ⇔ p He + p X m He K He = m X K X

KÈ

Câu 5: Cách giải: Đáp án A Phương pháp: Năng lượng nhỏ nhất của phôtôn ứng với bức xạ γ để phản ứng xảy ra chinh́ bằng năng lương ̣ thu vào của phản ứng. Để phản ứng trên có thể xảy ra thì năng lượng bức xạ γ tối thiểu là Câu 6:

DẠ

Phương pháp : Sử dụng công thức liên hệ giữa khối lượng và số hạt N =

m NA A

Cách giải : Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1kg Urani Q = N∆E =

m N ∆E = 1, 64.1011 J A A 4

Câu 7: Phương pháp : Công thức tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Cách giải: Đáp án D

W 1784 = ≈ 7, 59149(MeV) A 235

FI CI A

Năng lượng liên kết riêng: ε =

Câu 8: Phương pháp : Áp dụng định luật phóng xạ ánh sáng

m Pb m Po

−t −t     A Pb N 0  1 − 2 T  206.  1 − 2 238  A ∆N  =   = 0, 6  t ≈ 95,15 = Pb = −t −t A P0 ∆N A P0 N 0 2 T 210.2 238

4 206 Cách giải: Phương trình phản ứng 210 84 Po → 2 He + 82 Pb

Cách giải : Phương trình phản ứng: 73 Li + 11 H → 42 He + 42 He

ƠN

Câu 9: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về phương trình phản ứng hạt nhân và công thức liên hệ giữa số hạt và số mol N = n.N A

Từ phương trình phản ứng  X cũng là hạt nhân Heli  Mỗi phản ứng trên cho 2 hạt He vậy 1 mol He

chứa N = n.N A = 1.6, 02.10 23

Khi tổng hợp 6,02.1023 hạt nhân He năng lượng tỏa ra là 5,2.1024 MeV

 Khi tổng hợp 2 hạt nhân He thì năng lượng tỏa ra sẽ là ∆E =

2.5, 2.1024 = 17,3MeV 6, 02.1023

QU Y

Câu 10: Phương pháp: Áp dụng công thức tính độ hụt khối Cách giải:Đáp án C Độ hụt khối: ∆m = ( 8m p + 9m n − m O ) = 0,142u Câu 11: Cách giải:

+ Số hạt nhân Urani trong 1kg: N =

NA =

KÈ

+ Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1kg

1000 .6, 023.10 23 = 25, 63.1024 235

235 92

U là: E = N.200 ≈ 5,13.106 (MeV)

Câu 12: Phương pháp:

Áp dụng công thức tính khối lượng bị phâṇ rã sau phản ứng ∆m = m 0 . (1 − 2− t /T )

Cách giải: Chọn A

DẠ

t −   m 0 1 − 2 T  t ∆m   = 3 ⇔ 1 − 2−15 = 3  t = 30h Theo bài ra tra có: .100% = 75% ⇔ m0 m0 4 4

Câu 13:

Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối để viết phương trình phản ứng Trong đó: Wlkt, Wlks lần lượt là năng lượng liên kết của các hạt trước là sau phản ứng. Cách giải: Chọn B Câu 14:

FI CI A

Năng lượng tỏa ra: ∆E = WlkHe − 2.WlkD = 4.ε He − 2.2ε D = 4.7 − 2.2.1,1 = 23, 6MeV

Áp dụng công thức tính năng lượng tỏa ra của phản ứng hạt nhân: ∆E =  Wlksau − Wlktruoc

Phương pháp: Áp dụng công thức tính khối lượng bị phân rã sau phản ứng ∆m = m 0 . (1 − 2− t /T ) Cách giải: Chọn B Khối lượng Iot sau 24 ngày đêm phóng xạ đã bị biến thành chất khác là:

24 t −  −    ∆m = m 0  1 − 2 T  = 200.  1 − 2 8  = 175g    

Câu 15 Phương pháp:Năng lượng toả ra của phản ứng: ∆E = (m t − ms )c 2 (mt, ms lần lượt là tổng khối

ƠN

lượng các hạt trước và sau phản ứng) Cách giải:

Năng lượng tỏa ra sau phản ứng là ∆E = (m Li + m H − 2m He )c 2 = 17, 42MeV

Chọn A Câu 16: Phương pháp: Khối lượng hạt nhân còn lại: m = m0.2-1/T Khối lượng hạt nhân con được sinh ra: mγ = m 0 .

t −   T 1 − 2    

QU Y

Cách giải: Chọn C

Aγ AX

+ Khối lượng Y sinh ra sau 3T: mγ = m con = m 0 .

A con A (1 − 2−3 ) = m 0 . 2 (1 − 2−3 ) A me A1

+ Khối lượng X còn lại sau 3T: m X = m 0 .2 −3

Tỉ số giữa khối lượng của chất Y và khối lượng của chất X là:

mγ mX

A2 A1

KÈ

Câu 17: Phương pháp: Phản ứng nhiệt hạch: phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ tạo thành hạt nhân nặng hơn Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng tỏa năng lượng: Ks > Kt (Kt, Ks lần lượt là tổng động năng của các hạt trước và sau phản ứng) Cách giải: Chọn D

Phản ứng 21 H + 21 H → 23 He + 01 n là phản ứng nhiệt hạch.

Đây là phản ứng tỏa năng lượng nên: K 2 + K 3 > 2K1

DẠ

Câu 18:

Phương pháp: Áp dụng công thức tính khối lượng chất mới sinh ra mγ = m 0 .

t −  Aγ  T 1 − 2   AX  

Cách giải: Chọn C 6

Khối lượng Pb được tạo thành:

t −  A Pb  m Pb .238 0, 2.238 . 1 − 2 T   m 0U = = = 0,866g t t −  − AU      T 4,47 .206  1 − 2  .206  1 − 2     

FI CI A

m Pb = m 0U .

