Các dạng bài tập Công suất của mạch điện xoay chiều có lời giải
Phần Công suất của mạch điện xoay chiều Vật Lí lớp 12 với 2 dạng bài tập chọn lọc có trong Đề thi THPT Quốc gia và trên 100 bài tập trắc nghiệm có lời giải. Vào Xem chi tiết để theo dõi các dạng bài Công suất của mạch điện xoay chiều hay nhất tương ứng.
Cách tính Công suất của dòng điện xoay chiều
A. Phương pháp & Ví dụ
1. Phương pháp
2. Ví dụ
Ví dụ 1: Đặt điện áp u = 100√2cos(100πt) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh với L, R có độ lớn không đổi và C = 1/20π mF. Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử R, L và C có độ lớn như nhau. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A. 80 W.
B. 50 W.
C. 100 W.
D. 125 W .
Hướng dẫn:
Do điện áp hai đầu mỗi thành phần bằng nhau nên ta có :
UR = UL = UC
→ I. R = I. ZL = I. ZC
→ R = ZL = ZC
Khi đó hiện tượng kỳ lạ cộng hưởng sẽ xảy ra .
Mà ZC = 1 / ωC nên R = 200 Ω .
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch :
Ví dụ 2: Đặt một điện áp u = 120√6cos(100πt) vào hai đầu một đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết R = 50 Ω, độ lệch pha giữa điện áp ở hai dầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch là π/6. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A. 216 W.
B. 648 W.
C. 864 W.
D. 468 W .
Hướng dẫn:
chọn B .
Ví dụ 3: Đặt điện áp u = Uocos(ωt + π/3)(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i = √6(ωt + π/6)(A) và công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng 150 W. Giá trị Uo bằng
A. 100 V.
B. 100 √ 3 V.
C. 120 V.
D. 100 √ 2 V .
Hướng dẫn:
Góc lệch pha giữa u và i trong mạch :
Cách tính Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều
A. Phương pháp & Ví dụ
1. Phương pháp
Khi ZL = ZC thì mạch xảy ra hiện tượng kỳ lạ cộng hưởng điện nên cosΦ = 1
2. Ví dụ
Ví dụ 1: Khi có một dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây có điện trở thuần 50 Ω thì hệ số công suất của cuộn dây bằng 0,8. Cảm kháng của cuộn dây đó bằng
A. 45,5 Ω .
B. 91,0 Ω .
C. 37,5 Ω .
D. 75,0 Ω .
Hướng dẫn:
Áp dụng công thức tính thông số hiệu suất ta có :
Chọn C
Ví dụ 2: Đặt điện áp xoay chiều u = U√2cos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp (cuộn dây thuần cảm). Khi nối tắt tụ C thì điện áp hiệu dụng trên điện trở R tăng 2 lần và dòng điện trong hai trường hợp này vuông pha nhau. Hệ số công suất của đoạn mạch lúc sau bằng
Hướng dẫn:
Ta có công thức về hệ số công suất trong 2 trường hợp của mạch:
Chọn A
Bài tập về công suất của mạch điện xoay chiều trong đề thi Đại học
Bài 1: [THPT QG năm 2015 – Câu 25 – M138] Đặt điện áp u = 200√2cos100πt (V) vào hai đầu một điện trở thuần 100Ω.
Công suất tiêu thụ của điện trở bằng
A. 800 W. B. 200 W. C. 300 W. D. 400 W .
Hiển thị đáp án
Đáp án: D
Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần (hoặc đoạn mạch xoay chiều có cộng hưởng
điện)
P = 
= 400 W
Bài 2: [THPT QG năm 2015 – Câu 28 – M138] Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với điện trở thuần. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở là 100 V. Hệ số công suất của đoạn mạch bằng
A. 0,8. B. 0,7. C. 1. D. 0,5 .
Hiển thị đáp án
Đáp án: D
Hệ số công suất của đoạn mạch xoay chiều: cosω = 
= 0,5
Bài 3: [THPT QG năm 2017 – Câu 3 – M201] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và tụ điện mắc nối tiếp thì dung kháng của tụ điện là ZC. Hệ số công suất của đoạn mạch là
A. 
B. 
C. 
D. 
Hiển thị đáp án
Đáp án: D
Hệ số công suất của đoạn mạch: 
Bài 4: [THPT QG năm 2017 – Câu 7 – M203] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch lần lượt là ZL và ZC. Hệ số công suất của đoạn mạch là
A. 
B. 
C. 
D. 
Hiển thị đáp án
Đáp án: A
Hệ số công suất của mạch
cosφ = 
Bài 5: [THPT QG năm 2017 – Câu 1 – M204Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R và cuộn cảm thuần thì cảm kháng của cuộn cảm là ZL. Hệ số công suất của đoạn mạch là
A. 
B. 
C. 
D. 
Hiển thị đáp án
Đáp án: C
Hệ số công suất của đoạn mạch gồm R và cuộn dây thuần cảm là cosφ =
Bài 6: [THPT QG năm 2018 – Câu 19 – M201] Đặt vào hai đầu điện trở một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f thay đổi được. Khi f = f0 và f = 2f0 thì công suất tiêu thụ của điện trở tương ứng là P1 và P2. Hệ thức nào sau đây đúng?
A. P2 = 0,5 P1 B. P2 = 2P1C. P2 = P1 D. P2 = 4P1
Hiển thị đáp án
Đáp án: C
Đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở, hiệu suất tiêu thụ không phụ thuộc vào vào tần số .
Bài 7: [THPT QG năm 2018 – Câu 16 – M210] Đặt điện áp u = 200√2cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch thì
cường độ dòng điện trong đoạn mạch là i = 5√2cos100πt (A). Hệ số công suất của đoạn mạch là
A. 0 B. 1 C. 0,71 D. 0,87
Hiển thị đáp án
Đáp án: B
u và i cùng pha ⇒ cosφ = 1
Bài 8:[THPT QG năm 2019 – Câu 18 – M218] Đặt điện áp u = 220√2cos(100πt +
) vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch là i=2√2cos100πt (A) Hệ số công suất của đoạn mạch là
A. 0,7. B. 0,8. C. 0,9. D. 0,5 .
Hiển thị đáp án
Đáp án: D
cosφ = cos
= 0,5
Bài 9: [THPT QG năm 2019 – Câu 22 – M223] Đặt điện áp u = i=200√2cos100πt (V) vào hai đầu của đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch là i=2√2cos100πt (A). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A. 110 W B. 440 W C. 880 W D. 220 W
Hiển thị đáp án
Đáp án: B
P = UIcosφ = 220.0. cos0 = 440W
Bài 10:[THPT QG năm 2019 – Câu 16 – M206] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 750 W. Trong khoảng thời gian 6 giờ, điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ là
A. 4,5 kWh B. 4500 kWhC. 16,2 kWh D. 16200 kWh
Hiển thị đáp án
Đáp án: A
Q. = Pt = 750.6 = 4,5 kWh
Xem thêm những dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác :
