Bài tập phân tích dữ kiện, số liệu
Kỳ thi ĐGNL ĐHQG Hồ Chí Minh
Nếu mỗi ngày đun 5 lít nước với điều kiện như trên thì trong 30 ngày cần trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun nóng này? Biết giá điện là 1500 đồng/1KW.h
Thời gian sử dụng bếp mỗi ngày là: \(2.t = 2.530,3 = 1060,3{\rm{s}}\)
Thời gian sử dụng bếp trong 30 ngày là: \(30.1060,3 = 31818{\rm{s}}\)
Điện năng tiêu thụ của bếp trong 30 ngày là:
\(A = P.t = 1650.31818 = 52499700J = 14,58kW.h\)
Tiền điện phải trả là: \(14,58.1500 = 21870\) đồng
Tìm độ lệch pha giữa hiệu điện thế u và dòng điện i dựa vào dữ kiện câu trên:
Ta có công thức độ lệch pha giữa u và i:
\(\begin{array}{l}\tan \varphi = \dfrac{{{U_L} - {U_C}}}{{{U_R}}} = \dfrac{{60 - 20}}{{20\sqrt 3 }} = \dfrac{{2\sqrt 3 }}{3}\\ \to \varphi \approx 49,{1^0}\end{array}\)
Một bếp từ có ghi 220V – 1650W hoạt động ở điện áp 220V, với hiệu suất của bếp là 90%. Sử dụng bếp này để đun sôi 2,5l nước từ nhiệt độ \({25^ \circ }C\) thì mất bao nhiêu thời gian? Cho nhiệt dung riêng của nước là \(c = 4200J/Kg.K\)
Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi 2,5l nước từ nhiệt độ \({25^ \circ }C\):
\(Q = mc\Delta t = 2,5.4200\left( {100 - 25} \right) = 787500\left( J \right)\)
Nhiệt lượng bếp từ cần cung cấp là: \(Q' = \dfrac{Q}{H} = \dfrac{{787500}}{{0,9}} = 875000J\)
Thời gian đun nước cần là: \(t = \dfrac{{Q'}}{P} = \dfrac{{875000}}{{1650}} = 530,3{\rm{s}}\)
đổi ra ta được: 8 phút 50,3 giây
Cho \({\varphi _1} = {60^0},{U_L} = 60V\). Tìm giá trị của \({U_0}\):
\(\begin{array}{l}\tan {\varphi _1} = \dfrac{{{U_L}}}{{{U_R}}} = {\dfrac{{60}}{U}_R} = \sqrt 3 \\ \to {U_R} = 20\sqrt 3 V\\\tan {\varphi _2} = \dfrac{{{U_C}}}{{{U_R}}} = \dfrac{{{U_C}}}{{20\sqrt 3 }} = \dfrac{{\sqrt 3 }}{3}\\ \to {U_C} = 20V\\U = {\sqrt {{U_R}^2 + ({U_L} - U} _C}{)^2}\\ \to U = 20\sqrt 7 V\\{U_0} = U\sqrt 2 = 20\sqrt {14} V\end{array}\)
Loại vật liệu nào không thể sử dụng để chế tạo đáy nồi nấu bếp từ?
Trong các vật liệu trên, nhôm không phải vật liệu nhiễm từ nên không dùng để chế tạo đáy nồi.
Chọn hệ thức đúng trong các hệ thức sau:
Ta có giản đồ vectơ:
Ta có:
\(\begin{array}{l}|\tan {\varphi _1}.\tan {\varphi _2}| = 1\\ \Leftrightarrow \dfrac{{{Z_L}}}{R}.\dfrac{{{Z_C}}}{R} = 1\\ \Leftrightarrow {R^2} = \dfrac{L}{C}\end{array}\)
Chiết suất của một chất lỏng trong suốt đối với ánh sáng đỏ có bước sóng \({\lambda _d} = 0,76\mu m\) là 1,328 và đối với ánh sáng tím có bước sóng \({\lambda _t} = 0,4\mu m\) là 1,343. Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng qua khe Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng \(\lambda \) trong môi trường chất lỏng trên, biết chiết suất của chất lỏng đối với bức xạ này là 1,331, khoảng cách giữa hai khe Y-âng là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. Cho \(c = {3.10^8}m/s\). Trên màn quan sát, hai vân tối liên tiếp cách nhau một đoạn là:
Ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{n_d} = A + \dfrac{B}{{\lambda _d^2}}}\\{{n_t} = A + \dfrac{B}{{\lambda _t^2}}}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{1,328 = A + \dfrac{B}{{0,{{76}^2}}}}\\{1,343 = A + \dfrac{B}{{0,{4^2}}}}\end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{A = 1,322}\\{B = 3,{{32.10}^{ - 3}}\mu {m^2}}\end{array}} \right.\)
Khi \(n = 1,331 \Leftrightarrow 1,331 = 1,322 + \dfrac{{3,{{32.10}^{ - 6}}}}{{{\lambda ^2}}} \Rightarrow \lambda = 0,61\mu m\)
Khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp là: \(i = \dfrac{{\lambda D}}{a} = \dfrac{{0,{{61.10}^{ - 6}}.2}}{{{{10}^{ - 3}}}} = 1,{22.10^{ - 3}}\left( m \right) = 1,22\left( {mm} \right)\)
Mạch dao động ở lối vào của một máy thu thanh gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(5\mu H\) và tụ điện có điện dung biến thiên từ 10 pF đến 240 pF. Biết rằng, muốn thu được sóng điện từ thì tần số riêng của mạch dao động phải bằng tần số của sóng điện từ cần thu (để có cộng hưởng). Trong không khí, tốc độ truyền sóng điện từ là \({3.10^8}\) m/s, dải sóng máy thu được là:
Ta có:
\(\begin{array}{l}f = \dfrac{\omega }{{2\pi }} = \dfrac{{\dfrac{1}{{\sqrt {LC} }}}}{{2\pi }} = 2\pi \sqrt {LC} \\\lambda = \dfrac{c}{f} = 2\pi c\sqrt {LC} \\{10.10^{ - 12}} \le C \le {240.10^{ - 12}}(F)\\ \to 13,3 \le \lambda \le 65,3(m)\end{array}\)
Chiết suất của 1 môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau có giái trị:
Ta có: \(\lambda = \dfrac{c}{f}\) nên f càng lớn thì bước sóng của ánh sáng càng bé
Mặt khác: \(n = A + \dfrac{B}{{{\lambda ^2}}}\) nên bước sóng càng bé thì chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đó càng lớn.
Như vật đối với các ánh sáng đơn sắc, tần số của ánh sáng càng lớn thì chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đó càng lớn.
Một người gõ vào đầu một thanh nhôm, người thứ hai áp tai vào đầu kia nghe được tiếng gõ hai lần cách nhau\(0,15\;{\rm{s}}\). Biết tốc độ truyền âm trong không khị là \(330\;{\rm{m}}/{\rm{s}}\) và trong nhôm là \(6420\;{\rm{m}}/{\rm{s}}\). Chiều dài thanh nhôm là
Gọi chiều dài thanh nhôm là \(\ell \).
Thời gian âm truyền trong không khí là: \({t_1} = \dfrac{\ell }{{{v_{{\rm{kk}}}}}}\).
Thời gian âm truyền trong nhôm là: \({t_2} = \dfrac{\ell }{{{{\rm{v}}_{\rm{n}}}}}\).
Ta có: \({t_1} - {t_2} = 0,15\;{\rm{s}} \Leftrightarrow \dfrac{\ell }{{{{\rm{v}}_{{\rm{kk}}}}}} - \dfrac{\ell }{{{{\rm{v}}_{\rm{n}}}}} = 0,15\;{\rm{s}} \Leftrightarrow \dfrac{\ell }{{330}} - \dfrac{\ell }{{6420}} = 0,15 \Rightarrow \ell = 52,2\;{\rm{m}}\).
Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản và một máy thu thanh đơn giản đều có bộ phận nào sau đây?
Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản và một máy thu thanh đơn giản đều có anten
Sự phụ thuộc của chiết suất vào bước sóng:
Sự phục thuộc của chiết suất vào bước sóng xảy ra với mọi chất rắn, lỏng hoặc khí
Một lá thép dao động với chu ki \({\rm{T}} = 80\;{\rm{ms}}\). Âm do nó phát ra là:
Tần số âm do lá thép phát ra. là:
\({\rm{f}} = \dfrac{1}{{\;{\rm{T}}}} = \dfrac{1}{{{{80.10}^{ - 3}}}} = 12,5\;{\rm{Hz}} < 16\;{\rm{Hz}}\) nên âm do lá thép phát ra là hạ âm.
Cho tần số sóng mang (cao tần) là 800 kHz. Khi dao động âm tần có tần số 1000 Hz thực hiện một dao động toàn phần thì dao động cao tần thực hiện được số dao động toàn phần là
Thời gian dao động âm tần thực hiện 1 dao động là: \({T_A} = \dfrac{1}{{1000}}s\)
Thời gian dao động cao tần thực hiện 1 dao động là: \({T_C} = \dfrac{1}{{800000}}s\)
Trong thời gian \({T_A}\) số dao động cao tần thực hiện được là: \(N = \dfrac{{{T_A}}}{{{T_C}}} = \dfrac{{1/1000}}{{1/800000}} = 800\)
Cho khối lượng của electron là \(m = 9,{1.10^{ - 31}}kg\). Khi chiếu bức xạ có bước sóng \(\lambda = 0,14\mu m\)và một quả cầu bằng đồng đặt cách xa các vật khác thì vận tốc cực đại của các quang electron bật ra khỏi bề mặt quả cầu là:
Áp dụng công thức Anh-xtanh ta có: \(\dfrac{{hc}}{\lambda } = A + \dfrac{{mv_{oma{\rm{x}}}^2}}{2} \Rightarrow v_{oma{\rm{x}}}^2 = \sqrt {\dfrac{2}{m}\left( {\dfrac{{hc}}{\lambda } - A} \right)} \)
\( \Leftrightarrow {v_{0ma{\rm{x}}}} = \sqrt {\dfrac{2}{{9,{{1.10}^{ - 31}}}}\left( {\dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{0,{{14.10}^{ - 6}}}} - 4,47.1,{{6.10}^{ - 19}}} \right)} \approx 1,{244.10^6}m/s\)
Hình bên là một loại còi đặc biệt được sử dụng rộng rãi trong việc huấn luyện chó nghiệp vụ của cảnh sát, quan đội, được gọi là còi câm. Khi thổi, còi này phát ra âm là:
Chó là một trong những loài động vật có khả năng nghe được siêu âm. Còi câm dùng trong việc huấn luyện chó khi thổi sẽ phát ra siêu âm.
Bằng đường dây truyền tải một pha, điện năng từ một nhà máy phát điện được đưa đến trường Đại học Quốc gia TPHCM gồm các phòng học sử dụng điện. Các kỹ sư của Điện lực TPHCM tính toán được rằng: nếu tăng điện áp truyền đi từ U lên 2U thì số phòng học được nhà máy cung cấp đủ điện năng tăng từ 36 lên 144. Biết rằng chỉ có hao phí trên đường dây là đáng kể; các phòng học tiêu thụ điện năng như nhau. Khi điện áp truyền đi là 4U, nhà máy này cung cấp đủ điện năng cho thêm bao nhiêu phòng học kể từ lúc ban đầu chưa tăng U:
Gọi P là công suất truyền tải của máy phát điện, \({P_0}\) là công suất tiêu thụ của mỗi phòng học
Ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}P = \Delta {P_1} + 36{P_0}\\P = \Delta {P_2} + 144{P_0}\end{array} \right.\)
Công suất truyền tải không đổi, nên khi U tăng hai lần thì công suất hao phí giảm đi 4 lần (\(\Delta P = \dfrac{{{P^2}}}{{{U^2}.\cos {\varphi ^2}}}.R\))
\(\left\{ \begin{array}{l}P = \Delta {P_1} + 36{P_0}\\P = \dfrac{{\Delta {P_1}}}{4} + 144{P_0}\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}P = 180{P_0}\\\Delta {P_1} = 144{P_0}\end{array} \right.\)
Khi tăng U lên 4 lần thì công suất hao phí giảm 16 lần với n số phòng học tiêu thụ
\(\begin{array}{l}P = \Delta {P_3} + n{P_0} \Leftrightarrow 180{P_0} = \dfrac{{144{P_0}}}{{16}} + n{P_0}\\ \to n = 171\end{array}\)
Suy ra: cung cấp thêm 135 phòng
Công thoát electron ra khỏi đồng là 4,47. Cho hằng số Plăng \(h = 6,{625.10^{ - 34}}J.s\); tốc độ ánh sáng trong chân không là \(c = {3.10^8}\left( {m/s} \right)\); \(1{\rm{e}}V = 1,{6.10^{ - 19}}J\). Giới hạn quang điện của đồng là:
Giới hạn quang điện của đồng là: \({\lambda _0} = \dfrac{{hc}}{A} = \dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{4,47.1,{{6.10}^{ - 19}}}} \approx 0,{278.10^{ - 6}}m = 0,278\mu m\)
Hệ số công suất của đoạn mạch là bao nhiêu?
