Mạch điện xoay chiều gồm có 3 hộp kín X,Y, W ghép nối tiếp với nhau, trong các hộp kín chỉ có thể là các linh kiện như điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm và tụ điện. Các hộp kín có trở kháng phụ thuộc vào tần số như hình vẽ. Biết điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là không đổi và bằng 200 V. Trong các hộp kín có một hộp kín có 1 tụ điện có điện dung \( C = \frac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }(F)\) và tại tần số f1 công suất tiêu thụ của mạch điện là P = 160 W. Gọi tần số tại vị trí đồ thị (X) và (W) cắt nhau là f3. Tính f1 + f3 ?
.PNG)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiNhận xét:
+ Hộp (W) có đồ thị trở kháng là một đường thẳng song song trục tần số f => ZW không phụ thuộc tần số => (W) phải là một điện trở thuần R.
+ Hộp (X) là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ=> ZX=af, với a=const => (X) chỉ có thể là cuộn dây thuần cảm L. Với ZX=ZL
+ Hộp (Y) có dạng là một Hypebol=> phải có dạng ZY= a/f , => Y chỉ có thể là tụ điện với ZY=ZC
Từ đồ thị ta thấy:
+ Tại f = f1 ta có R=ZC1
+ Tại f2=2f1 ta có:
\( {Z_{C2}} = \frac{{{Z_{C1}}}}{2} = \frac{R}{2};{Z_{L2}} = 2{Z_{L1}} \to 2{Z_{L1}} = \frac{{{Z_{C1}}}}{2} \to {Z_{L1}} = \frac{{{Z_{C1}}}}{4} = \frac{R}{4}\)
+ Vậy: Khi f=f1 hệ số công suất của mạch là:
\( \cos \varphi = \frac{R}{Z} = \frac{R}{{\sqrt {{R^2} + {{(\frac{R}{4} - R)}^2}} }} = \frac{4}{5}\)
+ Ta có: \( {P_1} = U{I_1}\cos \varphi \to {I_1} = \frac{{{P_1}}}{{U\cos \varphi }} = \frac{{160}}{{200.\frac{4}{5}}} = 1A\)
+ Điện trở R:
\( R = \frac{{{P_1}}}{{{I_1}^2}} = \frac{{160}}{1} = 160\Omega = {Z_{C1}};{Z_{L1}} = \frac{R}{4} = \frac{{160}}{4} = 40\Omega \)
+ Ta có :
\({Z_{C1}} = \frac{1}{{2\pi {f_1}C}} \to {f_1} = \frac{1}{{2\pi {Z_{C1}}C}} = \frac{1}{{2\pi .160.\frac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }}} = 31,25Hz\)
\( {Z_{L1}}.{Z_{C1}} = 160.40 = 6400 = \frac{L}{C} \to L = 6400.\frac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi } = \frac{{16}}{{25\pi }} = \frac{{0,64}}{\pi }(H)\)
+Khi (A) và (K) cắt nhau:
\( R = {Z_{L3}} = 2\pi {f_3}L \to {f_3} = \frac{R}{{2\pi L}} = \frac{{160}}{{2\pi \frac{{16}}{{25\pi }}}} = 125Hz\)
+ Tính: \( {f_1} + {f_3} = 32,25 + 125 = 156,25Hz\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật lý năm 2020
Trường THPT Tôn Đức Thắng
Câu hỏi liên quan
-
Một vật dao động điều hòa thì
-
Cho đoạn mạch gồm R, L (thuần cảm) và C mắc nối tiếp, điện áp giữa hai đầu mạch \( u = 100\sqrt 2 \cos 100\pi t(V)\) và cường độ dòng điện qua mạch \(i= 2 \cos (100\pi t -\pi/4)(A)\) ). Hỏi R và L nhận giá trị nào sau đây:
-
Khi đặt điện áp \( u = 220\sqrt 2 \cos 120\pi t(V)\) vào hai đầu một tụ điện thì tần số của dòng điện chạy qua tụ điện này là:
-
Đặt điện áp u =U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch như hình vẽ, trong đó điện trở R và cuộn cảm thuần L không đổi, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Sự phụ thuộc của số chỉ vôn kế V1 và V2 theo điện dung C được biểu diễn như đồ thị hình bên. Biết U3 = 2U2. Tỉ số \( \frac{{{U_4}}}{{{U_3}}}\) là:
.PNG)
-
Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một nguồn dao động với tần số 120 Hz, tạo ra sóng ổn định trên mặt chất lỏng . Xét 5 gợn lồi liên tiếp trên một phương truyền sóng , ở về một phía so với nguồn , gợn thứ nhất cách gợn thứ năm 0,5 m. Tốc độ truyền sóng là
-
Cho một vật sáng cách màn M là 4 m. Một thấu kính L để thu được ảnh rõ nét trên màn cao gấp 3 lần vật. Kết luận nào sau đây là đúng?
-
Hai con lắc lò xo giống hệt nhau được treo vào hai điểm ở cùng độ cao, cách nhau 6 cm. Kích thích cho hai con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình lần lượt \(x_1 = 6cos \omega t (cm) và x_2 = 12cos(\omega t + π/3) (cm)\). Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn nhất giữa hai vật nhỏ của các con lắc bằng
.PNG)
-
Hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số có phương trình \( {x_1} = 6\cos (10t + \frac{\pi }{6})(cm);{x_2} = 6\cos (10t + \frac{{5\pi }}{6})(cm);\) Tại thời điểm li độ dao động tổng hợp là 3 cm và đang tăng thì li độ của dao động thứ hai là bao nhiêu?
-
Biết năng lượng tương ứng với các trạng thái dừng của nguyên tử hidro được tính theo biểu thức \({E_n} = \frac{{ - 13,6}}{{{n^2}}}(eV)(n = 1,2,3,...)\) . Cho một chùm electron bắn phá các nguyên tử hidro ở trạng thái cơ bản để kích thích chúng chuyển lên trạng thái M. Vận tốc tối thiểu của chùm electron là:
-
Trong mạch dao động LC lí tưởng với cường độ dòng điện cực đại là I0 và dòng điện biến thiên với tần số góc bằng Trong khoảng thời gian cường độ dòng điện giảm từ giá trị cực đại đến một nửa cực đại thì điện lượng chuyển qua cuộn dây có độ lớn bằng
-
Hạt nhân nào sau đây có 136 nơtron?
-
Trong chân không, các bức xạ được sắp xếp theo thứ tự bước sóng giảm dần là:
-
Trong nguồn phóng xạ \({}_{15}^{32}P\) với chu kỳ bán rã T=14 ngày đêm, hiện tại đang có 2.108 nguyên tử. Hai tuần lễ trước đó, số nguyên tử \({}_{15}^{32}P\) trong nguồn đó là
-
Đặt vào hai đầu mạch RLC nối tiếp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng trên các phần tử R, L và C đều bằng nhau và bằng 20 V. Khi tụ bị nối tắt thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R bằng
-
Hai điện tích dương q1 = q2 đặt tại hai điểm M, N cách nhau một đoạn 12cm. Gọi E1, E2 lần lượt là cường độ điện trường do q1, q2 gây ra tại P thuộc đoạn MN. Nếu E1 = 4E2 thì khoảng cách MP là
-
Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng trong chân không là \(\lambda = 0,6 \mu m\). Xác định chu kì, tần số của ánh sáng đó. Tính tốc độ và bước sóng của ánh sáng đó khi truyền trong thủy tinh có chiết suất n = 1,5.
-
Một vật dao động điều hòa với phương trình vận tốc \( v = {v_{\max }}\cos (\omega t + \varphi )\).Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vận tốc của vật theo thời gian t. Xác định giá trị ban đầu của x = x0 khi t= 0.
.PNG)
-
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và tụ điện mắc nối tiếp. Khi đó, dung kháng của tụ điện có giá trị bằng R. Hệ số công suất của đoạn mạch là
-
Một vật dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực \(F = F_0cos \pi t \) (với F0 và f không đổi, t tính bằng s). Tần số dao động cưỡng bức của vật là:
-
Một bức xạ đơn sắc có tần số 4.1014(Hz). Biết chiết suất của thủy tinh đối với bức xạ trên là 1,5 và tốc độ ánh sáng trong chân không là 3.108 m/s. Bước sóng của nó trong thủy tinh là:
