2. Bài 12. Bài tập đại cương dòng điện xoay chiều

Đề bài

Câu 1 :

Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có tần số dao động là f. Mỗi giây dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần?

  • A.

    0,5f

  • B.

    f

  • C.

    2f

  • D.

    4f

Câu 2 :

Từ thông qua khung dây có biểu thức: Φ=Φ0cos40πt. Trong 1s dòng điện trong khung dây đổi chiều:

  • A.

    20 lần

  • B.

    40 lần

  • C.

    60 lần

  • D.

    80 lần

Câu 3 :

Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức i=I0cos(120πtπ2)A. Trong 2,5s dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần?

  • A.

    149

  • B.

    150

  • C.

    299

  • D.

    300

Câu 4 :

Tại thời điểm t, điện áp u=2002cos(100πtπ2) (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị 1002 và đang giảm. Sau thời điểm đó 1300s, điện áp này có giá trị là:

  • A.

    100V

  • B.

    1003V

  • C.

    1002V

  • D.

    200V

Câu 5 :

Vào cùng một thời điểm nào đó, hai dòng điện xoay chiều i1=I0cos(ωt+φ1)i2=I0cos(ωt+φ2) đều có cùng giá trị tức thời là 0,5I0 nhưng một dòng điện đang giảm, còn một dòng điện đang tăng. Hai dòng điện này lệch pha nhau một góc bằng:

  • A.

    5π6

  • B.

    2π3

  • C.

    π6

  • D.

    4π3

Câu 6 :

Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức i=I0cos(120πtπ3)A thời điểm thứ 2009 cường độ dồng điện tức thời có độ lớn bằng cường độ hiệu dụng là:

  • A.

    120491440s

  • B.

    240971440s

  • C.

    241131440s

  • D.

    Đáp án khác

Câu 7 :

Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức: u=240sin(100πt)V. Thời điểm gần nhất sau đó để điện áp tức thời đạt giá trị 120V kể từ thời điểm ban đầu là:

  • A.

    1600s

  • B.

    1100s

  • C.

    150s

  • D.

    1300s

Câu 8 :

Dòng điện chạy  qua một đoạn mạch có biểu thức i=I0cos(100πt)A. Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời trong có độ lớn bằng 0,5I0 vào những thời điểm:

  • A.

    1400s2400s

  • B.

    1500s3500s

  • C.

    1300s2300s

  • D.

    1600s5600s

Câu 9 :

Dòng điện xoay chiều i=2sin100πt A qua một dây dẫn. Điện lượng chạy qua tiết diện dây trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là:

  • A.

    0

  • B.

    4100πC

  • C.

    3100πC

  • D.

    6100πC

Câu 10 :

Dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ là

i=I0cos(ωtπ2)A , I0>0. Tính từ lúc t=0(s), điện lượng chuyển qua tiết diện phẳng của dây dẫn của đoạn mạch đó trong thời gian bằng nửa chu kì của dòng điện là:

  • A.

    0

  • B.

    2I0ω

  • C.

    π2I0ω

  • D.

    πI0ω2

Câu 11 :

Dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ là i=I0cos(ωt+φ)A, I0>0. Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn đoạn mạch đó trong thời gian bằng chu kì của dòng điện là:

  • A.

    0

  • B.

    2I0ω

  • C.

    π2I0ω

  • D.

    πI0ω2

Câu 12 :

Một chiếc đèn neon đặt dưới một điện áp xoay chiều 119V50Hz. Nó chỉ sáng lên khi điện áp tức thời giữa hai đầu bóng đèn có trị tuyệt đối lớn hơn 84V. Thời gian bóng đèn sáng trong một chu kì là bao nhiêu?

  • A.

    Δt=0,0100s

  • B.

    Δt=0,0133s

  • C.

    Δt=0,0200s

  • D.

    Δt=0,0233s

Câu 13 :

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=120V, tần số f=60Hz vào hai đầu một bóng đèn huỳnh quang. Biết đèn chỉ sáng lên khi điện áp đặt vào đèn không nhỏ hơn 602V. Thời gian đèn sáng trong mỗi giây là:

  • A.

    12s

  • B.

    13s

  • C.

    23s

  • D.

    14s

Câu 14 :

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=120V, tần số f=60Hz vào hai đầu một bóng đèn huỳnh quang. Biết đèn chỉ sáng lên khi điện áp đặt vào đèn không nhỏ hơn 602V. Tỉ số thời gian đèn sáng và đèn tắt trong 30 phút là:

  • A.

    2

  • B.

    0,5

  • C.

    3

  • D.

    1/3

Câu 15 :

Một khung dây quay đều trong từ trường đều quanh một trục vuông góc với đường cảm ứng từ. Suất điện động hiệu dụng trong khung là 60V. Nếu giảm tốc độ quay của khung đi 2 lần nhưng tăng cảm ứng từ lên 3 lần thì suất điện động hiệu dụng trong khung có giá trị là:

  • A.
    150V  
  • B.
    120V   
  • C.
    60V 
  • D.
    90V

Câu 16 :

Một đèn nêon mắc với mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V và tần số 50Hz. Biết đèn sáng khi điện áp giữa hai cực không nhỏ hơn 155V. Trong một giây, bao nhiêu lần đèn chớp sáng, đèn chớp tắt?

  • A.
    50 lần chớp sáng, 100 lần chớp tắt
  • B.
    100 lần chớp sáng, 50 lần chớp tắt.
  • C.
    100 lần chớp sáng, 100 lần chớp tắt.
  • D.
    50 lần chớp sáng, 50 lần chớp tắt.

Câu 17 :

Đồ thị hình bên mô tả sự biến thiên của cường độ dòng điện xoay chiều theo thời gian. Biểu thức của cường độ dòng điện tức thời có biểu thức

  • A.
    i=22cos(100πt+π2)A.
  • B.
    i=2cos(100πt)A.
  • C.
    i=22cos(100πt)A.
  • D.
    i=1cos(100πt)A.

Câu 18 :

Tại thời điểm t, điện áp u=2002cos(100πt-π2) (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị bằng 1002V và đang giảm. Sau thời điểm đó 1/300 (s) điện áp này có giá trị

  • A.
    -100V
  • B.
    200V
  • C.
    1002V
  • D.
    1003V

Lời giải và đáp án

Câu 1 :

Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có tần số dao động là f. Mỗi giây dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần?

  • A.

    0,5f

  • B.

    f

  • C.

    2f

  • D.

    4f

Đáp án : C

Lời giải chi tiết :

Trong mỗi giây: Dòng điện đổi chiều 2f lần

Câu 2 :

Từ thông qua khung dây có biểu thức: Φ=Φ0cos40πt. Trong 1s dòng điện trong khung dây đổi chiều:

  • A.

    20 lần

  • B.

    40 lần

  • C.

    60 lần

  • D.

    80 lần

Đáp án : B

Lời giải chi tiết :

Ta có, trong mỗi giây dòng điện đổi chiều 2f lần

Từ biểu thức:

Φ=Φ0cos40πt,

ta có

ω=40πf=ω2π=40π2π=20(Hz)

=> Trong 1s dòng điện đổi chiều  2f=2.20=40 lần

Câu 3 :

Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức i=I0cos(120πtπ2)A. Trong 2,5s dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần?

  • A.

    149

  • B.

    150

  • C.

    299

  • D.

    300

Đáp án : C

Lời giải chi tiết :

Từ biểu thức cường độ dòng điện:

i=I0cos(120πtπ2)A

Ta có: tần số

f=ω2π=120π2π=60(Hz)

Ta có: Nếu pha ban đầu φi=π2 hoặc φi=π2

thì chỉ giây đầu tiên đổi chiều 2f-1 lần

=> Trong 2,5s , dòng điện đổi chiều:

2,5(2f)1=2,5.(2.60)1=299 lần

Câu 4 :

Tại thời điểm t, điện áp u=2002cos(100πtπ2) (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị 1002 và đang giảm. Sau thời điểm đó 1300s, điện áp này có giá trị là:

  • A.

    100V

  • B.

    1003V

  • C.

    1002V

  • D.

    200V

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Sử dụng vòng tròn lượng giác

Lời giải chi tiết :

Xác định các điểm trên vòng tròn lượng giác, ta được:

Góc quay từ t đến 1300s :

Δφ=ωΔt=100π1300=π3(rad)

Từ vòng tròn ta có:

Tại thời điểm t+1300s điện áp có giá trị: u2=1002(V)

Câu 5 :

Vào cùng một thời điểm nào đó, hai dòng điện xoay chiều i1=I0cos(ωt+φ1)i2=I0cos(ωt+φ2) đều có cùng giá trị tức thời là 0,5I0 nhưng một dòng điện đang giảm, còn một dòng điện đang tăng. Hai dòng điện này lệch pha nhau một góc bằng:

  • A.

