Đoạn mạch gồm một cuộn dây có điện trở R và độ tự cảm L nối tiếp với một tụ điện biến đổi có điện dung thay đổi được . Điện áp xoay chiều ở hai đầu đoạn mạch là u=U√2cos(ωt)V. Khi C=C1 thì công suất mạch là P=200W và cường độ dòng điện qua mạch là i=I√2cos(ωt+π3)A. Khi C=C2 thì công suất cực đại. Công suất của mạch khi C=C2 là:
Phương pháp giải
+ Sử dụng biểu thức tính độ lệch pha của u so với i: tanφ=ZL−ZCR
+ Sử dụng biểu thức tính công suất: P=UIcosφ=U2Z2R
+ C biến thiên để Pmax => cộng hưởng điện
Lời giải của Tự Học 365
- Khi C=C1 :
+ Khi C=C1 ta có độ lệch pha của u so với i là: φ=0−π3=−π3
Mặt khác, ta có:
tanφ=ZL−ZC1R↔tan(−π3)=ZL−ZC1R
→ZC1−ZL=√3R (1)
+ Công suất của mạch khi đó: P1=U2Z21R=U2R2+(ZL−ZC1)2R (2)
Thay (1) vào (2), ta được: P1=U2R2+3R2R=U24R (3)
- KhiC=C2:
+ Khi C=C2 thì công suất cực đại => Mạch xảy ra cộng hưởng →ZL=ZC2
+ Công suất khi đó: P2=U2R (4)
Lấy (3)(4) ta được: P1P2=14→P2=4P1=4.200=800W
Đáp án cần chọn là: c
Vật lý Lớp 12