Đặt điện áp u=U0cosωt (U0 và ω không đổi) vào hai đầu một mạch điện gồm biến trở R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất tiêu thụ mạch điện theo độ lệch pha φ giữa điện áp u so với dòng điện qua mạch. Khi biến trở có giá trị lần lượt là R1,R2 và R0 thì độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện tương ứng là φ1,φ2 và φ0. Biểu thức M=R1.R2R20 có giá trị là:
Trả lời bởi giáo viên
+ Công suất của đoạn mạch:
P=U.I.cosφ=U2.RR2+(ZL−ZC)2
Công suất của đoạn mạch cực đại khi biến trở R có giá trị R0=|ZL−ZC|
+ Từ đồ thị ta thấy với hai giá trị khác nhau của φ mà P1=P2=23Pmax
\to \dfrac{{{U^2}R}}{{{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}} = \dfrac{2}{3}\dfrac{{{U^2}{R_0}}}{{R_0^2 + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}
\to \dfrac{{{U^2}R}}{{R_0^2 + {R^2}}} = \dfrac{2}{3}\dfrac{{{U^2}{R_0}}}{{2{\rm{R}}_0^2}} \to {R^2} - 3{{\rm{R}}_0}R + R_0^2 = 0 (1)
{R_1} và {R_2} là 2 nghiệm của phương trình (1) \to {R_1}{R_2} = R_0^2
Vậy M = \dfrac{{{R_1}{R_2}}}{{R_0^2}} = 1
Hướng dẫn giải:
Đây là bài toán đồ thị sự phụ thuộc của công suất P theo \varphi (độ lệch pha giữa u và i). Đối với bài toán này chúng ta cần xác định được liên hệ giữa P và Pmax để từ đó tìm ra mối liên hệ giữa R và R0.