Câu hỏi:
2 năm trước

Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt + φ) (V) (U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở \(R\), tụ điện và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp. Biết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là \({i_1} = \sqrt 5 {\rm{cos(}}\omega {\rm{t + }}\dfrac{\pi }{3})(A)\) . Nếu ngắt bỏ tụ điện \(C\) thì cường độ dòng điện trong mạch là \({i_2} = \sqrt 5 {\rm{cos(}}\omega {\rm{t  - }}\dfrac{\pi }{6})(A)\). Nếu ngắt bỏ cuộn cảm thì cường độ dòng điện trong mạch là

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: b

Sử dụng giản đồ vec tơ ghép:

Lời giải - Đề thi thử THPT QG môn Vật lí Sở Giáo dục và đào tạo Bắc Ninh 2019 - ảnh 1

Vì I bằng nhau nên UR1 = UR2 vậy hình tạo thành là hình vuông

Ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}{Z_1} = \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} \\{Z_2} = \sqrt {{R^2} + {Z_L}^2} \end{array} \right.\)

Vì đạt cùng điện áp hiệu dụng, mà giả thiết hai dòng điện có cùng giá trị hiệu dụng nên ta có:

\({Z_1} = {Z_2} \Leftrightarrow \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}}  = \sqrt {{R^2} + Z_L^2} \)

\( \Leftrightarrow {({Z_L} - {Z_C})^2} = Z_L^2 \Leftrightarrow \left| {{Z_L} - {Z_C}} \right| = {Z_L}\)

\( \Leftrightarrow {Z_C} = 2{{\rm{Z}}_L}\)

Theo bài ra, phương trình điện áp hai đầu đoạn mạch là:

\(u = {U_0}\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)\left( V \right)\)

Độ lệch pha của dòng điện và điện áp trong mạch trong hai lần, lần lượt là:

\(\left\{ \begin{array}{l}\frac{{{Z_C} - {Z_L}}}{R} = \frac{\pi }{3} - \varphi \\\frac{{{Z_L}}}{R} = \varphi  - \left( { - \frac{\pi }{6}} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\frac{{{Z_L}}}{R} = \frac{\pi }{3} - \varphi \\\frac{{{Z_L}}}{R} = \varphi  + \frac{\pi }{6}\end{array} \right.\)

\( \Rightarrow \frac{\pi }{3} - \varphi  = \varphi  + \frac{\pi }{6} \Leftrightarrow \varphi  = \frac{\pi }{{12}}\)

Mà UR1 = UL2 => \(R = {Z_L} = \left| {{Z_L} - {Z_C}} \right| \Rightarrow R = {Z_L} = \dfrac{1}{2}{Z_C}\)

Chuẩn hóa R = 1. Ta có :

\({I_{01}} = \dfrac{U}{{\sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} }} = \dfrac{U}{{\sqrt {{1^2} + {{(2 - 1)}^2}} }} \Rightarrow I = \dfrac{U}{\sqrt 2} V\)

\({I_{03}} = \dfrac{U}{{{Z_C}}} = \dfrac{U}{2} = \sqrt 2 A\)

Mà i3 chỉ có tụ và điện trở nên pha ban đầu của i3 = 1,37 rad

Hướng dẫn giải:

Đoạn mạch RLC nối tiếp có uR cùng pha i, uL sớm pha π/2 so với i và uC chậm pha π/2 so với i

Tổng trở mạch RLC là \(Z = \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} \)

Định luật Ôm cho đoạn mạch : I = U/Z

Câu hỏi khác