Trong một giờ thực hành một học sinh muốn một bếp điện loại 180V – 120W

Câu hỏi:

Trong một giờ thực hành một học sinh muốn một bếp điện loại 180V – 120W hoạt động bình thường dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến trở (coi bếp điện tương đương với một đoạn mạch R-L-C mắc nối tiếp). Ban đầu học sinh đó để biến trở có giá trị 70Ω thì đo thấy cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 0,75A và công suất của bếp điện đạt 92,8%. Muốn bếp điện hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế nào?

A. Giảm đi 20Ω

B. Tăng thêm 12Ω

C. Giảm đi 12Ω

D. Tăng thêm 20Ω

Trả lời:

Chọn C

Gọi R_0,Z_L, Z_Clà điện trở thuần, cảm kháng và dung kháng của quạt điện.

Công suất định mức của quạt P = 120W, dòng điện định mức của quạt I. Gọi R₂ là giá trị của biến trở khi hoạt động bình thường khi điện áp U = 220V.

Khi biến trở có giá trị R₁= 70Ω thì I₁= 0, 75A, P₁= 0, 928P = 111, 36W

P₁=I₁²R₀ (1) => R₀ = P₁/I₁² ≈ 198Ω (2)

I₁ = $\frac{U}{Z_{1}} = \frac{U}{\sqrt{{(R_{0} + R_{1})}^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}}}$ = $\frac{220}{\sqrt{268^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}}}$

Suy ra : ${(Z_{L} - Z_{C})}^{2} = {(\frac{220}{0, 75})}^{2}$ – 268² => |Z_L – Z_C| $\approx$ 119Ω (3)

Khi bếp điện hoạt động bình thường, ta có: P=I²R₀ =120W (4)

Với I = $\frac{U}{Z}$ = $\frac{U}{\sqrt{{(R_{0} + R_{2})}^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}}}$ (5)

P = $\frac{U^{2} R_{0}}{{(R_{0} + R_{2})}^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}}$ => R₀ + R₂ $\approx$ 256Ω => R₂ $\approx 58 Ω$

R₂ < R₁=> ∆R = R₂ – R₁ = -12Ω

Phải giảm 12Ω

Xem thêm bài tập Vật lí 12 có lời giải hay khác:

Câu 1:

Mạch điện AB gồm điện trở thuần R = 50Ω, cuộn dây có độ tự cảm L = $\frac{0, 4}{π}$ H và điện trở r = 60Ω, tụ điện có điện dung C thay đổi được mắc nối tiếp theo đúng thứ tự trên vào vào điện áp u_AB= 200 $\sqrt{2}$ cos(200ωt) (t tính bằng giây). Người ta thấy rằng khi C = C_m thì điện áp hiệu dụng ở mạch chứa cuộn dây và tụ điện đạt cực tiểu U_min. Giá trị của C_m và U_min lần lượt là:

Xem lời giải »

Câu 2:

Một tụ điện C có điện dung thay đổi, nối tiếp với điện trở R = 10 $\sqrt{3}$ Ω và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L= $\frac{0, 2}{π}$ H trong mạch điện xoay chiều có tần số của dòng điện 50Hz. Để cho điện áp hiệu dụng của đoạn mạch R nối tiếp C là U_RC đạt cực đại thì điện dung C phải có giá trị sao cho dung kháng bằng:

Xem lời giải »

Câu 3:

Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 100Ω và tụ điện có điện dung C = 100µF. Đặt vào hai đầu mạch điện áp u = U₀. cos(100t) (V), t tính bằng giây. Đồ thị biểu diễn quan hệ toán học giữa điện áp hai đầu tụ u_Cvà điện áp hai đầu điện trở u_Rtrong hệ tọa độ vuông góc Ou_Ru_Ccó dạng:

Xem lời giải »

Câu 4:

Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM có điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, đoạn mạch MB chỉ có tụ điện với điện dung thay đổi được. Đặt điện áp u = U₀cos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch AB. Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C sao cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha π/2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM. Biểu thức liên hệ của tần số góc ω với R, L, C là:

Xem lời giải »

Câu 5:

Mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện. Các điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch 120 V, ở hai đầu cuộn dây 120 V và ở hai đầu tụ điện 120 V. Hệ số công suất của mạch là:

Xem lời giải »

Câu 6:

Đặt điện áp xoay chiều u = U_ocosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và tụ điện có dung kháng Z_C mắc nối tiếp. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch; i và I_o, I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong đoạn mạch; u_C, u_Rtương ứng là điện áp tức thời giữa hai đầu tụ điện, giữa hai đầu điện trở, φlà góc lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch: $φ = φ_{u i}$ . Hệ thức nào sau đây sai?

Xem lời giải »

Câu 7:

Cho một đoạn mạch RLC nối tiếp. Biết L= $\frac{1}{π}$ H, C= $\frac{2 . 10^{- 4}}{π}$ F , R thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp có biểu thức: $u = U_{0} \cos (100 πt)$ (V). Để $u_{C}$ chậm pha $\frac{3 π}{4}$ so với $u_{A B}$ thì R phải có giá trị

Xem lời giải »

Câu 8:

hai đầu điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C của một đoạn mạch RC nối tếp. Kết quả đo được là U_R =14 ± 1,0 (V); U_C = 48 ± 1,0 (V). Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch RC là

Xem lời giải »

❮ Bài trước Bài sau ❯

500 bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12

Trong một giờ thực hành một học sinh muốn một bếp điện loại 180V – 120W

Xem thêm bài tập Vật lí 12 có lời giải hay khác: