Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần L thành một mạch dạo động thì trong mạch có dao động điện từ tự do với chu kì [r]
Trang 1PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CẤP NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG BAN ĐẦU
CHO MẠCH DAO ĐỘNG LC
I PHƯƠNG PHÁP GIẢI
+ Ban đầu khóa k ở chốt (1), tụ điện được tích điện (nếu thời gian đủ dài) đến hiệu điện thế bằng suất
điện động E của nguồn Năng lượng điện mà tụ tích được là:
W=CE2/2
+ Chuyển khóa k sang chốt (2), tụ phóng điện qua cuộn dây Năng lượng điện chuyển dần thành năng
lượng từ trên cuộn dây Như vậy hiệu điện thế cực đại trong quá trình dao động chính là hiệu điện thế ban đầu của tụ U0 = E, năng lượng điện ban đầu mà tụ tích được từ nguồn chính là năng lượng toàn phần
(năng lượng điện từ) của mạch dao động
II PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Ví dụ 1: Trong mạch dao động bộ tụ điện gồm hai tụ điện C1, C2 giống nhau được cấp một năng lượng
1μJ từ nguồn điện một chiều có suất điện động 4V Chuyển khoá K từ vị trí 1 sang vị trí 2 Cứ sau những khoảng thời gian như nhau 1μs thì năng lượng trong tụ điện và trong cuộn cảm lại bằng nhau Xác định
cường độ dòng điện cực đại trong cuộn dây ?
A 0,787A
B 0,785A
C 0,786A
D 0,784A
Hướng dẫn giải
Chọn B
Trang 2Cứ sau những khoảng thời gian như nhau 1μs thì năng lượng trong tụ điện và trong cuộn cảm lại bằng
nhau (WC1 + WC2 = WL ) → T/4 = 1μs → T = 4μs
→ Độ tự cảm:
Mặt khác ta có:
Ví dụ 2: Hai tụ điện C1 = C2 = 10μF mắc song song Nối hai đầu bộ tụ với ắc qui có suất điện động E =
6V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L = 1mH để tạo thành mạch dao
động Sau khi dao động trong mạch đã ổn định, tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có giá trị i = 0,5A
thì hiệu điện thế giữa hai đầu bộ tụ bằng:
A 4,85V
B 3,50V
C 5,50V
D 1,50V
Hướng dẫn giải
Chọn A
Hai tụ C1, C2 mắc song song thì điện dung của bộ tụ là:
Cb = C1 + C2 = 20μF
Năng lượng cung cấp cho mạch dao động:
Trang 3Khi i = 0,5A, năng lượng từ trường:
Khi đó năng lượng điện trường:
WC = W – WL = 2,35.10-4 J
Mà
III BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Nếu nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với điện trở thuần R = 1 Ω vào
hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động không đổi và điện trở trong r thì trong mạch có dòng điện không đổi cường độ I Dùng nguồn điện này để nạp điện cho một tụ điện có điện dung C = 2.10-6 F Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần L thành một mạch dạo động thì trong mạch có dao động điện từ tự do với chu kì bằng π.10-6 s và cường độ dòng điện cực đại bằng 8I Giá trị của r bằng:
A 1 Ω B 2 Ω C 2,5 Ω D 0,5 Ω
Câu 2: Một mạch dao động lý tưởng gồm cuộn dây có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C, cung cấp
cho tụ một năng lượng bằng cách ghép tụ vào nguồn điện không đổi có suất điện động E = 2 V Mạch
thực hiện dao động điện từ với biểu thức năng lượng từ WL = 2.10-8cos2ωt(J) Điện dung của tụ (F) là :
A 5.10-7 F B 2,5.F C 4 F D 10-8 F
Trang 4L t) (μJ) Giá trị lớn nhất của điện tích trên bản tụ là
A 2 μC B 0,4 μC C 4 μC D 0,2 μC
Câu 4: Nếu nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với điện trở thuần R = 1 Ω vào
hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động không đổi và điện trở trong r thì trong mạch có dòng điện không đổi cường độ I Dùng nguồn điện này để nạp điện cho một tụ điện có điện dung C = 1 μF Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần L
thành một mạch dạo động thì trong mạch có dao động điện từ tự do với tần số góc bằng 106 rad/s và
cường độ dòng điện cực đại bằng 2,5I Giá trị của r bằng:
A 1 Ω B 2 Ω C 1,5 Ω D 0,5 Ω
Câu 5: Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ có điện dung
Dùng nguồn điện một chiều có suất điện động 6 V cung cấp cho mạch một năng lượng 5 μJ thì cứ sau
khoảng thời gian ngắn nhất 1 μs dòng điện trong mạch triệt tiêu Xác định L ?
A 32
6 , 3
6 , 1
6 , 3
Trang 5Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng
xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học
trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn
THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG
dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc
Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III Kênh học tập miễn phí
các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi
miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí