Đề bài

Đặt điện áp u = U₀cosωt vào hai đầu đoạn mạch như hình bên. Biết tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đồ thị hình bên mô tả số chỉ của vôn kế V₁ và vôn kế V₂ tương ứng là U_V1 và U_V2 phụ thuộc vào điện dung C. Biết U₃ = 2U₂. Tỉ số \(\frac{{{U_2}}}{{{U_4}}}\) là

• A. \(\frac{{\sqrt 5 }}{4}\).
• B. \(\frac{{\sqrt 5 }}{3}\).
• C. \(\frac{2}{{\sqrt 5 }}\).
• D. \(\frac{1}{{\sqrt 5 }}\).

Phương pháp giải

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị

Khi C thay đổi, điện áp giữa hai đầu điện trở đạt cực đại: U_R = U → mạch có cộng hưởng: Z_L = Z_C

Điện áp giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại: \({U_{C\max }} = \frac{{U\sqrt {{R^2} + {Z_L}^2} }}{R}\) khi \({Z_C} = \frac{{{R^2} + {Z_L}^2}}{{{Z_L}}}\)

Lời giải của GV Loigiaihay.com

Từ đồ thị ta thấy khi \({{Z}_{C}}={{Z}_{C1}}~\Rightarrow {{U}_{V1max}}={{U}_{3}}=U\) → mạch có cộng hưởng: Z_L = Z_C1

Khi đó: \({U_{V2}} = {U_C} = {U_2} \Rightarrow \frac{{U{Z_{C1}}}}{R} = {U_2}\)

Ta có: \({U_3} = 2{U_2} \Rightarrow U = 2\frac{{U.{Z_{C1}}}}{R} \Rightarrow R = 2{Z_{C1}} = 2{Z_L}\)

\( \Rightarrow {U_2} = \frac{{U{Z_{C1}}}}{R} = \frac{{U.{Z_L}}}{R} = \frac{U}{2}\)

Khi \({Z_C} = {Z_{C2}} \Rightarrow {U_{V2\max }} = {U_{C\max }} = {U_4} \Rightarrow {U_4} = \frac{{U\sqrt {{R^2} + {Z_L}^2} }}{R}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {U_4} = \frac{{U\sqrt {{R^2} + {Z_L}^2} }}{R} = \frac{{U.\sqrt {4{Z_L}^2 + {Z_L}^2} }}{{2{Z_L}}} = \frac{{U\sqrt 5 }}{2}\\ \Rightarrow \frac{{{U_2}}}{{{U_4}}} = \frac{{\frac{U}{2}}}{{\frac{{U\sqrt 5 }}{2}}} = \frac{1}{{\sqrt 5 }}\end{array}\)

Đáp án : D