Bộ đề thi minh họa môn Vật lí THPT Quốc gia năm 2022 có lời giải (Đề 1)

Xét một đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp gồm cuộn dây D và tụ điện C.

34/40

Xét một đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp gồm cuộn dây D và tụ điện C. Điện áp tức thời ở hai đầu cuộn dây D và điện áp tức thời ở hai đầu tụ điện C được biểu diễn bởi các đồ thị uD,uC  như hình vẽ. Trên trục thời gian t, khoảng cách giữa các điểm a - b, b - c, c - d, d - e là bằng nhau. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch gần nhất với giá trị nào sau đây?Xét một đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp gồm cuộn dây D và tụ điện C. (ảnh 1)

200 V

80 V

140 V

40 V

Giải thích

Phương pháp:

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị

Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch: u=uC+uD 

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch: U2=UC2+UD2+2UCUD.cosΔφCD

Cách giải:

Từ đồ thị ta thấy khoảng thời gian từ a đến e là T2

⇒tab=tbc=tcd=tde=tae4=T8

⇒φab=φbc=φcd=φde=π4rad

Tại thời điểm d,uC=−U0C=−120V

Ta có vòng tròn lượng giác: 

Xét một đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp gồm cuộn dây D và tụ điện C. (ảnh 2)

Từ vòng tròn lượng giác, ta thấy ở thời điểm e,uD=U0D=160V

→ độ lệch pha giữa uD và uC là: φCD=3π4rad

Điện áp cực đại giữa hai đầu đoạn mạch là:

U02=U0C2+U0D2+2U0CU0D.cosΔφCD

⇒U02=1202+1602+2.120.160.cos3π4

⇒U0≈113,3V⇒U=113,32=80,1V

Chọn B.