Câu 1: (0.5 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: B. 1/2

Giải thích:

Gọi điện áp hiệu dụng là $U$, điện áp cực đại là $U_0 = U\sqrt{2}$. Điện áp để đèn sáng là $U' = \frac{U_0}{2} = \frac{U\sqrt{2}}{2}$. Trong một chu kì, đèn tắt khi $|u| < U' = \frac{U\sqrt{2}}{2}$. Thời gian đèn tắt là thời gian điện áp tức thời nằm trong khoảng $(-\frac{U\sqrt{2}}{2}, \frac{U\sqrt{2}}{2})$. Ta có: $u = U_0 \cos(\omega t)$ Để đèn tắt thì: $|U_0 \cos(\omega t)| < \frac{U_0}{2}$ $|\cos(\omega t)| < \frac{1}{2}$ $-\frac{1}{2} < \cos(\omega t) < \frac{1}{2}$ $\frac{\pi}{3} < \omega t < \frac{2\pi}{3}$ hoặc $\frac{4\pi}{3} < \omega t < \frac{5\pi}{3}$ Trong một chu kì $T = \frac{2\pi}{\omega}$, thời gian đèn tắt là: $t_{tat} = 2(\frac{2\pi}{3\omega} - \frac{\pi}{3\omega}) = 2(\frac{\pi}{3\omega}) = \frac{2\pi}{3\omega} = \frac{T}{3}$. Thời gian đèn tắt trong một nửa chu kì là $\frac{T}{6}$ ứng với góc $\frac{\pi}{3}$. Vì có hai khoảng như vậy trong một chu kì, nên thời gian đèn tắt là $2 \times \frac{T}{6} = \frac{T}{3}$. Thời gian đèn sáng là: $t_{sang} = T - t_{tat} = T - \frac{T}{3} = \frac{2T}{3}$. Tỉ số giữa thời gian đèn tắt và thời gian đèn sáng là: $\frac{t_{tat}}{t_{sang}} = \frac{T/3}{2T/3} = \frac{1}{2}$ Vậy đáp án là B.

---

Câu 2: (0.5 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: A. 2,8 A.

Giải thích:

Để giải bài tập này, chúng ta cần áp dụng các công thức liên quan đến dòng điện xoay chiều. 1. Tìm giá trị hiệu dụng của điện áp: Giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều được tính bằng công thức: $U = \frac{U_0}{\sqrt{2}}$ Trong đó: $U$ là giá trị hiệu dụng của điện áp. $U_0$ là giá trị cực đại của điện áp. Thay số: $U = \frac{200}{\sqrt{2}} = 100\sqrt{2} \, V$ 2. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng: Cường độ dòng điện hiệu dụng được tính theo định luật Ohm: $I = \frac{U}{R}$ Trong đó: $I$ là cường độ dòng điện hiệu dụng. $U$ là điện áp hiệu dụng. * $R$ là điện trở. Thay số: $I = \frac{100\sqrt{2}}{50} = 2\sqrt{2} \approx 2,8 \, A$ Vậy, cường độ dòng điện hiệu dụng qua điện trở là 2,8 A.

---

Câu 3: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. Luôn mua các thiết bị điện có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng.

Giải thích:

Phát biểu không nằm trong quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều là "Luôn mua các thiết bị điện có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng". Việc mua các thiết bị điện có nguồn gốc rõ ràng là cần thiết, nhưng nó liên quan đến việc đảm bảo chất lượng sản phẩm và bảo vệ quyền lợi người tiêu dùng hơn là trực tiếp liên quan đến an toàn điện. Các đáp án A, B, D đều là các quy tắc an toàn điện trực tiếp.

---

Câu 4: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: C. hiệu số pha không đổi theo thời gian.

Giải thích:

Trong mạch điện xoay chiều, điện áp và cường độ dòng điện biến thiên điều hòa theo thời gian với cùng tần số góc $\omega$. Giả sử điện áp có dạng: $u = U_0 \cos(\omega t + \varphi_u)$ Và cường độ dòng điện có dạng: $i = I_0 \cos(\omega t + \varphi_i)$ Hiệu số pha giữa điện áp và dòng điện là: $\Delta \varphi = \varphi_u - \varphi_i$. Vì $\varphi_u$ và $\varphi_i$ là các hằng số, nên $\Delta \varphi$ cũng là một hằng số, không đổi theo thời gian. Vậy đáp án đúng là C.

---

Câu 5: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. 141 V.

Giải thích:

Giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều được tính bằng công thức: $U = \frac{U_0}{\sqrt{2}}$ Trong đó: - $U$ là giá trị hiệu dụng của điện áp. - $U_0$ là giá trị cực đại của điện áp. Theo đề bài, $U_0 = 200$ V. Vậy: $U = \frac{200}{\sqrt{2}} = \frac{200\sqrt{2}}{2} = 100\sqrt{2} \approx 141,42$ V. Vậy giá trị hiệu dụng của điện áp này là khoảng 141 V. Đáp án đúng là C. 141 V.

---

Câu 6: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. chu kì của dòng điện.

Giải thích:

Ta có dòng điện xoay chiều có biểu thức tổng quát: $i = I_0 cos(\omega t + \varphi)$ hoặc $i = I_0 cos(2\pi f t + \varphi) = I_0 cos(\frac{2\pi}{T} t + \varphi)$. Trong đó $T$ là chu kì của dòng điện. Vậy đáp án đúng là B.

---

Câu 7: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. 311 V.

Giải thích:

Điện áp hiệu dụng $U$ và điện áp cực đại $U_0$ liên hệ với nhau theo công thức: $U = \frac{U_0}{\sqrt{2}}$ Suy ra: $U_0 = U\sqrt{2} = 220\sqrt{2} \approx 311 \, \text{V}$ Vậy đáp án đúng là B. 311 V.

---

Câu 8: (0.5 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. cường độ dòng điện hiệu dụng.

Giải thích:

Để trả lời câu hỏi này, ta cần hiểu rõ định nghĩa về cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều. Cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều được định nghĩa bằng cường độ của dòng điện một chiều, khi cho hai dòng điện này lần lượt đi qua cùng một điện trở trong cùng một khoảng thời gian dài thì nhiệt lượng tỏa ra bởi chúng là như nhau. Như vậy, cụm từ cần điền vào chỗ trống là "cường độ dòng điện hiệu dụng". Vậy đáp án đúng là: C. cường độ dòng điện hiệu dụng.

---

Câu 9: (0.5 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: D. dòng điện chạy trong mạch có giá trị hiệu dụng bằng 0,5 A.

Giải thích:

Để giải bài tập này, ta cần thực hiện các bước sau: 1. Xác định các thông số đã cho: - Điện trở thuần $R = 200 \ \Omega$ - Điện áp xoay chiều $u = 100\sqrt{2}\cos(100\pi t) \ (V)$ 2. Tính giá trị hiệu dụng của điện áp: - Từ biểu thức điện áp $u = U_0\cos(\omega t)$, ta có $U_0 = 100\sqrt{2} \ (V)$. - Giá trị hiệu dụng của điện áp là $U = \frac{U_0}{\sqrt{2}} = \frac{100\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = 100 \ (V)$. 3. Tính giá trị hiệu dụng của dòng điện: - Sử dụng định luật Ohm cho mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần: $I = \frac{U}{R}$. - Thay các giá trị đã biết vào công thức: $I = \frac{100}{200} = 0,5 \ (A)$. 4. Kiểm tra các đáp án: - A. Sai vì giá trị hiệu dụng của dòng điện là 0,5 A. - B. Sai vì tần số của dòng điện là $f = \frac{\omega}{2\pi} = \frac{100\pi}{2\pi} = 50 \ (Hz)$. - C. Sai vì công suất tỏa nhiệt trên điện trở là $P = UI = 100 \times 0.5 = 50 \ (W)$. - D. Đúng vì giá trị hiệu dụng của dòng điện là 0,5 A. Vậy đáp án đúng là D.

---

Câu 10: (0.5 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: A. Cường độ hiệu dụng của dòng điện là 2A

Giải thích:

Lời giải chi tiết: Ta có phương trình dòng điện xoay chiều: $i = 2\sqrt{2} \cos(100\pi t)$ (A) A. Cường độ hiệu dụng của dòng điện là 2A Cường độ dòng điện cực đại là $I_0 = 2\sqrt{2}$ A. Cường độ dòng điện hiệu dụng là $I = \frac{I_0}{\sqrt{2}} = \frac{2\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = 2$ A. Vậy, phát biểu A đúng. B. Tần số góc của dòng điện là 100 Hz Tần số góc của dòng điện là $\omega = 100\pi$ rad/s. Vậy, phát biểu B sai. C. Tần số của dòng điện là 100 Hz Tần số của dòng điện là $f = \frac{\omega}{2\pi} = \frac{100\pi}{2\pi} = 50$ Hz. Vậy, phát biểu C sai. D. Dòng điện đổi chiều 314 lần trong một giây Trong một chu kì, dòng điện đổi chiều 2 lần. Trong 1 giây có 50 chu kì. Vậy, số lần dòng điện đổi chiều trong 1 giây là $2 \times 50 = 100$ lần. Vậy, phát biểu D sai. Vậy, đáp án đúng là A.

---

Câu 11: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: A. Điện áp hiệu dụng của mạng điện trong phòng thí nghiệm.

Giải thích:

Vôn kế xoay chiều dùng để đo điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều. Số chỉ của vôn kế xoay chiều chính là giá trị hiệu dụng của điện áp. Vì vậy, khi vôn kế xoay chiều chỉ 220V khi cắm vào ổ điện, ý nghĩa của con số đó là điện áp hiệu dụng của mạng điện trong phòng thí nghiệm là 220V.

---

Câu 12: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: A. .

Giải thích:

Công thức liên hệ giữa cường độ dòng điện hiệu dụng $I$ và cường độ dòng điện cực đại $I_0$ trong dòng điện xoay chiều là: $I = \frac{I_0}{\sqrt{2}}$ Vậy đáp án đúng là A.

---

Câu 13: (0.5 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm Đúng/Sai)

Đáp án đúng: B. T₂ > T₁

Giải thích:

Công suất tỏa nhiệt tức thời của dòng điện xoay chiều được tính bằng công thức: $p = i^2R = (I_0\cos(\omega t))^2 R = I_0^2 R \cos^2(\omega t) = \frac{I_0^2 R}{2} (1 + \cos(2\omega t))$ Từ công thức trên, ta thấy: - Dòng điện xoay chiều có tần số góc $\omega$, chu kỳ $T_2 = \frac{2\pi}{\omega}$. - Công suất tỏa nhiệt tức thời có tần số góc $2\omega$, chu kỳ $T_1 = \frac{2\pi}{2\omega} = \frac{\pi}{\omega}$. Vậy, $T_1 = \frac{T_2}{2}$ hay $T_2 = 2T_1$. Do đó, chu kì biến đổi T₁ của công suất tỏa nhiệt tức thời của dòng điện xoay chiều nhỏ hơn chu kì biến đổi T₂ của dòng điện đó. Hay T₂ > T₁. Chọn đáp án B.

---

Câu 14: (0.5 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. s.

Giải thích:

Từ phương trình hiệu điện thế $u = 310\sin(100\pi t)$ V, ta có: $u_0 = 310$ V và $\omega = 100\pi$ rad/s. Đề bài yêu cầu tìm thời điểm $t$ mà $u = 155$ V. Thay vào phương trình, ta có: $155 = 310\sin(100\pi t)$ $\sin(100\pi t) = \frac{155}{310} = \frac{1}{2}$ $100\pi t = \arcsin(\frac{1}{2})$ Vì $\sin(\frac{\pi}{6}) = \frac{1}{2}$, ta có: $100\pi t = \frac{\pi}{6} + k2\pi$ hoặc $100\pi t = \pi - \frac{\pi}{6} + k2\pi = \frac{5\pi}{6} + k2\pi$ (với k là số nguyên) Xét nghiệm nhỏ nhất (ứng với k=0): $100\pi t = \frac{\pi}{6} \Rightarrow t = \frac{\pi}{6} \cdot \frac{1}{100\pi} = \frac{1}{600}$ s $100\pi t = \frac{5\pi}{6} \Rightarrow t = \frac{5\pi}{6} \cdot \frac{1}{100\pi} = \frac{5}{600} = \frac{1}{120}$ s Trong các đáp án, $\frac{1}{600}$ s là đáp án C. Vậy thời điểm cần tìm là $t = \frac{1}{600}$ s.

---

Câu 15: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: D. 50 Hz.

Giải thích:

Từ biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều $i = 2\cos(100\pi t)$ (A), ta có tần số góc $\omega = 100\pi$ (rad/s). Tần số $f$ của dòng điện xoay chiều liên hệ với tần số góc $\omega$ theo công thức: $f = \frac{\omega}{2\pi}$ Thay số, ta được: $f = \frac{100\pi}{2\pi} = 50$ Hz. Vậy tần số của dòng điện là 50 Hz.

---

Câu 16: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. 7,1 A.

Giải thích:

Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều liên hệ với giá trị cực đại theo công thức: $I = \frac{I_0}{\sqrt{2}}$ Trong đó: - $I$ là giá trị hiệu dụng - $I_0$ là giá trị cực đại Thay số: $I = \frac{10}{\sqrt{2}} \approx 7.07 A \approx 7,1 A$ Vậy đáp án đúng là C. 7,1 A.

---

Câu 17: (0.5 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: A. 0,1 W.

Giải thích:

Công suất tỏa nhiệt của đoạn mạch được tính bằng công thức: $P = RI^2$, trong đó $R$ là điện trở thuần và $I$ là giá trị hiệu dụng của dòng điện. Các bước giải chi tiết: 1. Tính giá trị hiệu dụng của dòng điện: Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều liên hệ với giá trị cực đại theo công thức: $I = \frac{I_0}{\sqrt{2}}$ Trong đó $I_0$ là giá trị cực đại của dòng điện. Theo đề bài, $I_0 = \sqrt{2} \, \text{A}$. Vậy: $I = \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = 1 \, \text{A}$ 2. Tính công suất tỏa nhiệt: Công suất tỏa nhiệt trên điện trở thuần $R$ là: $P = RI^2$ Với $R = 10 \, \Omega$ và $I = 1 \, \text{A}$, ta có: $P = 10 \cdot (0.1)^2 = 10 \cdot 0.01 = 0.1 \, \text{W}$ Vậy, công suất tỏa nhiệt của đoạn mạch là 0,1 W.

---

Câu 18: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. RI².

Giải thích:

Công thức tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở R khi có dòng điện hiệu dụng I chạy qua là: $P = RI^2$ Vậy đáp án đúng là B.

---

Câu 19: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. nhà máy nhiệt điện.

Giải thích:

Lời giải: Câu hỏi này thuộc mức độ nhận biết, yêu cầu học sinh nắm vững kiến thức cơ bản về các nguồn cung cấp điện áp. A. acquy ô tô: Acquy ô tô cung cấp điện áp một chiều (DC). B. pin điện hoá: Pin điện hoá cũng cung cấp điện áp một chiều (DC). C. nhà máy nhiệt điện: Nhà máy nhiệt điện sử dụng các máy phát điện xoay chiều để tạo ra điện áp xoay chiều (AC). D. tụ điện: Tụ điện là một linh kiện điện tử dùng để tích trữ năng lượng điện, không phải là nguồn cung cấp điện áp. Vậy, đáp án đúng là C. nhà máy nhiệt điện.

---

Câu 20: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. Dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi nhờ ưu thế dễ truyền tải đi xa nhờ máy biến áp.

Giải thích:

Lời giải: Dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi nhờ ưu thế dễ truyền tải đi xa nhờ máy biến áp. Máy biến áp có khả năng thay đổi điện áp của dòng điện xoay chiều, giúp giảm hao phí năng lượng trên đường dây truyền tải khi truyền tải điện đi xa. Các đáp án khác không phản ánh đúng lý do chính khiến dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi.