CHUYÊN ĐỀ GIẢI BÀI TẬP MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ f THAY ĐỔI
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Mạch RLC có ω ; f thay đổi:
- Khi:
\(\omega = \frac{1}{{\sqrt {LC} }} \Rightarrow {I_{\max }} \Rightarrow {U_{R\max }};{P_{\max }};{U_{LC\min }}\)
- Khi:
\(\omega = \frac{1}{C}.\frac{1}{{\sqrt {\frac{L}{C} + \frac{{{R^2}}}{2}} }} \Rightarrow {U_{L\max }} = \frac{{2.U.L}}{{R\sqrt {4LC - {R^2}{C^2}} }}\)
- Khi:
\(\omega = \frac{1}{L}.\frac{1}{{\sqrt {\frac{L}{C} - \frac{{{R^2}}}{2}} }} \Rightarrow {U_{C\max }} = \frac{{2.U.L}}{{R\sqrt {4LC - {R^2}{C^2}} }}\)
- Với ω = ω1 hoặc ω = ω2 thì I hoặc P hoặc UR có cùng một giá trị thì IMax hoặc PMax hoặc URmax
\(\omega = \sqrt {{\omega _1}{\omega _2}} \Rightarrow f = \sqrt {{f_1}{f_2}} \)
- ωR, ωL, ωC lần lượt là tần số góc khi điện áp UR, UL, UC cực đại, ta có: ωR2 = ωL. ωC
- Khi ω tăng dần từ 0 đến vô cực:
+ R không đổi
+ ZL, UL Không đổi
+ ZC, UC Giảm dần
+ Z Tăng dần đến cực đại rồi giảm dần
+ I, UR, P Giảm dần đến cực tiểu rồi tăng dần
+ URL, URC Tăng dần đến cực đại rồi giảm dần
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Cho đoạn mạch không phân nhánh gồm điện trở thuần 80Ω , cuộn dây có điện trở trong 20Ω và độ tự cảm là 0,318H, tụ điện có điện dung 15,9 μF . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một dòng điện xoay chiều có tần số thay đổi được. Khi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện C đạt giá trị cực đại thì tần số f có giá trị là:
A.70,45Hz B.192,6Hz C.61,3Hz D.385,1Hz
Giải
- Áp dụng công thức của tần số góc khi giá trị điện áp trên tụ điện đạt cực đại ta có:
\(\begin{array}{l} {U_{C\max }} \Leftrightarrow \omega = \frac{{\sqrt {\frac{L}{C} - \frac{{{R^2}}}{2}} }}{L}\\ \Leftrightarrow 2\pi f = \frac{{\sqrt {\frac{L}{C} - \frac{{{R^2}}}{2}} }}{L}\\ \Rightarrow f = \frac{{\sqrt {\frac{L}{C} - \frac{{{R^2}}}{2}} }}{{2\pi L}} = 61,3Hz \end{array}\)
- Đáp án C
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1. Đặt điện áp u = U0cosωt (V) (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 4/(5π) H và tụ điện mắc nối tiếp. Khi ω = ω0 thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch đạt giá trị cực đại Im. Khi ω =ω1 hoặc ω = ω2 thì cường độ dòng điện cực đại qua đoạn mạch bằng nhau và bằng Im. Biết ω1 – ω2 = 200π rad/s. Giá trị của R bằng:
A. 150 Ω. B. 200 Ω. C. 160 Ω. D. 50 Ω.
Câu 2. Đặt điện áp u = U0cosωt (V) (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 150Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện mắc nối tiếp. Khi ω = ω0 thì công suât tiêu thụ của đoạn mạch đạt giá trị cực đại. Khi ω = ω1 hoặc ω = ω2 thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch như nhau và bằng 75% công suất cực đại của đoạn mạch. Biết ω1 – ω2 = 50π rad/s. Giá trị của L bằng:
\(\begin{array}{l} A.\frac{{\sqrt 5 }}{\pi }H\\ \underline B .\frac{{\sqrt 3 }}{\pi }H\\ C.\frac{{\sqrt 7 }}{\pi }H\\ D.\frac{{\sqrt 6 }}{\pi }H \end{array}\)
Câu 3. Đoạn mạch AB gồm đoạn AM nối tiếp với đoạn MB, đoạn AM gồm điện trở R mắc nối tiếp tụ điện C, đoạn MB chỉ có cuộn dây L. Biết điện áp tức thời hai đầu AM và MB luôn vuông pha nhau khi tần số thay đổi. Còn khi có cộng hưởng thì điện áp hiệu dụng UAM = UMB. Khi tần số là f1 thì UAM = U1 và trễ pha hơn UAB góc α1. Khi tần số là f2 thì UAM = U2 và trễ pha hơn UAB góc α2. Nếu α1 + α2 = π/2 thì hệ số công suất của mạch AB ứng với hai tần số f1 và f2 lần lượt là:
\(\begin{array}{l} \underline A .{k_1} = \frac{{2{U_1}{U_2}}}{{{U_1}^2 + {U_2}^2}};{k_2} = \frac{{2{U_1}{U_2}}}{{{U_1}^2 + {U_2}^2}}\\ B.{k_1} = \frac{{2{U_1}{U_2}}}{{{U_1}^2 + {U_2}^2}};{k_2} = \frac{{{U_1}{U_2}}}{{{U_1}^2 + {U_2}^2}}\\ C.{k_1} = \frac{{{U_1}{U_2}}}{{{U_1}^2 + {U_2}^2}};{k_2} = \frac{{2{U_1}{U_2}}}{{{U_1}^2 + {U_2}^2}}\\ D.{k_1} = \frac{{{U_1}{U_2}}}{{{U_1}^2 + {U_2}^2}};{k_2} = \frac{{{U_1}{U_2}}}{{{U_1}^2 + {U_2}^2}} \end{array}\)
...
---Nội dung đầy đủ Bài tập trắc nghiệm, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---
Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Chuyên đề Giải bài tập Mạch điện xoay chiều có f thay đổi trong chương Dòng điện xoay chiều môn Vật Lý 12. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Chúc các em học tập tốt !
