30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 22)

Một mạch điện xoay chiều gồm có điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm

38/40

Một mạch điện xoay chiều gồm có điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ  điện có điện dung C mắc nối tiếp. Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức\[u = 100\cos (100\pi t)V.\]Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm và hai đầu tụ điện lần lượt là 100 V và 50 V. Mạch tiêu thụ một công suất bằng 100 W. Giá trị R bằng

100Ω

25Ω

50Ω

200Ω

Giải thích

Phương pháp: 

+ Sử dụng biều thức: \[U = \sqrt {U_R^2 + {{\left( {{U_L} - {U_C}} \right)}^2}} \]

+ Sử dụng biểu thức: cos⁡φ⁢⁢ =RZ=URU

+ Sử dụng biểu thức tính công suất: P=U⁢I⁢cos⁡φ⁢ =I2⁢R

Cách giải: 

Ta có: \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{U = 50\sqrt 2 V}\\{{U_L} = 100V}\\{{U_C} = 50V}\end{array}} \right.\]  

Lại có: U=UR2+(UL-UC)2⁢⁢ ⇒UR=50⁢V

Hệ số công suất của mạch: cos⁡φ⁢⁢ =RZ=URU=5050⁢2=12

Công suất tiêu thụ của mạch: P=U⁢I⁢cos⁡φ⁢⁢ ⇒I=PU⁢cos⁡φ=10050⁢2⁢12=2⁢A

Mặt khác: \[P = {I^2}R \Rightarrow R = \frac{P}{{{I^2}}} = \frac{{100}}{{{2^2}}} = 25\Omega \]

Chọn B.