Đặt điện áp xoay chiều \(u=220\sqrt{2}\cos 100\pi t(V)\) vào hai đầu mạch điện gồm điện trở 1 thuần, tụ điện có điện dung C thay đổi được và cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(L=\frac{1}{\pi }(H)\) mắc nối tiếp. Khi \(C={{C}_{1}}=\frac{{{10}^{-4}}}{\pi }(F)\) hoặc \(C={{C}_{2}}=\frac{{{10}^{-4}}}{3\pi }(F)\) thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị như nhau và độ lệch pha giữa điện áp u so với cường độ dòng điện qua mạch lần lượt là \({{\varphi }_{1}},{{\varphi }_{2}}.\) Tỷ số \(\frac{\cos {{\varphi }_{1}}}{\cos {{\varphi }_{2}}}\) bằng
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiCảm kháng của cuộn cảm thuần là: \({{Z}_{L}}=\omega L=100(\Omega )\)
Dung kháng của tụ điện là:
\(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{Z}_{{{c}_{1}}}}=\frac{1}{\omega {{C}_{1}}}=100(\Omega ) \\ {{Z}_{{{c}_{2}}}}=\frac{1}{\omega {{C}_{2}}}=300(\Omega ) \\ \end{array} \right.\)
Vì ZC1 < ZC2 nên khi mắc C1 mạch có tính cảm kháng, khi mắc C2 mạch có tính dung kháng. Khi điện dung có giá trị C1, hệ số công suất của mạch điện là:
\(\cos {{\varphi }_{1}}=\frac{R}{Z}=\frac{R}{\sqrt{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C1}} \right)}^{2}}}}=1\)
Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện là: \({{U}_{{{C}_{1}}}}=\frac{U}{Z}\cdot {{Z}_{{{C}_{1}}}}=\frac{100U}{R}\) (1)
Khi điện dung có giá trị C2, tổng trở của mạch là:
\(Z=\sqrt{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C2}} \right)}^{2}}}=\sqrt{{{R}^{2}}+{{200}^{2}}}\)
Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện là: \({{U}_{{{C}_{1}}}}=\frac{U}{Z}\cdot {{Z}_{{{C}_{1}}}}=\frac{100U}{R}\) (1)
Theo đề bài ta có:
\({{U}_{{{C}_{1}}}}={{U}_{{{C}_{2}}}}\Rightarrow \frac{100U}{R}=\frac{300U}{\sqrt{{{R}^{2}}+{{200}^{2}}}}\Rightarrow R=10\sqrt{50}(\Omega )\)
\(\Rightarrow \cos {{\varphi }_{2}}=\frac{R}{Z}=\frac{R}{\sqrt{{{R}^{2}}+{{200}^{2}}}}=\frac{10\sqrt{50}}{\sqrt{5000+{{200}^{2}}}}=\frac{10\sqrt{50}}{30\sqrt{50}}=\frac{1}{3}\)
\(\Rightarrow \frac{\cos {{\varphi }_{1}}}{\cos {{\varphi }_{2}}}=\frac{1}{\frac{1}{3}}=3\).
