Chuyên đề 4 cấp độ Vật lý 12 phần 3

CHỦ ĐỀ 11 SÓNG ÂM I TÓM TẮT LÝ THUYẾT Sóng âm sóng truyền mơi trường khí, lỏng, rắn (Âm khơng truyền chân khơng) - Trong chất khí chất lỏng, sóng âm sóng dọc - Trong chất rắn, sóng âm gồm sóng ngang sóng dọc Âm nghe có tần số từ 16Hz đến 20 000Hz mà tai người cảm nhận Âm gọi âm - Siêu âm: sóng âm có tần số > 20 000Hz - Hạ âm: sóng âm có tần số < 16Hz Nguồn âm vật dao động phát âm Dao động âm dao động cưỡng có tần số tần số nguồn phát Tốc độ truyền âm: - Trong môi trường định, tốc độ truyền âm không đổi - Tốc tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ nhiệt độ môi trường - Tốc độ: vran > vlong > vkhí Khi sóng âm truyền từ khơng khí vào nước vận tốc tăng bước sóng tăng Chú ý: Thời gian truyền âm môi trường: t = d d − vkk vmt với vkk vmt vận tốc truyền âm khơng khí mơi trường Các đặc trưng vật lý âm (tần số, cường độ (hoặc mức cường độ âm), lượng đồ thị dao động âm) a Tần số âm: Là đặc trưng quan trọng Khi âm truyền từ môi trường sang mơi trường khác tần số khơng đổi, tốc độ truyền âm thay đổi, bước sóng sóng âm thay đổi ( ) I W/m  I= b Cường độ âm W P = : t.S S điểm đại lượng đo lượng mà sóng âm tải qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vng góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian + W(J), P(W) lượng, công suất phát âm nguồn; S (m2) diện tích miền truyền âm + Với sóng cầu S diện tích mặt cầu S = 4π.R2 ⇒ Khi R tăng k lần I giảm k2 lần c Mức cường độ âm: ⇒ L(dB) = 10 L I I 10 lg ⇒ = 10 Io Io ⇒ ΔL(dB) = L2 - L1 = 10 với Io = 10-12 W/m2 cường độ âm chuẩn ∆L I2 I2 lg ⇒ = 10 10 → I1 I1 Khi I tăng 10n lần L tăng thêm 10n (dB) Chú ý: Khi hai âm chêch lệch L2 - L1 = 10n(dB)thì I2 = 10n.I1 = A.I1 ta nói: số nguồn âm tăng gấp a lần so với số nguồn âm lúc đầu .lg ⇒ L2 - L1 = 10 I2 R R = 20 lg ⇒ = I1 R2 R2 I2 = 10 I1 L2 − L1 10 lg Chú ý cơng thức tốn: lg10x = x; a = lgx ⇒ x = 10a; a b = lga - lgb Đặc trưng sinh lí âm: (3 đặc trưng độ cao, độ to âm sắc) - Độ cao âm gắn liền với tần số âm (Độ cao âm tăng theo tần số âm) - Độ to âm đặc trưng gắn liền với mức cường độ âm (Độ to tăng theo mức cường độ âm) - Âm sắc gắn liền với đồ thị dao động âm, giúp ta phân biệt âm phát từ nguồn âm, nhạc cụ khác Âm sắc phụ thuộc vào tần số biên độ hoạ âm II CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Ví dụ 1: Một kim loại dao động với tần số 200Hz Nó tạo nước sóng âm có bước sóng 7,17m Vận tốc truyền âm nước A 27,89m/s B 1434m/s C 1434cm/s D 0,036m/s Giai = Ta có λ v f ⇒ v = λ.f = 7,17.200 = 1434 Hz Ví dụ 2: Một vật máy thu cách nguồn âm có cơng suất 30 W khoảng cách m Hãy xác định cường độ âm điểm A 0,2W/m2 B 30 W/m2 Giai: I= Ta có P 30 = = 4π R 4π 52 0,095W/m2 C 0,095W/m2 D 0,15 W/m2 Ví dụ 3: Tại vị trí A phương truyền sóng có I = 10 - W/m2 Hãy xác định mức cường độ âm đó, biết I = 10-12 W/m2 A 90 B B 90 dB C dB D 80 dB Giai 10.log L= 10−3 = 90 dB 10 −12 Ví dụ 4: Tại vị trí A phương truyền sóng có mức cường độ âm 50 dB Hãy xác định cường độ âm biết cường độ âm chuẩn I0 = 10-12 W/m2 A 10-5 W/m2 B 10-6 W/m2 C 10-7 W/m2 D 10-8 W/m2 Giai: 10.log L= IA I I = 50dB ⇒ log A = ⇒ A = 105 ⇒ I A = 105.10 −12 = 10 −7 W/m Io Io Io Ví dụ 5: Tại vị trí, cường độ âm I mức cường độ âm I, tăng cường độ âm lên 1000 lần mức cường độ âm tăng lên bao nhiêu? A 1000 dB B 1000B C 30 B D 30 dB Giai 10.log L= IA I0 ⇒ L = 10 log Nếu tăng I lên 1000 lần 1000 I A I = 10.log1000 + 10 log A I0 I0 = L + 30dB Ví dụ 6: Hai điểm AB phương truyền sóng, mức cường độ âm A lớn B 20 dB Hãy xác định tỉ số IA IB A 20 lần B 10 lần C 1000 lần D 100 lần Giai:  I I  I I LA − LB = 10  log A − log B ÷ = 20 ⇒ log A = ⇒ A I0 I0  IB IB  = 100 Ví dụ 7: Tại hai điểm A B phương truyền sóng, khoảng cách từ nguồn đến A 1m có cường độ âm IA = 10-2 W/m2 Hỏi điểm B cách nguồn 100m có cường độ âm bao nhiêu? A 10-3 W/m2 B 10-4 W/m2 C 10-5 W/m2 D 10-6 W/m2 Giai: I A RA2 = I B RB2 ⇒ I B = I A RA2 = 10−2 = 10−6 W/m 2 RB 100 Ví dụ 8: Tại hai điểm A B phương truyền sóng có khoảng cách đến nguồn 1m 100m Biết mức cường độ âm A 70 dB Hỏi mức cường độ âm B bao nhiêu: A 30 dB B 40 dB C 50 dB D 60 dB Giai ▪LB = 10 I  log  B ÷  I0  ⇒ LB = 10 IB = I A với RA2 RB2  I R2   I R2  log  A A2 ÷ = 10 log A + log A2  I0 RB   I RB   = 10 (7-4) = 30dB III BÀI TẬP A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Chọn phát biểu sai sóng âm A Nhạc âm âm có tính tuần hoàn B Độ to âm phụ thuộc vào cường độ âm C Dao động âm nhạc cụ phát dao động điểu hòa D Độ cao âm phụ thuộc vào chu kỳ âm Bài 2: Phát biểu sau sai nhạc âm? A Sợi dây đàn phát đầy đủ họa âm bậc chẵn bậc lẻ B Ống sáo đầu kín, đầu hở phát họa âm bậc lẻ C Mỗi âm thoa phát âm có tần số xác định D Đồ thị nhạc âm có tính điều hịa (theo qui luật hàm sin) Bài 3: Hai âm có âm sắc khác do: A khác tần số B khác số hoạ âm C khác đồ thị dao động âm D khác chu kỳ sóng âm Bài 4: Đối với âm họa âm bậc đàn phát thì: A Tốc độ âm gấp đơi tốc độ họa âm bậc B Tần số họa âm bậc gấp đôi tần số âm C Độ cao âm bậc gấp đôi độ cao âm D Họa âm bậc có cường độ lớn cường độ âm Bài 5: Sóng âm khơng có tính chất sau đây? A Mang lượng tỉ lệ với bình phương biên độ sóng A B Truyền chất rắn, lỏng, khí C Là sóng ngang truyền chất khí D Có khả phản xạ, khúc xạ, giao thoa Bài 6: Nhạc cụ A đồng thời phát họa âm có tần số: 20 Hz, 40 Hz, 60 Hz Nhạc cụ B đồng thời phát họa âm có tần số: 30 Hz, 60 Hz Phát biểu sau đúng? A Âm nhạc cụ A phát cao âm nhạc cụ B phát B Âm nhạc cụ A phát trầm âm nhạc cụ B phát C Âm nhạc cụ A B phát có độ cao D Không thể kết luận âm nhạc cụ phát cao Bài 7: Điều sau sai nói độ cao âm? A Âm bổng tần số lớn B Trong âm nhạc, nốt đồ, rê, mi, pha, son, la, s1 ứng với âm có độ cao tăng dần C Độ cao âm có liên quan đến đặc tính vật lý biên độ D Những âm trầm có tần số nhỏ Bài 8: Phát biểu sau đúng? A Âm có cường độ lớn tai có cảm giác âm “to” B Âm có tần số lớn tai có cảm giác âm “to” C Âm “to” hay “nhỏ” phụ thuộc vào mức cường độ âm tần số âm D Âm có cường độ nhỏ tai có cảm giác âm “bé” Bài 9: Trong nhạc cụ, hộp đàn, thân kèn, sáo có tác dụng: A Làm tăng độ cao độ to âm B Lọc bớt tạp âm tiếng ồn C Giữ cho âm phát có tần số ổn định D Vừa khuếch đại âm, vừa tạo âm sắc riêng âm nhạc cụ phát Bài 10: Âm đàn bầu phát ra: A nghe trầm biên độ âm nhỏ tần số âm lớn B nghe cao mức cường độ âm lớn : C có độ cao phụ thuộc vào hình dạng kích thước hộp cộng hưởng D có âm sắc phụ thuộc vào dạng đồ thị dao động âm Bài 11: Một người khơng nghe âm có tần số f < 16 Hz A biên độ âm nhỏ nên tai người không cảm nhận B nguồn phát âm xa nên âm không truyền đến tai người C cường độ âm nhỏ nên tai người không cảm nhận D tai người không cảm nhận âm có tần số Bài 12: Chọn câu sai câu sau: A Ngưỡng nghe thay đổi tuỳ theo tần số âm B Tai người nghe âm cao thính âm trầm C Miền nằm ngưỡng nghe ngưỡng đau gọi miền nghe D Muốn gây cảm giác âm, cường độ âm phải nhỏ giá trị cực đại gọi ngưỡng nghe Bài 13: Nhận định sóng âm sai: A Các loại nhạc cụ khác phát âm có âm sắc khác B Độ cao đặc trưng sinh lý phụ thuộc vào tần số sóng âm C Mọi sóng âm gây cảm giác âm D Âm thanh, siêu âm, hạ âm có chất Bài 14: Đặc trưng đặc trưng vật lý âm A Độ cao âm, đồ thị âm B Độ cao âm, tần số âm C Âm sắc, độ to âm D Chu kỳ sóng âm, cường độ âm Bài 15: Một sóng có tần số f = 1000 Hz lan truyền khơng khí Sóng gọi là: A sóng siêu âm B sóng âm C sóng hạ âm D chưa đủ kiện để kết luận Bài 16: Tai ta nghe nốt la đàn ghita khác nốt la đàn viơlon A hai âm có âm sắc khác B hai âm có cường độ âm khác nhau, C hai âm