Một hộp kín X chỉ chứa một trong 3 phần tử là R hoặc tụ điện C

Câu hỏi :

Một hộp kín X chỉ chứa một trong 3 phần tử là R hoặc tụ điện có điện dung C hoặc cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đặt vào 2 đầu hộp X một điện áp xoay chiều có phương trình u = U0cosωt (với U0 không đổi, ω thay đổi được). Khi ω = 100π rad/s thì thấy điện áp và dòng điện trong mạch ở thời điểm t1 có giá trị lần lượt là i1 = 1A, u = 100√3V, ở thời điểm t2 thì i2 = √3A, u2 = 100V. Khi ω = 200π rad/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 2 A. Hộp X chứa:

A. Điện trở thuần R = 100Ω    

B. Cuộn cảm thuần có L = 1/πH

C. Tụ điện có điện dung C = 10-4/π F  

D. Chứa cuộn cảm có L = 1/2πH

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

Vì \(\frac{{{u_1}}}{{{i_1}}} \ne \frac{{{u_2}}}{{{i_2}}} \Rightarrow \) X không chứa R, do đó X chỉ có thể là L hoặc C

+ Ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}
\frac{I}{{I_0^2}} = \frac{{{{100}^2}.3}}{{U_0^2}} = 1\\
\frac{3}{{I_0^2}} + \frac{{{{100}^2}}}{{U_0^2}} = 1
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{I_0} = 2A \Rightarrow I = \sqrt 2 \\
{U_0} = 200V
\end{array} \right.\) 

+ Khi ω = 200π rad/s => dòng điện hiệu dụng \({I^/} = 2A > I\) 

+ Nhận thấy ω tăng thì I tăng => Z giảm => mạch chứa C

+ Ta có: \({Z_C} = \frac{{{U_0}}}{{{I_0}}} = 100\Omega  \Rightarrow C = \frac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }\) (F) 

Copyright © 2021 HOCTAP247