Câu 19: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về các tia phóng xạ ̣

Tia α cóbản chất là hạt nhân nguyên tử 42 He ; tia β − là các eletron, kí hiệu β − = −01 e ; tia γ là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, là hạt photon có năng lượng cao Sử dụng lí thuyết về các tia phóng xạ Cách giải: AZ G →

A Z +1

L + β −;

L→

A−4 Z −1

Q +α;

A−4 Z −1

Q→

A −4 Z−4

Chọn C Câu 20: Cách giải:

Q +γ

Tính ∆E = (m U − mα − m X ).931, 5MeV = 4,8438MeV

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

k α + k X = 4,8438MeV  Giải hệ  k α 230 tìm được kX = 0,0828MeV = 82,8 keV k = 4  X

20 bài tập trắc nghiệm hạt nhân nguyên tử - Mức độ 3: Vận dụng – Đề 2 (Có lời giải chi tiết) n + 63 Li → 31 H + α . Biết hạt α và hạt nhân 31 H bay ra theo các hướng hợp với hướng tới của nơtron

FI CI A

1 0

Câu 1: Một nơtron có động năng 3 MeV bắn vào hạt nhân Li đang đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân những góc tương ứng bằng θ = 250 và ϕ = 150 . Lấy tỉ số giữa các khối lượng hạt nhân bằng tỉ số giữa các

số khối của chúng. Bỏ qua bức xạ gamma. Phản ứng trên A. tỏa năng lượng 2,04 MeV. C. tỏa năng lượng 2,45 MeV. B. thu năng lượng 2,04 MeV. D. thu năng lượng 2,45 MeV

Câu 2: Đồng vị hạt nhân nguyên tử Kali 40 19

40 18

Ar. Biết chu kì bán

K là T = 1,5.109 năm. Lúc nham thạch còn là dung nham thì chưa có nào cả nhưng khi tạo thành

nham thạch thì có chứa đồng vị

40 19

K . Trong một mẫu nham thạch khảo sát, người ta thấy tỉ lệ

K là 7. Tuổi của nham thạch khoảng A. 3,5.109 năm.

B. 3.109 năm.

Câu 3: Năng lượng liên kết của hạt nhân

C. 4,5.109 năm. 60 27

B. 55,933u. ứng hạt

C. 58,654 u.

60 27

Co là

D. 59,462u.

nhân 11 p + 94 Be → 63 Li + 42 He + 2,15MeV. Biết hạt prôtôn có động năng

Câu 4: Cho phản

Ar và

D. 4.109 năm.

lượt là mn =1,0087 u , mp = 1,0073u và 1u = 931,5MeV/c2 . Khối lượng của hạt nhân

A. 59,934 u.

40 18

Co là 512,5113MeV, biết khối lượng của nơtrôn, prôtôn lần

ƠN

40 19

K phóng xạ β+ tạo thành hạt nhân Argon

rã của

40 19

5,45MeV, hạt Be đứng yên, tỉ số vận tốc giữa hai hạt He và Li là 4/3. Bỏ qua bức xạ γ và lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u xấp xỉ bằng số khối của chúng. Hạt Li bay theo phương hợp với phương ban đầu của prôtôn một góc xấp xỉ bằng A. 86,820. B. 83,280. C. 62,500. D. 58,690. hạt

210 86

Po là chất phóng xạ, phát ra một hạt α và biến đổi thành hạt nhân X. Ban đầu có 7,0g

QU Y

Câu 5: Pôlini

Po nguyên chất. Tại thời điểm t tỉ số giữa số hạt nhân X và số hạt nhân Po còn lại là 3. Khối lượng

hạt nhân X được tạo thành đến thời điểm t là A. 5,15g. B. 3,43g.

C. 1,75g.

Câu 6: Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân

9967u ; mα = 4,0015u; 1u = 93,1

KÈ

A. ΔE = 7,8213 MeV. B. ΔE = 11,625 MeV.

12 6

D. 5,25g.

C thành 3 hạt α là bao nhiêu? biết mC = 11,

MeV c2

C. ΔE = 7,2657 J. D. ΔE = 7,2657 MeV.

Câu 7: Tổng hợp hạt nhân Heli từ phản ứng hạt nhân 11 H + 73 Li → 24 He + X . Mỗi phản ứng trên tỏa năng

lượng 17,3 MeV. Năng lượng tỏa ra khí tổng hợp được 11,2(lít) Heli ở điều kiện tiêu chuẩn là A. 1, 3.10 24 MeV . C. 2,6.1024MeV B. 5,2.1024MeV D. 2,4.1024MeV

DẠ

Câu 8: Dự án lò phản ứng nhiệt hạch ITERtại Pháp dùng phản ứng nhiệt hạch 21 D + 31T → 42 He + 01 n để

phát điện với công suất điện tạo ra là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa từ nhiệt sang điện bằng 25%. Cho độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D và hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u và 0,030382 u. Khối lượng Heli do nhà máy thải ra trong 1 năm (365 ngày) là

A. 9,35 kg

B. 74,8 kg.

C. 37,4 kg.

D. 149,6 kg.

Câu 9: Trong một vụ thử hạt nhân, quả bom hạt nhân sử dụng sự phân hạch của đồng vị 235 92