Ta có:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{U_{AM}} = {U_R}}\\{{U_{MN}} = {U_L}}\\{{U_{NB}} = {U_C} = 100V}\end{array}} \right.\)
+ Điện áp hai đầu AB:
\(U_{AB}^{2}=U_{R}^{2}+{{\left( {{U}_{L}}-{{U}_{C}} \right)}^{2}}\)
\(\Leftrightarrow U_{R}^{2}+{{\left( {{U}_{L}}-100 \right)}^{2}}={{100}^{2}}\,\,\left( 1 \right)\)
+ Điện áp hai đầu AN:
\(U_{AN}^{2}=U_{R}^{2}+U_{L}^{2}\Leftrightarrow U_{R}^{2}+U_{L}^{2}={{100}^{2}}\,\,\left( 2 \right)\)
+ Lấy \(\left( 1 \right)-\left( 2 \right)\) ta được:
\(U_{L}^{2}-200{{U}_{L}}+{{100}^{2}}-U_{L}^{2}=0\Rightarrow {{U}_{L}}=50V\)
Thay vào (2) ta được:
\(U_{R}^{2}+{{50}^{2}}={{100}^{2}}\Rightarrow {{U}_{R}}=50\sqrt{3}V\)
Hệ số công suất của đoạn mạch:
\(\cos \varphi =\dfrac{{{U}_{R}}}{{{U}_{AB}}}=\dfrac{50\sqrt{3}}{100}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}\)
Điện năng truyền tải đi xa thường bị tiêu hao đáng kể, chủ yếu do toả nhiệt trên đường dây. Để giảm hao phí trong quá trình truyền tải ta có hai cách sau:
Cách 1: Giảm điện trở R của đường dây. Đây là cách tốn kém vì phải tăng tiết diện của dây, do đó tốn nhiều
kim loại làm dây và phải tăng sức chịu đựng của các cột điện.
Cách 2: Tăng điện áp U ở nơi phát điện và giảm điện áp ở nơi tiêu tụ điện tới giá trị cần thiết. Cách này có thể thực hiện đơn giản bằng:
- Máy phát điện xoay chiều 1 pha là một thiết bị để biến đổi cơ năng thành điện năng. Hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng từ. Tạo ra dòng điện xoay chiều dùng trong hệ thống điện 1 pha.
- Máy phát điện xoay chiều 3 pha là máy biến đổi cơ năng thành điện năng, bao gồm một hệ thống ba dòng điện xoay chiều có cùng biên độ và tần số nhưng lệch pha nhau 2/3. Trong đó 3 cuộn dây của phần ứng sẽ được đặt lệch nhau 1/3 vòng tròn trên stato.
- Máy biến áp hay máy biến thế là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ dùng để biến đổi hệ thống điện áp, với tần số không đổi.
- Động cơ không đồng bộ 3 pha là loại động cơ điện xoay chiều ba pha. Có tốc độ quay của roto nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường.