Đề thi THPT Quốc gia môn Vật lý năm 2022 chọn lọc, có lời giải (Đề số 8)

Đặt hiệu điện thế xoay chiều u= U0 cos(100pi t+ phi)V

37/40

Đặt hiệu điện thế xoay chiều u=U0cos100πt+φ V vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp theo thứ tự gồm R1, R2 và cuộn thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Biết R1=300 Ω, R2=100 Ω. Điều chỉnh L cho đến khi hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu đoạn mạch chứa R2 và L lệch pha cực đại so với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch. Giá trị của độ tự cảm lúc đó là

2π H.

3πH.

3π H.

2π H.

Giải thích

Ta có:

tanφR2L−φ=tanφR2L−tanφ1+tanφR2Ltanφ=ZLR2−ZLR1+R21+ZLR2.ZLR1+R2⇒tanφR2L−φ=ZL.R1R1+R2R2+ZL2=R1ZL+R1+R2R2ZL

Để φR2L−φ=max⇒tanφR2L−φ=max⇒ZL+R1+R2R2ZL=min

Theo bất đẳng thức cô-si, ta có: ZL+R1+R2R2ZL≥2R1+R2R2

Dấu “=” xảy ra khi: ZL=R1+R2R2ZL⇒ZL=R1+R2R2=200Ω⇒L=2π(H)

Chọn D