U vớ i hệ s ố

U phân hạch trong mỗi phản ứng tạo ra 200 MeV. Coi lần đầu chỉ có

nhân nơtron là k ( k >1 ). Giả sử

235 92

Câu 10: Bắn một hạt α có động năng 8,21 MeV vào hạt nhân

14 7

FI CI A

một phân hạch và các lần phân hạch xảy ra đồng loạt. Sau 85 phân hạch thì quả bom giải phóng tổng cộng 343,87 triệu kWh. Giá trị của k là A. 2,0 B. 2,2 C. 2,4 D. 1,8 N đang đứng yên gây ra phản ứng

α + 147 N → 178 O + p. Biết phản ứng thu năng lượng là 1,21 MeV. Động năng của hạt O gấp 4 lần động năng hạt p. Động năng của hạt nhân O bằng A. 0,8 MeV B. 1,6 MeV

C. 6,4 MeV

C phóng xạ β . Hạt nhân con sinh ra có −

A. 5 prôtôn và 6 nơtron. B. 7 prôtôn và 7 nơtron. Câu 12: Hạt nhân

210 84

D. 3,2 MeV

Câu 11: Hạt nhân

12 6

C. 6 prôtôn và 7 nơtron D. 7 prôtôn và 6 nơtron.

Po đang đứng yên thì phóng xạ α. Ngay sau đó, động năng của hạt α

ƠN

A. bằng động năng của hạt nhân con. C. bằng không. B. nhỏ hơn động năng của hạt nhân con. D. lớn hơn động năng của hạt nhân con. Câu 13: Công suất bức xạ toàn phần của Mặt Trời là P = 3,9.1026 W. Phản ứng hạt nhân trong lòng Mặt Trời là phản ứng tổng hợp hiđrô thành heli và lượng heli tạo thành trong một năm (365 ngày) là 1,945.1019 kg. Khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời xấp xỉ bằng A. 1, 958.1019 kg. B. 0, 9725.1019 kg. C. 3,89.1019 kg. D. 1, 945.1019 kg. Câu 14: Bắn một proton vao hạt nhân 73 Li đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra

QU Y

với cùng tốc đô ̣và theo các phương hợp với phương tới của proton các góc bằng nhau 600. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tinh́ theo đơn vị u bằng số khối của nó. Tỉ số giữa tốc độ của proton và tốc độ của hạt nhân X là A. 4 B. 2 C. ¼ D. 1/2

Câu 15: Cho phản ứng hạt nhân 31T + 21 D → 24 He + 01 n. Biết độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt

KÈ

nhân He lần lượt là 0,009106u; 0,00249u; 0,030382u và1u = 931,5 MeV/c2. Năng lương ̣ toảra của phản ứng xấp xỉ bằng A. 15,017MeV B. 17,498MeV C. 21,076MeV D. 200,025MeV Câu 16: Gọi τ là khoảng thời gian để số hạt nhân ccủa một đồng vị phóng xạ giảm đi bốn lần. Sau thời gian 2τ, số hạt nhân còn lại của đồng vị đó bằng bao nhiêu phần trăm số hạt nhân ban đầu? A. 13,5% B. 25,25% C. 93,75% D. 6,25%. Câu 17: Một hạt có khối lượng nghỉ m0. Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là A. 0,36m0c2. B. 1,25m0c2 C. 0,25m0c2 D. 0,225m0c2.

Câu 18: Hạt nhân 42 He có khối lượng nghỉ 4,0015u. Biết khối lượng nghỉ nowtron 1,008665u, của protôn

DẠ

là 1,00276u. Năng lượng liên kết riêng của 42 He là

A. 7,075 MeV/ nuclon. B. 28,30 MeV/nuclon

C. 4,717MeV/nuclon D. 14,150MeV/nuclon 2

60 27

Co (viết tắt là Co-60) là một đồng vị phóng xạ β − . Khi một hạt nhân Co-60

FI CI A

Câu 20: Đồng vị

Câu 19: Bắn một hạt protôn với vận tốc 3.105 m/s đến va chạm với hạt nhân Li đang đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân. Sau phản ứng tạo thành hai hạt nhân giống nhau bay theo hai hướng tạo với nhau góc 1600. Coi khối lượng của các hạt gần đúng là số khối. Năng lượng tỏa ra là A. 20,0 MeV B. 14,6MeV C. 10,2MeV D. 17,4 MeV

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

phân rã sẽ tạo ra 1 electron và biến đổi thành hạt nhân mới X. Nhận xét nào sau đây là đúng về cấu trúc của hạt nhân X? A. Hạt nhân X có cùng số nơtron như Co-60 B. Hạt nhân X có số nơtron là 24, số proton là 27 C. Hạt nhân X có cùng số khối với Co-60, nhưng có số proton là 28. D. Hạt nhân X có nơtron ít hơn 1 và số khối do đó cũng ít hơn so với Co-60

2.C

3.A

4.C

5.A

6.D

7.C

8.D

9.A

10.D

11.B

12.D

13.A

14.A

15.B

16.D

17.C

18.A

19.B

20.C

FI CI A

1.D

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT

ƠN

mα vα m u vu mα2 vα2 m u2 v u2 mn vn m 2n v 2n = =  = = sin150 sin 400 sin 250 sin 2 150 sin 2 450 sin 2 250 m W m W m W  α2 α0 = n2 n 0 = u2 u 0 sin 15 sin 40 sin 25 2 0 1.3.sin 15 3.sin 2 250  Wα = = 0,122MeV; W = = 0, 43MeV H 4.sin 2 400 3.sin 2 400  W = 0,122MeV  α  ∆E = Wα + WH − Wn = −2, 45MeV  WH = 0, 43MeV

