Luyện thi đại học Vật lí 12 - Dạng 9: Bài toán về hộp đen

DẠNG: BÀI TỐN VỀ HỘP ĐEN
I. Phần tự luận:
Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ:
UAB = 200cos100pt(V) 	ZC = 100W ; ZL = 200W
I = 2 ; cosj = 1; X là đoạn mạch gồm hai trong ba phần tử (R0, L0 (thuần), C0) mắc nối tiếp.
Hỏi X chứa những linh kiện gì ? Xác định giá trị của các linh kiện đĩ.(ĐS: R0=50W, ZC0 = 100W)
Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ
UAB = 120(V); ZC = 
R = 10(W); uAN = 60 	UAB = 60(v)
a. Viết biểu thức uAB(t)
b. Xác định X. Biết X là đoạn mạch gồm hai trong ba phần tử (Ro, Lo (thuần), Co) mắc nối tiếp
ĐS: R0=10W, ZL0 = 10/ W
Bài 3 Cho mạch điện như hình vẽ: 
UAB = cost; uAN = 180 
ZC = 90(W); R = 90(W); uAB = 
a. Viết biểu thức uAB(t)
b. Xác định X. Biết X là đoạn mạch gồm hai trong ba phần tử (RO, Lo (thuần), CO) mắc nối tiếp.
ĐS: R0=30W, ZL0 = 30 W
Bài 4 Một mạch điện xoay chiều cĩ sơ đồ như hình vẽ.
Trong hộp X và Y chỉ cĩ một linh kiện hoặc điện trở, 
hoặc cuộn cảm, hoặc là tụ điện. Ampe kế nhiệt (a) chỉ 1A; UAM = UMB = 10V
UAB = 10. Cơng suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là P = 5W. 
Hãy xác định linh kiện trong X và Y và độ lớn của các đại lượng đặc trưng cho các linh kiện đĩ. Cho biết tần số dịng điện xoay chiều là f = 50Hz.
Bài tập 5 Cho hai hộp kín X, Y chỉ chứa 2 trong ba phần tử: R, L (thuần), C mắc nối tiếp. Khi mắc hai điểm A, M vào hai cực của một nguồn điện một chiều thì Ia = 2(A), UV1 = 60(V).
Khi mắc hai điểm A, B vào hai cực của một nguồn điện xoay chiều tần số 50Hz thì Ia = 1(A), Uv1 = 60v; UV2 = 80V,UAM lệch pha so với UMB một gĩc 1200, xác định X, Y và các giá trị của chúng.
ĐS: ; 
II. Phần trắc nghiệm: 
 Bài 1. Một mạch điện AB chứa hai trong ba phần tử: điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L, tụ điện C. Khi đặt vào AB nguồn điện không đổi có hiệu điện thế bằng 20V và đo được cường độ dòng điện trong mạch là 0,5A. Khi mắc vào AB nguồn điện xoay chiều u = 120sin(100t)V, thì đo được cường độ dòng điện trong mạch bằng 1,5A. Đoạn mạch AB chứa: 
	A. R và L, với R = 10W và L = 0,56H 	B. R và L, với R = 40W và L = 0,4H
 C. R và L, với R = 40W và L = 0,69H 	D. R và C, với R = 40W và L = 2,5.10-4F 
 Bài 2. Ở hình 3.16: hộp X chứa hai trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều có tần số f, thì người ta nhận thấy hiệu điện thế giữa hai đầu AM lệch pha /2 so với hiệu điện thế giữa hai đầu MB. Hộp X chứa: 
Ỉ
·
Ỉ
A
B
M
Hình 3.16
X
R
A. điện trở thuần và tụ điện. 
 C. cuộn dây thuần cảm và tụ điện.
B. cuộn dây thuần cảm và điện trở thuần. 	 
D. cuộn dây không thuần cảm và tụ điện. 
Ỉ
·
Ỉ
A
B
M
Hình 3.13
Y
X
 Bài 3. Ở hình 3.13: trong mỗi hộp X và Y chứa hai trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Đặt vào hai ầu A, B một hiệu điện thế xoay chiều có tần số f thay đổi được. Khi f = 40Hz thì i = 2cos(80t)A, uX =120cos(80t-/2)V và 
uY = 180cos(80t)V. Khi f = 60Hz thì i = 2,3cos(120t)A, 
uX =80cos(120t+/2)V và uY = 200cos(120t+/3)V. Các hộp X và Y chứa: 
	A. X chỉ chứa tụ điện và Y chỉ chứa điện trở thuần. 
	B. X chứa tụ điện và điện trở thuàn; Y chứa cuộn dây thuần cảm và điện trở thuần. 
	C. X chứa cuộn dây thuần cảm và tụ điện; Y chứa cuộn dây thuần cảm và điện trở thuần. 
	D. X chứa cuộn dây thuần cảm và tụ điện; Y chứa cuộn dây không thuần cảm và tụ điện. 
Ỉ
·
Ỉ
A
B
M
Hình 3.12
X
L
R
 Bài 4. Ở hình 3.12: L là cuộn dây thuần cảm, X chứa hai trong ba phân tử R, Lo, Co. Đặt vào hai điểm A, B một hiệu điện thế xoay chiều u = Uocos(t+/3)V thì hiệu điện thế giữa A, M và M, B là: 
uAM = UoAMcos(t+)V và uMB = UoMBcos(t+/6)V. Hộp X chứa: 
	A. Ro và Lo. 	B. Ro và Co. 
	C. Lo và Co. 	D. Ro và Co hoặc Lo. 
 Bài 5. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hình 3.6 một hiệu điện thế u = Uocos(100t + u), thì các hiệu điện thế uAM = 180cos(100t)V và uMB = 90cos(100t + /2)V. Biết Ro = 80, Co = 125(F) và hộp X chứa hai trong ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp nhau. Hộp X chứa: 
Ỉ
·
Ro
Co
Ỉ
A
B
M
Hình 3.6
X
	A. L và C, với ZL - ZC = 40 
	B. L và C, với ZC - ZL = 40
	C. R và C, với R = 40và C = 250(F) 
	D. R và L, với R = 40và L = 0,4(H) 
Ỉ
·
Ỉ
A
B
M
Hình 3.16
X
R
 Bài 6. Ở hình 3.16: hộp X chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V, người ta đo được UAM = 120V và UMB = 160V. Hộp X chứa: 
	A. tụ điện hoặc cuộn dây thuần cảm. 	B. cuộn dây thuần cảm.
	C. cuộn dây không thuần cảm.	D. điện trở thuần. 
Ỉ
·
Ỉ
A
B
M
Hình 3.12
X
L
R
 Bài 7. Ở hình 3.12: R = 120, L = 0,3H và X chứa hai trong ba phân tử R, Lo, Co. Đặt vào hai điểm A, B một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220V. Người ta đo được hiệu điện thế giữa A, M và M, B là: UAM = 120V và UMB = 100V. Hộp X chứa: 
	A. Ro và Lo, với Ro:Lo = 36 	B. Ro và Lo, với Ro:Lo = 400 
	C. Ro và Lo, với Ro:Lo = 0,0025 	D. Ro và Co, với Ro:Co = 400 
Ỉ
·
Ỉ
A
B
M
Hình 3.17
X
C
 Bài 8. Ở hình 3.17: hộp X chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 150V, người ta đo được UAM = 60V và UMB = 210V. Hộp X chứa: 
	A. điện trở thuần. 	B. tụ điện. 
	C. cuộn dây thuần cảm. 	D. cuộn dây không thuần cảm. 
Ỉ
·
Ỉ
A
B
M
Hình 3.14
X
C
R
 Bài 9. Ở hình 3.14: X chứa hai trong ba phân tử R, Lo, Co. Đặt vào hai điểm A, B một hiệu điện thế xoay chiều thì hiệu điện thế giữa AM và MB là: uAM = UoAMcos(t-2/3)V và 
Ỉ
·
Ỉ
A
B
M
Hình 3.15
X
C
L
uMB = UoMBcos(t-/6)V. Hộp X chứa: 
 A. Ro và Co. 	B. Lo và Co. 
	C. Ro và Lo. 	D. Ro và Co hoặc Lo. 
 Bài 10. Ở hình 3.15: hộp X chứa hai trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều có tần số f, thì người ta nhận thấy hiệu điện thế giữa hai đầu AM lệch pha /2 so với hiệu điện thế giữa hai đầu MB. Hộp X chứa: 
 A. cuộn dây không thuần cảm và tụ điện. C. cuộn dây thuần cảm và tụ điện. 	 
 B. điện trở thuần và tụ điện. D. cuộn dây thuần cảm và điện trở thuần.
 Bài 11. Ở hình 3.17: hộp X chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, người ta đo được UAM = 120V và UMB = 260V. Hộp X chứa: 
	A. cuộn dây không thuần cảm. 	B. điện trở thuần. 	C. tụ điện. 	D. cuộn dây thuần cảm. 
 Bài 12. Đặt vào hai đầu đoạn mạch ở hình 3.13 một hiệu điện thế xoay chiều, thì dòng điện trong mạch i = 2cos(80t)A và hiệu điện thế ở các đoạn mạch uX =90 cos (80t+/2)V; uY = 180 cos (80t)V. Ta suy ra các biểu thức liên hệ: 1) uX = i.ZX; 2) uY = i.ZY. Với ZX và ZY là tổng trở của hộp X và hộp Y. Kết luận nào sau đây là đúng? 
	A. 1) sai; 2) đúng. 	B. 1) sai; 2) sai. 	C. 1) đúng; 2) đúng. 	D. 1) đúng; 2) sai. 
 Bài 13. Ở hình 3.17: hộp X chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, người ta đo được UAM =80V và UMB = 140V. Hộp X chứa: 
Ỉ
·
Ỉ
A
B
M
Hình 3.17
X
C
	A. điện trở thuần. 	B. tụ điện hoặc cuộn dây thuần cảm. 	C. cuộn dây thuần cảm. 	D. tụ điện. 
Ỉ
·
Ỉ
A
B
M
Hình 3.13
Y
X
Bài 14: Cho mạch điện như hình vẽ : R = 90 ,, X là đoạn mạch gồm hai trong ba phần tử R0, L0, C0 mắc nối tiếp . Đặt vào hai đđđầu A , B một hiệu đđiện thế xoay chiều cĩ giá trị hiệu dụng UAB khơng đổi thì uAM = (V) ; uMB = (V) . Phần tử X là 
 A. R0 = 30, L0 = 0,096 H B. A. R0 = 20, L0 = 0,096 H
 C. R0 = 30, L0 = 0,069 H D. C0 = , L0 = 0,096 H 
Ỉ
·
Ỉ
A
B
M
X
C
R
Bài 15. Mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở thuần R = 80Ω nối tiếp với hộp X. Trong hộp X chỉ chứa một phần tử là điện trở thuần R’ hoặc cuộn thuần cảm L, hoặc tụ C. . Dịng điện qua R cĩ cường độ hiệu dụng 1 A và trễ pha hơn uAB. Phần tử trong hộp X cĩ giá trị:
 A. R’ = 20Ω 	 B. C = 	 C. L = H D. L = H 
Bài 16. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử mắc nối tiếp. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là: và cường độ dịng điện trong mạch cĩ 
biểu thức: . Hai phần tử đĩ là? 
 A. Hai phần tử đĩ là RL.	B Hai phần tử đĩ là RC.
 C. Hai phần tử đĩ là LC.	 D. Tổng trở của mạch là 10
Bài 17. Một đoạn mạch điện đặt dưới hiệu điện thế V thì cường độ dịng điện qua mạch cĩ biểu thức . Các phần tử mắc trong đoạn mạch này là:
 A. Chỉ cĩ L thuần cảm B. Chỉ cĩ C C . L và C nối tiếp với LC2 < 1	 D. B và C đúng 
Bài 18. Cho đoạn mạch AB gồm biến trở nối tiếp với hộp kín X.˜Hộp X chỉ chứa cuộn thuần cảm L hoặc tụ C UAB = 200V khơng đổi ; f = 50 Hz Khi biến trở cĩ giá trị: sao cho PAB cực đại thì I = A và sớm pha hơn uB. Khẳng định nào là đúng ? 
A. Hộp X chứa C = F B. Hộp X chứa L = H 
C. Hộp X chứa C = F D. Hộp X chứa L = H 
Bài 19. Đoạn mạch AM gồm cuộn thuần cảm L, điện trở thuần R nối tiếp với đoạn mạch MB gồm hộp kín X˜ uAB = 200cos100πtV R = 20 Ω ; L = H, I = 3A uAM vuơng pha với uMB .Đoạn mạch X chứa 2 trong 3 phần tử Ro, Lơ hoặc Co mắc nối tiếp. Khẳng định nào là đúng ? 
 A. X chứa Ro = 93,8 Ω và ZC = 54,2 Ω 	 B. X chứa Ro = 93,8 Ω và ZL = 120 Ω 
C. X chứa ZC = 54,2 Ω và ZL = 120 Ω 	 D. X chứa và ZC= .