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
-
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:
-
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.
-
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
-
Một mạch thu sóng có L=10 μH, C=1000/π2 pF thu được sóng có bước sóng 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 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?
-
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:
-
Một vật dao động điều hòa với tần số góc ω, khi đi từ vị trí biên này đến vị trí biên kia với quĩ đạo dài L thì
-
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
-
Đặt điện áp xoay chiều \(u=U_0cos(\omega t)V\) có U0;ω không thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C mắc nối tiếp có điện dung C thay đổi được. Khi C=C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt cực đại và công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng P. Khi C=4C0 thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại Pmax =120W. Giá trị của P bằng
-
Có 2 điểm M và N trên cùng 1 phương truyền của sóng trên mặt nước, cách nhau ¼ λ . Tại 1 thời điểm t nào đó, mặt thoáng của M cao hơn vị trí cân bằng 7,5mm và đang đi lên ; còn mặt thoáng của N thấp hơn vị trí cân bằng 10mm nhưng cũng đang đi lên. Coi biên độ sóng không đổi. Xác định biên độ sóng a và chiều truyền sóng.
-
Người ta truyền tải điện năng đến một nơi tiêu thụ bằng đường dây một pha có điện trở R. Nếu điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây là U = 220 V thì hiệu suất truyền tải điện năng là 60%. Để hiệu suất truyền tải tăng đến 90% mà công suất truyền đến nơi tiêu thụ vẫn không thay đổi thì điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây gần bằng giá trị nào sau đây:
-
Một sợi dây căng giữa hai điểm cố định cách nhau 75cm. Người ta tạo sóng dừng trên dây. Hai tần số gần nhau nhất cùng tạo ra sóng dừng trên dây là 150Hz và 200Hz. Vận tốc truyền sóng trên dây đó bằng:
-
Giao thoa ở mặt nước được tạo bởi hai nguồn sóng kết hợp dao động điều hòa cùng pha theo phương thẳng đứng tại hai vị trí S1 và S2. Sóng truyền trên mặt nước có bước sóng 12 cm. Trên đoạn thẳng S1S2, hai điểm gần nhau nhất mà phần tử nước tại đó dao động với biên độ cực đại cách nhau
-
Theo mẫu nguyên tử Bo về nguyên tử hiđrô, coi electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân dưới tác dụng của lực tĩnh điện giữa electron và hạt nhân. Gọi TN và TL lần lượt là chu kì của electron khi nó chuyển động trên quỹ đạo N và L. Tỉ số \( \frac{{{T_L}}}{{{T_N}}}\) bằng:
-
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 vật dao động điều hòa thì
-
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
-
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)
