Tìm giá trị cảm kháng và dung kháng trong mạch có cộng hưởng điện môn Vật Lý 12

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường[r]

Câu 1: Cho mạch điện RLC mắc nối thứ tự R, L, C cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở R = 50 Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có tần số f = 50Hz Thay đổi L người ta thấy L = L1 L L2 3L1

2

  cơng suất tiêu thụ đoạn mạch cường độ dòng điện tức thời vuông pha Giá trị L1 điện dung C là:

A L1 1H 

4 5,36.10

C F

2  

 B L  H



4 5,36.10

C F

2  

 C L1 1H



4 5,36.10

C F

 

 D L  H



4 5,36.10

C F

 

 Hướng dẫn:

Khi công suất tiêu thụ đoạn mạch nhau:

P1 = P2  I1 = I2  Z1 = Z2  (ZL1 – ZC)2 = (ZL2 – ZC)2 Do ZL1  ZL2 nên

ZL1 – ZC = ZC – ZL2 = ZC 3ZL1

  ZL1

2

  

 

 

  = 2ZC

Ta có:

L1 C L1

1

1 C

L2 C L1

2

Z Z Z

tan

R R

3 L Z

Z Z 2 Z

tan

R R R

      

  

  

 



    

      

  



Cường độ dịng điện tức thời vng pha nên 1 + 2 =

2 

 tan1tan2 = –  L1

Z = 16R2  ZL1 = 4R = 200

 L1

1

Z 200

L H

100

  

  

Dung kháng tụ:

 

C L1

2 3

Z Z 200

4

     

      

 

4 5,36.10

C F

100



  



 

Chọn D

Câu 2: Đặt điện áp xoay chiều u = 200 cos 100πt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp Điện dung C tụ điện thay đổi Khi C = C1= 10

2 

 F C = C2 = 10

 F mạch có cơng suất P = 400W

a Tính R L

b Tính hệ số cơng suất mạch ứng với C1 , C2 Hướng dẫn:

+ Khi C = C1= 10

2 

 F ta có: C1

1

1

Z 200

10 C

100



   

 



Tổng trở:    

1

2

2

1 L C L

Z  R  Z Z  R  Z 200

Công suất:

 

2

1 2

L U R

P I R

R Z 200

 

  (1) + Khi C = C2 =

4 10

 F ta có: C2

2

1

Z 00

10 C

100 

   

 



Tổng trở:    

2

2 2

2

2 L C L

Z  R  Z Z  R  Z 100

Công suất:

 

2

2 2

L U R

P I R

R Z 100

 

  (2) Từ ta có P1 = P2:

   

2

L L

2

2

L L

Z

U R U R 15

Z 150 L H

10 R Z 200 R Z 100

       

 

   

Tìm R:

   

2

1 2 2

L

U R 200 R

P 400 R 50

R Z 200 R 150 200

     

   

b Hệ số công suất C = C1 = 10

2   :

   

1 2 2

2

1

L

R R 50

cos

Z R Z 200 50 150 200

    

   

Hệ số công suất C = C2 = 10

   

2 2 2

2

2

L

R R 50

cos

Z R Z 100 50 150 100

    

   

Câu 3: Cho mạch điện RLC mắc nối thứ tự R, L, C cuộn dây cảm có tụ điện C thay đổi Thay đổi C người ta thấy C C1 2.104 F



 



4

2.10

C C F

3 

 

 cường độ dịng điện đoạn mạch hai trường hợp Để cơng suất tiêu thụ mạch đạt cực đại C có giá trị: A 3.10 F 

 B 10 F   C 10 F 

 D 2.10 F   Hướng dẫn:

Cách giải 1: Ta có:

 1  2

1 2 2

2

L C L C

U U

I I

R Z Z R Z Z

  

     1  2

2

L C L C

Z Z Z Z

   

Vì

1

C C

Z Z nên  

1

C C

L C L C L

Z Z

Z Z Z Z Z

2 

      (1)

Khi P = Pmax mạch xảy tượng cộng hưởng điện ZLZC (2) Từ ta được: C1 C2

C

1

Z Z 1 1 1 1

Z

2 C C C

             4 4 2.10 2.10

2 C C 3 2.10

C F

2.10 2.10 C C                            Chọn D

Cách giải 2: Ta có:

 2 2

2

C L C L

L C

U U

I

Z 2Z Z R Z

R Z Z

 

  

 

Nhận thấy, I phụ thuộc kiểu hàm bậc hai theo ZC, phải có mối quan hệ hàm bậc hai: CT  2

x x x

2

 

tức C1 C2

C

1

Z Z 1 1 1 1

Z

2 C C C

             4 4 2.10 2.10

2 C C 3 2.10

C F

Câu 4: Cho mach R, L, C mắc nối tiếp, với C thay đổi, L không thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u 100 cos100 t  (V) R = 100 3 C tăng thêm lần cơng suất tiêu thụ khơng đổi, cường độ dịng điện có pha thay đổi góc

3 

Công suât tiêu thụ mạch: A 25 2W B 25W

C 40W D 25 3W

Hướng dẫn:

ới hai giá trị tụ điện C1 C2 mạch có cơng suất:

 

1 2

1 2 L C L C L C C

1

P P Z Z Z Z Z Z Z Z Z

2

         

Mà:

1 2

C C L C

3

Z 2Z Z Z

2

  

Đề cho 

    hai góc lệch pha đối nên:

1

1

2

tan tan



        

   



Ta lại có:

L L L

L C

2

Z Z Z

Z Z 3 3 3 3 3

R R R

 

      

 

2

1

L 2

L C

C L

C C

Z 3R 100 3 300

Z R Z Z 200

2

Z Z 300 200

U 100

3 I 0,5A

Z 200 Z 2Z 400

    



     

 

     

    



  



Công suất tiêu thụ:

     

2 2

2

2 2 2

L C

U R U R 100 100

P 25 3W

Z R Z Z 100 3 300 400

   

   

Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội

dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,

giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác

TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II. Khoá Học Nâng Cao HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh

Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai

Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online Chuyên Gia