Kỳ thi trung học phổ thông quốc gia năm 2016 các câu phần điện xoay chiều

KỲ THI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA NĂM 2016
CÁC CÂU PHẦN ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Câu 1: Suất điện động cảm ứng do máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra có biểu thức . Giá trị cực đại của suất điện động này là
	A. 220V.	B.110V.	C. 110V.	D. 220V.
Câu 2: Đạt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thì
	A. cường độ dòng điện trong đoạn mạch cùng pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
	B. cường độ dòng điện trong đoạn mạch trễ pha 0,5π với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.	
	C. cường độ hiệu dụng trong đoạn mạch phụ thuộc vào tần số của điện áp.
	D.cường độ dòng điện trong đoạn mạch sớm pha 0,5π với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
Câu 3: Một trong những biện pháp làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện khi truyền tải điện năng đi xa đang được áp dụng rộng rãi là
	A. giảm tiết diện dây truyền tải điện.	B. tăng chiều dài đường dây truyền tải điện.
	C. giảm điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện.	D. tăngđiện áp hiệu dụng ở trạm phát điện.
Câu 4: Đặt điện áp u = Uocosωt (Uo 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 	 A.ω2LCR – 1 = 0.	B.ω2LC – 1 = 0.	C.	D.ω2LC – R = 0.
Câu 5: Cho dòng điện có cường độ i = 5cos100πt (i tính bằng A, t tính bằng s) chạy qua một đoạn mạch chỉ có tụ điện. Tụ điện có điện dung µF. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện bằng
	A. 200V.	B. 250V.	C. 400V.	D. 220V.
Chọn A U = IZC = 5. = 200V
B
X
L
M
•
A
C
R
●
●
Câu 6: Đặt điện áp (u tính bằng V , t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch AB như hình vẽ. Biết cuộn dây là cuộn cảm thuần, R = 20 và cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng 3A. Tại thời điểm t thì V. Tại thời điểm s thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch bằng không và đang giảm. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MB bằng 
A. 200W	B. 180W	C. 90W	D. 120W
Giải: Tại thời điểm t : u = 200cos100πt = 220 V ------> cos100πt = 1; sin100πi = 0
Biểu thức cường độ dòng điên trong mạch i = I0cos(100πt – φ) 
với φ là độ lệch pha giữa u và i trong mạch
 Tại t + : i = I0cos(100πt – φ) = I0cos(100πt – φ + ) = 0 và đang giảm ----> 
 (100πt – φ + ) = -----> 100πt – φ = ------> φ = 100πt - 
-----> cosφ = cos(100πt - ) = cos100πt.cos + sin100πt.sin = cos = 0,5
 Công suất tiêu thụ toàn mạch P = UIcosφ = 3.200.0,5 = 300W
 Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MB bằng 
 PMB = P – PR = P – I2R = 300 – 180 = 120W. Đáp án D
20
R(Ω)
O
K
r
L
C
●
●
B
A
Câu 7: Đặt điện áp u = Ucosωt (với U và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB như hình vẽ, R là biến trở, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C. Biết LCω2 = 2. Gọi P là công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB. Đồ thị trong hệ tọa độ vuông góc ROP biểu diễn sự phụ thuộc của P vào R trong trường hợp K mở ứng với đường (1) và trong trường hợp K đóng ứng với đường (2) như hình vẽ. Giá trị của điện trở r bằng
	A. 180 Ω.	B. 60 Ω.	C. 20 Ω.	D. 90 Ω.
Giải: 
P
(1)
(2)
R (Ω)
 0 20 ZC
 Từ LCω2 = 2 -------> ZL = 2ZC
 Khi khóa K mở: Công suất tiêu thụ
 P1 = = 
Khi R = 0: P1R0 = (*)
Khi khóa K đóng: Công suất tiêu thụ
 P2 = = ; P2 = P2max khi R = ZC : P2max = (**)
Khi R = 20Ω : P2R20 = 
Theo đồ thị ta có: = và = -----> = = = 
---> 3ZC2 – 200ZC + 1200 = 0 ------> ZC1 = Ω < 20 Ω loại; ZC = 60Ω
 = = -------> 10rZC = 3r2 + 3ZC2 ------> 3r2 – 600r + 10800 = 0 
------> r = -----> r1 = 20Ω và r2 = 180Ω
Khi r = r1 = 20Ω: 
Ta thấy P1R20 = > P2R20 = = mà theo đồ thị P1R20 < P2R20.
