Giải Bài Tập Vật Lí 12 – Bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch

Xem toàn bộ tài liệu Lớp 12: tại đây

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

• Sách Giáo Khoa Vật Lý 12 nâng cao
• Sách Giáo Khoa Vật Lý 12
• Giải Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
• Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao

Giải Bài Tập Vật Lí 12 – Bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

C1 trang 81 SGK: Nhắc lại các công thức tính công suất điện tiêu thụ trong một mạch điện không đổi.

Trả lời:

Công suất tiêu thụ mạch điện không đổi P = UI

C2 trang 83 SGK: Bổ sung vào cho đầy đủ bằng 15.1 SGK.

Trả lời:

Một số giá trị của hệ số công suất trong các đoạn mạch.

Bài 1 (trang 85 SGK Vật Lý 12): Công suất điện tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều phụ thuộc những đại lượng nào?

Lời giải:

Công suất tỏa nhiệt P phụ thuộc vào giá trị hiệu dụng của điện áp hai đầu đoạn mạch, giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong mạch và hệ số công suất của đoạn mạch,

Đồng thời hệ số công suất cosφ = R/Z, do đó P còn phụ thuộc vào đặc tính cấu tạo của mạch (R, L, C, ω).

Bài 2 (trang 85 SGK Vật Lý 12): Hãy chọn câu đúng.

Hệ số công suất của một mạch điện xoay chiều bằng:

Lời giải:

Chọn đáp án C.

Bài 3 (trang 85 SGK Vật Lý 12): Hãy chọn câu đúng.

Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với ZL = ZC:

A. bằng 0

B. bằng 1

C. phụ thuộc R

D. phụ thuộc ZC/ZL

Lời giải:

Chọn đáp án B.

Bài 4 (trang 85 SGK Vật Lý 12): Hãy chọn câu đúng.

Mạch điện xoay chiều nối tiếp R = 10Ω; ZL = 8Ω; ZC = 6Ω với tần số f. Giá trị của tần số để hệ số công suất bằng 1:

A. là một số < f

B. là một số > f

C. là một số = f

D. không tồn tại

Lời giải:

Chọn đáp án A.

Ta có:

Khi cosφ = 1 thì mạch cộng hưởng ta có 4π2f02.L.C = 1 (2)

Từ (1) và (2) suy ra

Bài 5 (trang 85 SGK Vật Lý 12): Cho mạch điện trên hình 15.2, trong đó L là một cuộn cảm thuần, điện áp hai đầu mạch uPQ = 60√2cos100πt (V), các điện áp hiệu dụng UPN = UNQ = 60V. Hệ số công suất của mạch là bao nhiêu ?

Lời giải:

Chọn đáp án A.

Ta có: UNQ = UC = 60V

Từ (1) và (2) ta có UL = UC/2 = 60/2 = 30V; UR = 30√3 V

Vậy

Từ hình vẽ ta có: Vì UPN = UNQ = UC = UPQ = 60 V → ΔONQ đều → φ = -π/6 rad

Vậy cosφ = cos(-π/6) = √3/2.

Bài 6 (trang 4 SGK Vật Lý 12): Mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm có: R = 30ω ; L = 5.0/πmH ; C = 50/π μF cung cấp bởi điện áp hiệu dụng 100V, f = 1kHz. Hãy xác định công suất tiêu thụ và hệ số công suất.

Lời giải:

Tần số f = 1kHz = 1000Hz → ω = 2πf = 2000π rad/s.

Công suất tiêu thụ:

Với

Hệ số công suất: