Bài 23: Mạch dao động. Dao động điện từ

Nhận xét sự đổi dấu điện tích trên mỗi bản tụ, sự đổi chiều dòng điện trong mạch, trong một chu kì... Năng l ợng điện từ của mạch LCNăng l ợng toàn phần của mạch dao động bằng: const C

Dao động và sóng điện từ

Giỏo viờn: Trần Viết Thắng

TR ƯỜNG THPT CHU VĂN AN NG THPT CHU V N AN ĂN AN

THÁI NGUYấN CHƯƠNG IV

Mạch dao dao động Dao động điện từ

Đ óng K vào chốt 1, dự đoán hiện t ợng xảy ra khi chuyển K sang chốt 2 (R đủ lớn)

-K

1

2

C

R

A Không có hiện t ợng gì xảy ra

B Tụ điện phóng điện, có dòng

điện qua R trong thời gian dài.C.Tụ phóng điện, có dòng

điện qua R, tụ nhanh chóng mất điện tích.

D Tụ phóng điện qua R, điện tích trên các bản tụ đổi dấu tuần hoàn theo thời gian.

.A Đ.A : C

Phiếu học tập - Số 1 1

Đóng K vào chốt 1, sau đó

đóng K vào chốt 2.

Hiện t ợng xảy ra trong

mạch LC nh thế nào?

A

K

-1

2

C

L( r = 0)

B

Theo định luật bảo toàn năng l ợng: năng l ợng toàn phần của mạch dao động, bao gồm năng l ợng điện tr ờng W C và năng l ợng từ tr ờng W L , không đổi theo thời gian Vào thời điểm t,

điện tích của một bản tụ là q, dòng điện qua cuộn cảm là i Ta có:

hay: Li const

C

q



 2 2

2 2

Lấy đạo hàm hai vế theo thời gian:   0

dt

di Li dt

dq C

q

dt

dq

i 

2

2

q dt

q

d dt

di





nên:

0

"



 Lq C

q

 "  1 q  0

LC

q

hay: q"   2q  0 với:

LC

1





I Khảo sát định l ợng dao động điện trong mạch

dao động LC

W C + W L = W = const

Ph ơng trình xác định điện tích q trên mỗi bản của tụ điện:

0

2

"



Nghiệm của ph ơng trình có dạng:

    

Điện tích q của mỗi bản tụ biến đổi điều hoà

theo thời gian với tần số góc ω



Biên độ dao động q o và pha ban đầu phụ thuộc vào

kích thích ban đầu và việc chọn gốc thời gian.



t q

q  o cos 

ta có:

Ví dụ: trong mạch điện ta xét, chọn t=0 khi chuyển K từ 1 sang 2 Tại t= 0, điện tích bản A là q o ;  = 0

Io

0

- Io

- qo

(2)

(1)

t

Đ å thÞ (2)biÓu diÔn i(t)

0





2

T

4

T

4

3T

T

t q

q  o cos 

















2

cos t  I

§å thÞ (1) biÓu diÔn q(t);

i = 0 (t = 0)

+qo -qo

+

o

q





i=

(t = T)

i =

(t =

A - + B

B A

(t = T/4) i = 0

t = 3T/4 i = 0

T/2)

o

q



Đ.A iền các thông tin còn thiếu Nhận xét sự đổi dấu điện tích trên mỗi bản tụ, sự đổi chiều dòng điện trong mạch, trong

một chu kì.

II Năng l ợng điện từ của mạch LC

Năng l ợng toàn phần của mạch dao động bằng:

const C

q W

W

2

2

Trong quá trình dao động điện từ, có sự

chuyển đổi từ năng l ợng điện tr ờng thành năng l ợng từ tr ờng, và ng ợc lại, nh ng tổng của chúng thì không đổi.

Dao động điện từ điều hoà xảy ra trong mạch LC sau khi

từ bên ngoài là dao động điện từ tự do.

Điện tích của tụ điện q, c ờng độ dòng điện chạy qua cuộn cảm i và hiệu điện thế u giữa hai bản tụ điện biến đổi điều hoà theo thời gian cùng tần số góc:

LC

1





Trong quá trình dao động điện từ, có sự chuyển hoá qua lại giữa năng l ợng điện và năng l ợng từ của mạch Tổng

của chúng, là năng l ợng toàn phần của mạch có giá trị

không đổi.

( tần số góc riêng của mạch LC)

Điện tích của tụ điện trong một mạch dao động biến thiên theo thời gian theo hàm số:

q 2 10 9 cos 2 107

Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10 -4 H.

1) biểu thức của c ờng độ dòng điện tức thời

trong mạch

3) điện dung của tụ điện.

2) năng l ợng toàn phần của mạch điện.

H y chọn ph ơng án đúng xác định:ãy chọn phương án đúng xác định:

Biểu thức c ờng độ dòng điện trong mạch (theo dơn vị A) l à :

A.















 

2

10 2 cos 10

.

t i

B.















2

10 2 cos 10

.

i

C.

 t 

i 4 102 cos 2 107



i 4 10 2 cos 2 107

D.

Điện tích của tụ điện trong một mạch dao động biến thiên theo thời gian theo hàm số:

q 2 10 9 cos 2 107

Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10 -4 H.

H y chọn ph ơng án đúng xác định:ãy chọn phương án đúng xác định:

Điện tích của tụ điện trong một mạch dao động biến thiên theo thời gian theo hàm số:

q 2 10 9 cos 2 107

Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10 -4 H.

H y chọn ph ơng án đúng xác định:ãy chọn phương án đúng xác định:

2) Năng l ợng toàn phần của mạch điện:

A. 1,6.10-3 J B. 1,6.10-7 J C. 8.10-7 J D 8.10-3 J

Điện tích của tụ điện trong một mạch dao động biến thiên theo thời gian theo hàm số:

q 2 10 9 cos 2 107

Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10 -4 H.

H y chọn ph ơng án đúng xác định:ãy chọn phương án đúng xác định:

3) Điện dung của tụ điện:

A. C = 25.10-12 F

B C = 25.10-6F

C. C = 12,5.10-12 F

D. C = 12,5.10-6 F

Bài giải

1) B Dòng điện i sớm pha so với hiệu điện thế u,

mà u cùng pha với điện tích q, nên biểu thức c ờng độ dòng

điện tức thời là:

2



















2

10 2 cos 7 

t I



 

Vì













2

10 2 cos 10

.

t

L

2 25 10







2) C Năng l ợng toàn phần của mạch:

C

q

2

2



q q

I q

o o

o

2 2

2 2

0       nên: q o2 I o2LC

vậy:

2 2

2

2

o

C

q



=>

Chọn B

Chọn C Chọn A