L biến thiên trong mạch R nt L nt C. C3.P5

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Yêu cầu

– Nhớ hình ảnh giản đồ trong trường hợp ULmax khi đó

– Bản chất đại số của bài toán này là các e áp dụng các định lý lượng trong tam giác vuông: UOURC

Tương ứng với 4 hệ thức đó các em tự suy luận nào:

1. U2 = UL.(UL -UC) hoặc URC2 = UL.UC

2. UR2 = Uc.( UL -UC)

3. UR.UL = U.URC.

4. .

Ngoài ra các em còn nhiều mối liên hệ kiểu Pitago, nhưng sự nhạy cảm là cần thiết khi nhìn thấy các bài có dạng tích or bình phương 2 đại lượng (U hoặc trở) thì các e nhớ tới các tình huống cực trị nhé!

Nội dung

* L thay đổi để Pmax; Imax; URmax; UCmax; URCmax; cos=1; u cùng pha với i; u cùng pha với uR…:

           Cộng hưởng:

* L thay đổi để ULmax:  , khi đó:  

  * Mối liên hệ giữa ULmax với UR; UC; URC; U:

              ;  

* L thay đổi để URLmax:

             hoặc ;

            khi đó:

  * L thay đổi để L = L1 hoặc L = L2 thì mạch có cùng P, hệ số công suất,

cùng dòng điện…:               

          ; Đặc biệt có thêm cộng hưởng:

  * L thay đổi để L = L1 hoặc L = L2 thì UL có cùng giá trị và ULmax:

Lưu ý: R và L mắc liên tiếp nhau

 

* BÀI TẬP MINH HỌA

Bài 1.

Cho đoạn mạch xoay chiều gồm ba phần tử: điện trở R, tụ điện C và cuộn dây thuần cảm L mắc nối tiếp, giá trị L có thể thay đổi được. Biết điện áp hiệu dụng là 120 V, f = 50 Hz, R = 100 Ω, , vôn kế lí tưởng. Khi thay đổi L thấy có một giá trị làm cho vôn kế chỉ cực đại. Tính giá trị đó của L và số chỉ vôn kế?

Lời giải:

Nhìn vào sơ đồ mạch điện ta thấy vôn kế được mắc vào hai đầu cuộn cảm nên số chỉ vôn kế chính là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm UL. Khi L biến thiên, ta cần tìm L để ULmax?

Dung kháng:

Ta có:

Vì U = const nên ULmax khi mẫu số min

Đặt y = . Ta tìm ZL để ymin

Đặt x = . Khi đó: y =

Đây là phương trình bậc 2 ẩn x (y =a.x2 + b.x + c) , có đồ thị dạng parabol, tọa độ đỉnh I ( chính là vị trí ymin

Vậy ymin khi x =

Hay  

Khi đó: ymin =

Vậy khi L biến thiên để ULmax thì   và

Áp dụng:

 nên:

Đs: (H); 120 (V).      

Bài 2. Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp. Tụ điện có điện dung , cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Hiệu điện thế xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 150V, tần số f = 50 Hz. Khi  thì hiệu điện thế hiệu dụng trên cuộn dây đạt giá trị  cực đại. Hỏi khi L thay đổi, công suất cực đại là bao nhiêu?   

Lời giải:

Dung kháng:

Cảm kháng:

Theo chứng minh ở bài tập minh họa 1 ta có khi L biến thiên để ULmax thì  

L biến thiên để Pmax:

Pmax khi Imax. Khi đó trong mạch xảy ra cộng hưởng: ;

             Đs: Pmax = 150 W.          

    Bài tập trắc nghiệm

  • (1)

    Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Điều chỉnh L để hiệu điện thế trên hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại. Khi đó:

    A, B, C đều đúng

    Hiệu điện thế hai đầu cuộn dây chậm pha hơn hiệu điện thế hai đầu mạch

    Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch có giá trị lớn nhất

    ZL ZC = R2 +

  • (2)

    Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC một hiệu điện thế xoay chiều u = 120cos100πt (V). Biết R=20 Ω, ZC = 60 Ω và độ tự cảm L thay đổi (cuộn dây thuần cảm). Xác định L để UL cực đại và giá trị cực đại của UL bằng bao nhiêu?

    L =  H; ULmax = 240 V     

    L = H; ULmax = 120 V

    L =  H; ULmax = 120 V

    L = H; ULmax = 240 V

  • (3)

    Đặt điện áp xoay chiều u = Ucos(ωt) (U, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Thay đổi L thì ULmax = 90 V khi đó UC = 40 V. Giá trị của U là

    60 V.

    150 V.

    80 V.

    50 V.

  • (4)

    Đặt điện áp xoay chiều u = 80cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì thấy giá trị cực đại đó bằng 100 V, điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở bằng bao nhiêu?

    60 V

    36 V

    48 V

    64 V

  • (5)

    Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm và có độ tự cảm L thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định. Điều chỉnh L để ULmax khi đó

    điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha so với uMB một góc π/2.

    điện áp hai đầu đoạn mạch trễ pha so với uMB một góc π/2.

    điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha so với uMB một góc π/4.

    điện áp hai đầu đoạn mạch trễ pha so với uMB một góc π/4.

  • (6)

    Mạch điện xoay chiều R, C, L ghép nối tiếp. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng  V vào hai đầu đoạn mạch. Khi L biến thiên. Có một giá trị của L làm , lúc đó thấy UC = 200 V. Hiệu điện thế trên cuộn dây thuần cảm đạt cực đại bằng

    300 V.

    100 V.           

     V.

