Một mạch điện xoay chiều AB gồm một điện trở thuần R, một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, một tụ điện có điện dung C thay đổi được, mắc nối tiếp theo đúng thứ tự. Điểm M nằm giữa cuộn cảm và tụ điện. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều u = U 2 cos ω t . Các đại lượng R, L, U, ω không đổi. Điều chỉnh C sao cho điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực đại, lúc này: điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R là 150V; điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AB là 150 6 V ; điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AM là 50 6 V . Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AB là:
A. 150 V
B. 300 V
C. 100 3 V
D. 150 2 V
Đáp án B
Phương pháp giải: Sử dụng các công thức của bài toán điện dung của tụ điện thay đổi
Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ đạt giá trị cực đại thì uRL vuông pha với u
Ta có giản đồ véc tơ như hình bên
Khi đó u R L 2 U 0 R L 2 + u 2 U 0 2 = 1 ⇔ 50 2 .6 U 0 R L 2 + 150 2 .6 U 0 2 = 1 1
Mặt khác, từ hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có:
1 U 0 R L 2 + 1 U 0 2 = 1 U 0 R 2 = 1 150 2 .2 2
Giải (1) và (2) ta thu được U 0 2 = 180000 ⇒ U 0 = 300 2 ⇒ U = 300 V