Câu 1: Cách giải: Đáp án D Theo bài ra ta có

QU Y

Câu 3: Phương pháp: Áp dụng công thức tính năng lượng liên kết ta có : Cách giải: Đáp án A Áp dụng công thức tính năng lượng liên kết ta có :

Wlk = ( 27.1, 0073 − 33.1, 0087 − m Co ) c 2 = 512, 5113  m Co = 59,934u

KÈ

Câu 4; Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn động năng và động lượng trong phải ứng hạt nhân Cách giải: Đáp án C

DẠ

∆E = K p = K Li + K He = 7, 6  K Li = 3, 48MeV 2  K He m He  v He  32   = K He = 4,12MeV    = 27  K Li m Li  v Li  m p k p + m Li k Li − m He k He p p = p Li + p He  p He = p p − p Li  cos p p , p Li = = 0, 46  p p , p Li = 62,500 2 m p K p m Li K Li

(

)

(

)

Câu 5:

Phương pháp: Áp dụng định luật phóng xạ Cách giải:

FI CI A

A con A me

t −   206 T 1 − 2 (1 − 2−2 ) = 5,15g   = 7. 210  

Đáp án A Câu 6: Phương pháp: Áp dụng công thức tính năng lượng liên kết Cách giải:Đáp án D Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân

12 6

C thành 3 hạt α là

m con = m 0

t  −   T N = N 1 − 2 t  con  0 N con T    = 2 − 1 = 3  t = 2T  N me t  −  N me = N 0 .2 T

∆E = ( 3mα − m C ) .c 2 = ( 3.4, 0015 − 11,9967 ) uc 2 = 0, 0078.931, 5 = 7, 2657(MeV) .

ƠN

Câu 7: Phương pháp: viết phương trình phản ứng, tim số mol chất và số hạt. Cách giải: Ta có phương trình phản ứng là : 11 H + 73 Li → 42 He + 42 He

Vậy mỗi phản ứng tạo thành 2 hạt He.Số hạt trong 11,2 l khí He là: 11, 2 n= .N A = 0,5.6, 023.1023 = 3, 0115.1023 . Biết mỗi phản ứng tỏa năng lượng 17,5 MeV và tạo thành 2 22, 4

hạt He, vậy lượng năng lượng khi hình thành 11,2 lít He là: 3, 0115.10 23 = 2, 6.1024 MeV 2

QU Y

Q = 17,3.

Câu 8: Phương pháp: Tính năng lượng của 1 phản ứng, tìm năng lượng trong 1 năm, rồi tìm số hạt, số mol he, từ đó tính được khối lượng He đã được tạo ra Cách giải:

Năng lượng mỗi phản ứng sinh ra là: ∆E = ( ∆m s − ∆m tr ).c 2 .931,5 = 17, 5MeV Vậy mỗi phản ứng tỏa ra 17,5 MeV nhiệt lượng và tạo ra 1 hạt He.Năng lượng mà nhà máy tạo ra trong 1

KÈ

năm là: Q = P.365.24.60.60 = 1,5768.1016 J Năng lượng mà nhà máy đã tiêu tốn ( bằng năng lượng tỏa ra từ các phản ứng) Q tp = Q / 25% = 4Q = 4.1,5768.1016 = 6, 3072.1016 J Khối lượng He đã được tạo ra là: Q tp

∆E.N A

.A =

6,3072.1016.4 = 0,1496.106 g = 149, 6kg 6 −19 23 17, 5.10 .1, 6.10 .6, 023.10

DẠ

Câu 9: Phương pháp: Sử dụng công thức toán về cấp số nhân Cách giải: 1 Phương trình phản ứng: 01 n + 235 92 U → X + Y + k 0 n

1. ( k 85 − 1) k −1

.200.106.1, 6.10 −19 = 343,87.106.103.60.60

 k = 1,99999 ≈ 2 Sử dụng tính Solve trong máy tính Casio fx 570 để tính ra k. Câu 10: Phương pháp: Công thức tính năng lượng thu vào của phản ứng hạt nhân

FI CI A

 pu = 1 + k + k 2 + ... + k84   E =

Vậy cứ sau mỗi phản ứng lại tạo ra k hạt n để gây ra k phản ứng tiếp theo, hình thành chuỗi phản ứng theo cấp số nhânTổng số phản ứng là tổng của cấp số nhân ban đầu là 1, công bội là k. với 85 phản ứng. Từ đó, tổng năng lượng tỏa ra là:

Cách giải: Phương trình phản ứng: α + 147 N → 178 O + p Năng lượng thu vào của phản ứng:

KO = 1, 21  K O = 3, 2MeV 4

∆E = ( Kα + K N ) − ( K O + K p ) ⇔ 5, 21 + 0 − K O − Câu 11: Cách giải: Đáp án B 14 6

C→

0 −1

β + AZ X

ƠN

+ Phương trình phóng xạ:

14 = 0 + A A = 14 + Bảo toàn số khối và điện tích ta có:   6 = −1 + Z  Z = 7

 hạt con sinh ra có 7 proton và 7 nơtron  Chọn B Câu 12: Cách giải: Đáp án D + Phương trình phóng xạ:

Po → 24β + 206 82 X Bảo toàn động lượng ta có 0 = pα + p X  pα = p X p 2 = 2mWd

 mα Wα = m

WX 

QU Y

210 84

Wα m X A X 206 = ≈ =  Wα > WX C mα Aα 4

DẠ

KÈ

Câu 13: Cách giải: Đáp án A + Năng lượng tỏa ra từ phản ứng trong 1 năm: W = P.t W P.t + Lại có: W = ( m H − m He ) c2  m H = 2 + m He = 2 + m He = 1,958.1019 kg c c Câu 14: Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối để viết phương trình phản ứng. Sử dụng định luật bảo toàn động lượng. Cách giải: 1 7 4 4 Phương trinh̀ phản ứng: 1 p + 3 Li → 2 X + 2 X Ta có: p p = p X + p X

L vX

mX =4 mp

Câu 15: Cách giải: Năng lượng tỏa ra của phản ứng:

FI CI A

Từ hình vẽ ta có ∆OPX PP là tam giác đều  p X = p p ⇔ m X v X = m p v p 

Câu 16: Phương pháp: sử dụng định luật phóng xạ Cách giải: N N 1 N = t /T0  = 4 = 6, 25% 2 N0 2

ƠN

∆E = ( ∆m He − ∆m T − ∆m D ) c2 = (0, 030382 − 0, 009106 − 0, 00249).931,5 = 17, 498MeV / c 2

E = m.c 2 =

m 0 .c2 2

QU Y

Câu 17: Phương pháp: dùng công thức tương đối của Anhxtanh Cách giải: Ta có: m 0 .c 2

= 1, 25m 0 .c 2

v 1 − 0, 6 c2 E = E 0 + K  K = E − E 0 = 1, 25m 0 .c 2 − m 0 .c 2 = 0, 25m 0 .c 2 1−

KÈ

Câu 18: Phương pháp: sử dụng công thức tính năng lượng liên kết riêng Cách giải:Áp dụng công thức tính năng lượng liên kết riêng

DẠ

2 Wlk ∆m.c 2 ( 2m n + 2m p − m He ) .c .931,5 Wlktr = = = = 7, 075MeV / nuclon A A 4 Câu 19: Phương pháp: áp dụng định luật bảo toàn động lượng và định lý sin trong tam giác Cách giải:

Ta có phương trình phản ứng là: 11 p + 73 Li → 2 42 He Sau phản ứng tạo thành 2 hạt He, bay theo hai hướng tạo với hướng của p ban đầu một góc 800. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có hình biểu diễn các vecto động lượng 7

L FI CI A OF ƠN

Áp dụng định lý sin trong tam giác ta có:

2 pp p p2 p He p He 2.m He .K He 2.m p .K p = ⇔ = ⇔ = 0 0 2 0. 2 0. sin 80 sin 20 sin 80 sin 20 sin 2 800. sin 2 200. 2.m p .K p sin 2 800. 1 1 K p = .m p .v 2p = .1, 0072u.0,1c 2 .931,5MeV / c 2 = 4, 69MeV  K He = . = 9, 72MeV 2 2 sin 2 200. 2.m He

Năng lượng của phản ứng là: ∆E = K He − K p = 2.9, 72 − 4, 69 = 14, 75MeV

60 27

0 Co → 60 28 Co + −1 e.

DẠ

KÈ

Ta có phương trình:

QU Y

Câu 20: Phương pháp: viết phương trình phản ứng Cách giải:

xạ

56 25

55 25

Mn ta thu được đồng vị phóng xạ

Mn có chu trì bán rã T = 2,5h và phát xạ ra tia β − . Sau quá trình bắn phá

người ta thấy trong mẫu trên tỉ số giữa số nguyên tử

56 25

Mn và số nguyên tử

56 25

Mn . Đồng vị phóng

FI CI A

Câu 1. Cho chùm nơtron bắn phá đồng vị bền

15 bài tập trắc nghiệm hạt nhân nguyên tử - Mức độ 4: Vận dụng cao (Có lời giải chi tiết)

55 25

Mn bằng nơtron kết thúc

Mn bằng 10-10. Sau 10 giờ

A. 16 ngày

ƠN

tiếp đó thì tỉ số giữa nguyên tử của hai loại hạt trên là A. 3,125.10-12. B. 6,25.10-12. C. 2,5.10-11. D. 1,25.10-11. Câu 2. Hạt nhân X phóng xạ α để tạo thành hạt nhân Y bền theo phương trình . Người ta nghiên cứu một mẫu chất, sự phụ thuộc của số hạt nhân X(NX) và số hạt nhân Y( NY) trong mẫu chất đó theo thời gian đo được như trên đồ thị.Hạt nhân X có chu kỳ bán rã bằng

B. 12 ngày 1 0

6 3

3 1

C. 10 ngày

D. 8 ngày

Câu 3. Cho phản ứng hạt nhân n + Li → H + α . Hạt Li đứng yên,nơtron có động năng 2MeV. Hạt α và

KÈ

QU Y

hạt nhân H bay ra theo các hướng hợp với hướng tới của nơtron những góc tương ứng bằng 150 và 300. Bỏ qua búc xạ gamma. Lấy tỉ số khối lượng các hạt bằng tỉ số giữa các số khối của chúng. Phản ứng thu hay tỏa bao nhiêu năng lượng? A. Thu 4,8MeV B. Tỏa 4,8MeV C. Thu 1,66MeV D. Tỏa 1,66MeV Câu 4. Tàu ngầm hạt nhân là một loại tàu ngầm vận hành nhờ sử dụng năng lượng của phản ứng hạt nhân. Nguyên liệu thường dùng là U235. Mỗi phân hạch của hạt nhân U235 tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV. Hiệu suất của lò phản ứng là 25%. Nếu công suất của lò là 400 MW thì khối lượng U235 cần dùng trong một ngày xấp xỉ bằng A. 1,75 kg. B. 2,59 kg. C. 1,69 kg. D. 2,67 kg. Câu 5. Tính chu kì bán rã T của một chất phóng xạ, cho biết tại thời điểm t1, tỉ số giữa hạt con và hạt mẹ là 7, tại thời điểm t2 sau t1 414 ngày thì tỉ số đó là 63. A. 126 ngày. B. 138 ngày C. 207 ngày D. 552 ngày. Câu 6. Dùng một proton có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 94 Be đang đứng yên. Phản ứng tạo ra

