Đặt điện áp \(u=20\cos (100\pi t)\)(V) vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp, trong đó tụ điện có điện dung C thay đổi được. Biết giá trị của điện trở là 10 Ω và cảm kháng của cuộn cảm là \(10\sqrt{3}\Omega .\) Khi C = C1 thì điện áp giữa hai đầu tụ điện là \({{u}_{C}}={{U}_{0}}\cos \left( 100\pi t-\frac{\pi }{6} \right)(V).\) Khi C = 3C1 thì biểu thức cường độ dòng điện trong đoạn mạch là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐộ lệch pha giữa điện áp hai đầu tụ điện và cường độ dòng điện là:
\({{\varphi }_{{{C}_{1}}}}-{{\varphi }_{{{i}_{1}}}}=-\frac{\pi }{2}\Rightarrow {{\varphi }_{{{i}_{1}}}}={{\varphi }_{{{C}_{1}}}}+\frac{\pi }{2}=-\frac{\pi }{6}+\frac{\pi }{2}=\frac{\pi }{3}(rad)\)
\(\Rightarrow {{\varphi }_{1}}={{\varphi }_{u}}-{{\varphi }_{{{i}_{1}}}}=0-\frac{\pi }{3}=-\frac{\pi }{3}(rad)\)
\(\Rightarrow \tan \varphi =\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{{{C}_{1}}}}}{R}\Rightarrow \tan \left( -\frac{\pi }{3} \right)=\frac{10\sqrt{3}-{{Z}_{{{C}_{1}}}}}{10}\Rightarrow {{Z}_{{{C}_{1}}}}=20\sqrt{3}(\Omega )\)
Khi \(C=3{{C}_{1}}\Rightarrow {{Z}_{C}}=\frac{{{Z}_{{{C}_{1}}}}}{3}=\frac{20\sqrt{3}}{3}=\frac{20}{\sqrt{3}}\)
Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là:
\({{I}_{0}}=\frac{{{U}_{0}}}{\sqrt{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}}}=\frac{20}{\sqrt{{{10}^{2}}+{{\left( 10\sqrt{3}-\frac{20}{\sqrt{3}} \right)}^{2}}}}=\sqrt{3}(A)\)
Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện:
\(\tan \varphi =\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R}=\frac{10\sqrt{3}-\frac{20}{\sqrt{3}}}{10}=\frac{1}{\sqrt{3}}\Rightarrow \varphi =\frac{\pi }{6}(rad)\)
\(\Rightarrow {{\varphi }_{u}}-{{\varphi }_{i}}=\frac{\pi }{6}\Rightarrow {{\varphi }_{i}}={{\varphi }_{u}}-\frac{\pi }{6}=-\frac{\pi }{6}(rad)\)
\(\Rightarrow i=\sqrt{3}\cos \left( 100\pi t-\frac{\pi }{6} \right)(A)\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Chuyên Long An - Lần 1
Câu hỏi liên quan
-
Ở mặt chất lỏng, tại hai điểm A và B có hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng phát ra hai sóng kết hợp có bước sóng λ. Trên đoạn thẳng AB có 13 điểm cực đại giao thoa. C là điểm trên mặt chất lỏng mà ABC là tam giác đều. Trên đoạn thẳng AC có hai điểm cực đại giao thoa liên tiếp mà phần tử chất lỏng tại đó dao động cùng pha với nhau. Đoạn thẳng AB có độ dài gần nhất với giá trị nào sau đây?
-
Một con lắc đơn có chiều dài dây treo 50cm và vật nhỏ có khối lượng 0,01kg mang điện tích \(q=+{{5.10}^{-6}}C\) được coi là điện tích điểm. Con lắc dao động điều hoà trong điện trường đều mà vectơ cường độ điện trường có độ lớn E = 104 V/m và hướng thẳng đứng xuống dưới. Lấy g = 10 m/s2, π = 3,14. Chu kì dao động điều hoà của con lắc là
-
Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc đơn có sợi dây dài l đang dao động điều hòa. Tần số dao động của con lắc là
-
Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp có cuộn sơ cấp A và cuộn thứ cấp B. Cuộn A được nối với mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng không đổi. Cuộn B gồm các vòng dây quấn cùng chiều, một số điểm trên B được nối ra các chốt m, n, p, q (như hình bên). Số chỉ của vôn kế V có giá trị lớn nhất khi khóa K ở chốt nào sau đây?
