Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, có điện trở R biến đổi được. Điều chỉnh R để công suất tỏa nhiệt trên R đạt cực đại, biết mạch có tính dung kháng. Độ lệch pha giữa u và i là:
A. 0,5π
B. 0,25π
C. 0
D. – 0,25π
Khi công suất trên mạch là cực đại thì Δφ = – 0,25π.
Đáp án D
Câu hỏi hot cùng chủ đề
- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
1. Phương pháp
Quảng cáo
Đoạn mạch RLC có R thay đổi:
Trường hợp cuộn dây có điện trở Ro :
Khi R thay đổi, để công suất đoạn mạch X đạt cực đại thì điện trở đoạn mạch X bằng tổng trở không kể nó.
Ví dụ : Gọi PM là công suất tiêu thụ điện trên toàn mạch; PR là công suất tiêu thụ điện trên biến trở R:
2. Ví dụ
Ví dụ 1: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp u = 120√2cos[100πt] [V] , giá trị L = 1/10π H; C = 4.10-4 / π . R là một biến trở. Thay đổi R sao cho công suất của mạch lớn nhất. Tìm R và công suất lúc này.
A. R = 15Ω, P = 480W B. R = 25Ω, P = 400W
C. R = 35Ω, P = 420W D. R = 45Ω, P = 480W
Hướng dẫn:
R biến thiên để Pmax :
ZL = 10Ω; ZC = 25 Ω
R = |ZL - ZC| = |10 - 25| = 15Ω
Ví dụ 2: Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh, cuộn dây có r = 15Ω , độ tự cảm L = 1/5π H và một biến trở R mắc như hình vẽ. Hiệu điện thế hai đầu mạch là: u = 80cos[100πt][V] . Thay đổi biến trở R đến khi công suất toàn mạch đạt giá trị cực đại thì giá trị đó là:
A. 80 W B. 200 W C. 240 W D. 50 W
Hướng dẫn:
R biến thiên để Pmax :
r + R = ZL → R = ZL - r = 20 - 15 = 5Ω
Đáp án A.
Quảng cáo
Ví dụ 3: Đặt điện áp u = 200cos[100πt] [V] vào 2 đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1/π H . Điều chỉnh biến trở để công suất tỏa nhiệt trên biến trở đạt cực đại, khi đó cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng:
A. 1 A. B. 2 A. C. √2 A. D. √2/2 A.
Hướng dẫn:
R thay đổi để PRmax suy ra:
R = |ZL - ZC| = ZL = ωL = 100Ω
Khi đó:
Đáp án A.
Câu 1. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một biến trở R mắc nối tiếp với một cuộn thuần cảm L = 1/π [H]. Điện áp hai đầu đoạn mạch ổn định và có biểu thức u = 100sin[100πt] V. Thay đổi R, ta thu được công suất toả nhiệt cực đại trên biến trở bằng
A. 12,5 W. B. 25 W. C. 50 W. D. 100 W.
Ta có : ZL = Lω = 100 Ω.
Công suất cực đại trên biến trở là:
Câu 2. Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L, C, ω không đổi. Thay đổi R cho đến khi R = Ro thì Pmax. Khi đó, giá trị của Pmax là
Thay đổi R cho đến khi R = Ro thì Pmax. Khi đó:
Quảng cáo
Câu 3. Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L, C, ω không đổi. Thay đổi R cho đến khi R = Ro thì Pmax. Khi đó, cường độ dòng điện trong mạch được cho bởi
Thay đổi R cho đến khi R = Ro thì Pmax. Khi đó:
Câu 4. Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp: cuộn dây thuần cảm kháng có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C, R là một điện trở thuần thay đổi được. Đặt một điện áp xoay chiều ổn định ở hai đầu đoạn mạch AB có biểu thức: uAB = 200cos[100πt] V. Khi R = 100 Ω thì thấy mạch tiêu thụ công suất cực đại. Xác định cường độ dòng điện trong mạch lúc này?
A. 2 A. B. 1 A. C. 2√2 A. D. [√2]/2 A.
Thay đổi R cho đến khi R = Ro thì Pmax. Khi đó:
Câu 5. Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp, trong đó cuộn dây thuần cảm. Biết rằng R của mạch thay đổi được. Thay đổi R cho đến khi R = R0 thì UC max. Biểu thức của UC max là
Ta có:
Câu 6. Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Biết L = 318 [mH], C = 17 [μF]. Điện áp hai đầu mạch là u = 120√2cos[100πt - π/4] [V] cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i = 1,2√2cos[100πt + π/12]A. Để hệ số công suất của mạch là 0,6 thì phải ghép thêm một điện trở Ro với R
A. nối tiếp, Ro = 15 Ω.
B. nối tiếp, Ro = 65 Ω.
C. song song, Ro = 25 Ω.
D. song song, Ro = 35,5 Ω.
Ta có: ZL = ωL = 100 [Ω], ZC = 187 [Ω].
Để hệ số công suất của mạch là 0,6 thì ta có
⇒ Cần ghép nối tiếp điện trở R0 = 15 [Ω].
Câu 7. Đặt vào hai đầu đoạn mạch chứa điện trở Ro = 25 Ω, cuộn dây thuần cảm có L = 1/[2π] [H]; C = 10-4/π [F] mắc nối tiếp một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 50√2cos[100πt]V. Để công suất tiêu thụ trên mạch lớn nhất người ta ghép thêm một một điện trở R. Khi đó
A. R = 25 Ω, ghép song song với Ro.
B. R = 50 Ω, ghép song song với Ro.
C. R = 50 Ω, ghép nối tiếp với Ro.
D. R = 25 Ω, ghép nối tiếp với Ro.
Ta có: ZL = ωL = 50 [Ω], ZC = 100 [Ω].
Để công suất tiêu thụ trên mạch lớn nhất: R' = |ZL - ZC| = 50Ω ⇒ Cần ghép nối tiếp điện trở R = 25 [Ω].
Câu 8. Đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Điện áp ở hai đầu mạch là u = U√2cos[ωt]V. Điện áp hiệu dụng của đoạn R, L có giá trị không đổi là 120 V. Giá trị của U là
A. 240 V. B. 200 V. C. 120 V. D. 100 V.
Ta có:
URL không đổi ⇒ ZC = 2ZL ⇒ URL = U = 120 [V].
Câu 9. Cho một đoạn mạch điện RLC nối tiếp có R thay đổi được. Điều chỉnh R ta thấy khi R = 20 Ω thì mạch tiêu thụ công suất lớn nhất bằng 100 W. Khi R = 15 Ω thì công suất tiêu thụ của mạch bằng
A. P = 120 W B. P = 144 W
C. P = 96 W D. P = 192 W
Điều chỉnh R để công suất tỏa nhiệt trên R đạt giá trị cực đại
⇒ R = |ZL - ZC| = 20 [Ω]
Khi R = 15 [Ω]:
Câu 10. Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, biết R có thể thay đổi được. Biểu thức điện áp hai đầu mạch có dạng u = 100cos[100πt + π/3]V. Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ của mạch đạt giá trị cực đại và bằng 100 W. Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch, biết mạch có tính cảm kháng.
Điều chỉnh R để công suất tỏa nhiệt trên R đạt giá trị cực đại ⇒ R = |ZL - ZC|.
Mà mạch có tính cảm kháng ⇒ i chậm pha hơn u π/4 ⇒ φi = π/12.
Ta có:
Câu 11. Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, biết R có thể thay đổi được. Điều chỉnh R = R0 thì công suất tỏa nhiệt trên R đạt giá trị cực đại và bằng 120 W. Khi điều chỉnh R = √3R0 thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch có giá trị là bao nhiêu?
A. 60 W. B. 40 W.
C. 60√3 W D. 50√3 W
Khi R = R0 thì công suất tỏa nhiệt trên R đạt giá trị cực đại và
Khi R = 3R0 thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:
Câu 12. Mạch điện xoay chiều gồm biến trở R thay đổi được, cuộn dây có điện trở thuần r = 40 Ω và độ tự cảm
A. 60 W. B. 90 W. C. 100 W. D. 75 W.
Câu 13. Cho một mạch gồm biến trở R, cuộn dây không thuần cảm có điện trở r, hệ số tự cảm L và tụ điện với điện dung C. Khi điều chỉnh R để cho công suất tiêu thụ trên R là lớn nhất và khi đó hệ số công suất của mạch có giá trị [√3]/2 thì hệ thức nào dưới đây đúng?
Công suất tiêu thụ trên R là :
Câu 14. Mạch điện xoay chiều gồm biến trở R thay đổi được, cuộn dây có điện trở thuần r = 20√3 Ω và độ tự cảm ... Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = 150√2cos[100πt]V. Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ trên R đạt giá trị lớn nhất. Công suất tiêu thụ trên điện trở khi đó gần giá trị nào nhất?
A. 150 W. B. 145 W.
C. 135 W D. 180 W.
Ta có: ZL = 100 Ω, ZC = 80 Ω.
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
mach-dien-xoay-chieu-co-r-l-c-f-thay-doi.jsp