có mức cường độ âm khác D hai âm có tần số khác Bài 17: Ngưỡng nghe tai phụ thuộc: A tai người tần số âm B cường độ âm C mức cường độ âm D nguồn phát âm B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU Bài 1: Một người đập nhát búa vào đầu ống gang dài 952m Một người khác đứng đầu nghe thấy hai tiếng gõ cách 2,5s Biết vận tốc âm khơng khí 340m/s Vận tốc âm truyền gang là: A 380m/s B 179m/s C 340m/s D 3173m/s Bài 2: Hai âm tần số có mức cường độ âm chênh lệch 15dB Tỉ số cường độ âm chúng là: A 120 B 1200 C 10 D 10 Bài 3: Một âm có cường độ 5.10-7(W/m2) Mức cường độ âm là: A L=37dB B L=73dB C L=57dB D L=103dB Bài 4: Hai điểm A, B nằm đường thẳng qua nguồn âm điểm phát âm đẳng hướng hai phía so với nguồn âm Biết mức cường độ âm A trung điểm AB 50 dB 44 dB Mức cường độ âm B A 28 dB B 36 dB C 38 dB D 47 dB Bài 5: Tại điểm A cách nguồn âm hướng 10 m có mức cường độ âm 24 dB Biết cường độ âm ngưỡng nghe Io = 10-12W/m2 Vị trí có mức cường độ âm khơng cách nguồn A B 3162m C 158,49m D 2812m Bài 6: Tại điểm A nằm cách xa nguồn âm O (coi nguồn điểm) khoảng OA = l (m), mức cường độ âm L A = 90 dB Cho biết ngưỡng nghe âm chuẩn Coi môi trường hồn tồn khơng hấp thụ âm, mức cường độ âm B nằm đường OA cách O khoảng 10 m A 70 (dB) B 50 (dB) C 65 (dB) D 75 (dB) Bài 7: Một nguồn âm có cơng suất phát âm P=0,1256W Biết sóng âm phát sóng cầu, cường độ âm chuẩn Io = 10-12W/m2 Tại điểm mặt cầu có tâm nguồn phát âm, bán kính l0m (bỏ qua hấp thụ âm) có mức cường độ âm: A 90dB B 80dB C 60dB D 70dB Bài 8: Sóng lan truyền khơng khí với cường độ đủ lớn, tai người bình thường khơng thể cảm thụ sóng sau đây? A Sóng có chu kỳ ms B Sóng có tẩn số 100 Hz C Sóng có tần số 0,3 kHz D Sóng có chu kỳ ps Bài 9: Ngưỡng đau tai người khoảng 10W/m Một nguồn âm nhỏ đặt cách tai khoảng d=lm Để không làm đau tai cơng suất tối đa nguồn là: A 125,6W B 12,5W C 11,6W D 1,25W Bài 10: Một nguồn sóng âm (được coi nguồn điểm) có công suất 1μW Cường độ âm mức cường độ âm điểm cách nguồn 3m là: A 8,842.10-9 W/m2; 39,465 dB B 8,842.10-9 W/m2; 394,65 dB C 8,842.10-10 W/m2; 3,9465 dB D 8,842.10-9 W/m2; 3,9465 dB Bài 11: Mức cường độ âm điểm A môi trường truyền âm LA=90dB Cho biết ngưỡng nghe âm chuẩn Io = 10-12W/m2 Cường độ âm IA âm nhận giá trị sau đây? A 10-21W/m2 B 10-3W/m2 C 103W/m2 D 1021W/m2 Bài 12: Một nguồn âm nguồn điểm, đặt O, phát âm đẳng hướng mơi trường khơng có hấp thụ phản xạ âm Tại điểm M mức cường độ âm L 1=50 dB Tại điểm N nằm đường thẳng OM xa nguồn âm so với M khoảng 40 m có mức cường độ âm L 2=36,02 dB Cho cường độ âm chuẩn Io = 10-12W/m2 Công suất nguồn âm là: A 1,256 mW B 0,1256 mW C 2,513 mW D 0,2513 mW Bài 13: Cho điểm A, B, C thẳng hàng, theo thứ tự xa dần nguồn âm Mức cường độ âm A, B, C 40dB; 35,9dB 30dB Khoảng cách AB 30m khoảng cách BC A 65m B 40m C 78m D 108m Bài 14: Nguồn âm điểm s phát sóng âm truyền mơi trường đẳng hướng Có hai điểm A B nằm nửa đường thẳng xuất phát từ s Mức cường độ âm A L A=40dB B LB=60dB Bỏ qua hấp thụ âm Mức cường độ âm trung điểm C AB là: A 45,19dB B 46,93dB C 50dB D 52,26dB Bài 15: Một nguồn âm có kích thước nhỏ, phát sóng âm sóng cầu Bỏ qua hấp thụ phản xạ âm môi trường Cường độ âm chuẩn Io = 10-12W/m2 Tại điểm mặt cầu có tâm nguồn phát âm, bán kính 1m, có mức cường độ âm 105 dB Công suất nguồn âm là: A 0,1256 W B 0,3974 W C 0,4326 W D 1,3720 W Bài 16: Ba điểm 0, A, B nằm nửa đường thẳng xuất phát từ O Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng không gian, môi trường không hấp thụ âm Mức cường độ âm A 100dB, B 40 dB Mức cường độ âm trung điểm M đoạn AB A 46 dB B 34 dB C 70 dB D 43 dB Bài 17: Một nguồn phát âm điểm N, phát sóng âm theo hướng không gian Hai điểm A, B nằm đường thẳng qua nguồn, bên so với nguồn Cho biết AB = 3NA mức cường độ âm A 5,2B, mức cường độ âm B là: A 3B B 2B C 3,6B D 4B Bài 18: Ba điểm A, B, C thuộc nửa đường thẳng từ A Tại A đặt nguồn phát âm đẳng hướng có cơng suất thay đổi Khi P=P1 mức cường độ âm B 60(dB) C 20(dB), P=P mức cường độ âm B 90(dB), mức cường độ âm C là: A 50 dB B 60 dB C 40 dB D 25 dB Bài 19: Trong phịng nghe nhạc, vị trí: Mức cường độ âm tạo từ nguồn âm 80dB, mức cường độ âm tạo từ phản xạ tường phía sau 74dB Coi tường khơng hấp thụ lượng âm phản xạ âm tuân theo định luật phản xạ ánh sáng Mức cường độ âm tồn phần điểm A 77 dB B 80,97 dB C 84,36 dB D 86,34 dB Bài 20: Từ nguồn S phát âm có cơng suất P không đổi truyền phương Cường độ âm chuẩn Io = 10-12W/m2 Io = 10-12W/m2 Tại điểm A cách S đoạn R 1=1m, mức cường độ âm L1=70dB Tại điểm B cách S đoạn R2=10 m, mức cường độ âm A dB B 35 dB C dB D 50 dB Bài 21: Ba điểm O, A, B nằm nửa đường thẳng xuất phát từ O Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng không gian, môi trường không hấp thụ âm Mức cường độ âm A 60 dB, B 20 dB Mức cường độ âm trung điểm M đoạn AB là: A 26 dB B 17 dB C 34 dB D 40 dB Bài 22: Một nguồn phát âm S phát sóng cầu theo phương Gọi L L2 mức cường độ âm M N phương truyền sóng, r1, r2 khoảng cách từ M N đến S Nếu L1 - L2 = 20 dB tỉ số A 100 B 20 C 200 r2 r1 là: D 10 Bài 23: Một nhạc cụ phát âm có tần số âm f=420(Hz) Một người nghe âm có tần số cao 18000 (Hz) Tần số âm cao mà người nghe dụng cụ phát là: A 17850 (Hz) B 18000 (Hz) C 17000 (Hz) D 17640 (Hz) Bài 24: Cường độ âm điểm môi trường truyền âm 10 -7 W/m2 Biết cường độ âm chuẩn Io = 10W/m2 Mức cường độ âm điểm là: 12 A 50 dB B 60 dB C 70 dB D 80 dB Bài 25: Tại điểm A có mức cường độ âm L a = 90 dB Biết ngưỡng nghe âm Io = 0,1n W/m2 Cường độ âm A là: A IA = 0,1n W/m2 B IA = 0,1m W/m2 C IA = 0,1 W/m2 D IA = 0,1G W/m2 Bài 26: Một nguồn âm có cơng suất phát âm P=0,1256W Biết sóng âm phát sóng cầu, cường độ âm chuẩn Io = 10-12W/m2 Tại điểm mặt cầu có tâm nguồn phát âm, bán kính 10m (bỏ qua hấp thụ âm) có mức cường độ âm: A 90dB B 80dB C 60dB D 70dB Bài 27: Một máy bay bay độ cao h1 = 100 mét, gây mặt đất phía tiếng ồn có mức cường độ âm L1 = 120 dB Muốn giảm tiếng ồn tới mức chịu L2 = 100 dB máy bay phải bay độ cao: A 316m B 500 m C 1000 m D 700 m Bài 28: Một nguồn phát âm S phát sóng cầu theo phương L1=70 dB L2=50 dB mức cường độ âm M N phương truyền sóng, rl r2 khoảng cách từ M N đến S tỉ số là: A 200 B 10 C 20 D 100 Bài 29: Hai điểm M, N nằm phía nguồn âm, phương truyền âm có L(M)=30 dB, L(N)=10 dB Nếu nguồn âm đặt M mức cường độ âm N là: A 12 B C D 11 Bài 30: Trên đường phố có mức cường độ âm L1=70 dB, phịng đo mức cường độ âm L 2=40 dB Tỉ số I1 I2 bằng: A 300 B 10000 C 3000 D 1000 Bài 31: Hai âm có mức cường độ âm chênh dB Tỉ số cường độ âm chúng là: A 1,18 B 1,26 C 1,85 D 2,52 Bài 32: Tại điểm A nằm cách xa nguồn âm (coi nguồn điểm) khoảng N A=1m Mức cường độ âm L A = 90dB Biết ngưỡng nghe âm Io = 10-10W/m2 Coi nguồn âm N nguồn đẳng hướng Công suất phát âm nguồn là: A 0,26W B 1,26W C 3,16W D 2,16W Bài 33: Để đảm bảo an tồn cho cơng nhân mức cường độ âm phân xưởng nhà máy phải giữ mức không vượt 85dB biết cường độ âm chuấn A Io = 3,16.10-21W/m2 10−12 W /m B Io = 3,16.10-4W/m2 Cường độ âm cực đại nhà máy qui định là: C 10-12W/m2 D Io = 16.10-4W/m2 Bài 34: Tại điểm A nằm cách nguồn âm N (nguồn điểm) khoảng N A = m có mức cường độ âm LA=8 B Biết cường độ âm chuẩn Io = 10-12W/m2 I o = 10−12 W /m2 Tai người có ngưỡng nghe 40 dB Nếu coi môi trường không hấp thụ âm nguồn âm đẳng hướng điểm xa người cịn nghe âm cách nguồn khoảng A 100m B 1000m C 318m D 314m Bài 35: Hai người Minh (A) Tuấn (B) cách 32m nghe âm nguồn O phát có mức cường độ âm 50dB Biết OA=22,62m Tuấn phía Minh đến khoảng