Câu hỏi:
2 năm trước
Một cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung thay đổi được rồi mắc vào nguồn điện xoay chiều có biểu thức \(u = {U_0}cos\left( {\omega t} \right)V\). Thay đổi điện dung của tụ điện để công suất toả nhiệt trên cuộn dây đạt cực đại, khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ là \(2{U_0}\), điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây là:
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: c
Ta có, mạch gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ, trên cuộn dây tỏa nhiệt => cuộn dây không thuần cảm (có điện trở trong \(r \ne 0\) )
+ Công suất tỏa nhiệt trên cuộn dây: \({P_d} = {I^2}r = \dfrac{{{U^2}}}{{{Z^2}}}r = \dfrac{{{U^2}}}{{{r^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}r\)
\( \to {P_{{d_{max}}}}\) khi \({Z_L} = {Z_C}\)
=> Tổng trở của mạch \(Z = r\), cường độ dòng điện trong mạch \(I = \dfrac{U}{r}\)
+ Theo đầu bài, ta có:
\({U_C} = 2{U_0}\)
Mà
\({U_C} = I.{Z_C} = \dfrac{U}{r}{Z_C} = \dfrac{{{U_0}}}{{\sqrt 2 r}}{Z_C} = 2{U_0}\)
\( \to {Z_C} = 2\sqrt 2 r = {Z_L}\) (1)
+ Hiệu điện thế hiệu dụng trên hai đầu cuộn dây:
\({U_d} = I.{Z_d} = \dfrac{U}{r}\sqrt {{r^2} + Z_L^2} \) (2)
Thế (1) vào (2) ta được: \({U_d} = \dfrac{U}{r}\sqrt {{r^2} + {{\left( {2\sqrt 2 r} \right)}^2}} = 3U = \dfrac{{3{U_0}}}{{\sqrt 2 }}\)
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng biểu thức tính công suất: \(P = UIcos\varphi = \dfrac{{{U^2}}}{{{Z^2}}}R\)
+ Sử dụng biểu thức: \(U = IZ\)
Câu hỏi khác
- Bài tập mạch RLC mắc nối tiếp có lời giải MÔN LÝ lớp 12
- Bài tập các mạch điện xoay chiều có lời giải MÔN LÝ lớp 12
- Bài tập pha u,i - viết phương trình u, i có lời giải MÔN LÝ lớp 12
- Bài tập lý thuyết đại cương về dòng điện xoay chiều có lời giải MÔN LÝ lớp 12
- Bài tập đại cương dòng điện xoay chiều có lời giải MÔN LÝ lớp 12
