Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức \(u={{U}_{0}}\cos \omega t\) (V) trong đó \({{U}_{0}},\omega \) không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Tại thời điểm t1 điện áp tức thời ở hai đầu RLC lần lượt là \({{u}_{R}}=50\text{V},{{u}_{L}}=30\text{V},{{u}_{C}}=-180\text{V}.\)Tại thời điểm t2, các giá trị trên tương ứng là \({{u}_{R}}=100V,{{u}_{L}}={{u}_{C}}=0V.\) Điện áp cực đại ở hai đầu đoạn mạch là
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có:
\(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{u}_{R}}={{U}_{0R}}.\cos (\omega t+\varphi ) \\ {{u}_{L}}={{U}_{0L}}.\cos \left( \omega t+\varphi +\frac{\pi }{2} \right) \\ {{u}_{C}}={{U}_{0C}}.\cos \left( \omega t+\varphi -\frac{\pi }{2} \right) \\ \end{array} \right.\)
Do \({{u}_{C}}\) và \({{u}_{L}}\)vuông pha với \({{u}_{R}}\)
+ Tại t2 khi \({{u}_{L}}={{u}_{C}}=0\Rightarrow {{u}_{R}}={{U}_{0R}}=100\text{V}\)
+ Tại thời điểm t1, áp dụng hệ thức độc lập với thời gian của hai đại lượng vuông pha ta có:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{{\left( {\frac{{{u_R}}}{{{U_{0R}}}}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{{{u_L}}}{{{U_{0L}}}}} \right)}^2} = 1}\\
{{{\left( {\frac{{{u_R}}}{{{U_{0R}}}}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{{{u_C}}}{{{U_{0C}}}}} \right)}^2} = 1}
\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{\frac{{{{50}^2}}}{{{{100}^2}}} + \frac{{{{30}^2}}}{{U_{0L}^2}} = 1 \Rightarrow {U_{0L}} = 20\sqrt 3 V}\\
{\frac{{{{50}^2}}}{{{{100}^2}}} + \frac{{{{180}^2}}}{{U_{0C}^2}} = 1 \Rightarrow {U_{0C}} = 120\sqrt 3 V}
\end{array}} \right.\)
Điện áp cực đại ở hai đầu đoạn mạch:
\({{U}_{0}}=\sqrt{U_{0R}^{2}+{{\left( {{U}_{0L}}-{{U}_{0C}} \right)}^{2}}}=\sqrt{{{100}^{2}}+{{(20\sqrt{3}-120\sqrt{3})}^{2}}}=200\text{V}\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi - Hải Dương