Câu hỏi:

28/04/2022 506

Một máy biến áp gồm cuộn sơ cấp có N₁ = 2000 vòng được nối vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số 50 Hz. Hai cuộn dây: N₂ có 200 vòng và N3 có 100 vòng được dùng làm mạch thứ cấp. Coi hiệu suất của máy đạt 100% và điện trở của các cuộn dây là không đáng kể. Hai đầu N₂ nối với đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R₂ = 30 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm $L_{2} = \frac{0, 3}{π} H$ và tụ điện có điện dung C₂ thay đổi được. Hai đầu N₃ nối với đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R₃ = 20 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L₃ thay đổi được và tụ điện có điện dung $C_{3} = \frac{0, 5}{π} m F$ . Điều chỉnh C₂ và L₃ để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu C₂ và giữa hai đầu L₃ đều đạt giá trị cực đại. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong cuộn sơ cấp là

A.

\frac{7}{120} A

B.

\frac{11}{120} A

C.

\frac{7}{240} A

D.

\frac{11}{240} A

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 30 đề thi thử THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải !!

Bắt đầu thi

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Phương pháp:

Máy biến áp không làm thay đổi tần số dòng điện

Công thức máy biến áp: $\frac{U_{1}}{U_{2}} = \frac{N_{1}}{N_{2}}$

Cường độ dòng điện trong mạch: $I = \frac{U}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}}}$

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch: $P = I^{2} R$

Máy biến áp lí tưởng có: $P_{1} = P_{2} + P_{3}$

Dung kháng của tụ điện: $Z_{C} = \frac{1}{ω C}$

Cảm kháng của cuộn dây thuần cảm: $Z_{L} = ω L$

C thay đổi, điện áp giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại khi: $Z_{C} = \frac{R^{2} + Z_{L}^{2}}{Z_{L}}$

L thay đổi, điện áp giữa hai đầu cuộn dây thuần cảm đạt cực đại khi: $Z_{L} = \frac{R^{2} + Z_{C}^{2}}{Z_{C}}$

Cách giải:

Nhận xét: máy biến áp không làm biến đổi tần số dòng điện

→ Dòng điện ở hai cuộn thứ cấp có tần số góc là:

$ω = 2 π f = 2 π .50 = 100 π (rad / s)$

Áp dụng công thức máy biến áp, ta có:

$\{\begin{cases} \frac{U_{2}}{U_{1}} = \frac{N_{2}}{N_{1}} \Rightarrow \frac{U_{2}}{200} = \frac{200}{2000} \Rightarrow U_{2} = 20 (V) \\ \frac{U_{3}}{U_{1}} = \frac{N_{3}}{N_{1}} \Rightarrow \frac{U_{3}}{200} = \frac{100}{2000} \Rightarrow U_{3} = 10 (V) \end{cases}$

Cảm kháng của cuộn dây và dung kháng của tụ điện là:

$\{\begin{cases} Z_{L_{2}} = ω L_{2} = 100 π \cdot \frac{0, 3}{π} = 30 (Ω) \\ Z_{C_{3}} = \frac{1}{ω C_{3}} = \frac{1}{100 π \cdot \frac{0, 5 \cdot 10^{- 3}}{π}} = 20 (Ω) \end{cases}$

Điều chỉnh C₂ để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện C₂ đạt cực đại, ta có:

$Z_{C_{2}} = \frac{R_{2}^{2} + Z_{L_{2}}^{2}}{Z_{L_{2}}} = \frac{30^{2} + 30^{2}}{30} = 60 (Ω)$

$\Rightarrow P_{2} = \frac{U_{2}^{2} \cdot R_{2}}{R_{2}^{2} + {(Z_{L_{2}} - Z_{C_{2}})}^{2}} = \frac{20^{2} \cdot 30}{30^{2} + {(30 - 60)}^{2}} = \frac{20}{3} (W)$

Điều chỉnh L₃ để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây L₃ đạt cực đại, ta có:

