Giải SBT lí 12 bài 14 mạch có r, l, c mắc nối tiếp

Bài 14 Mạch có R, L, C mắc nối tiếp Bài 14 1 trang 38 SBT Vật Lí 12 Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 50 V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L Đi[.]

Bài 14: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp Bài 14.1 trang 38 SBT Vật Lí 12: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 50 V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm L Điện áp hiệu dụng hai đầu R 30 V Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm A 30 V B 20 V C 10 V D 40 V Lời giải: Ta có U2 = U 2R   U L  U C  mà mạch điện khơng có tụ nên UC =  U  U 2R  U 2L  U L  U  U 2R  502  302  40V Chọn đáp án D Bài 14.2 trang 38 SBT Vật Lí 12: Đặt điện áp xoay chiều u = 100 cos t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Biết điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện 100V điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha so với cường độ dòng điện mạch Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm A 150 V B 50 V C 100 V D 200 V Lời giải: Ta có U2 = U R   U L  U C  mà mạch điện khơng có điện trở nên UR =  U  UL  UC Vì điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha so với cường độ dòng điện mạch UL > UC => U = UL – UC => UL = U + UC = 100 + 100 = 200V Chọn đáp án D Bài 14.3 trang 38 SBT Vật Lí 12: Đặt điện áp xoay chiều u = 200 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm có độ tự 104 cảm L = (H) tụ điện có điện dung C = (F) mắc nối tiếp Cường độ hiệu  2 dụng dòng điện đoạn mạch A A B 1,5 A C 0,75A D 2A Lời giải: Cảm kháng: ZL = Lω = 100  100  Dung kháng: ZC = 1  4  200 C 10 100 2 Mạch khơng có điện trở nên R =  Z  ZL  ZC  100  200  100 Ta có: I  U 200   2A Z 100 Chọn đáp án A Bài 14.4 trang 39 SBT Vật Lí 12: Khi đặt hiệu điện không đổi 30 V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm (H) dịng điện đoạn mạch dịng điện chiều có cường độ A 4 Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 150 cos120t (V) biểu thức cường độ dòng điện đoạn mạch là:   A i  cos 120t   (A) 4    B i  cos 120t   (A) 4    C i  5cos 120t   (A) 4    D i  5cos 120t   (A) 4  Lời giải: Chỉ có điện trở cản trở dịng điện khơng đổi: R  Cảm kháng ZL = Lω = U1C 30   30 I1C 1 120  30 4 Tổng trở mạch điện (ZC = 0) Z  R  Z2L  302  302  30 2 Ta có: I0  U 150   5A Z 30 Độ lệch pha điện áp dòng điện: tan   ZL 30       rad R 30 Ta có: φ = φu − φi => φi = φu – φ =   (rad)   Vậy biểu thức dòng điện là: i  5cos 120t   (A) 4  Chọn đáp án C Bài 14.5 trang 39 SBT Vật Lí 12: Đặt điện áp xoay chiều u = 100 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp Biết R = 50 2.104 Ω, cuộn cảm có L = (H) tụ điện có C = (F) Cường độ hiệu   dụng đoạn mạch A A B 2A C 2A D A Lời giải: Cảm kháng: ZL  L  100  100  Dung kháng: ZC  1   50 C 2.104 100  Tổng trở mạch điện: Z  R  (ZL  ZC )  502  (100  50)  50 2 Cường độ dòng điện hiệu dụng: I  U 100   2A Z 50 Chọn đáp án A Bài 14.6 trang 39 SBT Vật Lí 12: Đặt điện áp u = U cosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết   Tổng trở đoạn mạch LC A R B 3R C 0,5R D 2R Lời giải: Ta có:    L  1  2  LC LC  Z L  ZC C => Tổng trở: Z  R   ZL  ZC   R Chọn đáp án A Bài 14.7 trang 39 SBT Vật Lí 12: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C mắc nối tiếp Gọi i cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch u1, u2, u3 điện áp tức thời hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ điện Hệ thức là: A i  u2 L B i  u1 R C i  u 3C D i  u   R   L   C   2 Lời giải: Trong mạch điện chứa R, dòng điện điện áp pha nên giả sử i = I0cos(ωt+φ) => u1 = U0Rcos(ωt+φ)  u1 U 0R u  R i i I0 R Chọn đáp án B Bài 14.8 trang 40 SBT Vật Lí 12: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi vào hai đầu đoạn mạch có R, L,C mắc nối tiếp Khi đoạn mạch xảy tượng cộng hưởng điện, phát biểu sau sai ? A Cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch không phụ thuộc vào giá trị điện trở R B Cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch đạt giá trị cực đại C Điện áp hiệu dụng hai tụ điện hai đầu cuộn cảm có giá trị D Cường độ dòng điện đoạn mạch pha với điện áp hai đầu đoạn mạch Lời giải: A - sai vì: có tượng cộng hưởng điện dịng điện đạt cực đại Imax  U phụ R thuộc vào R Chọn đáp án A Bài 14.9 trang 40 SBT Vật Lí 12: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosπt (U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 50Ω cuộn cảm có độ tự cảm 0,318 H tụ điện có điện dung thay đổi Để cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch đạt giá trị cực đại phải điều chỉnh điện dung tụ điện tới giá trị A 42,48 μF B 47,74 μF C 63,72 μF D 31,86 μF Lời giải: Khi có tượng cộng hưởng điện dòng điện đạt cực đại => ZL = ZC  L  C C 1   31,86.106 F  31,86F 2 L 0,318 Chọn đáp án D Bài 14.10 trang 40 SBT Vật Lí 12: Cho mạch gồm điện trở R = 30 Ω nối tiếp với tụ điện C = (F) điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch 3000 u  120 cos100t (V) a) Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời mạch b) Xác định điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R hai đầu tụ điện C Lời giải: Dung kháng: ZC   C 1 100 3000  30 Tổng trở mạch điện (ZL = 0) Z  R  ZC2  30   302  60 Ta có: I0  U0 120   2A Z 60 I I0 2   2A 2 tan     ZC    tan R   Vậy biểu thức dòng điện: i  2 cos 100t   6  b) - Điện áp hai đầu điện trở: UR = I.R = 2.30  60 V - Điện áp hai đầu tụ: UC = I.ZC = 2.30 = 60V Bài 14.11 trang 41 SBT Vật Lí 12: Cho mạch gồm điện trở R = 40Ω nối tiếp với 0,4 cuộn cảm L = (H) điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch  u = 80cos100πt (V) a) Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời mạch b) Xác định điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R hai đầu tụ điện L Lời giải: a) Theo ta có Cảm kháng: ZL  L.  0,4 100  40  Tổng trở mạch điện (ZC = 0) Z  R  Z2L  402  402  40 2 b) Ta có: I0  tan(-φ) =  U0 80 I   2A  I    1A Z 40 2 UL  1 R   i  cos 100t   (A) 4  c) - Điện áp hai đầu điện trở: UR = I.R = 1.40 = 40V - Điện áp hai đầu cuộn cảm: UL = I.ZL = 1.40 = 40V Bài 14.12 trang 41 SBT Vật Lí 12: Cho mạch gồm điện trở R = 30Ω nối tiếp với cuộn cảm L; điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch u = 120cos100πt (V) Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm 60 V a) Xác định ZL b) Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời i Lời giải: a Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch: U  R  Z2L I  U   RI    ZL I     RI   U  U 2L  60 2  R.I  60  I  => ZL   2  602  602 60  2A 30 U 60   30 I b - Cường độ dòng điện cực đại: I0  I  2A - độ lệch pha điện áp dòng điện tan  u  i   ZL  ZC 30      u  i  R 30 => dòng điện trễ pha điện áp góc  Biểu thức dịng điện qua mạch   i  2 cos 100t   (A) 4  Bài 14.13 trang 41 SBT Vật Lí 12: Cho mạch gồm điện trở R nối tiếp với tu điện C= F, điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch u = 120 cos100t (V) 3000 Điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở 60 V a) Xác định R b) Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời i Lời giải: a Theo ta có U2 = UR2 + UC2  ⇒ UC2 = U2 - UR2 = 60 Dung kháng: ZC   C.  - 602 = 602 1 100 3000  30 Cường độ dòng điện chạy qua tụ điện hay chạy qua mạch I  IC  U C 60   2A = 2A ZC 30 => điện trở: R = U 60  = 30Ω I b) - Cường độ dòng điện cực đại: I0  I  2A - độ lệch pha điện áp dòng điện tan  u  i   ZL  ZC  30    1  u  i  R 30 => dòng điện sớm pha điện áp góc  Biểu thức dịng điện qua mạch   i  2 cos 100t   (A) 4  Bài 14.14 trang 41 SBT Vật Lí 12: Cho mạch gồm điện trở R = 30Ω nối tiếp với 1 tụ điện C1 = (F); C2 = (F) nối tiếp (Hình 14.1) Điện áp tức 3000 1000 thời hai đầu đoạn mạch u = 100 cos100t (V) a) Xác định I b) Xác định UAD , UDB Lời giải: a Theo ta có Dung kháng tụ 1: ZC1 =  C1 Dung kháng tụ 2: ZC2 =  C2 1 100 3000 1 100 1000 = 30Ω; = 10Ω; Dung kháng hai tụ mắc nối tiếp => ZC = ZC1 + ZC2 = 30+10 = 40Ω Tổng trở: Z  R  ZC  302  402  50 => cường độ dòng điện mạch I U 100   2A Z 50 b Mạch AD có điện trở tụ nên có hiệu điện U AD  R  ZC1 I  302  302  60 2V Mạch DB có tụ nên có hiệu điện UDB = ZC2.I = 20V Bài 14.15 trang 41 SBT Vật Lí 12: Cho phần tử mắc nối tiếp (Hình 14.2) L1 = 0,1 0,3 (H); R = 40Ω; L2 = (H), điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch u = 160   cos100πt (V) a) Viết biểu thức i b) Xác định UDB Lời giải: a - Cảm kháng cuộn dây 1: ZL1  L1.  0,1 100  10  - Cảm kháng cuộn dây 2: ZL2  L   0,3 100  30  Cảm kháng hai cuộn dây là: ZL = ZL1 + ZL2 = 10 + 30 = 40  => Tổng trở: Z  R  ZL2  402  402  40 2 Cường độ dòng điện mạch I U 160   2A Z 40 => Cường độ dòng điện cực đại mạch I0  I  2  4A Độ lệch pha điện áp so với dòng điện tan  u  i   ZL  Zc 40       u  i   R 40 => dòng điện trễ pha điện áp góc  => Biểu thức dòng điện   i  4cos 100t   (A) 4  b Mạch DB gồm điện trở cuộn dây L2 U DB  R  ZL2 I  402  302 2  100 2V ... i i I0 R Chọn đáp án B Bài 14. 8 trang 40 SBT Vật Lí 12: Đặt điện áp xoay chiều c? ? giá trị hiệu dụng khơng đổi vào hai đầu đoạn mạch c? ? R, L ,C m? ?c nối tiếp Khi đoạn mạch xảy tượng c? ??ng hưởng... 14. 5 trang 39 SBT Vật Lí 12: Đặt điện áp xoay chiều u = 100 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm R, L, C m? ?c nối tiếp Biết R = 50 2.104 Ω, cuộn c? ??m c? ? L = (H) tụ điện c? ? C = (F) C? ?ờng độ hiệu... đầu đoạn mạch gồm điện trở m? ?c nối tiếp với cuộn c? ??m c? ? độ tự c? ??m (H) dịng điện đoạn mạch dịng điện chiều c? ? c? ?ờng độ A 4 Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 150 cos120t (V)