.png)
-
Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường. Hai điểm trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau một khoảng bằng bước sóng có dao động:
-
Âm sắc là đặc trưng sinh lí của âm chỉ phụ thuộc vào
-
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở \(R=20\sqrt{3}\Omega \) mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Biết cuộn cảm có cảm kháng \({{Z}_{L}}=20\Omega .\) Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong đoạn mạch là
-
Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương có phương trình \({{x}_{1}}=3\cos \left( \omega t+\frac{\pi }{3} \right)cm\)và \({{x}_{2}}=4\cos \left( \omega t-\frac{2\pi }{3} \right)cm.\)Biên độ dao động của vật là
-
Trong một khoảng thời gian, một con lắc đơn thực hiện được 6 dao động. Giảm chiều dài của nó một đoạn 16 cm thì trong cùng khoảng thời gian đó, con lắc thực hiện được 10 dao động. Chiều dài ban đầu của con lắc là
-
Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ 3 cm. Trong quá trình dao động, chiều dài lớn nhất của lò xo là 25 cm. Khi vật nhỏ của con lắc đi qua vị trí cân bằng thì chiều dài của lò xo là
-
Tại điểm O đặt hai nguồn âm điểm giống hệt nhau phát ra âm đẳng hướng có công suất không đổi. Điểm A cách O một đoạn x. Trên tia vuông góc với OA tại A lấy điểm B cách A một khoảng 6 m. Điểm M thuộc đoạn AB sao cho AM = 4,5 m. Thay đổi x để góc MOB có giá trị lớn nhất, khi đó mức cường độ âm tại A là LA = 40 dB. Để mức cường độ âm tại M là 50 dB thì cần đặt thêm tại O bao nhiêu nguồn âm nữa?
-
Cho cơ hệ như hình bên. Vật m khối lượng 100 g có thể chuyển động tịnh tiến, không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang dọc theo trục lò xo có k = 40 N/m. Vật M khối lượng 300 g có thể trượt trên m với hệ số ma sát µ = 0,2. Ban đầu, giữ m đứng yên ở vị trí lò xo dãn 4,5 cm, dây D (mềm, nhẹ, không dãn) song song với trục lò xo. Biết M luôn ở trên m và mặt tiếp xúc giữa hai vật nằm ngang. Lấy g = 10 m/s2. Thả nhẹ cho m chuyển động. Tính từ lúc thả đến khi lò xo trở về trạng thái có chiều dài tự nhiên lần thứ 3 thì tốc độ trung bình của m là
.png)
-
Rôto của một máy phát điện xoay chiều một pha gồm các nam châm có p cặp cực (p cực nam và p cực bắc). Khi roto quay đều với tốc độ n vòng/giây thì suất điện động do máy tạo ra có tần số là
-
Đặt điện áp \(u=220\sqrt{2}\cos \left( 100\pi t+\frac{\pi }{3} \right)(V)\)vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch là \(i=2\sqrt{2}\cos 100\pi t(A).\) Hệ số công suất của đoạn mạch là
-
Một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Cường độ dòng điện trong mạch có phương trình \(i=52\cos 2000t(mA)\)(t tính bằng s). Tại thời điểm cường độ dòng điện trong mạch là 48 mA, điện tích trên tụ có độ lớn là
-
Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức: \(i=2\cos 100\pi t(A).\) Cường độ hiệu dụng của dòng điện này là
-
Một mạch dao động lí tưởng gồm một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L không đổi và một tụ điện có điện dung C thay đổi được. Khi điện dung của tụ điện có giá trị C1 thì tần số dao động riêng của mạch là f1. Để tần số dao động riêng của mạch là \(\sqrt{3}{{f}_{1}}\)thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị là
-
Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Cảm kháng của cuộn cảm này là
-
Trong thí nghiệm giao thoa sóng ở mặt chất lỏng với hai nguồn đồng bộ dao động theo phương thẳng đứng có tần số 25 Hz, người ta đo được khoảng cách giữa hai cực đại giao thoa ở kề nhau trên đường thẳng nối hai nguồn là 1,6 cm. Tốc độ sóng trên mặt chất lỏng là
-
Sóng điện từ có tần số 10 MHz truyền trong chân không với bước sóng là
