Xem toàn bộ tài liệu Lớp 12: tại đây

Giải Bài Tập Vật Lí 12 – Bài 28: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Cộng hưởng điện (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

Bài C1 (trang 153 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Các phần tử mắc với nhau như thế nào thì gọi là mắc nối tiếp? Viết các công thức về hiệu điện thế và cường độ dòng điện của đoạn mạch một chiều gồm các điện trở măc nối tiếp.

Lời giải:

Các phần tử gọi là mắc nối tiếp khi hai phần tử ở cạnh nhau chỉ có 1 điểm chung.

Đối với đoạn mạch một chiều gồm các điện trở mắc nối tiếp thì:

I = I₁ = I₂ = …. = I_n

U = U₁ + U₂ + … + U_n

R = R₁ + R₂ + … + R_n

U = I.R

Bài C2 (trang 154 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu một phần tử trong đoạn mạch RLC nối tiếp có thể lớn hơn điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch được không? Hãy cho một ví dụ.

Lời giải:

Sử dụng giản đồ vectơ ta nhận thấy:

* U_L có thể lớn hơn U.

* U_C có thể lớn hơn U.

Nhưng U_R là cạnh góc vuông của ΔOSP nên luôn nhỏ hơn hoặc bằng cạnh huyền OS có độ dài bằng U.

Bài C3 (trang 154 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Làm thí nghiệm đo điện áp hiệu dụng giữa hai đầu các phần tử R, L, C rồi so sánh với điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.

Lời giải:

Mắc mạch như hình vẽ gồm:

Điện trở thuần R, cuộn dây độ tự cảm L, tụ điện C đã biết trước.

Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều U đã biết trước, tần số f = 50 (Hz).

Dùng vôn kế xoay chiều lần lượt đo các giá trị hiệu dụng U_R, U_C và U_d (điện áp ở hai đầu cuộn dây, vì cuộn dây không thuần cảm và có điện trở thuần r.

So sánh các giá trị thu được với điện áp U hai đầu đoạn mạch ta thấy U_R < U, giá trị U_L, U_C có trường hợp lớn hơn U hoặc nhỏ hơn U.

Bài C4 (trang 156 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Trong trường hợp nào thì khi tăng dần điện dung C của tụ điện trong đoạn mạch RLC nối tiếp, cường độ dòng điện hiệu dụng tăng rồi lại giảm?

Lời giải:

Xét đoạn mạch RLC nối tiếp có Z_C > Z_L

Từ từ tăng dần điện dung C thì Z_C giảm dần → (Z_L – Z_C)² giảm dần xuống 0 → I tăng dần. Khi tăng C đến giá trị C₀ mà Z_C0 = Z_L thì ta có cường độ dòng điện hiệu dụng I_max; sau đó tăng C lên tiếp tục thì (Z_L – Z_C)² tăng dần từ 0 → I lại giảm dần.

Lời giải:

+ Khi chỉ có R và L tổng trở :

+ Khi chỉ có R và C tổng trở :

+ Khi chỉ có C và L tổng trở:

– chỉ có hai cuộn cảm thuần có độ tự cảm L₁,L₂ mắc nối tiếp.

– chỉ có hai tụ điện có điện dung là C₁,C₂ mắc nối tiếp.

Lời giải:

+ Đoạn mạch chỉ có hai cuộn cảm thuần có độ tự cảm là L₁,L₂ mắc nối tiếp ta có, nếu cường độ hiệu dụng trong mạch là I thì điện áp hai đầu các cuộn dây là U₁ = I.ωL₁ và U₂ = I.ωL₂.

Vì chúng cùng pha nên:

U = U₁ + U₂ = I.ωL₁ + I.ωL₂ = I(ωL₁ + ωL₂)

Tổng trở mạch:

+ Đoạn mạch chỉ có hai tụ điện mắc nối tiếp có điện dung C₁, C₂. Vì C₁, C₂ mắc nối tiếp ta có điện dung tương đương của bộ tụ là:

Tổng trở mạch:

Lời giải:

+ Điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp là:

+ Khi cộng hưởng ta có:

* ⇔ Z_L = Z_C ⇔ U_L = U_C ⇔ L.Cω² = 1 và Z_min = R;

* φ = 0 hiệu điện thế u hai đầu mạch cùng pha với cường độ dòng điện i

* cosφ = 1 (hệ số công suất cực đại).

A. tăng điện dung của tụ điện

B. tăng hệ số tự cảm của cuộn dây.

C. Giảm điện trở của đoạn mạch.

D. Giảm tần số dòng điện.

Lời giải:

Chọn D

Ta có dung kháng nhỏ hơn cảm kháng:

Nếu giảm tần số thì:

Còn Z_L = 2πfL giảm cho tới khi chúng bằng nhau Z_L = Z_C thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng.

A. Tần số dòng điện trong đoạn mạch nhỏ hơn giá trị cần để xảy ra cộng hưởng.

B. Tổng trở của đoạn mạch bằng hau lần điện trở R của mạch.

C. Hiệu số giữa cảm kháng và dung kháng bằng điện trở thuần của đoạn mạch.

D. Điện áp giữa hai đầu điện trở sớm pha π/4 so với điện áp giữa hai bản tụ điện.

Lời giải:

Chọn C

Theo giả thiết φ = φ_u – φ_i = π/4

Lời giải:

Ta có: u = 120cos100πt (V)

→ U₀ = 120V; ω = 100π rad/s; φ_u = 0 rad.

→ Z_L = L.ω = 50Ω; Z_C = 1/ωC = 100Ω.

Vì vậy tổng trở của đoạn mạch:

→ Biểu thức của cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch:

a) Hỏi dòng điện trong đoạn mạch sớm pha hay trễ pha so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch?

b) Cần phần thay tụ điện nói trên bởi một tụ có điện dung C bằng nao nhiêu để trên đoạn mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện?

Lời giải:

a) Áp dụng các công thức cho đoạn mạch có R và C mắc nối tiếp:

Vậy mạch có tính dung kháng → i biến thiên sớm pha so với u.

b) Để trên đoạn mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện cần phải thay tụ điện nói trên bởi một tụ có điện dung C sao cho:

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bài 28: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Cộng hưởng điện

Xem toàn bộ tài liệu Lớp 12: tại đây

Bài C2 (trang 154 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu một phần tử trong đoạn mạch RLC nối tiếp có thể lớn hơn điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch được không? Hãy cho một ví dụ.

Bài C3 (trang 154 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Làm thí nghiệm đo điện áp hiệu dụng giữa hai đầu các phần tử R, L, C rồi so sánh với điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.

Bài C4 (trang 156 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Trong trường hợp nào thì khi tăng dần điện dung C của tụ điện trong đoạn mạch RLC nối tiếp, cường độ dòng điện hiệu dụng tăng rồi lại giảm?

--Chọn Bài--

↡

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!