Đặt điện áp \(u = U\sqrt 2 \cos \left( {\omega t} \right)V\) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm đèn sợi đốt có ghi 220V – 100W, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Khi đó đèn sáng đúng công suất định mức. Nếu nối tắt hai bản tụ điện thì đèn chỉ sáng với công suất bằng 50W. Trong hai trường hợp, coi điện trở của đèn như nhau, bỏ qua độ tự cảm của đèn. Dung kháng của tụ điện không thể là giá trị nào trong các giá trị sau?
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐiện trở của bóng đèn: \(R = \frac{{U_{dm}^2}}{{{P_{dm}}}} = 484\Omega \)
Lúc đầu đèn sáng bình thường:
\(P = R{I^2} = 100W\)
Khi nối tắt tụ C: \({P^,} = R{I^{,2}} = 50W\)
Ta có:
\(\begin{array}{l} \frac{{{I^,}}}{I} = \frac{Z}{{{Z^2}}} = \frac{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }}{{\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }}\frac{1}{{\sqrt 2 }}\\ \Leftrightarrow Z_L^2 - 4{Z_C}{Z_L} + {R^2} + 2Z_C^2 = 0 \end{array}\)
Điều kiện để phương trình có nghiệm:
\(\begin{array}{l} {\Delta ^,} = 4Z_C^2 - {R^2} - 2Z_C^2 \ge 0\\ \Rightarrow {Z_C} \ge \frac{R}{{\sqrt 2 }} = 342\Omega \end{array}\)
Vậy ZL không thể có giá trị 274Ω
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG 2020 môn Vật lý
Trường THPT Thoại Ngọc Hầu