Câu hỏi:

22/08/2021 364

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB như hình bên, trong đó cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có diện dung C thay đổi được. Các vôn kế được coi là lí tưởng. Điều chỉnh C để số chỉ vôn kế V₁ đạt cực đại thì thấy khi đó V₁ chỉ 100 V và V₂ chỉ 150 V. Trong quá trình điều chỉnh C, khi số chỉ vôn kế V₂ đạt giá trị cực đại thì số chỉ vôn kế V₁gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 160 V

B. 120 V

C. 45 V

D. 80 V

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Phương pháp:

Sử dụng phương pháp chuẩn hóa số liệu

Điện áp giữa hai đầu điện trở đạt cực đại: $U_{R} = U$ khi trong mạch có cộng hưởng: $Z_{L} = Z_{C}$

Điện áp giữa hai đầu tụ điện: $U = \frac{U . Z_{C}}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}}}$

Điện áp giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại: $U_{C \max} = \frac{U \sqrt{R^{2} + Z_{L}^{2}}}{R} khi Z_{C} = \frac{R^{2} + Z_{L}^{2}}{Z_{L}}$

Cách giải:

Điều chỉnh C để số chỉ vôn kế V₁ đạt giá trị cực đại (U_Rmax), khi đó trong mạch xảy ra cộng hưởng:

$\{\begin{cases} U_{R} = U_{V 1} = U = 100 (V) \\ Z_{L} = Z_{C} \end{cases}$

Số chỉ của vôn kế V₂ là:

$U_{V 2} = U_{C} = \frac{U . Z_{C}}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{c})}^{2}}} = \frac{U . Z_{C}}{R} \Rightarrow 150 = \frac{100. Z_{C}}{R} \Rightarrow Z_{C} = Z_{L} = 1, 5 R$

Chuẩn hóa: $R = 1 \Rightarrow Z_{L} = 1, 5$

Điều chỉnh C để số chỉ của V₂ đạt cực đại, khi đó giá trị dung kháng:

$Z_{C}^{'} = \frac{R^{2} + Z_{L}^{2}}{Z_{L}} = \frac{1^{2} + 1, 5^{2}}{1, 5} = \frac{13}{6}$

Số chỉ của vôn kế V₁ lúc này là:

$U_{V_{1}}^{'} = U_{R}^{'} = \frac{U \cdot R}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C}^{'})}^{2}}} = \frac{100.1}{\sqrt{1^{2} + {(1, 5 - \frac{13}{6})}^{2}}} = \frac{300}{\sqrt{13}} \approx 83, 2 (V)$

Số chỉ của vôn kế V₁ gần nhất với giá trị 80 V

Chọn D

Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Chọn phát biểu đúng. Máy biến áp là thiết bị

A. biến đổi tần số của dòng điện xoay chiều

B. biến đổi dòng xoay chiều thành dòng một chiều

C. làm tăng công suất của dòng điện xoay chiều

D. có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều

Lời giải

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết máy biến áp

Cách giải:

Máy biến áp là thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều

Chọn D

Câu 2

Một sóng ngang truyền trên sợi dây đủ dài với bước sóng 60 cm. Khi chưa có sóng truyền qua, gọi M và N là hai điểm gắn với hai phần tử trên dây cách nhau 85 cm. Hình bên là hình vẽ mô tả hình dạng sợi dây khi có sóng truyền qua ở thời điểm t, trong đó điểm M đang dao động về vị trí cân bằng. Coi biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền sóng. Gọi t + ∆t là thời điểm gần t nhất mà khoảng cách giữa M và N đạt giá trị lớn nhất (với ∆t > 0). Diện tích hình thang tạo bởi M, N ở thời điểm t và M, N thời điểm t + ∆t gần nhất với kết quả nào sau đây?

A. 2230 cm²

B. 2560 cm²

C. 2165 cm²

D. 2315 cm²

Lời giải

Phương pháp:

Độ lệch pha theo tọa độ: $Δ φ = \frac{2 π d}{λ}$

Sử dụng vòng tròn lượng giác

Sử dụng chức năng SHIFT+SOLVE trong máy tính bỏ túi để giải phương trình

Hai điểm có khoảng cách lớn nhất khi chúng đối xứng qua trục Oy Diện tích hình thang: $S = \frac{(|x_{2 M} - x_{1 M}| + |x_{2 N} - x_{1 N}|) \cdot d}{2}$

Cách giải:

Tại thời điểm t, điểm M đang đi lên → sóng truyền từ N tới M

→ Điểm N sớm pha hơn điểm M → điểm N đang đi xuống

Độ lệch pha giữa hai điểm M, N là:

$Δ φ = \frac{2 π d}{λ} = \frac{2 π .85}{60} = \frac{17 π}{6} = 2 π + \frac{5 π}{6} (rad)$

Hai điểm M, N có khoảng cách lớn nhất khi chúng đối xứng qua trục Oy Ta có vòng tròn lượng giác:

Từ vòng tròn lượng giác ta thấy:

$α_{1} + α_{2} = \frac{5 π}{6} - \frac{π}{2} = \frac{2 π}{3} (rad) \Rightarrow \arcsin \frac{7}{A} + \arccos \frac{14}{A} = \frac{2 π}{3} \Rightarrow A \approx 17, 35 (cm)$

Ở thời điểm t + ∆t, hai điểm M, N đối xứng qua trục Oy, ta có:

$\{\begin{cases} x_{2 N} = A \cos (\frac{π}{12} + \frac{5 π}{6}) \approx - 16, 76 (cm) \\ x_{2 M} = A \cos \frac{π}{12} \approx 16, 76 (cm) \end{cases}$

Diện tích hình thang tạo bởi M, N ở thời điểm t và M, N thời điểm t + ∆t là:

$S = \frac{(|x_{2 M} - x_{1 M}| + |x_{2 N} - x_{1 N}|) \cdot d}{2} = \frac{(| 16, 76 - (- 7) | + | - 16, 76 - 14 |) \cdot 85}{2} = 2317, 1 ({cm}^{2})$