Câu hỏi:

27/04/2022 158

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi nhưng có tần số thay đổi vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp hiệu dụng trên L theo tần số góc ω. Lần lượt cho ω = ω₁ và ω = ω₂ thì điện áp hiệu dụng U_L1= U_L2= U_L₁₂và công suất tiêu thụ lần lượt là P₁ và P₂. Khi ω thay đổi thì công suất tiêu thụ của mạch đạt cực đại bằng 287 W. Tổng P₁+ P₂ có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 200 W

B. 190W

C. 180 W

D. 160 W

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 35 đề minh họa THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Từ đồ thị: $\frac{U_{L}^{\max}}{U_{L 1}} = \frac{U_{L}^{\max}}{U_{L 2}} = \frac{7}{4},$ và $U_{L}^{\max} = \frac{U}{\sqrt{1 - n^{- 2}}} \overset{\frac{U_{L}^{\max}}{U} = \frac{14}{6} = \frac{7}{3}}{\to} \Rightarrow n = \frac{7 \sqrt{10}}{20} \Rightarrow \cos^{2} φ_{L} = \frac{2}{1 + n} = 0, 95.$

$U_{L} = L ω . \frac{U}{R} \cos φ \Rightarrow \frac{1}{ω^{2}} = {(\frac{U}{U_{L}} . \frac{L}{R} \cos φ)}^{2} \Rightarrow \{\begin{matrix} \frac{1}{ω_{1}^{2}} = {(\frac{U}{U_{L 1}} . \frac{L}{R} \cos φ_{1})}^{2} \\ \frac{1}{ω_{2}^{2}} = {(\frac{U}{U_{L 2}} . \frac{L}{R} \cos φ_{2})}^{2} \\ \frac{1}{ω_{L}^{2}} = {(\frac{U}{U_{L}^{\max}} . \frac{L}{R} \cos φ_{L})}^{2} \end{matrix} .$ (1).

$\begin{array}{l} \frac{2}{ω_{L}^{2}} = \frac{1}{ω_{1}^{2}} + \frac{1}{ω_{2}^{2}} \overset{(1)}{\to} \\ \cos^{2} φ_{1} + \cos^{2} φ_{2} = 2. {(\frac{U_{L}}{U_{L}^{\max}})}^{2} \cos^{2} φ_{L} = 2. {(\frac{4}{7})}^{2} .0, 95 = 0, 62. \end{array}$ (2)

Ta có: $P_{1} = U I_{1} \cos φ_{1} = U \frac{U}{Z_{1}} \cos φ_{1} = \frac{U^{2}}{R} \cos^{2} φ_{1} .$ ; $P_{2} = U I_{2} \cos φ_{2} = U \frac{U}{Z_{2}} \cos φ_{2} = \frac{U^{2}}{R} \cos^{2} φ_{2} .$

Thế số: $P_{1} + P_{2} = P_{C H} .2. {(\frac{U_{L}}{U_{L}^{\max}})}^{2} \cos^{2} φ_{L} = 287.2. {(\frac{4}{7})}^{2} 0, 95 = 178, 1 W$

=> Chọn C.

Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Ở mặt nước, một nguồn phát sóng tại điểm O dao động điều hòa theo phương thẳng đứng tạo ra sóng tròn đồng tâm trên mặt nước với bước sóng 5 cm. Hai điểm M và N thuộc mặt nước, mà phần tử nước tại đó dao động cùng pha với nguồn. Trên các đoạn OM, ON và MN có số điểm mà các phần tử nước tại đó dao động ngược pha với nguồn lần lượt là 5, 3 và 3. Khoảng cách MN có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây

A. 40 cm

B. 30 cm.

C. 20 cm

D. 10 cm

Lời giải

Ở mặt nước, một nguồn phát sóng tại điểm O dao động điều hòa (ảnh 1)

Hướng dẫn giải

Bước sóng $λ = 5 c m$ .

+ Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng gần nhất là $λ = 5 c m$ .

Các đường tròn liền nét biểu diễn các điểm cùng pha với nguồn,

Các đường tròn đứt nét biểu diễn các điểm ngược pha với nguồn,

+ M là một điểm cùng pha với O, và trên OM có 5 điểm ngược pha với O,

cách O: 0,5l; 1,5l; 2,5l; 3,5l; 4,5l=>trên OM cũng có 5 điểm cùng pha với O

=> MO= 5k₁ = 5.5= 25 cm

+ N là một điểm cùng pha với O, trên ON có 3 điểm ngược pha với O cách O:

0,5l; 1,5l; 2,5l; => trên ON cũng có 3 điểm cùng pha với O

=> ON= 5k₂ = 5.3= 15 cm

Từ hình vẽ thấy rằng, để trên đoạn MN có 3 điểm ngược pha với nguồn O thì MN phải tiếp tuyến với hõm sóng thứ 3 tại H (OH = 2,5 $λ$ = 12,5 cm)

Ta có:

Ở mặt nước, một nguồn phát sóng tại điểm O dao động điều hòa (ảnh 2)

$M H = \sqrt{25^{2} - 12, 5^{2}} + \sqrt{15^{2} - 12, 5^{2}} \approx 29, 9 c m$ . à Chọn B.

Câu 2

Đặt điện áp xoay chiều $u = U \sqrt{2} \cos ω t$ có giá trị hiệu dụng U và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp theo thứ tự gồm cuộn cảm thuần L, biến trở R và tụ điện C. Gọi U_LR là điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây và biến trở R, U_C là điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ C, U_L là điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm thuần L. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của U_LR, U_L và U_C theo giá trị của biến trở R. Khi R = R₀, thì điện áp hiệu dụng U_L bằng:

A. $\frac{U}{2}$

B. $\frac{U}{\sqrt{2}}$

C. $\frac{2 U}{\sqrt{3}}$

D. $\frac{U}{\sqrt{3}}$

Lời giải

Dễ thấy đồ thị nằm ngang không đổi là: $\begin{array}{l} U_{R L} = \frac{U \sqrt{R^{2} + Z_{L}^{2}}}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}_{}^{2}}} = \frac{U}{\sqrt{1 + \frac{Z_{C} (Z_{C} - 2 Z_{L})}{R^{2} + Z_{L}^{2}}}} = U \\ \Leftrightarrow Z_{C} - 2 Z_{L} = 0 \Rightarrow Z_{C} = 2 Z_{L} (1) \end{array}$ .

Tại R= 0: $U_{L} = \frac{U Z_{L}}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}_{}^{2}}} = \frac{U Z_{L}}{\sqrt{{(Z_{L} - 2 Z_{L})}_{}^{2}}} = U$ . Và $U_{C} = 2 U$ .

Tại giao điểm U_RL và U_C thì R= R₀: $U_{R L} = U_{C} \Leftrightarrow U = \frac{U . Z_{C}}{\sqrt{R_{0}^{2} + Z_{L}^{2}}}$

$= > Z_{C}^{2} = R_{0}^{2} + Z_{L}^{2} \Leftrightarrow 4 Z_{L}^{2} = R_{0}^{2} + Z_{L}^{2} \Rightarrow Z_{L}^{} = \frac{R_{0}}{\sqrt{3}}; Z_{C} = \frac{2 R_{0}}{\sqrt{3}}$ (2)

Khi R = R₀, thì điện áp hiệu dụng U_L: $U_{L} = \frac{U Z_{L}}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}_{}^{2}}} = \frac{U \frac{R_{0}}{\sqrt{3}}}{\sqrt{{R_{0}}^{2} + {(\frac{R_{0}}{\sqrt{3}})}_{}^{2}}} = \frac{U}{2}$ . CHỌN A.