Tính cường độ dòng điện cực đại, cường độ dòng điện, năng lượng điện trường, năng lượng từ trường trong mạch lúc điện áp giữa hai bản tụ là 2 V.. Công suất cần cung cấp để duy trì dao[r]
Trang 11 Năng lượng của mạch dao động LC lí tưởng
Các kết luận rút ra từ đồ thị:
- Trong một chu kì có 4 lần động năng bằng thế năng
- Khoảng thời gian giữa hai lần động năng bằng thế năng liên tiếp là T
4
- Từ thời điểm động năng cực đại hoặc thế năng cự đại đến lúc động năng bằng thế năng là T
8
- Động năng và thế năng có đồ thị là đường hình sin bao quang đương thẳng
2 2
mω A
4
- Đồ thị cơ năng là đường thẳng song song với trục Ot
2 Bài tập vận dụng:
Câu 1: Cho một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung C = 5 F và một cuộn thuần cảm có
độ tự cảm L = 50 mH Biết điện áp cực đại trên tụ là 6 V Tìm năng lượng điện trường và năng lượng từ
trường trong mạch khi điện áp trên tụ điện là 4 V và cường độ dòng điện i khi đó
Hướng dẫn giải:
Năng lượng của mạch dao động: 2 5
0
1
2
Năng lượng điện trường: 1 2 5
W Cu 4.10 J
Trang 2Năng lượng từ trường: 5
W W W 5.10 J
Cường độ dòng điện i: 2Wt
L
Câu 2: Trong một mạch LC, L = 25 mH và C = 1,6 F ở thời điểm t = 0, cường độ dòng điện trong mạch
bằng 6,93 mA, điện tích ở trên tụ điện bằng 0,8 C Năng lượng của mạch dao động
A 0,8.10-6J B 0,7.10-6J C 0,9.10-6J D 0,6.10-6J
Hướng dẫn giải:
Ta có: W =
2
1 q2
C + 2
1
Li2 = 0,8.10-6J
Chọn đáp án A
Câu 3: Một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung 0,125 F và một cuộn cảm có độ tự cảm
50 H Điện trở thuần của mạch không đáng kể Điện áp cực đại giữa hai bản tụ điện là 3 V Tính cường độ dòng điện cực đại, cường độ dòng điện, năng lượng điện trường, năng lượng từ trường trong mạch lúc điện
áp giữa hai bản tụ là 2 V
Hướng dẫn giải:
Cường độ dòng điện cực đại: I0 =
L
C
U0 = 0,15 A
Cường độ dòng điện i: 2Wt
L
Năng lượng của mạch dao động: W =
2
1
CU20= 0,5625.10-6 J
Năng lượng điện trường: WC =
2
1
Cu2 = 0,25.10-6 J
Năng lượng từ trường: Wt = W – WC = 0,3125.10-6
J
Câu 4: Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm 27 H, và tụ điện có điện dung 3000 pF; điện trở thuần của cuộn dây và dây nối là 1 Ω; điện áp cực đại giữa hai bản tụ điện là 5 V Công suất cần cung cấp để duy trì dao động của mạch trong một thời gian dài
Trang 3A 1,8.10-6W B 1,75.10-6W C 1,65.10-6W D 1,39.10-6W
Hướng dẫn giải:
Ta có: I0 = q0 = CU0 = U0 C
L = 57,7.10-3 A Công suất cần cung cấp để duy trì dao động của mạch trong một thời gian dài:
P =
2
0
I R
2 = 1,39.10-6 W
Chọn đáp án D
Câu 5: Hai tụ điện C1 = C2 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 để tạo thành mạch dao động Sau khi dao động trong mạch đã ổn định, tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng một nữa giá trị dòng điện cực đại, người ta ngắt khóa K để cho mạch nhánh chứa tụ C2 hở Kể từ đó, hiệu điện thế cực đại trên tụ còn lại C1 là:
A 3 3V B.3A C.3 5V D 2V
Hướng dẫn giải:
Gọi C0 là điện dung của mỗi tụ điện
Năng lượng của mạch dao động khi chưa ngắt tụ C2: 2 0 2
2C E CU
Khi i = I0
2 , năng lượng từ trường: WL = Li2
=
2
0 0
0
LI W 1
9C
4 2 4
Khi đó năng lượng điên trường: WC = 0
0
3W
27C
Năng lượng điên trường của mỗi tụ: WC1 = WC2 = 13,5C0
Sau khi ngắt một tụ năng lượng còn lại của mạch là: W = WL + WC1 = 22,5C0
W =
2 2
0 1
1 1
0
C U
C U
22,5C
2 2 U12 = 45 U1 = 3 5 (V)
Chọn đáp án C
Câu 6: Một mạch dao động lý tưởng gồm cuộn dây có độ tự cảm L và 3 tụ C giống nhau mắc nối tiếp Mạch
Trang 4lượng điện thì một tụ bị đánh thủng hoàn toàn sau đó mạch hoạt động với điện áp cực đại hai đầu mỗi tụ là U’ Tỉ số
0
U ' U
A 2
5 B
3
5 C.
1
5 D
5 2
Hướng dẫn giải:
Ta có: 2
0
3
W CU
2
, sau khi đánh thủng tụ:
2
0
Chọn đáp án D
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
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các 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
II Khoá Học Nâng Cao và HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS 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
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp 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 Pham 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
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả 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