cách người giảm nửa Tuấn nghe âm có mức cường độ âm là: A 56,80 dB B 53,01 dB C 56,02 dB D 56,10 dB không đổi vào đoạn mạch AB Khi đoạn mạch AB tiêu thụ cơng suất P1 Nếu nối tắt hai đầu cuộn cảm π điện áp hai đẩu mạch AM MB có giá trị hiệu dụng lệch pha , công suất tiêu thụ đoạn mạch AB trường hợp 180 w Giá trị P1 là: A 360W B 320W C 1080W D 240W Bài 4: Một đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở R, độ tự cảm L nối tiếp với tụ điện có điện dung C đặt điện áp xoay chiểu có giá trị hiệu dụng ổn định Cường độ dòng điện qua mạch i1=3cos100πt(A) Nếu tụ C bị nối tắt cường độ dịng điện qua mạch i 2=3cos(100πt+ π )A Hệ số công suất hai trường họp là: A cosφ1 =1; cosφ2 = B cosφ1 =1; cosφ2 = C cosφ1 =1; cosφ2 = D cosφ1 =1; cosφ2 = Bài 5: Một đoạn mạch gồm cuộn dây nối tiếp với tụ điện mắc vào điện áp tức thời u=150 2 cos100πt(V) Biết điện áp hiệu dụng hai đẩu cuộn dây U RL = 200 V hai đầu tụ điện U C = 250 V Hệ số công suất mạch là: A 0,6 B 0,707 C 0,8 D 0,866 Bài 6: Cho mạch điện xoay chiều AB gồm đoạn mạch AM nối tiếp với đoạn mạch MB Đoạn mạch AM gồm điện trở R1 nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, đoạn mạch MB gồm điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C (R1 = R2 = 100Ω) Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp u=100 mắc ampe kế có điện trở khơng đáng kể vào hai đầu đoạn mạch MB ampe kế 2 cosωt(V) Khi A Khi mắc vào hai đấu đoạn mạch MB vôn kế điện trở lớn hệ số cơng suất mạch đạt giá trị cực đại số vôn kế là: A 100V B 50 2V C 100 2V D 50V Bài 7: Mạch điện hình vẽ Hiệu điện hai đẩu A B ổn định có biểu thức u=100 Cuộn cảm có độ tự cảm L = 2,5 π cos100πt(V) H, điện trở R0 = R = 100Ω, tụ điện có điện dung C0 Người ta đo hệ số công suất mạch cosϕ = 0,8 Biết hiệu điện hai đẩu đoạn mạch sớm pha cường độ dòng điện qua mạch Giá trị C0 bao nhiêu? A C0= 10−3 3π F B C0= 10−4 π F C C0= 10−4 2π F D C0= 10−3 π F Bài 8: Đặt điện áp vào hai đầu mạch gồm cuộn dây nối tiếp với tụ C, điện áp hai đầu cuộn dây lệch pha π so với dòng điện điện áp hiệu dụng tụ lần điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây Phát biểu sau − A pha ϕ điện áp hai đầu mạch π B điện áp hai đầu cuộn dây nhanh pha 120° so với điện áp hai đầu mạch C hệ số công suất mạch 0,87 D điện áp hiệu dụng hai đầu mạch điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở Bài 9: Đoạn mạch gồm cuộn dây không cảm nối tiếp tụ C mắc vào điện áp xoay chiều ổn định cường độ dịng điện qua mạch i 1=3cos100πt(A), hệ số công suất m Nếu tụ C bị nối tắt cường độ dòng điện qua mạch i2 = 3cos(100πt- A B π ) (A), hệ số công suất n Tỉ số C m n là: D 0,5 Bài 10: Một đoạn mạch nối tiếp gổm cuộn dây tụ điện Hiệu điện thê hiệu dụng hai đầu đoạn mạch, hai đầu cuộn dây, hai đẩu tụ điện Tìm hệ số công suất cosϕ mạch? A 0,5 B C 2 D Bài 11: Cho đoạn mạch xoay chiểu không phân nhánh RLC cuộn cảm có r ≠ 0; mắc theo thứ tự AF chứa điện trở R, FD chứa cuộn dây DB chứa tụ điện u AB=175 cosωt(V); UFA= 25V; UFD = 25V; Udb=175V Hệ số công suất mạch A 24 25 B 25 C D 25 Bài 12: Đoạn mạch điện gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện Độ lệch pha hiệu điện hai đầu cuộn dây Ud dòng điện π Gọi hiệu điện hai đầu tụ điện U C, ta có UC = UD Hệ số công suất mạch điện bằng: A 0,5 B 0,707 C 0,87 D 0,25 Bài 13: Mạch điện RLC hình vẽ đặt điện áp xoay chiều ổn định Khi K ngắt, điện áp hai đầu mạch trễ pha 45° so với cường độ dịng điện qua mạch Tỉ sổ cơng suất tỏa nhiệt mạch trước sau đóng khóa K Cảm kháng ZL có giá trị lần giá trị điện trở R? A 1/3 B 0,5 C D Bài 14: Kí hiệu T1,T2 chu kì biến đổi dịng điện xoay chiều công suất tỏa nhiệt tức thời dịng điện Mối quan hệ sau đúng: A T1 < T2 B T1 = T2 C T1 = 2T2 D T1 = 4T2 Bài 15: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm tụ điện mắc nối tiếp với điện trở R = 50Ω, đoạn mạch MB có cuộn dây Đặt điện áp u=200 hai đầu đoạn mạch AB thấy điện áp tức thời đoạn AM MB lệch pha 2π cos100πt(V) vào điện áp hiệu dụng UAM = UMB = 2R Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB A 400W B 800W C 200W L= Bài 16: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp Biết π D 100W = (H); C 250 π μF, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch U = 225V, công suất tiêu thụ mạch P = 405W, tần số dịng điện 50Hz Hệ số cơng suất mạch có giá trị sau đây? A cosφ=0,6 cosφ=0,8 B cosφ=0,75 C cosφ=0,45 cosφ=0,65 D cosφ=0,5 Bài 17: Chọn câu đúng? Cho đoạn mạch RLC hình vẽ RLC; R= 100Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm L = π = (H) tụ điện có điện dung C 10 −4 π F Biểu thức hiệu điện tức thời điểm A N uAN=200cos100πt(V) Công suất tiêu thụ đoạn mạch A 100W B 79W C 40W D 50W = Bài 18: Mạch điện gồm điện trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C 10−3 6π (F) Đặt vào hai đẩu đoạn mạch điện áp xoay chiểu có tần số 50 Hz giá trị hiệu dụng 200 V Để công suất tiêu thụ điện đoạn mạch 200 W giá trị điện trở R bao nhiêu? A 80Ω hay 120Ω B 20Ω hay 180Ω Bài 19: Đặt điện áp xoay chiều u=220 R= 50Ω, cuộn cảm L = π C 50Ω hay 150Ω D 60Ω hay 140Ω cos100πt(V) (t tính giây) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở (H) tụ điện C 2.10−4 = π F mắc nối tiếp Trong chu kì, khoảng thời gian điện áp hai đầu đoạn mạch thực công âm là: A 12,5ms B 5ms C 17,5ms D 15ms Bài 20: Cho mạch R, L, C mắc nối tiếp U AB=170cos100πt(V) Hệ số công suất tồn mạch cosφ 1=0,6 hệ số cơng suất đoạn mạch AN cosφ2=0,8; cuộn dây cảm Điện áp hiệu dụng UAN A UAN=96V Bài 21: Đặt điện áp UAB=200 B UAN=72V C UAN=90V D UAN=150V cos100πt(V) vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp L, R không đổi C = 100 π μF Đo điện áp hiệu dụng đầu phần tử thấy UC = UR = U1/2 Cơng suất tiêu thụ đoạn mạch A 100W B 200W C 120W D 250W Bài 22: Một đoạn mạch nối tiếp AB theo thứ tự gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C, N điểm nối cuộn cảm tụ điện Biết U AB=100 cos100πt(V), hệ số cơng suất tồn mạch cosφ1=0,6và hệ số công suất đoạn mạch AN cosφ2=0,8 Tìm biểu thức điện áp đúng? A uR=60 53π   cos  100π t − ÷ 180   V B uC=125 37π   cos 100π t − ÷ 180   V π  cos  100π t + ÷ 2  C uAN=125 V D uL=75 143π   cos 100π t + ÷ 180   V Bài 23: Đặt điện áp xoay chiểu ổn định vào hai đẩu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn dây tụ C Khi đoạn mạch AB tiêu thụ cơng suất 320W có hệ số cơng suất 0,8 Nếu nối tắt tụ C điện áp hai đầu điện trở R điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng lệch pha π , công suất tiêu thụ mạch lúc là: A 75W B 375W C 90W D 180W Bài 24: Một đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện Khi cho dịng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng A chạy qua cuộn dây điện áp hai đầu cuộn dây hai đầu tụ điện có giá trị hiệu dụng lệch pha 2π Công suất tiêu thụ đoạn mạch 347W Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch bằng: A 200V B 100V C 347V D 173,5V Bài 25: Đoạn mạch AB gồm đoạn mạch AN nối tiếp với đoạn mạch NB Đoạn mạch AN gồm cuộn cảm có độ tự cảm L= 2π H điện trở R1 =50Ω mắc nối tiếp Đoạn mạch NB gồm tụ điện có điện dung C điện trở R2 mắc nối tiếp Đặt vào hai đẩu AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AN NB u AN=200 cos(100πt- 5π 12 cos(100πt+ ) V Hệ số cơng suất mạch có giá trị A 0,97 B 0,87 IV HƯỚNG DẪN GIẢI C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG Bài 1: ▪Cảm kháng cuộn dây là: ZL=ωL=35(Ω) C 0,71 D 0,92 π )V uNB=100 ▪Tổng trở mạch: Z= ( r + R) + Z L2 = 35 (Ω) ▪Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch: I= U = Z (A) ▪Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: P = I2.(R+r) = 70(W) Bài 2: − ▪Độ lệch pha: φ = φu - φi = π ▪Công suất tiêu thụ mạch: P=UIcosφ=50  −π  2 cos  ÷   = 50 (W) Bài 3: ▪Ta có cảm kháng cuộn dây là: ZL=ωL=100(Ω) dung kháng tụ điện ZC = U2 ▪Công suất đoạn mạch: P = I2R = R + ( Z L − ZC ) ωC = 40(Ω) R ⇒ P.R2 - U2.R+P(ZL-ZC)2 = ▪Thay số vào ⇒ 45.R2-752.R+45.602=0 ⇒ R1=45Ω; R2=80Ω Bài 4: ▪Ta có cảm kháng cuộn dây là: ZL=ωL=30(Ω) ▪Công suất tiêu thụ mạch: P = I R = U2 R R + Z L2 ⇒ P.R -U R+P 2 Z L2 = ▪Thay số vào ⇒ 100.R2-1002.R+100.302=0 ⇒ R1=10Ω; R2= 90Ω Bài 5: ▪Cảm kháng cuộn dây là: ZL=ωL=140(Ω) dung kháng tụ điện ZC = U2 ▪Công suất tiêu thụ đoạn mạch: P = I2 R = R + ( Z L − ZC ) 200(Ω) R ⇒ P.R2-U2.R+P(ZL-ZC)2=0 ▪Thay số vào ⇒ 45.R2-80.R2+1002 R+80.602=0 ⇒ R1=45Ω; R2=80Ω Bài 6: = ωC ▪Ta có cảm kháng cuộn dây là: ZL=ωL=30(Ω) ▪Tổng trở toàn mạch là: Z = R1 + R02 + Z L2 = 50Ω ▪Công suất cuộn dây là: P = I2.R0 = U   ÷ Z R0 = 40W Bài 7: ▪Công suất tiêu thụ mạch điện là: A=P.t⇒P= Z C1 = ▪Dung kháng tụ C1: Z C2 = ▪Dung kháng tụ C2: = ωC1 ▪Độ tự cảm L= = ω C2 200Ω Z L − ZC Z C1 + Z C = const ⇒ ZL = (H) ▪Mà công suất tiêu thụ: P=I2.R= U R 2002.R ⇒ 200 = 2 R + Z LC R + 1002 Bài 8: ▪Ta có: P=I2.R=UIcosφ= U2 R cos2φ = 250W Bài 9: ▪Ta có dung kháng: ZC = ωC = 100Ω ▪Vì UL = UC ⇒ mạch có cộng hưởng điện ▪Mà: UL = UC = 200W 400Ω ▪Vì với C1 C2 có cơng suất nên π A 2000 = = t 10 UR ⇒ ZC = R ⇒ R=200Ω ⇒ R=100Ω = 300Ω U2 R ▪Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: Pmax = = 72W Bài 10: R + Z C21 ⇒ = ▪Lúc đầu có đèn tụ tổng trở ZL = U Z1 ( R + Z C1 + Z C2 ▪Sau mắc thêm tụ nối tiếp với tụ C1 tổng trở mạch là: Z2 = ▪Ta thấy L2 tăng lên ⇒ I giảm xuống ⇒ Bóng đèn sáng yếu Bài 11: ▪Ta có: P=Uicosφ ⇒ I = P U cos ϕ ▪Cơng suất hao phí động cơ: Php = I2R = P2 U cos ϕ ▪Nếu cosϕ tăng cơng suất hao phí giảm ⇒ Cơng suất tiêu thụ hữu ích tăng D VỀ ĐÍCH: NÂNG CAO Bài 1: ▪Ta có: R = r = L C ⇒ R2 = r2 = ZL.ZC ▪Đặt ZL = ZC = x ⇒ R2 = r2 = x ▪Vì theo đề bài: UMB = n.UAM ⇒ ZMB = n.ZAM ⇒ Z L2 + r = n R + Z C2 ⇒ + x = 3.x + x2 ⇒ x = ⇒ R=r= với n = 3 = ZC R+r (R + r)2 + ( Z L − ZC ) ▪Hệ số công suất đoạn mạch là: cosφ = = ) ⇒I= U Z2 Bài 2: ▪Lúc đầu mắc ampe kế vào mạch điện lại RC, cường độ dòng điện I = 1(A) R R + Z C2 ▪Từ hệ số công suất: cosφRC = 0,8 = ⇒ ZC = ⇒ Điện áp hai đầu đoạn mạch là: U = I.Z = R; Z = R R (1) ▪Lúc mắc vôn kế vào mạch điện có RLC Với UL= 200(V); R R + ( Z L − ZC ) ⇒ ZL = ▪Từ hệ số công suất: cosφRLC = 0,6 = ⇒ UR R 12 = = U L Z L 25 ▪cosφRLC = 0,6 = 25 12 R ⇒ UR=96V UR U ⇒ U = 160(V) (2) ▪Thay (2) vào (1) ta có R = 128Ω Bài 3: ( U· AM ) , U MB = ▪Khi nối tắt cuộn cảm thì: UAM=UMB π ▪Ta có giản đồ véctơ ▪Từ giản đồ véctơ ta thấy: U R1 = U R2 ⇒ R1 = ▪Công suất tiêu thụ mạch: P = 180 = U2 3R R2=R cosφ2 ⇒ U2 = 3R 240W Giá trị P1 = 240W Bài 4: ▪Lúc đầu mạch RLC dịng điện i1=3cos100πt (A) ▪Khi nối tắt tụ điện mạch cịn RL, cường độ dòng điện i2=3cos(100πt+ π )A ▪Từ giản đồ vecto ta có cosφ1 = cosφ2 = Bài 5: ▪Ta có: U = U R2 + ( U L − U C )  2  U RL = U R + U L ▪Thay số vào ta có: ⇒ 17500 = U L2 1502 = U R2 + U L − 250  2  200 = U R + U L - (UL-250)2 ⇒ UL=160(V) ⇒ UR=120 (V) ▪Hệ số công suất mạch là: cosφ = U R 120 = = U 150 0,8 Bài 6: ▪Ta có mắc ampe vào MB bỏ R2 C R12 + Z L2 = ▪Tổng trở đoạn AM ZAM = 100 = 2 100 (Ω) ⇒ Cảm kháng ZL = 100 − 1002 = 100Ω ▪Khi mắc vôn kế vào MB cosφmax = ⇒ ZL = ZC = 100Ω cộng hưởng điện ▪I = ▪Số vôn kế là: UV = L U 100 = = R1 + R2 200 R + Z C2 = 50 0,5A (V) Bài 7: ▪Ta có: ZL = ωL = 2,5 π 100π = 250Ω R + R0 ( R + R0 ) ▪Hệ số công suất: cosφ = 0,8 = + ( Z L − ZC ) ⇒ ZC=100Ω ⇒ Giá trị C0 là: C0 = 10−4 = ω ZC π F Bài 8: ▪Ta có: φcd = ▪sinφd = ▪tanφ = π ⇒ cosφd = UL = Ud ⇒ UL = Ur Ud = 0,5 ⇒ Ur = Ud = U L −UC π = − ⇒ϕ = − Ur Ud UC (rad) Bài 9: ▪Ta thấy: φ1 = φ2 = ⇒ n1 n2 π ⇒ cosφ1 = ; cosφ2 = =1 Bài 10: ▪Ta đặt U=Ud=UC=1 ▪Ta có: U2 = ▪Và U r2 + (UL-UC)2 ⇒ = U r2 + (UL-1)2 U d2 = U r2 + U L2 ⇒ = U r2 + U L2 ▪Giải (1) (2) ⇒ UL = 0,5; Ur = (1) (2) ▪Hệ số công suất mạch là: cosφ = Ur = U Bài 11: ▪Ta có: U2 = (UR+Ur)2+ ▪ U d2 = 252 = U r2 + U L2 U LC ⇒ 1752 = (25+Ur)2+(UL-175)2 (1) (2) ⇒ Từ (1) (2) ⇒ Ur = 24V; UL = 7V ▪Hệ số công suất mạch là: cosφ = UR +Ur = U 25 Bài 12: ▪Ta có: cosφd = Ur = Ud ▪Độ lệch pha: tanφ = ⇒ Ur = U L − UC −1 = Ur Ud; sinφd = − ⇒φ= ▪Hệ số công suất mạch cosφ = π UL = Ud ⇒ UL = Ud (rad) Bài 13: ▪Khi K ngắt mạch điện RLC ta có tanφ = Z L − ZC R = -1 ⇒ ZC-ZL=R I '2 R = ▪Khi K đóng mạch có R nối tiếp L, công suất mạch là: P2 = U R R + Z L2 ▪Vì P1=2P2 nên ZL=R Bài 14: ▪Ta có: i=I0cos(ωt+φ) (A) điện áp xoay chiều u=U0cosωt ⇒ Công suất tức thời: p = u.i = I U cosφ+ I0 U0cos(2ωt+φ) ⇒ ω(P) = 2ω(i) ⇒ T(i) = 2T(P) Bài 15: ▪Hệ số công suất đoạn AM cosφAM = UR = U AM ⇒ φAM = π ⇒ φMB = ⇒ Cộng hưởng điện nên công suất tiêu thụ đoạn mạch P = Bài 16: 2002 100 π ⇒ UR = Ur; UL = UC = 200W ▪Cảm kháng cuộn dây: ZL=ωL=100Ω dung kháng tụ điện ZC = ωC = 40Ω U2 ▪Công suất P = I2 R = R + ( Z L − ZC ) R ⇒ P.R2-U2R+P(ZL-ZC)2 = ▪Thay số vào ⇒ 405.R2-2252.R+405.602=0 ⇒ R1=45Ω; R2=80Ω R12 ⇒ Hệ số công suất cosφ1 = R12 + Z LC = 0,6 R22 ⇒ Hệ số công suất cosφ2 = = R22 + Z LC 0,8 Bài 17: ▪Cảm kháng cuộn dây: ZL=ωL=200Ω dung kháng tụ điện ZC = ▪Tổng trở AN: ZAN = R + Z L2 = 1002 + 2002 = 100 ωC Ω ▪Cường độ dòng điện hiệu dung đoạn mạch AN: IAN = U AN = Z AN A ▪Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB: P=I2.R=40W Bài 18: ▪Dung kháng tụ điện là: ZC = ωC = 60Ω U2 ▪Công suất: P = I2 R = R + ( Z L − ZC ) , R ⇒ P.R2-U2 R+P.(ZL-ZC)2=0 ▪Thay số vào ⇒ R1 = 20Ω; R2 = 180Ω Bài 19: ▪Cảm kháng cuộn dây: Z L = ωL = 100Ω dung kháng tụ điện Z C = ωC = 50Ω = 100Ω Z L − Z C 100 − 50 = R 50 ▪tanφ = =1⇒ φ= π (rad) ▪Thời gian thực cơng âm ứng với góc M1M2 M3M4 ▪Góc quét: Δφ = π 200 = 100π.t ⇒ t = = 5.10-3 (s) Bài 20: ▪Hệ số cơng suất tồn mạch: cosφ1 = UR U = 0,6 ⇒ UR = 0,6.85 ▪Hệ số công suất đoạn mạch AN: cosφ2 = UR U AN = 0,8 ⇒ UAN = 90,15V Bài 21: ▪Ta có dung kháng ZC = ωC 100 100 + 100 = 100Ω Mà cosφ = ▪Công suất tiêu thụ đoạn mạch: P = U2 R = cos2φ = 200W Bài 22: ▪Ta có hệ số cơng suất: cosφ1 = ▪Ta có hệ số cơng suất: cosφ2 = − cos ϕ 2 ▪sinφ2 = ⇒ U2 = U R2 = 0,6 = UR U = 0,6 ⇒ UR = 0,6.100 = 60V UR U AN UL U AN = 0,8 ⇒ UAN= 75V ⇒ UL=45V + (UL-UC)2 ⇒ UC = 125V Bài 23: ▪Ta có cơng suất tiêu thụ mạch lúc đầu: P= U2 R+r cos2φ ⇒ U2 R+r = 500 ▪Khi nối tắt tụ điện UR = Ud ⇒ R = Zd = 51 2 V cos ▪ sin ▪ π r = R = 0,5 ⇒ r=0,5.R π ZL 3 = = ⇒ ZL = R R 2 cos ϕ ' = R+r ( R + r) + Z L2 = ▪Hệ số công suất: U2 cos ϕ ' = R+r P' = ▪Công suất tiêu thụ mạch nối tắt tụ C: 375W Bài 24: ▪Vì Ud UC có độ lớn lệch pha 2π nên ta có giản đồ vecto 347 2.cos ▪Từ giản đồ vecto suy ra: P = UIcosφ ⇒ U = π = 200V Bài 25: ▪Ta có cảm kháng cuộn dây là: ZL = ωL = 50Ω ▪Bấm máy tính π 200∠ u AN = shift 23 = i= = Z AN 50 + 50i − ▪Độ lệch pha u i: φ = φu - φi = 2∠ kết π π −π + = 12 12 −π 12 ⇒ cosφ=0,97 ... Cường độ âm mức cường độ âm điểm cách nguồn 3m là: A 8, 842 .10-9 W/m2; 39 ,46 5 dB B 8, 842 .10-9 W/m2; 3 94, 65 dB C 8, 842 .10-10 W/m2; 3, 946 5 dB D 8, 842 .10-9 W/m2; 3, 946 5 dB Bài 11: Mức cường độ âm... 27,89m/s B 1 43 4m/s C 1 43 4cm/s D 0, 036 m/s Giai = Ta có λ v f ⇒ v = λ.f = 7,17.200 = 1 43 4 Hz Ví dụ 2: Một vật máy thu cách nguồn âm có cơng suất 30 W khoảng cách m Hãy xác định cường độ âm điểm... khí 34 0 m/s Vận tốc âm truyền gang là: A 38 0m/s B 179m/s C 34 0 m/s D 31 73m/s Bài 2: Hai âm tần số có mức cường độ âm chênh lệch 15dB Tỉ số cường độ âm chúng là: A 120 B 120 0 C 10 D 10 Bài 3: Một