Tuyển tập 30 đề thi THPT quốc gia môn Vật lý năm 2022 (Đề 1)

Đặt điện áp u = căn bậc hai của 2 cos (100 pi t) (V) vào

28/40

Đặt điện áp u=1002cos100πtV vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Thay đổi C để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại; khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm là UL=97,5VV. So với điện áp hai đầu đoạn mạch thì điện áp hai đầu điện trở thuần

sớm pha hơn một góc 0,22π

sớm pha hơn 0,25π

trễ pha hơn một góc 0,22π

trễ pha hơn một góc 0,25π

Giải thích

Đáp án A

Đặt điện áp u = căn bậc hai của 2 cos (100 pi t) (V) vào (ảnh 1)

Khi C biến thiên để UC  cực đại thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch u vuông pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch RL.

Từ hình vẽ, áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có:

U2=UC.UC−UL⇔1002=UCUC−97,5⇒UC=160Vsinφ=UC−ULU=160−97,5100=0,625⇒φ=0,22π

Điện áp hai đầu điện trở sớm pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch một góc 0,22π

Bài toán cực trị của dòng điện xoay chiều khi C thay đổi:

- Cộng hưởng khi: ZL=ZC thì các giá trị Imax,Pmax,cosφmax,Zmin,URmax,URLmax,ULmax

Khi đó: Imax=UR,Pmax=U2R,cosφmax=1,Zmin=R

- Bài toán có hai giá trị ZC1,ZC2 cho cùng I,P,UR,URL,UL,cosφ

Khi đó: ZC1+ZC2=2ZL

- Khi ZC=ZC0 để UCmax thì uRL⊥u, khi đó: ZC0=R2+ZL2ZL, UCmax=UR2+ZC2R

- Thay đổi C có ZC1,ZC2 cùng UC, khi đó:

1ZC1+1ZC2=2ZC0UC=UCmaxcosφ0−φ1=UCmaxcosφ0−φ2

- Thay đổi C để URCmax, khi đó: ZC=ZL+4R2+ZC22,URCmax=2UR4R2+ZL2−ZL.