DẠ

hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của hạt proton và có động năng 4,0 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng A. 1,145 MeV B. 2,125 MeV C. 4,225 MeV D. 3,125 MeV 210 Câu 7. Pôlôni 84 Po là chất phóng xạ α. Ban đầu có một mẫu nguyên chất. Khối lượng trong mẫu ở các thời điểm t = t0, t = t0 + 2∆t và t = t0 + 3∆t (∆t > 0) có giá trị lần lượt là m0, 8 g và 1 g. Giá trị của m0 là A. 64 g. B. 256 g. C. 512 g. D. 128 g. 1

14 7

Câu 8. Dùng hạt α có động năng 5,00 MeV bắn vào hạt nhân

N đứng yên gây ra phản ứng:

α + 147 N → 11 H + X.α . Phản ứng này thu năng lượng 1,21 MeV và không kèm theo bức xạ gamma. Lấy khối

lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Khi hạt nhân X bay ra theo hướng lệch với sau đây? A. 2,96 MeV.

B. 2,58 MeV.

C. 2,75 MeV. 27 13

Câu 9. Dùng hạt α có động năng 5,50 MeV bắn vào h ạt nhân 4 2

He +

27 13

FI CI A

hướng chuyển động của hạt α một góc lớn nhất thì động năng của hạt 11 H có giá trị gần nhất với giá trị nào D. 2,43 MeV.

Al đứng yên gây ra phản ứng:

Al → X + 01 n. Phản ứng này thu năng lượng 2,64 MeV và không kèm theo b ức xạ gamma. Lấy

ƠN

khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Khi hạt nhân X bay ra theo hướng lệch với hướng chuyển động của hạt một góc lớn nhất thì động năng của hạt nơtron α gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 1,83 MeV. B. 2,19 MeV. C. 1,95 MeV. D. 2,07 MeV. Câu 10. Hạt nhân X phóng xạ β và biến đổi thành hạt nhân bền Y. Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất. Tại các thời điểm t = t0 (năm) và t = t0 + 24,6 (năm), tỉ số giữa số hạt nhân X còn lại trong mẫu và số hạt nhân Y đã sinh ra có giá trị lần lượt là và . Chu kì bán rã của chất X là A. 10,3 năm. B. 12,3 năm. C. 56,7 năm. D. 24,6 năm. Câu 11. Dùng hạt α có động năng 5,50 MeV bắn vào hạt nhân

27 13

Al đứng yên gây ra phản ứng:

Phản

Câu 12. Chất phóng xạ pôlôni

210 84

Po phát ra tia α và biến đổi thành chì 210 84

206 82

Pb. Gọi chu kì bán rã của pôlôni

Po nguyên chất. Trong khoảng thời gian từ t = 0 đến t =2T, có 126 mg

QU Y

là T. Ban đầu (t = 0) có một mẫu

ứng này thu năng lượng 2,64 MeV và không kèm theo bức xạ gamma. Lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Khi hạt nhân X bay ra theo hướng lệch với hướng chuyển động của hạt α một góc lớn nhất thì động năng của hạt X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,8 MeV. B. 0,5 MeV. C. 0,6 MeV. D. 0,7 MeV.

Po trong mẫu bị phân rã. Lấy khối lượng nguyên tử tính theo đơn vị u bằng số khối của hạt nhân của

KÈ

nguyên tử đó. Trong khoảng thời gian từ t = 2T đến t = 3T, lượng được tạo thành trong mẫu có khối lượng là A. 10,5 mg. B. 20,6 mg. C. 41,2 mg. D. 61,8 mg. Câu 13. Chất phóng xạ pôlôni phát ra tia α và biến đổi thành chì . Gọi chu kì bán rã của pôlôni là T. Ban đầu (t = 0) có một mẫu nguyên chất. Trong khoảng thời gian từ t = 0 đến t = 2T, có 63 mg trong mẫu bị phân rã. Lấy khối lượng nguyên tử tính theo đơn vị u bằng số khối của hạt nhân của nguyên tử đó. Trong khoảng thời gian từ t = 2T đến t = 3T, lượng được tạo thành trong mẫu có khối lượng là A. 72,1 mg. B. 5,25 mg. C. 73,5 mg. D. 10,3 mg. Câu 14. Dùng hạt α có động năng 5,00 MeV bắn vào hạt nhân 4 2

14 7

N đứng yên gây ra phản ứng:

He + 147 N → 11 H + X Phản ứng này thu năng lượng 1,21 MeV và không kèm theo bức xạ gamma. Lấy khối

DẠ

lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Khi hạt nhân X bay ra theo hướng lệch với hướng chuyển động của hạt α một góc lớn nhất thì động năng của hạt X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,62 MeV. B. 0,92 MeV. C. 0,82 MeV. D. 0,72 MeV. Câu 15. Cho phản ứng phân hạch của Urani 235:

235 92

U + 01 n →

95 42

1 Mo + 139 57 La + 2 0 n. Biết khối lượng các hạt

nhân: mU = 234,99u; mMo = 94,88u; mLa = 138,87u; mn = 1,0087u. Hỏi năng lượng tỏa ra khi 1 gam U 2

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

phân hạch hết sẽ tương đương với năng lượng sinh ra khi đốt cháy bao nhiêu kg xăng? Biết rằng mỗi kg xăng cháy hết tỏa năng lượng 46.10 J. A. 20kg B. 1720kg C. 1820kg D. 1920Kg

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT 3.D 11.C

4.C 12.B

5.B 13.D

6.C 14.B

7.C 15.D

Câu 1 Phương pháp: Áp dụng định luật phóng xạ ánh sáng Cách giải:Đáp án B Số nguyên tử

55 25

8.A

2.C 10.B

FI CI A

1.B 9.B

Mn sau khi ngừng quá trình bắn phá là không thay đổi,chỉ có số nguyên tử

56 25

Mn phóng xạ 56 25

Mn còn

6.78 −   N X = N 0 .2 T Mà tại t = 6,78s có :  6,78  N = 0, 25N + N .(1 − 2− T ) 0 0  Y Mà tại t = 6,78s có:

ƠN

thay đổi theo thời gian.Ngay khi quá trình bắn phá kết thúc (t = 0), số nguyên tử N1 55 là N1 , số nguyên tử 56 là N0, ta có ta có N 0 = 10 . Sau t = 10h = 4T, số nguyên tử 25 Mn 25 Mn 10 lại là N N N 1 N 2 = 40 = 10 1 4  2 = 10 4 = 6, 25.1012 2 10 .2 N1 10 .2 Câu 2 t t − − Phương pháp:Số hạt nhân còn lại và bị phân rã : N = N 0 .2 T ; ∆N = N 0 (1 − 2 T ) Số hạt nhân mẹ bị phân rã bằng số hạt nhân con tạo thành Cách giải  N x 0 = N 0 Tại thời điểm t = 0 ta có:   N Y0 = 0, 25N 0

QU Y

6,78 6,78 6,78 6,78 − − − − 5 5 6, 78 5 N X = N Y ⇔ N 0 .2 T = 0, 25N 0 + N 0 .(1 − 2 T ) ⇔ 2.2 T = ⇔ 2 T =  − = log 2  T = 10 4 8 T 8 (ngày) Câu 3 Phương pháp:sử dụng định luật bảo toàn động lượng và định lý sin trong tam giác Cách giải:Phương trình phản ứng là: 01 n + 6 Li → 31 H + 24 He 3

DẠ

KÈ

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta vẽ được giản đồ vecto động lượng của phản ứng là:

Áp dụng định lý hàm số sin trong tam giác ta có: 0

pα pn pH pH sin150 p H2 sin 2 150 m H .K H sin 2 15 = =  =  =  = sin1350 sin150 sin 300 p n sin1350 p 2n sin 2 1350 m n .K n sin 2 1350

 KH =

1.2 sin 2 150 . = 0, 089MeV 3 sin 2 1350

FI CI A

Năng lượng thu vào ∆E = K tr − K s = 2 − 0, 089 − 0, 25 = 1, 66MeV

2 p He sin 300 p He m He .K He sin 2 300 sin 2 300 1.2 sin 2 300 K . =  =  =  = = 0, 25MeV He p n sin1350 p 2n sin 2 1350 m n .K n sin 2 1350 4 sin 2 1350

Câu 4 Phương pháp:Sử du ̣ng công thức liên hệ giữa số hạt và khối lượng N = (m/A)NA Hiệu suất: H = Pci/Ptp Cách giải: + Năng lượng hạt nhân của lò phản ứng cung cấp cho tàu ngầm vận hành trong một ngày: W=P.t= 400.106 .86400 = 3,456.1013J + Do hiệu suất của lò đạt 25% nên năng lượng của mỗi phân hạch cung cấp là: + Số phân hạch cần xảy ra để có năng lượng W là: + Cứ một phân hạch cần 1 hạt U235 => số hạt U235 dùng trong 1 ngày là: N = 4,32.1024 hạt

QU Y

ƠN

m N.A 4, 23.1024.235 = ≈ 1686, 4g = 1, 69kg. + Lại có: N = .N A  m = A NA 6, 02.10 23 Chọn C Câu 5 Phương pháp: Số hạt nhân con tạo thành bằng số hạt nhân me ̣bi ̣phân rã Số hạt nhân còn lại: N = N0.2-t/T Số hạt nhân bi ̣phân rã : N = N0(1 – 2-t/T) Cách giải: ∆N (1 − ℓ − λ t1 ) 1 + Tại thời điểm t1 ta có: (1) = = 7  ℓ − λ t1 = − λ t1 N ℓ 8 ∆N (1 − ℓ − λ t 2 ) (1 − ℓ − λ (t1 + 414) ) (1 − ℓ − λ t1 .ℓ −414 λ ) + Tại thời điểm t 2 = t1 + 414 ta có N = ℓ − λ t 2 = 63  ℓ − λ (t1 + 414) = 63  ℓ − λ t1 .ℓ −414 λ = 63(2)

DẠ

KÈ

−414 λ − ln 0,125 414.ln 2 Thay (1) vào (2) ta được: 1 − 0,125.ℓ = 63  ℓ −414λ = 0,125  λ = T= = 138 −414 λ − 0,125. ℓ 414 ln 0,125 Ngày Chọn B Câu 6 Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích để viết phương trình phản ứng. Sử dụng định luật bảo toàn động lượng trong phản ứng hạt nhân. Công thức liên hê ̣giữa động lượng và động năng: p 2 = 2mK Công thức tính năng lượng toả ra của phản ứng: ∆E = (mt – ms)c2 = Ks - Kt (Kt, Ks lần lượt là tổng động năng của các hạt trước và sau phản ứng) Cách giải

