Trang chủ   Hỏi & đáp   THPT Quốc gia   Vật lý   Câu hỏi số #11578  

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V và tần số không thay đổi vào hai đầu đoạn mạch AB (hình vẽ). Cuộn cảm thuần có độ tự cảm L xác định; R = 200Ω; tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung C để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu là U1 và giá trị cực đại là U2 = 400V. Giá trị của U1 là

A.  
173V
B.  
80V
C.  
111V
D.  
200V

Đáp án đúng là: C

Giải thích đáp án:

Ta có:

UMB = UR2+ZC2R2+(ZL−ZC)2=UR2+(ZL−ZC)2R2+ZC2=Uy\frac{{U\sqrt {{R^2} + Z_C^2} }}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }} = \frac{U}{{\sqrt {\frac{{{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}{{{R^2} + Z_C^2}}} }} = \frac{U}{{\sqrt y }}

với y=R2+(ZL−ZC)2R2+ZC2y = \frac{{{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}}}{{{R^2} + Z_C^2}}

y,=−2(ZL−ZC)(R2+ZC2)−2ZC[R2+(ZL−ZC)2](R2+ZC2)2⇔y′=2ZL(ZC2−ZLZC−R2)(R2+ZC2)2y′=  khi   ZC=ZL+4R2+ZL22\begin{array}{l} {y^,} = \frac{{ - 2\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)\left( {{R^2} + Z_C^2} \right) - 2{Z_C}\left[ {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} \right]}}{{{{\left( {{R^2} + Z_C^2} \right)}^2}}}\\ \Leftrightarrow y' = \frac{{2{Z_L}\left( {Z_C^2 - {Z_L}{Z_C} - {R^2}} \right)}}{{{{\left( {{R^2} + Z_C^2} \right)}^2}}}\\ y' = \,\,khi\,\,\,{Z_C} = \frac{{{Z_L} + \sqrt {4{R^2} + Z_L^2} }}{2} \end{array}

Khi đó :

UMBmax⁡=2UR4R2+ZL2−ZL=U2R4R2+ZL2−ZL=1⇒(R+ZL)2=4R2+ZL2⇒ZL=1,5R(1)\begin{array}{l} {U_{MB\max }} = \frac{{2UR}}{{\sqrt {4{R^2} + Z_L^2} - {Z_L}}} = {U_2}\\ \frac{R}{{\sqrt {4{R^2} + Z_L^2} - {Z_L}}} = 1 \Rightarrow {\left( {R + {Z_L}} \right)^2} = 4{R^2} + Z_L^2\\ \Rightarrow {Z_L} = 1,5R\left( 1 \right) \end{array}

UMB = UMBmin khi ZC = 0 vì với ZC > 0 thì:

R2R2+ZL2lt;R2+ZC2R2+(ZL−ZC)2UMBmin⁡=UR2R2+ZL2=URR2+ZL2=U1U1=URR2+ZL2=URR2+2,25R2=U3,25⇔U1=2003,25≈111V\begin{array}{l} \frac{{\sqrt {{R^2}} }}{{\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }} < \frac{{\sqrt {{R^2} + Z_C^2} }}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }}\\ {U_{MB\min }} = \frac{{U\sqrt {{R^2}} }}{{\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }} = \frac{{UR}}{{\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }} = {U_1}\\ {U_1} = \frac{{UR}}{{\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }} = \frac{{UR}}{{\sqrt {{R^2} + 2,25{R^2}} }} = \frac{U}{{\sqrt {3,25} }}\\ \Leftrightarrow {U_1} = \frac{{200}}{{\sqrt {3,25} }} \approx 111V \end{array}

Câu hỏi tương tự:

#765 THPT Quốc giaVật lý

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U, tần số góc ω vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện với điện dung C. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là

Lượt xem: 13,043 Cập nhật lúc: 12:46 29/07/2024

#2851 THPT Quốc giaVật lý

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số góc ω vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tự điện. Điện dung của tụ điện là C. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng

Lượt xem: 48,502 Cập nhật lúc: 12:46 29/07/2024

#2340 THPT Quốc giaVật lý

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là U vào hai đầu một mạch điện xoay chiều thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là I. Gọi φ là độ lệch pha giữa điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện tức thời trong mạch. Biểu thức tính công suất tiêu thụ của mạch là

Lượt xem: 39,814 Cập nhật lúc: 00:45 30/07/2024

#3786 THPT Quốc giaVật lý

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở, cuộn dây và tụ điện mắc nối tiếp. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất tỏa nhiệt P trên biến trở và hệ số công suất cosφ của đoạn mạch theo giá trị của biến trở R. Điện trở của cuộn dây có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

Lượt xem: 64,382 Cập nhật lúc: 00:47 30/07/2024

#2813 THPT Quốc giaVật lý

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi nhưng tần số f thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn dây thuần cảm L= 1 π H và tụ điện có C= 1 0 - 4 π F . Để cường độ hiệu dụng của dòng điện đạt giá trị cực đại thì tần số của điện áp bằng

Lượt xem: 47,838 Cập nhật lúc: 18:05 30/07/2024

#2247 THPT Quốc giaVật lý

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50Hz vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung C đến giá trị C= C 1 = 1 0 - 4 π F hoặc C= C 2 = 1 0 - 4 3 π F thì cường độ hiệu dụng của dòng điện có giá trị bằng nhau. Để điện áp hai đầu đoạn mạch cùng pha với dòng điện trong mạch thì phải điều chỉnh điện dung của tụ có giá trị bằng

Lượt xem: 38,216 Cập nhật lúc: 21:17 30/07/2024

#4799 THPT Quốc giaVật lý

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu một đoạn mạch thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là I. Gọi φ là độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Công suất tiêu thụ P của đoạn mạch được tính bằng công thức nào sau đây?

Lượt xem: 81,619 Cập nhật lúc: 21:19 30/07/2024

#1372 THPT Quốc giaVật lý

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu một đoạn mạch thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là I . Gọi φ là độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Công suất điện tiêu thụ P của đoạn mạch được tính bằng công thức nào sau đây?

Lượt xem: 23,343 Cập nhật lúc: 21:20 30/07/2024

#2832 THPT Quốc giaVật lý

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R , cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu R là U R . Hệ số công suất của đoạn mạch là cosφ . Công thức nào sau đây đúng?

Lượt xem: 48,162 Cập nhật lúc: 21:20 30/07/2024

#3613 THPT Quốc giaVật lý

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu một tụ điện thì dung kháng của tụ là Z C . Cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch được tính bằng công thức nào sau đây?

Lượt xem: 61,457 Cập nhật lúc: 21:22 30/07/2024


Đề thi chứa câu hỏi này:

Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Quốc Gia 2020 Môn Vật Lý - Trường THPT Thoại Ngọc Hầu (Có Đáp Án)THPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 50 phút

122,451 lượt xem 65,926 lượt làm bài