Lớp 12 - SBT Vật lí Giải bài III.9, III.10, III.11, III.12, III.13, III.14, III.15, III.16, III.17, III.18, III.19 trang 50, 51 Sách bài tậpVật Lí 12
Bài III.9, III.10, III.11, III.12 trang 49 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12
III.9. Đặt điện áp u = U\(\sqrt2\)cos\(\omega\)t vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN và NB mắc nối tiếp. Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, đoạn NB chỉ có tụ điện với điện dung C. Để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc R thì tần số góc\(\omega\)phải bằng
A. \({1 \over {2\sqrt {2LC} }}\) C. \({1 \over {\sqrt {LC} }}\) B. \({1 \over {4\sqrt {2LC} }}\) D. \({1 \over {\sqrt {2LC} }}\)
III. 10. Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 1 A. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/ph thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là \(\sqrt3\) A. Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm kháng của đoạn mạch AB là
A. \(A\over \sqrt3\) B. R\(\sqrt3\). C.\(2A\over \sqrt3\). D. 2R\(\sqrt3\).
III.11. Đặt điện áp u = U\(\sqrt2\)cos\(\omega\)t vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm một tụ điện, một cuộn cảm thuần và một điện trở thuần mắc nối tiếp. Gọi M là điểm nối giữa tụ điện và cuộn cảm. Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu AM bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu MB và cường độ dòng điện trong đoạn mạch lệch pha \(\pi\over12\) so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB Hệ số công suất của đoạn mạch MB là
A.0,50. B.\(\sqrt3\over2\). C. \(\sqrt2\over2\) D. 0,26
III.12. Một máy biến áp có điện trở các cuộn dây không đáng kể. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp và giữa hai đầu cuộn sơ cấp lần lượt là 55 V và 220 V. Bỏ qua các hao phí trong máy. Tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp bằng
A. 8. B. 4. C. 2. D.\(1\over4\)
Đáp án:
| III.9 | III.10 | III.11 | III.12 |
| D | C | A | B |
Bài III.13, III.14, III.15 trang 50 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12
III.13.Máy biến áp là thiết bị
A. biến đổi tần số của dòng điện xoay chiều.
B. biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều,
C. có khả năng biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều.
D. làm tăng công suất của dòng điện xoay chiều.
III.14. Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto gồm 4 cặp cực (4 cực nam và 4 cực bắc). Để suất điện động do máy này sinh ra có tần số 50 Hz thì rôto phải quay với tốc độ
A. 750 vòng/ph. B. 75 vòng/ph.
C. 480 vòng/ph. D. 25 vòng/ph.
III.15. Trong mạch điện ba pha có tải đối xứng, khi dòng điện chạy trong tải thứ nhất có biểu thức là \({i_1} = I\sqrt 2 \cos \omega t\), thì dòng điện chạy trong tải thứ hai và thứ ba có các biểu thức là :
A. \({i_2} = I\sqrt 2 \cos \left( {\omega t + {\pi \over 3}} \right)\,(A)\,;\,{i_3} = I\sqrt 2 \cos \left( {\omega t + {{2\pi } \over 3}} \right)\,(A)\)
B.\({i_2} = I\sqrt 2 \cos \left( {\omega t + {2\pi \over 3}} \right)\,(A)\,;\,{i_3} = I\sqrt 2 \cos \left( {\omega t + {{\pi } }} \right)\,(A)\)
C. \({i_2} = I\sqrt 2 \cos \left( {\omega t - {\pi \over 3}} \right)\,(A)\,;\,{i_3} = I\sqrt 2 \cos \left( {\omega t + {{\pi } \over 3}} \right)\,(A)\)
D.\({i_2} = I\sqrt 2 \cos \left( {\omega t - {2\pi \over 3}} \right)\,(A)\,;\,{i_3} = I\sqrt 2 \cos \left( {\omega t + {{2\pi } \over 3}} \right)\,(A)\)
Đáp án:
Bài III.16 trang 50 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung C đến giá trị \(10^-4\over4\pi\) (F) hoặc \(10^-4\over 2\pi\) (F) thì công suất tiêu thụ trên' đoạn mạch đều cò giá trị bằng nhau. Giá trị của L bằng bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải chi tiêt
Theo bài ra ta có
\(\eqalign{
& {Z_{{C_1}}} = 400\Omega {\mkern 1mu} ;{Z_{{C_2}}} = 200\Omega \cr
& \wp = R{I^2} = {{R{U^2}} \over {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}}} \cr
& \Rightarrow {({Z_L} - {Z_{{C_1}}})^2} = {({Z_L} - {Z_{{C_2}}})^2} \cr
& \Rightarrow {Z_L} = {{{Z_{{C_1}}} + {Z_{{C_2}}}} \over 2} = 300\Omega \cr
& L = {{{Z_L}} \over \omega } = {3 \over \pi }\left( H \right) \cr} \)
Bài III.17 trang 50 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12
Một đoạn mạch gồm điện trở R = 150 \(\Omega\), cuộn cảm thuần L = 0,315 H và tụ điện C = 16 \(\mu\)F, mắc nối tiếp. Đặt điện áp xoay chiều có tần số f= 50 Hz và có điện áp hiệu dụng U = 220 V vào hai đầu đoạn mạch này. Hỏi :
a) Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là bao nhiêu ?
b) Phải thay tụ điện c bằng một tụ điện khác có điện dung C' bằng bao nhiêu để công suất tiêu thụ điện của mạch là lớn nhất ?
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
\(\eqalign{
& Z = \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} = 180,3\Omega \cr
& \cos \varphi = {R \over Z} = 0,832 \cr
& I = {U \over Z} = {{220} \over {180,3}} = 1,22A \cr
& P = UI\cos \varphi = 223V \cr} \)
b) Công suất tiêu thụ điện của mạch là lớn nhất
\(\eqalign{
& {P_{\max }} \Leftrightarrow {Z_L} = {Z_C} = L\omega \cr
& C' = {1 \over {{\omega ^2}L}} = 32,{2.10^{ - 6}}F \cr} \)
Bài III.18 trang 51 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. Biết R = 10 \(\Omega\), cuộn cảm thuần có L = \(1\over 10\pi\)(H), tu điên có C = \(10^-3\over \pi\) (F) và. điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần là uL = 20\(\sqrt2\) cos(\(100\pi t +{\pi\over2}\)) (V). Tìm biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
Hướng dẫn giải chi tiết
Xem gianr đồ Fre-nen (H.III.5G)
\(\eqalign{
& {Z_L} = \omega L = 100\pi .{1 \over {10\pi }} = 100\Omega \cr
& {Z_C} = {1 \over {\omega C}} = {1 \over {100\pi .{{{{10}^{ - 3}}} \over {2\pi }}}} = 20\Omega \cr
& Z = \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} \Rightarrow Z = 10\sqrt 2 = {Z_L}\sqrt 2 \cr
& U = \sqrt 2 U = 20\sqrt 2 \cr
&\Rightarrow u = 40\cos \left( {100\pi t - {\pi \over 4}} \right)V. \cr} \)
Bài III.19 trang 51 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12
Đặt một điện áp u = 100\(\sqrt2\) cos\(100\pi t \)vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở thuần 60 \(\Omega\), cuộn dây (có điện trở thuần) và tụ điện. Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch bằng 250 W. Nối hai bản tụ điện bằng một đây dẫn có điện trở không đáng kể. Khi đó, điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây va bằng 50\(\sqrt 3\) V. Hỏi dung kháng của tụ điện có giá trị bằng bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải chi tiết
Khi tụ điện bị nối tắt (H.III.6.G)
\(\eqalign{
& {U_R} = {U_{Lr}} = > R = \sqrt {{r^2} + Z_L^2} \cr
& = > {r^2} + Z_L^2 = {60^2} \cr
& {U_R} = {\rm{IR}} = {{{\rm{UR}}} \over {\sqrt {{{\left( {R + r} \right)}^2} + Z_L^2} }} = {{150.60} \over {\sqrt {{{\left( {60 + r} \right)}^2} + Z_L^2} }} = 50\sqrt 3 \cr} \)
Kết hợp với (a) : r = 30 \(\Omega\) và ZL = 30\(\sqrt3\) \(\Omega\)
Khi tụ điện không bị nỗi tắt :
\(\eqalign{
& P = (R + r){I^2} = {{\left( {R + r} \right){U^2}} \over {{{\left( {R + r} \right)}^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}} \cr
& = > {{{{90.150}^2}} \over {{{90}^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}} = 250 \cr
& = > {Z_L} - {Z_C} = 0 = > {Z_L} = {Z_C} = 30\sqrt 3 \Omega \cr} \)