    5π6

  • B.

    2π3

  • C.

    π6

  • D.

    4π3

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Sử dụng vòng tròn lượng giác

Lời giải chi tiết :

Vẽ vòng tròn lượng giác, ta được:

Từ vòng tròn lượng giác ta có, độ lệch pha giữa hai dòng điện này là:

Δφ=2π3

Câu 6 :

Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức i=I0cos(120πtπ3)A thời điểm thứ 2009 cường độ dồng điện tức thời có độ lớn bằng cường độ hiệu dụng là:

  • A.

    120491440s

  • B.

    240971440s

  • C.

    241131440s

  • D.

    Đáp án khác

Đáp án : A

Phương pháp giải :

+ Sử dụng công thức tính chu kì dao động: T=2πω

+ Sử dụng vòng tròn lượng giác

+ t2009= t2008+ t1

Lời giải chi tiết :

Ta có:

+ Chu kì dao động :

 T=2πω=2π120π=160s

+  t2009 = t2008 + t1

Trong 1 chu kì, cường độ dòng điện có độ lớn bằng cường độ hiệu dụng 4 lần

t2008=20084T=502T

Tại t = 0:

 i=I0cos(π3)=I02

t1=T8T12=T24

t2009=t2008+t1=502T+T24=1204924T=120491440(s)

Câu 7 :

Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức: u=240sin(100πt)V. Thời điểm gần nhất sau đó để điện áp tức thời đạt giá trị 120V kể từ thời điểm ban đầu là:

  • A.

    1600s

  • B.

    1100s

  • C.

    150s

  • D.

    1300s

Đáp án : A

Phương pháp giải :

+ Sử dụng công thức tính chu kì dao động: T=2πω

+ Sử dụng vòng tròn lượng giác

Lời giải chi tiết :

Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch:

u=240sin100πt(V)=240cos(100πtπ2)(V)

Chu kì dao động :

 T=2πω=2π100π=0,02s

Tại t=0:

 u=0(V)

Thời điểm gần nhất sau đó để điện áp tức thời đạt giá trị 120V kể từ thời điểm ban đầu là: t=T12=0,0212=1600s

Câu 8 :

Dòng điện chạy  qua một đoạn mạch có biểu thức i=I0cos(100πt)A. Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời trong có độ lớn bằng 0,5I0 vào những thời điểm:

  • A.

    1400s2400s

  • B.

    1500s3500s

  • C.

    1300s2300s

  • D.

    1600s5600s

Đáp án : C

Phương pháp giải :

+ Sử dụng biểu thức:  Δφ=ωΔt

+ Sử dụng vòng tròn lượng giác

Lời giải chi tiết :

Ta có, từ thời điểm 0 – 0,01s thì góc quay được là:

Δφ=ωΔt=100π.0,01=π(rad)

Tại t = 0:

i=I0cos0 = I0(A)

Từ vòng tròn lượng giác ta có:

+ φ1=ωt1=π3t1=1300s

+ φ2=ωt2=2π3t2=2300s

Câu 9 :

Dòng điện xoay chiều i=2sin100πt A qua một dây dẫn. Điện lượng chạy qua tiết diện dây trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là:

  • A.

    0

  • B.

    4100πC

  • C.

    3100πC

  • D.

    6100πC

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Vận dụng biểu thức tính điện lượng :

Δq=t2t1idt

Lời giải chi tiết :

Cách 1: (Phương pháp đại số)

Ta có, điện lượng chạy qua tiết diện dây:

Δq=t2t1idt=0,1502sin(100πt)dt=2100πcos(100πt)|0,150=2100π(11)=4100π=125π

+ Cách 2: Sử dụng máy tính Casio fx-570 ES Plus

Bấm ghi vào màn hình 0,1502sin(100πx)dx ấn =

Ta thu được kết quả: 0,0127323 trên màn hình

Với cách này chú ý giữa chế độ D (Độ) và R (Rad) trên máy tính để bấm máy phù hợp với chế độ đang cài đặt của máy.

Câu 10 :

Dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ là

i=I0cos(ωtπ2)A , I0>0. Tính từ lúc t=0(s), điện lượng chuyển qua tiết diện phẳng của dây dẫn của đoạn mạch đó trong thời gian bằng nửa chu kì của dòng điện là:

  • A.

    0

  • B.

    2I0ω

  • C.

    π2I0ω

  • D.

    πI0ω2

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Vận dụng biểu thức tính điện lượng :

Δq=t2t1idt

Lời giải chi tiết :

Ta có, điện lượng chạy qua tiết diện dây:

Δq=t2t1idt=T20I0cos(ωtπ2)dt=I0ωsin(ωtπ2)|T20=I0ω(1(1))=2I0ω

Câu 11 :

Dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ là i=I0cos(ωt+φ)A, I0>0. Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn đoạn mạch đó trong thời gian bằng chu kì của dòng điện là:

  • A.

    0

  • B.

    2I0ω

  • C.

    π2I0ω

  • D.

    πI0ω2

Đáp án : A

Lời giải chi tiết :

Ta có: Điện lượng qua tiết diện S trong 1 chu kì bằng 0

Câu 12 :

Một chiếc đèn neon đặt dưới một điện áp xoay chiều 119V50Hz. Nó chỉ sáng lên khi điện áp tức thời giữa hai đầu bóng đèn có trị tuyệt đối lớn hơn 84V. Thời gian bóng đèn sáng trong một chu kì là bao nhiêu?

  • A.

    Δt=0,0100s

  • B.

    Δt=0,0133s

  • C.

    Δt=0,0200s

  • D.

    Δt=0,0233s

Đáp án : B

Phương pháp giải :

+ Nhận biết cách ghi các thông số trên đèn

+ Sử dụng vòng tròn lượng giác

+ Vận dụng biểu thức tính tần số góc:

ω=2πf

+ Vận dụng biểu thức:

Δφ=ωΔt

Lời giải chi tiết :

Ta có:

+ Hiệu điện thế cực đại:

U0=1192(V)

+ Tần số góc:

ω=2πf=2π.50=100π(rad/s)

+ Vẽ trên vòng tròn lượng giác, ta được:

Biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U1

Ta có:

+ cosΔφ=U1U0=8411920,5Δφ=π3

Thời gian đèn sáng trong 1 chu kì:

Δt=4Δφω=4π3100π=175s0,01333(s)

Câu 13 :

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=120V, tần số f=60Hz vào hai đầu một bóng đèn huỳnh quang. Biết đèn chỉ sáng lên khi điện áp đặt vào đèn không nhỏ hơn 602V. Thời gian đèn sáng trong mỗi giây là:

  • A.

    12s

  • B.

    13s

  • C.

    23s

  • D.

    14s

Đáp án : C

Phương pháp giải :

+ Sử dụng vòng tròn lượng giác

+ Vận dụng biểu thức tính tần số góc: ω=2πf

+ Vận dụng biểu thức: Δφ=ωΔt

Lời giải chi tiết :

Ta có:

+ Hiệu điện thế cực đại:

U0=1202(V)

+ Tần số góc:

 ω=2πf=2π.60=120π(rad/s)

+ Vẽ trên vòng tròn lượng giác, ta được:

Biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U1

Ta có:

+ cosΔφ=U1U0=6021202=0,5Δφ=π3

Thời gian đèn sáng trong 1 chu kì:

Δt=4Δφω=4π3120π=190s

Ta có:

+ Chu kì: T=1f=160s

+ 1s=60T

=> Thời gian đèn sáng trong 1s là:

t=Δt.60=60.190=23s

Câu 14 :

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=120V, tần số f=60Hz vào hai đầu một bóng đèn huỳnh quang. Biết đèn chỉ sáng lên khi điện áp đặt vào đèn không nhỏ hơn 602V. Tỉ số thời gian đèn sáng và đèn tắt trong 30 phút là:

  • A.

    2

  • B.

    0,5

  • C.

    3

  • D.