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT chuyên Quang Trung - Bình Phước
Câu hỏi liên quan
-
Khi một chất điểm thực hiện dao động điều hòa thì
-
Vật liệu chính được sử dụng trong một pin quang điện là
-
Hiện tượng tán sắc xảy ra
-
Khi thực hiện thí nghiệm I – âng về giao thoa ánh sáng với một ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, tại điểm M trên màn có vân sáng bậc hai. Khi thay nguồn sáng bằng ánh sáng có bước sóng (λ – 0,2μm), tại M có vân sáng bậc ba. Bước sóng λ bằng
-
Cơ chế của sự phát xạ tia X (tia Rơn-ghen) là
-
Một con lắc lò xo nằm ngang gồm một lò xo nhẹ có độ cứng 40N/m một đầu gắn cố định, đầu còn lại gắn với vật nhỏ có khối lượng 100g nằm yên trên mặt phẳng ngang nhẵn. Kéo vật đến vị trí lò xo dãn 8 cm rồi tác dụng một lực có độ lớn 12N hướng dọc theo trục của lò xo về phía vị trí cân bằng trong khoảng thời gian 0,01s, sau đó con lắc dao động điều hoà. Coi rằng trong thời gian tác dụng lực, vật nhỏ chưa thay đổi vị trí. Trong quá trình dao động, tốc độ cực đại mà vật đạt được là:
-
Một đoạn mạch điện chứa cuộn cảm có điện trở thuần trong r và cảm kháng ZL. Biết hệ số công suất của đoạn mạch bằng 0,6. Hệ số phẩm chất \(\left( \frac{{{Z}_{L}}}{r} \right)\) của cuộn cảm là
-
Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox. Lực kéo về tác dụng lên chất điểm có độ lớn cực đại khi chất điểm
-
Cho mạch điện với X, Y là hai hộp kín, mỗi hộp chỉ chứa hai trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Ampe kế có điện trở rất nhỏ, các vôn kế có điện trở rất lớn. Các vôn kế và ampe kế đo được cả dòng điện xoay chiều và một chiều. Ban đầu mắc hai điểm N, D vào hai cực của một nguồn điện không đổi thì vôn kế V2 chỉ 45V, ampe kế chỉ 1,5A. Sau đó đặt điện áp \(u=120\cos 100\pi t(V)\) vào hai điểm M, D thì ampe kế chỉ 1A, hai vôn kế chỉ cùng một giá trị và uMN chậm pha \(\frac{\pi }{2}\) so với uND. Khi thay tụ C’ trong mạch bằng tụ C’ thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị lớn nhất UCmax. Giá trị UCmax gần giá trị nào nhất sau đây?
-
Cho hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ A và lệch pha nhau \(\frac{\pi }{3}\). Dao động tổng hợp của hai dao động này có biên độ là
-
Một sóng âm truyền theo phương Ox với phương trình \(u=A\cos (ft-kx)\). Vận tốc của sóng âm này được tính bởi công thức:
-
Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, mạch tách sóng ở máy thu thanh có tác dụng
-
Cho biết năng lượng của phôtôn của một ánh sáng đơn sắc bằng 2,26 eV. Cho hằng số plăng h = 6,63.10-34 J.s, tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s và điện tích của electron \(e=-\text{ }1,{{6.10}^{-19}}C\). Bước sóng của ánh sáng đơn sắc này bằng:
-
Mắc lần lượt từng phần tử điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện có điện dung C vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng và tần số không đổi thì cường độ hiệu dụng của dòng điện tương ứng là 0,25A, 0,50A, 0,20A. Nếu mắc nối tiếp cả ba phần tử vào mạng điện xoay chiều nói trên thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch là:
-
Một chất có khả năng phát quang ánh sáng màu đỏ và màu lục. Nếu dùng tia tử ngoại để kích thích sự phát quang của chất đó thì ánh sáng phát quang có thể có màu nào?
-
Trên hình là đồ thị biểu diễn sự biến thiên của năng lượng liên kết riêng (trục tung, theo đơn vị MeV/nuclôn) theo số khối (trục hoành) của các hạt nhân nguyên tử. Phát biểu nào sau đây đúng?
.png)
-
Phát biểu nào không đúng khi nói về ứng dụng của hiện tượng cộng hưởng?
-
Máy quang phổ lăng kính dùng để
-
Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân \(2_{1}^{2}D\to _{z}^{A}X+_{0}^{1}n\). Biết độ hụt khối của hạt nhân \(_{1}^{2}D\) là 0,0024u, của hạt nhân X là 0,0083u. Lấy 1u = 931 MeV/c2. Năng lượng toả ra khi tổng hợp hết 1g \(_{1}^{2}D\) là
-
Xét nguyên tử Hidro theo mẫu nguyên tử Bo. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng -5,44.10-19J sang trang thái dừng có mức năng lượng -21,76.10-19J thì phát ra photon tương ứng với ánh sáng có tần số f. Lấy h = 6,625.10-34 J.s. Giá trị của f là
