Điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong đoạn mạch xoay chiều

ĐIỀU KIỆN XẢY RA HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN TRONG ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU

Câu 1 (CĐ 2007): Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, trong đó R, L và C có giá trị không đổi. Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên hiệu điện thế \({\rm{u = }}{{\rm{U}}_{\rm{0}}}{\rm{sin\omega t}}\) ,với ω có giá trị thay đổi còn U₀ không đổi. Khi ω = ω₁ = 200π rad/s hoặc ω = ω₂ = 50π rad/s thì dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng bằng nhau. Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch đạt cực đại thì tần số ω bằng

A. 100 π rad/s.                   B. 40 π rad/s.               

C. 125 π rad/s.                   D. 250 π rad/s.

Câu 2 (ĐH 2007): Đặt hiệu điện thế \({\rm{u = }}{{\rm{U}}_{\rm{0}}}{\rm{sin\omega t}}\) (U₀ không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh. Biết điện trở thuần của mạch không đổi. Khi có hiện tượng cộng hưởng điện trong đoạn mạch, phát biểu nào sau đây sai?

A. Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch đạt giá trị lớn nhất      

B. Hiệu điện thế tức thời ở hai đầu đoạn mạch cùng pha với hiệu điện thế tức thời ở hai đầu điện trở R.

C. Cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch bằng nhau                           

D. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở R nhỏ hơn hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch

Câu 3 (CĐ 2008): Một đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm điện trở thuần 100 Ω, cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm \({\rm{L = }}\frac{{\rm{1}}}{{\rm{\pi }}}{\rm{H}}\) (H) và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện hiệu điện thế \({\rm{u = 200}}\sqrt 2 {\rm{sin100\pi t(V)}}\)  ). Thay đổi điện dung C của tụ điện cho đến khi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại. Giá trị cực đại đó bằng

A. 200 V.                           B.  \(100\sqrt 2 \)V                

C.  \(50\sqrt 2 \)V                        D. 50 V

Câu 4 (ĐH 2008): Đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm cuộn dây có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C. Khi dòng điện có tần số góc \(\frac{{\rm{1}}}{{\sqrt {{\rm{LC}}} }}\)  chạy qua đoạn mạch thì hệ số công suất của đoạn mạch này

A. phụ thuộc điện trở thuần của đoạn mạch.                          B. bằng 0.     

C. phụ thuộc tổng trở của đoạn mạch.                                    D. bằng 1.

Câu 5 (ĐH 2009): Đặt điện áp xoay chiều  \({\rm{u = U}}_{\rm{0}}^{}{\rm{cos2\pi ft}}\), có U₀ không đổi và f thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Khi f = f₀ thì trong đoạn mạch có cộng hưởng điện. Giá trị của f₀ là

A. \(\frac{{\rm{2}}}{{\sqrt {{\rm{LC}}} }}\)                            B.  \(\frac{{{\rm{2\pi }}}}{{\sqrt {{\rm{LC}}} }}\)                     

C.   \(\frac{{\rm{1}}}{{\sqrt {{\rm{LC}}} }}\)                          D. \(\frac{{\rm{1}}}{{{\rm{2\pi }}\sqrt {{\rm{LC}}} }}\)

Câu 6 (ĐH 2009): Đặt điện áp xoay chiều \({\rm{u = U}}_0^{}{\rm{cos\omega t}}\) có U₀ không đổi và ω thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Thay đổi ω thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch khi ω = ω₁ bằng cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch khi ω = ω₂. Hệ thức đúng là

A. \({\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ = }}\frac{{\rm{1}}}{{\sqrt {{\rm{LC}}} }}\)                 B.    \({\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ + \omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ = }}\frac{{\rm{2}}}{{\sqrt {{\rm{LC}}} }}\)     

C.  \({\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ = }}\frac{{\rm{1}}}{{{\rm{LC}}}}\)                   D. \({\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ + \omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ = }}\frac{{\rm{2}}}{{{\rm{LC}}}}\)

Câu 7 (ĐH 2009): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 30 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(\frac{{{\rm{0,4}}}}{{\rm{\pi }}}\)  (H) và tụ điện có điện dung thay đổi được. Điều chỉnh điện dung của tụ điện thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằng

A. 250V                             B. 100V                       

C. 160V                             D. 150V

Câu 8 (ĐH 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi vào hai đầu A và B của đoạn mạch mắc nối tiếp theo thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi. Gọi N là điểm nối giữa cuộn cảm thuần và tụ điện. Các giá trị R, L, C hữu hạn và khác không. Với C = C₁ thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở R có giá trị không đổi và khác không khi thay đổi giá trị R của biến trở. Với C = 0,5C₁ thì điện áp hiệu dụng giữa A và N bằng

A. 200V                             B. \(100\sqrt 2 \) V                 

C. 100V                             D. \(200\sqrt 2 \)V

Câu 9 (ĐH 2011): Đặt điện áp \({\rm{u = U}}\sqrt {\rm{2}} {\rm{cos2\pi ft}}\) (U không đổi, tần số f thay đổi được) 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. Khi tần số là f₁ thì cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch có giá trị lần lượt là 6Ω và 8 Ω. Khi tần số là f₂ thì hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1. Hệ thức liên hệ giữa f₁ và f₂ là

A.  \({\rm{f}}_{\rm{2}}^{}{\rm{ = }}\frac{{\rm{2}}}{{\sqrt {\rm{3}} }}{\rm{f}}_{\rm{1}}^{}\)                    B.    \({\rm{f}}_{\rm{2}}^{}{\rm{ = }}\frac{{\sqrt {\rm{3}} }}{{\rm{2}}}{\rm{f}}_{\rm{1}}^{}\)            

C. \({\rm{f}}_{\rm{2}}^{}{\rm{ = }}\frac{3}{4}{\rm{f}}_{\rm{1}}^{}\)                        D. \({\rm{f}}_{\rm{2}}^{}{\rm{ = }}\frac{{\rm{4}}}{{\rm{3}}}{\rm{f}}_{\rm{1}}^{}\)

Câu 10 ( ĐH 2012): Đặt điện áp \({\rm{u = U}}_{\rm{0}}^{}{\rm{cos2\pi ft}}\) 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 mắc nối tiếp. Gọi U_R, U_L, U_C lần lượt là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm và giữa hai đầu tụ điện. Trường hợp nào sau đây, điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch cùng pha với điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở?

A.  Thay đổi C để U_Rmax                                          B. Thay đổi R để U_cmax

C. Thay đổi L để U_Lmax                                             D. Thay đổi f để U_Cmax

Câu 11 (ĐH 2013): Đặt điện áp \({\rm{u = }}{{\rm{U}}_{\rm{0}}}{\rm{cos\omega t}}\) (U₀ không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn  mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(\frac{{\rm{4}}}{{{\rm{5\pi }}}}\)  H và tụ điện mắc nối tiếp. Khi ω = ω₀  thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch đạt giá trị cực đại Im. Khi ω = ω₁ hoặc ω = ω₂  thì cường độ dòng điện cực đại qua đoạn mạch bằng nhau và bằng Im. Biết ω₁ − ω₂ = 200π rad/s. Giá trị của R bằng

A. 150Ω                             B. 200 Ω                      

C. 160 Ω                            D. 50 Ω

Câu 12 (ĐH 2012): Đặt điện áp xoay chiều \({\rm{u = }}{{\rm{U}}_{\rm{0}}}{\rm{cos\omega t}}\) (U₀ không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Khi ω = ω₁ thì cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch lần lượt là Z_1L và Z_1C . Khi ω = ω₂  thì trong đoạn mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Hệ thức đúng là

A.   \({\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ = }}{{\rm{\omega }}_{\rm{2}}}\frac{{{\rm{Z}}_{{\rm{1L}}}^{}}}{{{\rm{Z}}_{{\rm{1C}}}^{}}}{\rm{\;}}\)               B.  \({\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ = }}{{\rm{\omega }}_{\rm{2}}}\sqrt {\frac{{{\rm{Z}}_{{\rm{1L}}}^{}}}{{{\rm{Z}}_{{\rm{1C}}}^{}}}{\rm{\;}}} \)        

C.  \({\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ = }}{{\rm{\omega }}_{\rm{2}}}\frac{{{\rm{Z}}_{{\rm{1C}}}^{}}}{{{\rm{Z}}_{{\rm{1L}}}^{}}}{\rm{\;}}\)                D. \({\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ = }}{{\rm{\omega }}_{\rm{2}}}\sqrt {\frac{{{\rm{Z}}_{{\rm{1C}}}^{}}}{{{\rm{Z}}_{{\rm{1L}}}^{}}}{\rm{\;}}} \)

Câu 13 (CĐ 2012): Đặt điện áp \({\rm{u = U}}_{\rm{0}}^{}{\rm{cos(\omega t + \varphi )}}\) (U₀ không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Điều chỉnh ω = ω₁ thì cảm kháng của cuộn cảm thuần bằng 4 lần dung kháng của tụ điện. Khi ω = ω₂  thì trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện. Hệ thức đúng là

A. \({\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ = 2}}{{\rm{\omega }}_{\rm{2}}}{\rm{\;}}\)                       B.    \({\rm{\omega }}_{\rm{2}}^{}{\rm{ = 2}}{{\rm{\omega }}_1}{\rm{\;}}\)               

C.  \({\rm{\omega }}_{\rm{1}}^{}{\rm{ = 4}}{{\rm{\omega }}_{\rm{2}}}{\rm{\;}}\)                     D. \({\rm{\omega }}_{\rm{2}}^{}{\rm{ = 4}}{{\rm{\omega }}_1}{\rm{\;}}\)

Câu 14 (CĐ 2012): Đặt điện áp \({\rm{u = U}}_{\rm{0}}^{}{\rm{cos(\omega t + \varphi )}}\)  (U₀ và φ không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần, tụ điện và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Khi L = L₁ hoặc L = L₂ thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mặt bằng nhau. Để cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch giá trị cực đại thì giá trị của L bằng

A.  \(\frac{1}{2}\left( {{\rm{L}}_{\rm{1}}^{}{\rm{ + L}}_{\rm{2}}^{}} \right)\)                   B.   \(\frac{{{\rm{L}}_{\rm{1}}^{}{\rm{L}}_{\rm{2}}^{}}}{{{\rm{L}}_{\rm{1}}^{}{\rm{ + L}}_{\rm{2}}^{}}}\)                  

C.  \(\frac{{{\rm{2L}}_{\rm{1}}^{}{\rm{L}}_{\rm{2}}^{}}}{{{\rm{L}}_{\rm{1}}^{}{\rm{ + L}}_{\rm{2}}^{}}}\)                         D. \(2\left( {{\rm{L}}_{\rm{1}}^{}{\rm{ + L}}_{\rm{2}}^{}} \right)\)

Câu 15 (CĐ 2014): Đặt điện áp \({\rm{u = U}}_{\rm{0}}^{}{\rm{cos2\pi ft}}\)  (U₀ không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Khi tần số là f1 thì cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch có giá trị lần lượt là 36Ωvà 144Ω. Khi tần số là 120 Hz thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch cùng pha với u. Giá trị f₁ là

A. 50Hz                             B. 60Hz                       

C. 30Hz                             D. 480Hz

Câu 16 (ĐH 2015): Đặt điện áp \({\rm{u = }}{{\rm{U}}_{\rm{0}}}{\rm{cos\omega t}}\) (U₀ không đổi, ω thay đổi được)vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Khi ω = ω₀ trong mạch có cộng hưởng điện. Tần số góc ω₀ là

A.    \({\rm{2}}\sqrt {{\rm{LC}}} \)                       B.   \(\frac{2}{{\sqrt {{\rm{LC}}} }}\)                    

C.   \(\frac{1}{{\sqrt {{\rm{LC}}} }}\)                          D. \({{}}\sqrt {{\rm{LC}}} \)

Câu 17 (ĐH 2015): Lần lượt đặt các điện áp xoay chiều u₁, u₂ và u₃ có cùng giá trị hiệu dụng nhưng tần số khác nhau vào hai đầu một đoạn mạch R, L, C nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch tương ứng là  \({\rm{i}}_{\rm{1}}^{}{\rm{ = I}}\sqrt {\rm{2}} {\rm{ cos(150\pi t + }}\frac{{\rm{\pi }}}{{\rm{3}}}{\rm{) }}\left( {\rm{A}} \right){\rm{; i}}_{\rm{2}}^{}{\rm{ = I}}\sqrt {\rm{2}} {\rm{cos(200\pi t + }}\frac{{\rm{\pi }}}{{\rm{3}}}{\rm{)(A);i}}_{\rm{3}}^{}{\rm{ = Icos(100\pi t + }}\frac{{\rm{\pi }}}{{\rm{3}}}{\rm{)(A)}}.\) Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. i₂ sớm pha so với u₂                                            B. i₃ sớm pha so với u₃.

C. i₁ trễ pha so với u₁.                                             D. i₁ trễ cùng pha so với u_1.

Câu 18 (ĐH 2015): Lần lượt đặt điện áp \({\rm{u = U}}\sqrt {\rm{2}} {\rm{ cos\omega t}}\) (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu của đoạn mạch X và vào hai đầu của đoạn mạch Y; với X và Y là các đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp.

Trên hình vẽ, P_X và P_Y lần lượt biểu diễn quan hệ công suất tiêu thụ của X với ω và của Y với ω. Sau đó, đặt điện áp u lên hai đầu đoạn mạch AB gồm X và Y mắc nối tiếp. Biết cảm kháng của cuộn cảm thuần mắc nối tiếp (có cảm kháng Z_L1 và Z_L2) là Z_L = Z _L1 + Z_L2  và dung kháng của hai tụ điện mắc nối tiếp (có dung kháng Z_C1 và Z_C2) là  Z_C = Z_C1 + Z_C2 . Khi ω = ω₂  , công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 14W                              B. 10W                        

C. 22W                              D. 24W

Câu 19 (ĐH 2016): Đặt điện áp \({\rm{u = }}{{\rm{U}}_{\rm{0}}}{\rm{cos\omega t}}\) (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

A.   \({{\rm{\omega }}^{\rm{2}}}{\rm{LCR}} - 1 = 0\)            B.   \({{\rm{\omega }}^{\rm{2}}}{\rm{LC}} - 1 = 0\)         

C.    \({\rm{R}} = \left| {{\rm{\omega L}} - \frac{{\rm{1}}}{{{\rm{\omega C}}}}} \right|\)           D.  \({{\rm{\omega }}^{\rm{2}}}{\rm{LC}} - R = 0\)

 

Trên đây là toàn bộ nội dung Điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong đoạn mạch xoay chiều môn Vật lý 12. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Tổng hợp chuyên đề lý thuyết Dao động cơ học 2018

• Rèn luyện kỹ năng lập phương trình Dao động điều hòa Vật lý 12

• Bài tập và công thức tính nhanh về Con lắc lò xo, Con lắc đơn trong DĐĐH

Chúc các em học tập tốt !