Question

Đoạn mạch A, B được mắc nối tiếp theo thứ tư, cuộn dây với hệ số tự cảm  L = 2 5 π H , biến trở R và tụ điện có điện dung  C = 10 − 2 25 π F . Điểm M là điểm nối giữa R và C. Nếu mắc vào hai đầu A, M một ắc quy có suất điện động 12V và điện trở trong  4 Ω điều chỉnh R   =   R 1 thì có dòng điện cường độ 0,1875A. Mắc vào A, B một hiệu điện thế  u = 120 2 cos 100 π t   V  rồi điều chỉnh R   =   R 2 thì công suất tiêu thụ trên biến trở đạt cực đại bằng 160W. Tỷ số R 1   :   R 2  là

A. 1,6

B. 0,25

C. 0,125

D. 0,45

Answer 1

Đáp án A

Phương pháp: Sử dụng hệ thức của định luật  Ôm và công thức tính công suất tiêu thụ

Cách giải:

Giả sử cuộn dây thuần cảm:

Ta có, khi R   =   R 2  công suất tiêu thụ trên biến trở cực đại

Khi đó ta có:  R 2   =   | Z L   -   Z C   |   =   40   -   25   =   15 W

Mặt khác:  P R 2 = U 2 2 R 2 = 120 2 2.15 = 480 ≠ 160

⇒ điều giả sử ban đầu là sai

⇒  Cuộn dây không thuần cảm có điện trở r

- Ta có:

+ Ban đầu khi mắc vào hai đầu A, M một ắc quy có suất điện động E = 12V, điện trở trong r 1   =   4 W thì  I 1   =   0 , 1875

Theo định luật Ôm, ta có:  I 1 = E R b + r = E R 1 + r + r 1 → R 1 + r 1 + r = E I 1 = 64 → R 1 + r = 60 Ω ( 1 )

+ Khi mắc vào A,B một hiệu điện thế  u = 120 2 cos 100 π t , R   =   R 2  thì công suất tiêu thụ trên biến trở cực đại và bằng 160W

Ta có:

Công suất trên biến trở R đạt cực đại khi  R 2 2 = r 2 + Z L − Z C 2 ( 2 )

Mặt khác, ta có:

Công suất trên R 2 :  P = U 2 ( R 2 + r ) 2 + Z L − Z C 2 R 2 = 160 W → R 2 ( R 2 + r ) 2 + Z L − Z C 2 = 160 120 2 = 1 90

90 R 2 = 2 R 2 2 + 2 r R → R 2 + r = 45

Kết hợp với (2) ta được:  R 2 2 = ( 45 − R 2 ) 2 + 15 2 → R 2 = 25 Ω , r = 20 Ω

Với r = 20W thay vào (1)  ⇒ R 1   =   60   -   20   =   40 Ω

→ R 1 R 2 = 40 25 = 1,6