    1/3

Đáp án : A

Phương pháp giải :

+ Sử dụng vòng tròn lượng giác

+ Vận dụng biểu thức tính tần số góc: ω=2πf

+ Vận dụng biểu thức: Δφ=ωΔt

Lời giải chi tiết :

Ta có:

+ Hiệu điện thế cực đại: U0=1202(V)

+ Tần số góc: ω=2πf=2π.60=120π(rad/s)

+ Vẽ trên vòng tròn lượng giác, ta được:

Biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U1

Ta có:

+ cosΔφ=U1U0=6021202=0,5Δφ=π3

Thời gian đèn sáng trong 1 chu kì:

Δt=4Δφω=4π3120π=190s

Thời gian đèn tắt trong 1 chu kì:

Δt=TΔt=160190=1180s

Ta có:

+ Chu kì

T=1f=160s

+ t=30=30.60s=108000T

=> Thời gian đèn sáng trong 30’ là: t1=t.Δt

Thời gian đèn tắt trong 30’ là:  t2=t.Δt

Tỉ số thời gian đèn sáng và đèn tắt trong 30 phút là:

 t1t2=1901180=2

Câu 15 :

Một khung dây quay đều trong từ trường đều quanh một trục vuông góc với đường cảm ứng từ. Suất điện động hiệu dụng trong khung là 60V. Nếu giảm tốc độ quay của khung đi 2 lần nhưng tăng cảm ứng từ lên 3 lần thì suất điện động hiệu dụng trong khung có giá trị là:

  • A.
    150V  
  • B.
    120V   
  • C.
    60V 
  • D.
    90V

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Suất điện động hiệu dụng trong khung: E=ωΦ02=ω.B.S.cosα2

Lời giải chi tiết :

Theo bài ra ta có:

{E=ω.B.S.cosα2=60VE=ω.B.S.cosα2=ω2.3B.Scosα2=1,5EE=1,5.60=90V

Câu 16 :

Một đèn nêon mắc với mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V và tần số 50Hz. Biết đèn sáng khi điện áp giữa hai cực không nhỏ hơn 155V. Trong một giây, bao nhiêu lần đèn chớp sáng, đèn chớp tắt?

  • A.
    50 lần chớp sáng, 100 lần chớp tắt
  • B.
    100 lần chớp sáng, 50 lần chớp tắt.
  • C.
    100 lần chớp sáng, 100 lần chớp tắt.
  • D.
    50 lần chớp sáng, 50 lần chớp tắt.

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Sử dụng lí thuyết về dao động của con lắc lò xo

Lời giải chi tiết :

Trong 1 chu kì đèn chớp sáng 2 lần và chớp tắt 2 lần

T=1f=150=0,02s

1s=50T

Trong 1 giây đèn chớp sáng 100 lần và chớp tắt 100 lần.

Câu 17 :

Đồ thị hình bên mô tả sự biến thiên của cường độ dòng điện xoay chiều theo thời gian. Biểu thức của cường độ dòng điện tức thời có biểu thức

  • A.
    i=22cos(100πt+π2)A.
  • B.
    i=2cos(100πt)A.
  • C.
    i=22cos(100πt)A.
  • D.
    i=1cos(100πt)A.

Đáp án : C

Phương pháp giải :

+ Đọc đồ thị i-t

+ Sử dụng biểu thức ω=2πT

+ Viết phương trình cường độ dòng điện

Lời giải chi tiết :

Từ đồ thị ta có:

+ Cường độ dòng điện cực đại: I0=22A

+ Chu kì dao động: T=0,02s

ω=2πT=2π0,02=100π

+ Tại thời điểm ban đầu, dòng điện có giá trị cực đại: i0=I0cosφ=I0cosφ=1φ=0

Phương trình cường độ dòng điện: i=22cos(100πt)A

Câu 18 :

Tại thời điểm t, điện áp u=2002cos(100πt-π2) (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị bằng 1002V và đang giảm. Sau thời điểm đó 1/300 (s) điện áp này có giá trị

  • A.
    -100V
  • B.
    200V
  • C.
    1002V
  • D.
    1003V

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Chu kỳ dao động: T=2πω

Lời giải chi tiết :

Điện áp có U0 = 2002V và pha ban đầu – π/2

Thời điểm có u = 1002V và đang giảm ứng với vị trí góc π/3

Chu kỳ T=2πω=0,02s

Sau đó 1/300s = T/6 ứng với vị trí góc 2π/3 nên điện áp có giá trị – 1002V

TẢI APP ĐỂ XEM OFFLINE