Đặt hiệu điện thế xoay chiều \(u={{U}_{0}}\cos (100\pi t+\varphi )\)(V) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp theo đúng thứ tự gồm \({{R}_{1}},{{R}_{2}}({{R}_{1}}=2{{\text{R}}_{2}})\) và cuộn thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. 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. Xác định góc lệch pha cực đại đó.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKhi\(\omega \) thay đổi:
1) ULmax khi \({{\omega }_{L}}=\frac{1}{C{{Z}_{r}}}\)chuẩn hoá
\(\left\{ \begin{align} & {{Z}_{C}}=1 \\ & {{Z}_{L}}=n \\ & R=\sqrt{2n-2} \\ \end{align} \right.\)
\(\Rightarrow {{U}_{Lmax}}=\frac{U}{\sqrt{1-{{n}^{-2}}}}\)
2) UCmax khi \({{\omega }_{L}}=\frac{{{Z}_{r}}}{L}\)chuẩn hoá
\(\left\{ \begin{align} & {{Z}_{L}}=1 \\ & {{Z}_{C}}=n \\ & R=\sqrt{2n-2} \\ \end{align} \right.\)
\(\Rightarrow {{U}_{Cmax}}=\frac{U}{\sqrt{1-{{n}^{-2}}}}\)
Với \(n=\frac{{{\omega }_{L}}}{{{\omega }_{C}}}=\frac{1}{1-\frac{{{R}^{2}}C}{2L}}>1\)
3) UL = U khi \({{\omega }_{1}}=\frac{{{\omega }_{L}}}{\sqrt{2}}\)
4) UC = U khi \({{\omega }_{2}}={{\omega }_{C}}\sqrt{2}\)
\(\Rightarrow n=\frac{{{\omega }_{L}}}{{{\omega }_{C}}}=\frac{{{\omega }_{1}}\sqrt{2}}{{{\omega }_{2}}/\sqrt{2}}=1,4\Rightarrow {{U}_{L\max }}=\frac{U}{\sqrt{1-{{n}^{-2}}}}=\frac{100}{\sqrt{1-1,{{4}^{-2}}}}\approx 143\left( V \right)\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Gia Viễn