$Z_{L_{3}} = \frac{R_{3}^{2} + Z_{C_{3}}^{2}}{Z_{C_{3}}} = \frac{20^{2} + 20^{2}}{20} = 40 (Ω) \Rightarrow P_{3} = \frac{U_{3}^{2} \cdot R_{3}}{R_{3}^{2} + {(Z_{L_{3}} - Z_{C_{3}})}^{2}} = \frac{10^{2} \cdot 20}{20^{2} + {(40 - 20)}^{2}} = 2, 5 (W)$

Máy biến áp lí tưởng, công suất tiêu thụ của cuộn sơ cấp là:

$P_{1} = P_{2} + P_{3} = \frac{20}{3} + 2, 5 = \frac{55}{6} (W) \Rightarrow U_{1} I_{1} = \frac{55}{6} \Rightarrow I_{1} = \frac{P_{1}}{U_{1}} = \frac{11}{240} (A)$

Chọn D.

Bình luận

Câu 1:

Khung dây dẫn phẳng KLMN và dòng điện tròn cùng nằm trong mặt phẳng hình vẽ. Khi con chạy của biến trở di chuyển đều từ E về F thì trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Chiều dòng điện cảm ứng trong khung là

A. KNMLK nhưng ngay sau đó có chiều ngược lại.

B. KLMNK.

C. KNMLK.

D. KLMNK nhưng ngay sau đó có chiều ngược lại.

Xem đáp án » 12/04/2022 6,400

Câu 2:

Một nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái dừng có năng lượng $- 3, 4 eV$ với $h = 6, {625.10}^{- 34} J . s, c = {3.10}^{8} m / s$ . Khi hấp thụ một phôtôn có bước sóng 487 nm thì nguyên tử hiđrô đó sẽ chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng

A. 0,85 eV.

B. –1,51 eV.

C. – 0,85 eV.

D. 1,51 eV.

Xem đáp án » 28/04/2022 2,304

Câu 3:

Một sóng điện từ có tần số 20.10⁶ Hz truyền trong không khí với tốc độ 3.10⁸ m/s. Trong không khí, sóng điện từ này có bước sóng là

A. 45 m.

B. 15 m.

C. 150 m.

D. 6 m.

Xem đáp án » 28/04/2022 1,881

Câu 4:

Hai dao động điều hoà cùng phương có phương trình lần lượt là x₁ = A₁cos(ωt + φ₁) và x₂ = A₂cos(ωt + φ₂). Biên độ dao động tổng hợp A của hai dao động này được tính bằng công thức nào sau đây?

A. $A = \sqrt{A_{1}^{2} + A_{2}^{2} + 2 A_{1} A_{2} \cos (φ_{2} - φ_{1})}$

B. $A = \sqrt{A_{1}^{2} + A_{2}^{2} - 2 A_{1} A_{2} \cos (φ_{1} + φ_{2})}$

C. $A = \sqrt{A_{1}^{2} + A_{2}^{2} + 2 A_{1} A_{2} \cos (φ_{2} + φ_{1})}$

D. $A = A_{1}^{2} + A_{2}^{2} + 2 A_{1} A_{2} \cos (φ_{2} - φ_{1})$

Xem đáp án » 28/04/2022 1,766

Câu 5:

Tại điểm O trong môi trường đẳng hướng và không hấp thụ âm có một nguồn âm điểm với công suất phát âm không đổi. Hai điểm M và N ở vị trí sao cho tam giác MNO là tam giác vuông tại M. Biết mức cường độ âm tại M và N tương ứng là 60 dB và 40 dB. Mức cường độ âm tại trung điểm của MN là

A. 46 dB.

B. 44 dB.

C. 54 dB.

D. 50 dB.

Xem đáp án » 12/04/2022 1,659

Câu 6:

Công của lực điện khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường đều có cường độ E là A = qEd. Trong đó d là

A. đường kính của quả cầu tích điện.

B. độ dài đại số của hình chiếu của đường đi lên hướng của một đường sức.

C. chiều dài quỹ đạo của từ M đến N.

D. chiều dài đoạn thẳng nối từ M đến N.

Xem đáp án » 12/04/2022 1,559

Câu 7:

Một sóng điện từ truyền qua điểm M trong không gian. Cường độ điện trường và cảm ứng từ tại M biến thiên điều hòa với giá trị cực đại lần lượt là E₀ và B₀. Khi cảm ứng từ tại M bằng 0,5B₀ thì cường độ điện trường tại đó có độ lớn là

A. $0, 5 \sqrt{3} B_{0} .$

B. $0, 5 \sqrt{2} B_{0} .$

C. $0, 5 E_{0}$

D. $E_{0}$

Xem đáp án » 12/04/2022 1,360

Bình luận

Khung dây dẫn phẳng KLMN và dòng điện tròn cùng nằm trong mặt phẳng hình vẽ. Khi con chạy của biến trở di chuyển đều từ E về F thì trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Chiều dòng điện cảm ứng trong khung là

Một nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái dừng có năng lượng $- 3, 4 eV$ với $h = 6, {625.10}^{- 34} J . s, c = {3.10}^{8} m / s$ . Khi hấp thụ một phôtôn có bước sóng 487 nm thì nguyên tử hiđrô đó sẽ chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng

Một sóng điện từ có tần số 20.10⁶ Hz truyền trong không khí với tốc độ 3.10⁸ m/s. Trong không khí, sóng điện từ này có bước sóng là

Hai dao động điều hoà cùng phương có phương trình lần lượt là x₁ = A₁cos(ωt + φ₁) và x₂ = A₂cos(ωt + φ₂). Biên độ dao động tổng hợp A của hai dao động này được tính bằng công thức nào sau đây?

Công của lực điện khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường đều có cường độ E là A = qEd. Trong đó d là

VIP +1 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP +3 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP +6 tháng ( 399,000 VNĐ )

VIP +12 tháng ( 499,000 VNĐ )

🔥 Đề thi HOT:

Bình luận

Khung dây dẫn phẳng KLMN và dòng điện tròn cùng nằm trong mặt phẳng hình vẽ. Khi con chạy của biến trở di chuyển đều từ E về F thì trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Chiều dòng điện cảm ứng trong khung là

Một nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái dừng có năng lượng −3,4eV với h=6,625.10−34J.s,c=3.108 m/s . Khi hấp thụ một phôtôn có bước sóng 487 nm thì nguyên tử hiđrô đó sẽ chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng

Một sóng điện từ có tần số 20.106 Hz truyền trong không khí với tốc độ 3.108 m/s. Trong không khí, sóng điện từ này có bước sóng là

Hai dao động điều hoà cùng phương có phương trình lần lượt là x1 = A1cos(ωt + φ1) và x2 = A2cos(ωt + φ2). Biên độ dao động tổng hợp A của hai dao động này được tính bằng công thức nào sau đây?

Công của lực điện khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường đều có cường độ E là A = qEd. Trong đó d là

VIP +1 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP +3 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP +6 tháng ( 399,000 VNĐ )

VIP +12 tháng ( 499,000 VNĐ )

🔥 Đề thi HOT:

CHỌN BỘ SÁCH BẠN MUỐN XEM

Đăng ký

Đăng nhập

Quên mật khẩu

Một nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái dừng có năng lượng $- 3, 4 eV$ với $h = 6, {625.10}^{- 34} J . s, c = {3.10}^{8} m / s$ . Khi hấp thụ một phôtôn có bước sóng 487 nm thì nguyên tử hiđrô đó sẽ chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng

Một sóng điện từ có tần số 20.10⁶ Hz truyền trong không khí với tốc độ 3.10⁸ m/s. Trong không khí, sóng điện từ này có bước sóng là

Hai dao động điều hoà cùng phương có phương trình lần lượt là x₁ = A₁cos(ωt + φ₁) và x₂ = A₂cos(ωt + φ₂). Biên độ dao động tổng hợp A của hai dao động này được tính bằng công thức nào sau đây?