Bài 14. Mạch R,L,C mắc nối tiếp

Bài 14.4, 14.5 trang 39 SBT Vật Lí 12

Giải bài 14.4, 14.5 trang 39 sách bài tập vật lí 12. Khi đặt hiệu điện thế không đổi 30V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm

Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn

14.4
14.5

14.4

Khi đặt hiệu điện thế không đổi $30V$ vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm $\dfrac{1}{{4\pi }}(H)$ thì dòng điện trong mạch là dòng điện một chiều có cường độ $1A.$ Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch này điện áp xoay chiều $u = 150\sqrt 2 {\rm{cos120}}\pi {\rm{t(V)}}$ thì biểu thức của cường độ dòng điện trong đoạn mạch là:

A. $i = 5\sqrt 2 {\rm{cos(120}}\pi {\rm{t + }}\dfrac{\pi }{4}{\rm{)(A)}}{\rm{.}}$

B. $i = 5\sqrt 2 {\rm{cos(120}}\pi {\rm{t - }}\dfrac{\pi }{4}{\rm{)(A)}}{\rm{.}}$

C. $i = 5{\rm{cos(120}}\pi {\rm{t - }}\dfrac{\pi }{4}{\rm{)(A)}}{\rm{.}}$

D. $i = 5{\rm{cos(120}}\pi {\rm{t + }}\dfrac{\pi }{4}{\rm{)(A)}}{\rm{.}}$

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết chỉ có điện trở cản trở dòng điện không đổi

Sử dụng công thức tính tổng trở: $Z = \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}}$

Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch $RLC$ mắc nối tiếp: ${I_0} = \dfrac{{{U_0}}}{Z}$

Sử dụng biểu thức tính độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện: $\varphi = {\varphi _u} - {\varphi _i}$ ; $\tan \varphi = \dfrac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R}$

Lời giải chi tiết:

Chỉ có điện trở cản trở dòng điện không đổi $R = \dfrac{{{U_{1c}}}}{{{I_{1c}}}} = \dfrac{{30}}{1} = 30\Omega$

Cảm kháng ${Z_L} = L\omega = \dfrac{1}{{4\pi }}.120\pi = 30\Omega$

Tổng trở của mạch điện ( ${Z_C} = 0$ ): $Z = \sqrt {{R^2} + {Z_L}^2} \\ = \sqrt {{{30}^2} + {{30}^2}} = 30\sqrt 2 \Omega$

Ta có: ${I_0} = \dfrac{{{U_0}}}{Z} = \dfrac{{150\sqrt 2 }}{{30\sqrt 2 }} = 5A$

Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện:

$\tan \varphi = \dfrac{{{Z_L}}}{R} = \dfrac{{30}}{{30}} = 1 \\\Rightarrow \varphi = \dfrac{\pi }{4}rad$

Ta có $\varphi = {\varphi _u} - {\varphi _i} \Rightarrow {\varphi _i} = {\varphi _u} - \varphi \\ = - \dfrac{\pi }{4}(rad)$

Vậy biểu thức dòng điện là: $i = 5{\rm{cos(120}}\pi {\rm{t - }}\dfrac{\pi }{4}{\rm{)(A)}}$

Chọn C

14.5

Đặt một điện áp xoay chiều $u = 100\sqrt 2 {\rm{cos100}}\pi {\rm{t(V)}}$ vào hai đầu đoạn mạch gồm $R,L,C$ mắc nối tiếp. Biết $R = 50\Omega ,$ cuộn cảm thuần có $L = \dfrac{1}{\pi }(H)$ và tụ điện có $C = \dfrac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{\pi }(F).$ Cường độ hiệu dụng trong đoạn mạch này là

A. $\sqrt 2 A.$ B. $2\sqrt 2 A.$

C. $2{\rm{A}}.$ D. $1{\rm{A}}.$

Phương pháp giải:

Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch $RLC$ mắc nối tiếp: $I = \dfrac{U}{Z}$

Sử dụng công thức tính tổng trở: $Z = \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}}$

Lời giải chi tiết:

Cảm kháng ${Z_L} = L\omega = \dfrac{1}{\pi }.100\pi = 100\Omega$

Dung kháng ${Z_C} = \dfrac{1}{{C\omega }} = \dfrac{1}{{\dfrac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{\pi }.100\pi }} = 50\Omega$

Tổng trở của mạch điện $Z = \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} \\= \sqrt {{{50}^2} + {{(100 - 50)}^2}} = 50\sqrt 2 \Omega$

Cường độ dòng điện hiệu dụng $I = \dfrac{U}{Z} = \dfrac{{100}}{{50\sqrt 2 }} = \sqrt 2 A$

Chọn A

Loigiaihay.com

Bình luận

Chia sẻ

Bình chọn:

4.9 trên 7 phiếu

Bài tiếp theo

Bài 14.6, 14.7 trang 39 SBT Vật Lí 12
Giải bài 14.6, 14.7 trang 39 sách bài tập vật lí 12. Tổng trở của đoạn mạch này bằng
Bài 14.8, 14.9 trang 40 SBT Vật Lí 12
Giải bài 14.8, 14.9 trang 40 sách bài tập vật lí 12. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch có R, L, c mắc nối tiếp. Khi trong đoạn mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện, phát biểu nào sau đây là sai?
Bài 14.10 trang 40 SBT Vật Lí 12
Giải bài 14.10 trang 40 sách bài tập vật lí 12. a) Viết biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch.
Bài 14.11 trang 41 SBT Vật Lí 12
Giải bài 14.11 trang 41 sách bài tập vật lí 12. a) Viết biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch.
Bài 14.12 trang 41 SBT Vật Lí 12
Giải bài 14.12 trang 41 sách bài tập vật lí 12. b) Viết biểu thức của cường độ dòng điện tức thời i
Bài 14.13 trang 41 SBT Vật Lí 12
Giải bài 14.13 trang 41 sách bài tập vật lí 12. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở là 60 V.
Bài 14.14 trang 41 SBT Vật Lí 12
Giải bài 14.14 trang 41 sách bài tập vật lí 12. b) Xác định UAD , UDB
Bài 14.15 trang 41 SBT Vật Lí 12
Giải bài 14.15 trang 41 sách bài tập vật lí 12. a) Viết biểu thức của i.
Bài 14.1, 14.2, 14.3 trang 38 SBT Vật Lí 12
Giải bài 14.1, 14.2, 14.3 trang 38 sách bài tập vật lí 12. Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 50 V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu R là 30 V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm bằng