Trong giờ thực hành vật lí có sử dụng bộ thí nghiệm điện xoay chiều Vật lí 12 để tiến hành lắp mạch điện. Bảng lắp ráp mạch điện được vẽ lại như hình vẽ, với các chốt cắm có tên tương ứng. Một học sinh lắp mạch như sau: giữa E, C lắp cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(31,85 mH\); giữa D, K lắp một điện trở \({\rm{R = 10 \Omega }}\); giữa J, I lắp một tụ xoay; giữa N, F lắp Vôn kế \(v_1\); giữa F, M lắp Vôn kế \(V_2\); giữa A, B duy trì một điện áp xoay chiều (\(12 V\) – \(50 Hz\)). Điều chỉnh góc xoay giữa hai bản tụ điện, quan sát đồng thời số chỉ của cả hai Vôn kế. Khi tổng số chỉ của hai Vôn kế đạt giá trị lớn nhất thì công suất của mạch lúc đó là
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐáp án : D
Ta có: Mạch điện gồm L, R, C mắc nối tiếp, tụ C thay đổi.
\(R = 10(\Omega );{Z_L} = 10(\Omega ) \Rightarrow {Z_L} = R\)
\({U_{LR}} = \dfrac{{{U_{AB}}}}{Z}.{Z_{RL}} = \dfrac{{{U_{AB}}}}{{\sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} }}.\sqrt {{R^2} + Z_L^2} \)
\({U_C} = \dfrac{{{U_{AB}}{Z_C}}}{{\sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} }}\)
Tổng số chỉ của 2 vôn kế là:
\(U' = \dfrac{{{U_{AB}}}}{{\sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} }}.\sqrt {{R^2} + Z_L^2} + \dfrac{{{U_{AB}}{Z_C}}}{{\sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} }} = \dfrac{{{U_{AB}}\left( {\sqrt {2{R^2}} + {Z_C}} \right)}}{{\sqrt {{R^2} + {{(R - {Z_C})}^2}} }} = \dfrac{{{U_{AB}}\left( {\dfrac{{\sqrt 2 R}}{{{Z_C}}} + 1} \right)}}{{\sqrt {\dfrac{{2{R^2}}}{{Z_C^2}} - 2\dfrac{R}{{{Z_C}}} + 1} }}\)
Đặt \(\dfrac{{\sqrt 2 R}}{{{Z_C}}} + 1 = a\)\( \Rightarrow U' = \dfrac{{{U_{AB}}.a}}{{\sqrt {{a^2} - (\sqrt 2 + 2)a + \sqrt 2 + 2} }} = \dfrac{{{U_{AB}}}}{{\sqrt {1 - \dfrac{{\sqrt 2 + 2}}{a} + \dfrac{{\sqrt 2 + 2}}{{{a^2}}}} }}\)
U’ max \( \Leftrightarrow \dfrac{1}{a} = \dfrac{{2 + \sqrt 2 }}{{2(2 + \sqrt 2 )}} = \dfrac{1}{2} \Rightarrow a = 2 \Rightarrow \dfrac{{\sqrt 2 R}}{{{Z_C}}} + 1 = 2 \Rightarrow {Z_C} = \sqrt 2 R = 10\sqrt 2 (\Omega )\)
Công suất của mạch lúc đó là:
\(P = \dfrac{{{U^2}}}{R}{\rm{co}}{{\rm{s}}^2}\varphi = \dfrac{{{{12}^2}}}{{10}}{\left( {\dfrac{{10}}{{\sqrt {{{10}^2} + {{(10 - 10\sqrt 2 )}^2}} }}} \right)^2} = 12,3({\rm{W}})\)
Đề thi thử Tốt nghiệp THPT môn Vật lí năm 2023-2024
Trường THPT Nguyễn Huệ
Câu hỏi liên quan
-
Máy phát điện xoay chiều một pha, phần cảm là nam châm điện có n cặp cực từ. Khi roto quay với tốc độ 600 vòng/phút thì máy tạo ra suất điện động \({\rm{e}} = 1{\rm{000}}\sqrt {\rm{2}} {\rm{cos(100\pi t) (V)}}\). Số cặp cực từ là
-
Dòng điện cảm ứng IC trong vòng dây có chiều như hình vẽ. Nhận xét nào sau đây đúng?
-
Một sóng âm và một sóng ánh sáng truyền từ nước ra không khí thì bước sóng
-
Điện năng từ một trạm phát điện được đưa đến khu tái định cư bằng đường dây truyền tải một pha. Biết rằng nếu điện áp tại nơi truyền tải tăng từ \(U\) đến \(2U\) thì số hộ dân được trạm phát cung cấp đủ điện năng tăng từ \(120\) hộ đến \(156\) hộ. Coi rằng công suất tiêu thụ điện mỗi hộ là không đổi, hệ số công xuất nơi truyền tải không đổi. Để trạm phát phục vụ đủ \(165\) hộ dân thì điện áp nơi phát là
-
Cường độ điện trường của một điện tích phụ thuộc vào khoảng cách r được mô tả như đồ thị bên. Biết \({r_2} = \dfrac{{{r_1} + {r_3}}}{2}\)và các điểm cùng nằm trên một đường sức. Giá trị của x bằng
-
Tại điểm \(O\) đặt hai nguồn âm điểm giống hệt nhau phát ra âm đẳng hướng có công suất không đổi. Điểm \(A\) cách \(O\) một đoạn \(d\) (\(m\)) có mức cường độ âm là \(L_A = 40 dB\). Trên tia vuông góc với \(OA\) tại \(A\), lấy điểm \(B\) cách \(A\) một khoảng \(6 m\). Điểm \(M\) thuộc đoạn \(AB\) sao cho \(AM = 4,5 m\) và góc \(\widehat {MOB}\)có giá trị lớn nhất. Để mức cường độ âm tại \(M\) là \(50 dB\) thì cần đặt thêm tại \(O\) bao nhiêu nguồn âm nữa?
-
Cho mạch điện như hình vẽ, bỏ qua điện trở của dây nối, biết \(E = 3 V\),\({R_1} = 5\Omega \) ampe kế chỉ \(0,3 A\), vôn kế chỉ \(1,2 V\). Ampe kế và vôn kế lí tưởng. Giá trị điện trở trong \(r\) của nguồn là
-
Mắc vào đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm một nguồn điện xoay chiều có tần số thay đổi được. Ở tần số \({f_1} = {\rm{60 Hz,}}\) hệ số công suất đạt cực đại. Ở tần số \({f_2} = 120{\rm{ Hz,}}\) hệ số công suất nhận giá trị \(\cos {\rm{\varphi }} = \dfrac{1}{{\sqrt 2 }}\). Ở tần số \({f_3} = 90{\rm{ Hz,}}\) hệ số công suất của mạch sẽ nhận giá trị
-
Trong phòng thí nghiệm, người ta tiến hành xác định chu kì bán rã \(T\) của một chất phóng xạ bằng cách dùng máy đếm xung để đo tỉ lệ giữa số hạt bị phân rã \({\rm{\Delta N}}\) và số hạt ban đầu \({{\rm{N}}_{\rm{0}}}{\rm{.}}\) Dựa vào kết quả thực nghiệm đo được trên đồ thị hãy tính chu kì bán rã của chất phóng xạ này?
-
Giảm xóc của ô tô là áp dụng của
-
Đặt điện áp xoay chiều \(u = {U_0}\cos \omega t\) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch; i, I0 và I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Hệ thức nào sau đây sai?
-
Trong các hạt nhân nguyên tử: \(_{\rm{2}}^{\rm{4}}{\rm{He; }}_{{\rm{26}}}^{{\rm{56}}}{\rm{Fe; }}_{{\rm{92}}}^{{\rm{238}}}{\rm{U}}\) và \(_{{\rm{90}}}^{{\rm{230}}}{\rm{Th,}}\) hạt nhân bền vững nhất là
-
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?
-
Công thoát electron của một kim loại là \(4,775 eV\). Chiếu lần lượt vào bề mặt tấm kim loại này các bức xạ có bước sóng là \({{\rm{\lambda }}_{\rm{1}}}{\rm{ = 0,18 \mu m, }}{{\rm{\lambda }}_{\rm{2}}}{\rm{ = 0,21 \mu m}}\) và \({{\rm{\lambda }}_{\rm{3}}}{\rm{ = 0,35 \mu m}}.\) Bức xạ nào gây được hiện tượng quang điện đối với kim loại đó?
-
Gọi năng lượng của photon ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím lần lượt là \({{\rm{\varepsilon }}_{\rm{D}}}{\rm{, }}{{\rm{\varepsilon }}_{\rm{L}}}\) và \({{\rm{\varepsilon }}_{\rm{T}}}\) thì
-
Trong chùm tia Rơn-ghen phát ra từ một ống Rơn-ghen, người ta thấy những tia có tần số lớn nhất bằng \({f_{\max }} = {3.10^{18}}{\rm{Hz}}.\) Xác định tốc độ cực đại của electron ngay trước khi đập vào đối Katot.
-
Tia hồng ngoại được dùng
-
Một học sinh thực hiện thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của chiều dài con lắc đơn với chu kì dao động kiểm chứng chu kì dao động. Từ kết quả thí nghiệm, học sinh này vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của \(T^2\) vào chiều dài \(l\)) của con lắc như hình vẽ. Góc \({\rm{\alpha }}\) đo được trên hình bằng 76,10. Lấy \(\pi \approx 3,14\). Theo kết quả thí nghiệm của học sinh này thì gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm là
-
Để truyền thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, người ta sử dụng phương pháp biến điệu biên độ, trong đó sóng cao tần có tần số \(800 kHz\) và sóng âm tần có tần số \(1 kHz\). Tần số của sóng sau khi biến điệu là
-
Để xác định điện trở trong r của một nguồn điện, một học sinh mắc mạch điện như hình (H1). Đóng khóa K và điều chỉnh con chạy C, kết quả đo được mô tả bởi đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của số chỉ U của vôn kế V vào số chỉ I của ampe kế A như hình (H2). Điện trở của vôn kế rất lớn. Biết \({R_0} = 2{\rm{0,3 \Omega }}\). Giá trị của r được xác định bởi thí nghiệm này là
