Diễn Đàn Vật Lý | Thư Viện Vật Lý

Nhờ thầy giảy thích đầy đủ giùm em 4 câu điện xoay chiều trong đề thi thử của THPT chuyên KHTN Hà Nội, em xin cảm ơn.

Câu 1: Trong mạch dao động LC lý tưởng đang có dao động điện từ tự do. Khoảng thời gian ngắn nhất để cường độ dòng điện qua cuộn cảm giảm từ độ lớn cực đại xuống còn 1 nửa độ lớn cực đại là 800 us. Khoảng thời gian ngắn nhất để năng lượng từ trường trong mạch giảm từ độ lớn cực đại xuống còn 1 nửa giá trị đó là:

a 800 us
b 1200 us
c 600 us
d 400 us   ( đáp án là C, nhưng em nghĩ là D)


Câu 2: Đặt điện áp xoay chiều u = 100 .căn 2 .cos(100pi.t) V vào 2 đầu mạch gồm điện trở R, cuộn dây thuần cảm và tụ điện (có điện dung thay đổi được) mắc nối tiếp. Ban đầu điều chỉnh tụ điện để công suất trong mạch đạt cực đại, sau đó giảm giá trị C thì điện áp hiệu dụng 2 đầu tụ:

a/ tăng
b/ giảm
c/ ban đầu tăng, sau giảm
d/ ban đầu giảm, sau tăng  ( đáp án là câu C)


Câu 3 Trong mạch xoay chiều gồm điện trở thuần R mắc nt với tụ điện có dung kháng Zc và cuận cảm thuần có Zl=2.Zc. vào 1 thời điểm điện áp tức thời trên điện trở là 10 V, trên tụ điện là 10 V thì điện áp tức thời 2 đầu mạch sẽ là :
 
a/ 10 căn 2 V
b/ 0   V
c/ -10   V
d/ 40    V  ( đáp án là b, 0V)

câu 4: Đặt điện áo xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi U và tần số f thay đổi được vào 2 đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn thuần cảm L có điện trở thuần r và tụ điện có điện dung thay đổi được. Ban đầu khi tần số của mạch giữ bằng f1 thì tổng trở cuộn dây là 100 Ohm.  Điều chỉnh điện dung của tụ điện sao cho điện áp hiệu dụng trên tụ điện đạt cực đại thì giự điện dung của tụ điện không đổi. Sau đó thay đổi tần số f thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch thay đổi và khi f = f2 = 100 Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại. Tìm độ tự cảm của cuộn dây:

a/ L= 2/ (pi)  H
b/ L= 1/ (2. pi)  H
c/ L= 1/ (pi)     H
d/ L= 1/ (4. pi)  H

câu 3: có ul/uc= -Zl/Zc =>> ul = -20
mà uab = ur + ul + uc = 10 - 20 + 10 = 0

Dùng VTLG sẽ xác định được khi cường độ dòng điện giảm từ giá trị cực đại còn một nửa thì vec tơ quay được góc [tex]\frac{\pi }{3}rad[/tex]
Vậy ta tính được chu kì [tex]T=6.800\mu s=4800\mu s[/tex]
Khi nặng lượng từ trường giảm từ cực đại đến còn một nửa thì ta có:[tex]W_{L}=\frac{L.i^{2}}{2}=\frac{1}{2}\frac{L.I^{2}_{0}}{2}\rightarrow i=\frac{I_{0}}{\sqrt{2}}[/tex]
Dùng VTLG sẽ thấy vec tơ quay được góc [tex]\frac{\pi }{4}rad[/tex]. Vậy có thể tính được thời gian đó là:[tex]t=\frac{T}{8}=600\mu s[/tex]

Trước tiên ta có f = f1 thì [tex]Z_{d}=\sqrt{r^{2}+Z^{2}_{1L}}=100\Omega[/tex]
Sau đó điều chỉnh C để Ucmax thì ta có:[tex]Z_{1C}=\frac{r^{2}+Z_{1L}^{2}}{Z_{1L}}\Leftrightarrow \frac{L}{C}=100^{2}[/tex](1)
Khi f = f2 thì cường độ dòng điện hiệu dụng cực đại vậy ta có hiện tượng cộng hưởng.
[tex]Z_{2L}=Z_{2C}\rightarrow \omega ^{2}_{2}.L=\left(2\pi f_{2}^{2} \right)L=\frac{1}{C}[/tex](2)
Từ (1) và (2) sẽ tính được đáp án cần tìm.

còn bài số 2 thì làm như thế nào ạ?

Khi công suất trong mạch cực đại tức là cộng hưởng. Vậy ta có:[tex]Z_{L}=Z_{C}\rightarrow C=\frac{1}{\omega ^{2}L}=\frac{1}{\omega Z_{L}}[/tex]
Ta thấy rằng để Ucmax thì:[tex]Z_{C}=\frac{R^{2}+Z_{L}^{2}}{Z_{L}}\rightarrow C=\frac{Z_{L}}{\omega \left( R^{2}+Z_{L}^{2}\right)}<\frac{1}{\omega Z_{L}}[/tex]
Vậy khi C giảm thì Uc sẽ tăng dần tới giá trị Ucmax sau đó Uc sẽ giảm.