+ PT phản ứng: p + 94 Be → α + 63 X

+ Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: p p = pα + p X

=> ta biểu diễn bằng hình vẽ sau:

L FI CI A

Từ hình vẽ ta có: p 2X = pα2 + p 2p Mà : p 2 = 2mK  m X K X = mα Kα + m p K p  K X =

mα K α + m p K p mX

4, 4 + 1.5, 45 = 3,575(MeV) 6

Năng lượng tỏa ra của phản ứng : ∆E = K X + K α − K p = 3, 575 + 4 − 5, 45 = 2,125(MeV)

ƠN

Chọn B Câu 7 Cách giải: Đáp án C m m m Theo đề sau thời gian Dt khối lượng Pôlôni giảm từ 8g xuống còn 1g: m3 = 2 = 32 = 3T2  ∆t = 3T. 8 2 2T m m m Ta có: m 2 = 2 ∆0t = 2 ∆0t = 60  m 0 = m 2 26 = 8.64 = 512g. 2 2T 2 ∆T/3 Câu 8 Cách giải: Đáp án A Ta có K + K = 5 − 1, 21 = 3, 79 → K = 3, 79 − K ;Vẽ giản đồ véc tơ pα = p X + p H ; gọi b là góc hợp X

bởi hướng lệch của hạt X so với hướng chuyển động của hạt α ta có 2

2 H

18 K X +

QU Y

cos β =

2 X

p + pα − p 17K X + 20 − 3, 79 + K X = = 2p X pα 4 85 K X

16, 21 KX

4 85

Để b đạt giá trị lớn nhất khi KX = 0,9MeV =>KH = 2,89 MeV Câu 9 Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn động năng và động lượng Cách giải: Đáp án B

Ta có K X + K n = 5,5 − 2, 64 = 2,86 → K n = 2,86 − K X ; Vẽ giản đồ véc tơ pα = p X + p n ; gọi b là góc hợp

2 X

2 H

p + pα − p 30K X + 22 − 2,86 + K X = = 2p X pα 4 120 K X

31 K X +

19,14 KX

4 120

cos β =

KÈ

bởi hướng lệch của hạt X so với hướng chuyển động của hạt α ta có

DẠ

Để b đạt giá trị lớn nhất khi KX = 0,61742MeV =>kn=2,243 MeV Câu 10 Cách giải: Đáp án B Chu kì bán rã của chất X là 6

 tT0 2 = 2 →  t + 24,6 → T = 12, 3 t 0 T  T 2 − 1 2 = 16 1

N = ∆N

FI CI A

Câu 11 Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng và động năng. Cách giải: Đáp án C

Ta có K X + K n = 5,5 − 2, 64 = 2,86 → K n = 2,86 − K X ; Vẽ giản đồ véc tơ p = p + p gọi b là góc hợp α X H bởi hướng lệch của hạt X so với hướng chuyển động của hạt α ta có 19,14 31 K X + 2 2 2 KX p + pα − p H 30K X + 22 − 2,86 + K X cos β = X = = 2p X pα 4 165 K X 4 165

gian từ 2T đến 3T là

QU Y

ƠN

Để b đạt giá trị lớn nhất khi KX = 0,617MeV Câu 12 Cách giải: Đáp án B Ta có m m m 0 − 20 = 126g → m 0 = 168g ; thời điểm t=2T ta có m 0 − 0 = 42g; số hạt Po bị phân rã trong thời gian 2 4 m0 n 21 103 từ 2T đến 3T là .N A → m Pb = .206 = g 2.210 210 5 Câu 13 Cách giải: Đáp án D m m m 0 − 20 = 13g → m 0 = 63g; thời điểm t=2T ta có m 0 − 0 = 21g; số hạt Po bị phân rã trong thời 2 4 m0 n 21 103 .N A → m Pb = .206 = g 2.210 2.210 10

Câu 14 Cách giải: Đáp án B

Ta có K X + K H = 5 − 1, 21 = 3, 79 → K H = 3, 79 − K X ; Vẽ giản đồ véc tơ pα = p X + p H ; gọi b là góc hợp bởi

2 X

hướng lệch của hạt X so với hướng chuyển động của hạt α ta có 18 K X +

2 H

16, 21 KX

DẠ

KÈ

p + pα − p 17K X + 20 − 3, 79 + K X = = 2p X pα 4 85 K X 4 85 Để b đạt giá trị lớn nhất khi KX = 0,9MeV Câu 15 Phương pháp: Công thức tính năng lượng toả ra của phản ứng: ∆E = (mt – ms)c2 (mt, ms lần lượt là tổng khối lượng của các hạt trước và sau phản ứng) Công thức liên hê ̣giữa số hạt và khối lượng: N = (m/A)NA Cách giải: Năng lượng toả ra khi 1 hạt U phân hạch là : cos β =

∆E = ( m U + m n ) − m M0 + m Lα  c 2 = ( 234, 99 − 94,88 − 138,87 − 1, 0087 ) uc 2 = 0, 2313.931,5 = 215,5MeV  

(

)

m 1 NA = .6, 02.1023 = 2,56.1021 hạt A 235 => 1 gam U phân hạch hết toả năng lượng: E = N.∆E = 5, 52.1023 MeV = 8,832.1010 J

1g U235 chứa: N =

8,832.1010 = 1920kg 46.106

=> Lượng xăng cần sử dụng là: m =

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Chọn D