Cho mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần, một cuộn cảm thuần và một tụ điện mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số góc ω thay đổi được. Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm lần lượt là UC, UL phụ thuộc vào ω, chúng được biểu diễn bằng các đồ thị như hình vẽ, tương ứng với các đường UC, UL. Khi \(\omega =\omega _1\) thì UC đạt cực đại Um, Khi \(\omega =\omega _2\) thì UL đạt cực đại Um. Giá trị của \(\omega _1\) và \(\omega _2\) gần giá trị nào nhất sau đây :
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Trên đồ thị, điện áp hiệu dụng của mạch : U=120V.
+ Tại điểm giao nhau G của 2 đồ thị cho ta: UCG = ULG >U
Tại: \( \to {\omega _R} = 330rad/s\)
Ta có: \( {Z_{CG}} = {Z_{LG}} \to {\omega _R}L = \frac{1}{{{\omega _R}C}} \to {\omega _R}^2 = \frac{1}{{LC}} = {330^2}(1)\)
+ Trên đồ thị cho ta :
120 V = 4 khoảng => Mỗi khoảng 120 V/4 =30 V.
Um = 6 khoảng => Um = 30. 6 = 180V
+ Dùng công thức:
\(\begin{array}{l} U_C^{\max } = U_L^{\max } = \frac{U}{{\sqrt {1 - \frac{1}{{{n^2}}}} }} \to \sqrt {1 - \frac{1}{{{n^2}}}} = \frac{U}{{U_L^{\max }}} \to 1 - \frac{1}{{{n^2}}} = {\left( {\frac{{120}}{{180}}} \right)^2} = \frac{4}{9}\\ \to \frac{1}{{{n^2}}} = \frac{5}{9} \to n = \frac{3}{{\sqrt 5 }} \to {\omega _1} = \frac{{{\omega _R}}}{{\sqrt n }} = \frac{{330}}{{\sqrt 3 }}.\sqrt[4]{5} \approx 285rad/s \end{array}\)
+ \( \to {\omega _2} = \sqrt n {\omega _R} = \frac{{\sqrt 3 }}{{\sqrt[4]{5}}}.330 = 382rad/s\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật lý năm 2020
Trường THPT Tôn Đức Thắng lần 2