 Ta loại trường hợp r = 20Ω . Vậy chọn đáp án A : r = 180Ω
Câu 8: Đặt điện áp u = Uocosωt (Uo và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm: điện trở, cuộn cảm thuần và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Khi C = Co thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại và công suất của đoạn mạch bằng 50% công suất của đoan mạch khi có cộng hưởng. Khi C = C1 thì điện áp giữa hai bản tụ điệncó giá trị hiệu dụng U1 và trễ pha φ1 so với điện áp hai đầu đoạn mạch. Khi C = C2 thì điện áp giữa hai bản tụ điệncó giá trị hiệu dụng U2 và trễ pha φ2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch. Biết U2 = U1; φ2 = φ1 + . Giá trị φ1 bằng
	A..	B..	C..	D..
Giải: Khi C = C0 UC = Ucmax ---> ZC0 = 
 Áp dung: Công suất của mạch P = I2R = R. 
Ta có: = ()2= 0,5 ------> R2 = 0,5R2 + 0,5( ZL – ZC0)2 
 -----> R = |ZL – ZC0|= ZC0 - ZL = - ZL = ------> ZL = R và ZC0 = 2R (*)
 Khi UC1 = UC2 ------> = + (**) Từ (*) và (**) ---> = + 
 Gọi φ’ là góc lệch pha giữa u và i. 
tanφ’1 = = 1 - = 1 - ZC1 (+ ) = - (***)
 tanφ’2 = = 1 - = 1 - ZC2 (+ ) = - (****)
 Từ (***) và (****) ------> tanφ’1 tanφ’2 = 1 -----> - φ’1 – φ’2 = -----> φ’1 + φ’2 = - (1)
 Góc lệch pha giữa giữa u và uC: φ1 = + φ’1 ----> φ’1 = φ1 - (2)
 φ2 = + φ’2 = φ1 + -----> φ’2 = φ1 + - (3)
 Từ (1), (2), (3) -------> 2φ1 + - 2= - -------> φ1 = . Đáp án B
Câu 9: Từ một trạm điện, điện năng được truyền tải đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết công suất truyền đến nơi tiêu thụ luôn không đổi, điện áp và cường độ dòng điện luôn cùng pha. Ban đầu, nếu ở trạm điện chưa sử dụng máy biến áp thì điện áp hiệu dụng ở trạm điện bằng 1,2375 lần điện áp hiệu dụng ở noi tiêu thụ. Để công suất hao phí trên đường dây truyền tải giảm 100 lần so với lúc đầu thì ở trạm điện cần sử dụng máy biến áp có tỉ lệ số vòng dây của cuộn thứ cấp với cuộn sơ cấp alf
	A. 8,1.	B. 6,5.	C. 7,6.	D. 10.
Giải: Gọi U1 điện áp trước khi tải, U01 điện áp nơi tiêu thụ, R điện trở đường dây tải. P là côn suất tiêu thụ
 Ta có lần đầu U1 = U01 + ∆U1 = + I1R = 1,2375U01 ; Công suất hao phí ∆P1 = I12R
 Lần sau: U2 = U02 + ∆U2 = + I2R = + I2 R; Công suất hao phí ∆P2 = I22R
Do ∆P1 = 100∆P2 -------> I1 = 10I2 ----> U2 = + I2R = + R
 U1 = + I1R (*) và U2 = + R (**)
 Nhân (*) với 10 trừ đi (**) : 10U1 – U2 = I1R 
------> U2 = 10U1 - I1R = 10x 1,2375U01 – 9,9∆U1 = ( 12,375 – 9,9x0,2375) U01 = 10,02375U01
 U2 = 10,02375U01; U1 = 1,2375U01
 Hệ số biến đổi của máy biến áp k = = = = 8,1. Chọn đáp án A
Câu 10: 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 và quay với tốc độ n1 = 1800 vòng/phút.Rôto của máy thứ hai có p2 = 4 cặp cực và quay với tốc độ n2. Biết n2 có giá trị trong khoảng từ 12 vòng/giây đên 18 vòng/giây. Giá trị của f là
	A. 54 Hz.	B. 60 Hz.	C. 48 Hz.	D. 50 Hz.
Giải: n1 = 1800vòng/phút = 30vòng/giây
 f = n1p1 = n2p2 -----> n2 = n1 = 30. = 7,5p1 
 12 ≤ n2 = 7,5p1 ≤ 18 ------> p1 = 2 -----> n2 = 15 vòng/giây 
-----> f = n2p2 = 15.4 = 60Hz. Đáp án B