    200 V.

  • (7)

    Đặt điện áp xoay chiều  vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu ở hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì thấy giá trị cực đại đó bằng 100 V và điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện bằng 36 V. Giá trị của U là

    80 V.

    64 V.

    136 V.

    48 V.

  • (8)

    Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Tụ điện có điện dung , cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Hiệu điện thế xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 100 V, tần số dòng điện f = 50 Hz. Khi  thì hiệu điện thế hiệu dụng trên cuộn dây đạt giá trị cực đại. Khi L thay đổi, công suất cực đại là bao nhiêu

    100 W.

    400 W.

    50 W.

    200 W.

  • (9)

    Đặt điện áp  V vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp. Trong đó U, R, C và  không đổi. Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng trên L đạt cực đại. Biểu thức nào sai:

    .

     

     

    .

  • (10)

    Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, trong đó độ tự cảm L thay đổi được. Khi  hoặc  thì công suất của mạch có giá trị bằng nhau. Hỏi thay đổi độ tự cảm của cuộn dây bằng bao nhiêu thì công suất của mạch đạt giá trị cực đại?

    .

    .

    .

    .

  • (11)

    Đặt điện áp xoay chiều với giá trị hiệu dụng  V vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp có độ tự cảm L thay đổi được. Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại là ULmax thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện là UC = 200 V. Tính điện áp hai đầu điện trở lúc đó?

    200 V.      

    50 V.         

    100 V.

    100 V.                           

  • (12)

    Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, biết R = 30 Ω, cuộn dây thuần cảm, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch có biểu thức:. Khi thay đổi L đến giá trị  thì hiệu điện thế hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại. Tìm giá trị điện dung C của tụ điện

    .

    .

    .

    .

  • (13)

    Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. Cho biết R = 60 Ω, cuộn dây thuần cảm, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch có biểu thức:. Khi thay đổi L đến giá trị  thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại. Tìm giá trị điện dung của C của tụ điện:

                                           

    .

    .

    .

  • (14)

    Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng  V vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. Biết cuộn dây thuần cảm, có độ tự cảm L thay đổi được. Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu tụ điện là 30 V. Giá trị hiệu điện thế cực đại hai đầu cuộn dây là

    100 V.           

    150 V.

    200 V.

    60 V.

  • (15)

    Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp theo thứ tự trên. Gọi UL­, UR và UC lần lượt là các điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB lệch pha  so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch NB (đoạn mạch NB gồm R và C ). Hệ thức nào dưới đây là đúng?

    .

    .

    .

    .

  • (16)

    Đặt điện áp u = U0cos(wt + j) (U0j không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần, tụ điện và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Khi L = L1 hoặc L = L2 thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng nhau. Để cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch giá trị cực đại thì giá trị của L bằng

    .

    .

    2(L1 + L2).

    .

  • (17)

    Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Biết dung kháng của tụ điện bằng R. Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại, khi đó:

    điện áp giữa hai đầu tụ điện lệch pha π/6 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

    điện áp giữa hai đầu cuộn cảm lệch pha π/6 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

    trong mạch có cộng hưởng điện.

    điện áp giữa hai đầu điện trở lệch pha π/6 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

  • (18)

    Đặt điện áp xoay chiều u = Ucos100πt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì thấy giá trị cực đại đó bằng 100 V và điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện bằng 36 V. Giá trị của U là

    80 V.

    136 V.

    48 V.

    64 V.

  • (19)

    Một mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp đúng theo trình tự trên. Cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L thay đổi được. Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu mạch có biểu thức:  V. Thay đổi L để hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại ULmax = 200 V, khi đó biểu thức hiệu điện thế hai đầu RC có dạng

    .

    .

    .

    .

  • (20)

    Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, trong đó độ tự cảm L thay đổi được. Khi  hoặc  thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị bằng nhau. Hỏi thay đổi độ tự cảm của cuộn dây bằng bao nhiêu thì hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại?

    .

    .

    .

    .

  • (21)

    Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, trong đó độ tự cảm L thay đổi được. Hiệu điện thế xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có biểu thức:  (V). Tụ điện có điện dung, khi  thì hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại và bằng 200 V. Điều chỉnh L để hiệu điện thế hiệu dụng URL đạt giá trị cực đại. Tính giá trị đó?

    URLmax = 323,61 V.

    URLmax = 250,25 V.

    URLmax = 350,25 V.

    URLmax = 300,25 V.

Để lại một bình luận

Hãy trở thành người đầu tiên bình luận!

avatar
wpDiscuz
Bài liên quan
Sách và tư liệu
Tổng ôn lý thuyết chương Lượng tử ánh sáng_Vật lý12_thi thpt 2017_Tổng hợp đề thi đại học tới 2016
Tổng ôn lý thuyết chương Lượng tử ánh sáng_Vật lý12_thi thpt 2017_Tổng hợp đề thi đại học tới 2016
Lượng tử ánh sáng (~6/40 câu)Hiện tượng quang điện ngoài: (2 câu)Khái niệm về hiện tượng quang điện ngoài, các ...
VẬT LÝ 10 – C4-ND5: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
VẬT LÝ 10 – C4-ND5: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
KIẾN THỨC CƠ BẢN VÀ NHỮNG BÀI TẬP CƠ BẢN ĐỂ HIỂU NỘI DUNG CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN.
Dòng điện xoay chiều_Tuyển tập đề thi ĐH – CĐ các năm_ Đáp án
Dòng điện xoay chiều_Tuyển tập đề thi ĐH – CĐ các năm_ Đáp án
Tổng hợp các câu hỏi và đáp án chương Dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học – Cao ...
Nhật Ký Ngốc Xít – Tập 3
Nhật Ký Ngốc Xít – Tập 3
Hài hước chưa từng thấy. Giàu tưởng tượng đến kỳ quặc Cuộc sống của Jamie không thể rắc rối hơn được ...