Cho mạch điện như hình vẽ, \(u = 120\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t} \right)\left( V \right);\) cuộn dây \(r = 15\Omega ,L = \frac{2}{{25\pi }}\left( H \right),\) C là tụ điện biến đổi. Điện trở vôn kế lớn vô cùng. Điều chỉnh C để số chỉ vôn kế lớn nhất. Tìm số chỉ vôn kế lúc này:
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có: \(\left\{ \begin{array}{l} r = 15\Omega \\ {Z_L} = \omega L = 100\pi .\frac{2}{{25\pi }} = 8\Omega \end{array} \right.\)
Số chỉ của vôn kế: \({U_V} = {U_{rL}} = \frac{{U\sqrt {{r^2} + Z_L^2} }}{{\sqrt {{r^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }}\)
C thay đổi để UV max khi mạch xảy ra cộng hưởng điện: \({Z_L} = {Z_C} \Rightarrow C = \frac{1}{{{\omega ^2}L}} = \frac{1}{{{{\left( {100\pi } \right)}^2}.\frac{2}{{25\pi }}}} = \frac{{{{10}^{ - 2}}}}{{8\pi }}F\)
Số chỉ vôn kế lớn nhất: \({U_V} = {U_{rL}} = \frac{{U\sqrt {{r^2} + Z_L^2} }}{{\sqrt {{r^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }} = \frac{{120\sqrt {{{15}^2} + {8^2}} }}{{15}} = 136V\)
Chọn C.
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý
Trường THPT Trần Văn Lan