Đặt điện áp xoay chiều u có giá trị hiệu dụng U không đổi và tần số f thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Biết \(\frac{R}{L}=100\pi \) (rad/s). Nếu tần số f = 50 Hz thì điện áp \({{u}_{R}}\) ở hai đầu điện trở R có giá trị hiệu dụng bằng U. Để \({{u}_{R}}\) trễ pha \(\frac{\pi }{4}\) so với u thì ta phải điều chỉnh tần số f đến giá trị f0. Giá trị f0 gần nhất với giá trị nào sau đây?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai- Khi f = 50 Hz: \({{U}_{R}}=U\to \) mạch có cộng hưởng, nên \(100\pi =\frac{1}{\sqrt{LC}}\left( * \right)\)
- Khi f = f0: \(\tan \left( {{\varphi }_{u}}-{{\varphi }_{i}} \right)=\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R}=1\to {{\omega }_{0}}L-\frac{1}{{{\omega }_{0}}C}=R\left( ** \right)\)
Mà \(\frac{R}{L}=100\pi \to R=100\pi L\xrightarrow{\left( * \right)}C=\frac{1}{{{\left( 100\pi \right)}^{2}}L}\xrightarrow{\left( ** \right)}{{\omega }_{0}}L-\frac{{{\left( 100\pi \right)}^{2}}L}{{{\omega }_{0}}}=100\pi L\)
- \(\omega _{0}^{2}-100\pi {{\omega }_{0}}-{{\left( 100\pi \right)}^{2}}=0\to {{\omega }_{0}}\approx 508,32\to {{f}_{0}}=80,9\,\,Hz.\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Tân Phong