Mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung của Bài 19: Thực hành Khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC
Nội dung bài học sẽ giúp các em biết cách sử dụng được đồng hồ đa năng hiện số để đo điện áp xoay chiều, cách xác định đúng sai số đo khi tiến hành thí nghiệm, đồng thời, vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để xác định L, r của ống dây, điện dung C của tụ điện, góc lệch giữa cường độ dòng điện và điện áp ở từng phần tử của đoạn mạch.
Qua đó, các em có thể rèn luyện kĩ năng thực hành, luyện tập thao tác khéo léo , trung thực , tự tin, say mê tìm hiểu khoa học.
Dùng đồng hồ đo điện đa năng để đo hiệu điện thế xoay chiều.
Vận dụng phương pháp Fresnen để xác định L, r, C, Z và \(Cos\varphi \) của mạch RLC mắc nối tiếp.
Thao tác an toàn trong lúc tiếp xúc với dòng điện có tần số lớn.
Một đồng hồ đo điện đa năng hiện số.
Một nguồn điện AC 6V – 12 V/50Hz.
Một điện trở \(R = 270\Omega (220\Omega )\)
Một tụ điện có \(C = 2--10\mu F\)
Một cuộn dây có 1000 – 2000 vòng.
Compa; thước 200 mm và thước đo góc.
Bảng mạch lắp sẵn.
Các dây nối.
Lắp mạch điện theo hình vẽ:
Dùng đồng hồ đo điện đa năng ở thang đo AC 20V để đo các hiệu điện thế : UMN; UNP; UPQ; UMP; UMQ .
Dùng thước và compa vẽ các vector MN; MP; PQ; MP; MQ lần lượt biểu diễn các hiệu điện thế UMN; UNP; UPQ; UMP; UMQ .
Trên hình bên :
P : giao điểm của hai cung tròn bán kính MP, NP.
Q: giao điểm của hai cung tròn bán kính MQ, PQ.
H: giao điểm của đoạn MN và PQ.
Đo các độ dài MN; MP; PQ; PH; MQ; NH chính xác đến 1mm thì ta tính được các giá trị L, C, r, Z và \(Cos\varphi \)
\(\begin{array}{l}
\frac{{{U_L}}}{{{U_R}}} = \frac{{I\omega L}}{{IR}} = \frac{{\omega L}}{R} = \frac{{PH}}{{MN}} \Rightarrow L = .................(.........)\\
\frac{{{U_R}}}{{{U_C}}} = \frac{{IR}}{{\frac{I}{{\omega C}}}} = \omega CR = \frac{{MN}}{{PQ}} \Rightarrow C = .................(.........)\\
\frac{{{U_r}}}{{{U_R}}} = \frac{{Ir}}{{IR}} = \frac{r}{R} = \frac{{NH}}{{MN}} \Rightarrow r = .................(.........)\\
Cos\varphi = \frac{{MH}}{{MQ}} = ......................\\
Z = \frac{{R + r}}{{\cos \varphi }} = .......................(...........)
\end{array}\)
Bảng 10.1
UMQ = U (V) | UMN (V) | UNP (V) | UMP (V) | UPQ (V) |
1. Vẽ giản đồ theo phương pháp từ SGK
MN = ……………………(mm) NH = ……………………(mm)
MP = ……………………(mm) MQ = ……………………(mm)
PH = ……………………(mm) PQ = ……………………(mm)
3. Tính ra các trị số của L, C, r, Z và \(Cos\varphi \)
UMQ = U (V) | UMN (V) | UNP (V) | UMP (V) | UPQ (V) |
12,3 | 3,22 | 4,22 | 7,32 | 11,5 |
Qua bài giảng Thực hành Khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Củng cố kiến thức về dao động cơ học.
Hiểu phương án thí nghiệm xác định chu kì của con lắc đơn và con lắc lò xo thẳng đứng.
Tìm được gia tốc trong trường từ kết quả thí nghiệm với con lắc đơn
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 19 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Trong bài thực hành khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp, để đo điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây, người ta dùng
Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức u = 100\(\sqrt 2 \)cosl00πt (V).Đèn chỉ sáng khi |u|>100 V. Tính thời gian đèn sáng trong một phút?
Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số f thay đổi vào hai đẩu một điện trở thuần R. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở:
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 12 DapAnHay
Trong bài thực hành khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp, để đo điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây, người ta dùng
Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức u = 100\(\sqrt 2 \)cosl00πt (V).Đèn chỉ sáng khi |u|>100 V. Tính thời gian đèn sáng trong một phút?
Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số f thay đổi vào hai đẩu một điện trở thuần R. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở:
Đặt điện áp u = 200cos100πt(V) vào hai đầu một điện trở thuần 100Ω. Công suất tiêu thụ của điện trở bằng:
Đặt điện áp \(u=U\sqrt{2}\text{cos}\omega \text{t}\text{ }\left( V \right)\) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần nối tiếp với một biến trở R. Ứng với hai giá trị \({{R}_{1}}=20\text{ }\Omega \) và \({{R}_{2}}=80\text{ }\Omega \) của biến trở thì công suất tiêu thụ trong đoạn mạch đều bằng 400 W. Giá trị của U là
Cho mạch điện mắc nối tiếp theo thứ tự R nối tiếp với L và nối tiếp với C, cuộn dây thuần cảm. Biết R thay đổi, \(L=\frac{1}{\pi }\text{ }H,\text{ }C=\frac{{{10}^{-4}}}{\pi }\text{ }F.\) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U0cos(100πt) V. Để uRL lệch pha \(\frac{\pi }{2}\) so với uRC thì điện trở bằng
Người ta sử dụng vôn kế và ampe kế xoay chiều để đo điện áp và cường độ dòng điện của mạch xoay chiều. Giá trị hiện trên 2 dụng cụ đo đó chỉ giá trị nào?
Một cuộn dây có độ tự cảm L = 1/π H, mắc vào dòng điện xoay chiều, trong một phút dòng điện đổi chiều 6000 lần, tính cảm kháng của mạch.
Một tụ điện có C = 10µF mắc vào mạch điện xoay chiều có tần số 50Hz, tính dung kháng của tụ?
Một máy phát điện xoay chiều một pha phát ra dòng điện có tần số 60 Hz. Nếu thay roto của nó bằng một roto khác có nhiều hơn một cặp cực, muốn tần số vẫn là 60 Hz thì số vòng quay của roto trong một giờ thay đổi 7200 vòng. Tính số cặp cực của roto cũ.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Câu trả lời của bạn
Cảm kháng và dung kháng và tổng trở lần lượt là
\({Z_L} = \omega .L = 100\pi .\frac{1}{\pi } = 100\Omega\)
\({Z_C} = \frac{1}{{\omega .C}} = \frac{1}{{100\pi .\frac{{{{10}^{ - 4}}}}{{2\pi }}}} = 200\Omega\)
\(\Rightarrow Z = \sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} = \sqrt {{{100}^2} + {{\left( {100 - 200} \right)}^2}} = 100\sqrt 2\)
Cường độ dòng điện trong mạch là \(I = \frac{U}{Z} = \frac{{200}}{{100\sqrt 2 }} = \sqrt 2 A\)
Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm thuần là \({U_L} = I.{Z_L} = \sqrt 2 .100 = 100\sqrt 2 A\)
A. tụ điện hoặc điện trở thuần.
B. cuộn dây không thuần cảm.
C. cuộn dây thuần cảm.
D. điện trở thuần.
Câu trả lời của bạn
Vì đoạn mạch AM chỉ chứa điện trở thuần mà khi ta đặt điện áp 200 V vào hai đầu đoạn mạch ta có \(U_{AM}^2 + U_{MB}^2 = {120^2} + {160^2} = {200^2} = U_{AB}^2\) do đó UAM vuông pha với UMB vậy hộp X chứa tụ điện hoặc cuộn dây thuần cảm, đáp án không có tụ điện nên ta chọn đáp án C , X chứa cuộn dây thuần cảm.
Câu trả lời của bạn
\({\varphi _1} + {\varphi _2} = \frac{\pi }{2} \Rightarrow \sin {\varphi _1} = c{\rm{os}}{\varphi _2}\)
\(\begin{array}{l} \sin {\varphi _1} = \frac{{{U_{MB1}}}}{U} = \frac{{{U_2}}}{{150}}\\ \sin {\varphi _2} = \frac{{{U_{MB2}}}}{U} = \frac{{2\sqrt 2 {U_2}}}{{150}} = c{\rm{os}}{\varphi _1} \end{array}\)
→ U2 = 50V → U1 = \(100\sqrt 2 V\)
Câu trả lời của bạn
Từ độ thị ta thấy khi \(U = 0,12V\) thì \(I = 0,024{\rm{A}}\)
Vậy \(\overline {{Z_C}} = \frac{{0,12}}{{0,014}} = 5\Omega \)
Sai số tuyệt đối của mỗi phép đo được lấy bằng một độ chia nhỏ nhất vậy \(\Delta U = 0,01V\) , \(\Delta I = 0,002A\)
Ta có:
\({Z_C} = \frac{U}{I} \Rightarrow \Delta {Z_C} = \overline {{Z_C}} \left( {\frac{{\Delta U}}{{\overline U }} + \frac{{\Delta I}}{{\overline I }}} \right) = 0,83\Omega \)
Vậy \({Z_C} = 5,00 \pm 0,83\Omega \)
A. \({U_1} > U\)
B. \({U_1} > {U_3}\)
C. \({U_3} > U\)
D. \(U = {U_1} = {U_2} = {U_3}\)
Câu trả lời của bạn
Từ biểu thức tính \({U^2} = U_1^2 + {\left( {{U_2} - {U_3}} \right)^2}\) ta dễ thấy \(U \ge {U_1}\) nên A sai
Câu trả lời của bạn
Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch chứa R và chứa LC luôn vuông pha nhau, với hai đại lượng vuông pha, ta có:
\({\left( {\frac{{{u_{AM}}}}{{{U_{0{\rm{A}}M}}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{{{u_{MB}}}}{{{U_{0MM}}}}} \right)^2} = 1 \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{\left( {\frac{{60}}{{{U_{0{\rm{A}}M}}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{{15\sqrt 7 }}{{{U_{0MM}}}}} \right)^2} = 1\\
{\left( {\frac{{40\sqrt 3 }}{{{U_{0{\rm{A}}M}}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{{30}}{{{U_{0MM}}}}} \right)^2} = 1
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{U_{0{\rm{A}}M}} = 80V\\
{U_{0MB}} = 60V
\end{array} \right.\)
Điện áp cực đại ở hai đầu mạch
\({U_0} = \sqrt {U_{0{\rm{A}}M}^2 + U_{0MB}^2} = \sqrt {{{80}^2} + {{60}^2}} = 100V\)
Câu trả lời của bạn
Áp dụng kết quả bài toán tần số góc thay đổi để điện áp hiệu dụng trên tụ điện đạt cực đại
\({U_{Cma{\rm{x}}}} = \frac{U}{{\sqrt {1 - {n^{ - 2}}} }} = \frac{U}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{{{Z_C}}}{{{Z_L}}}} \right)}^{ - 2}}} }} = \frac{{45\sqrt {13} }}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{{11}}{2}} \right)}^{ - 2}}} }} = 165V\)
A. 600 J
B. 1000 J
C. 200 J
D. 400 J.
Câu trả lời của bạn
Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở
\(Q = {I^2}Rt = {\left( {\sqrt 2 } \right)^2}10.\left( {0,5.60} \right) = 600J\)
Câu trả lời của bạn
Tần số dao động của mạch:
\(\frac{1}{2\pi \sqrt{50\mu .240p}}\le f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\le \frac{1}{2\pi \sqrt{60p.50\mu }}\Rightarrow 1,45MHz\le f\le 2,9MHz\)
Câu trả lời của bạn
Dùng dao động kí khảo sát dòng điện chạy trong mạch và điện áp trên các đoạn mạch AM, AN, AB thì thấy: Khoảng thời gian ngắn nhất từ lúc điện áp tức thời uAM cực đại đến lúc cường độ dòng điện tức thời đạt cực đại bằng khoảng thời gian ngắn nhất từ lúc điện áp tức thời uAN cực đại tới lúc điện áp tức thời uAB cực đại
⇒ độ lệch pha giữa uAM với i và giữa uAN với uAB là bằng nhau và bằng α như hình vẽ
+ Từ hình vẽ ta thấy rằng AMN là tam giác cân tại N
\( \Rightarrow \cos \frac{\alpha }{2} = \cos \varphi = \frac{{105}}{{70\sqrt 3 }} = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\)
Câu trả lời của bạn
Biên độ dao động A = 6cm
Chu kỳ T = 1s
Xét thời gian t = 13/6s = 2T + T/6
Quãng đường vật đi được trong thời gian 2T là 8A
Quãng đường lớn nhất vật đi được trong khoảng thời gian T/6 ứng với góc quay 600 là khi vật đi từ vị trí góc π/3 đến 2π/3. Khi đó quãng đường đi được của vật là A
Tổng quãng đường lớn nhất vật đi được là 9A = 54cm
A 4,6Hz
B 1Hz
C 3Hz
D 1,2Hz
Câu trả lời của bạn
Hệ thức độc lập:
\({A^2} = {x^2} + {{{v^2}} \over {{\omega ^2}}} \Rightarrow {4^2} = {2^2} + {{100} \over {{\omega ^2}}} \Rightarrow \omega = 29rad/s\)
Tần số dao động \(f=\frac{\omega }{2\pi }=4,6Hz\)
Chọn A
A Con chó
B Cá voi
C Con voi
D Chim bồ câu
Câu trả lời của bạn
Âm có tần số dưới 16Hz là hạ âm. Chó không thể nghe thấy hạ âm.
Chọn A
Câu trả lời của bạn
Khi C = C1 thì \({{f}_{1}}=\frac{1}{2\pi \sqrt{L{{C}_{1}}}}\)
Khi C = C2 thì \({{f}_{2}}=\frac{1}{2\pi \sqrt{L{{C}_{2}}}}\)
\(\Rightarrow \frac{{{f}_{1}}}{{{f}_{2}}}=\sqrt{\frac{{{C}_{2}}}{{{C}_{1}}}}\Rightarrow {{C}_{2}}=\frac{{{C}_{1}}}{5}\)
A Không khí ở 00C
B Không khí ở 250C
C Sắt
D Nước
Câu trả lời của bạn
Sắt có mật độ phân tử lớn nhất nên sóng âm truyền trong sắt nhanh nhất.
Chọn C
A Tăng chiều dài đường dây
B Giảm tiết diện dây
C Giảm công suất truyền tải
D Tăng hiệu điện thế trước khi truyền tải
Câu trả lời của bạn
Để giảm hao phí khi truyền tải điện năng người ta thường tăng điện áp nơi phát điện.
Chọn D
A 100 Hz
B 25 Hz
C 50\(\sqrt{2}\) Hz
D 75 Hz
Câu trả lời của bạn
Khi f = 50Hz thì I = 2,4A nên U = 2,4(100πC)-1 (1)
Để I = 3,6A thì U = 3,6(2πfC)-1 (2)
Từ (1) và (2) → f = 75Hz
Chọn D
A 1 bước sóng
B nửa bước sóng
C 2 bước sóng
D một phần tư bước sóng
Câu trả lời của bạn
Sóng dừng trên dây đàn hồi thì khoảng cách giữa hai bụng sóng liên tiếp bằng nửa bước sóng.
Chọn B
Câu trả lời của bạn
Chu kì dao động của mạch LC
\(T = 2\pi \sqrt {LC} = 2\pi \sqrt {{{2.10}^{ – 3}}.0,{{2.10}^{ – 6}}} = 12,{57.10^{ – 4}}\)s
Câu trả lời của bạn
i=q’ suy ra i, q biến thiên vuông pha. Từ đó \({\left( {\frac{i}{{{I_0}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{q}{{{Q_0}}}} \right)^2} = 1 \Rightarrow {\left( {\frac{{15\sqrt 3 }}{{30}}} \right)^2} + \frac{{{{\left( {7,{{5.10}^{ – 7}}} \right)}^2}}}{{Q_0^2}} = 1 \Rightarrow {Q_0} = {15.10^{ – 7}}C\)
Lại có: \({I_0} = \omega {Q_0} \Rightarrow \omega = \frac{1}{{\sqrt {LC} }} = \frac{{{I_0}}}{{{Q_0}}} = \frac{{{{30.10}^{ – 3}}}}{{{{15.10}^{ – 7}}}} = {2.10^4}ra{\rm{d}}{\rm{.}}{{\rm{s}}^{ – 1}}\)
Suy ra L = 0,02 H
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *