Website 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 ng[r]
Trang 11 Các công thức:
Năng lượng điện trường: WC =
2
1
Cu2 = 2
1 q2
C
Năng lượng từ trường: WL =
2
1
Li2
Năng lượng điện từ: W= WC + WL =
2
1 Q20
C = 2
1
CU20 =
2
1
LI20
Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với tần số góc : ’ = 2 = 2
LC , với
chu kì T’ = T
2 = LC
Nếu mạch có điện trở thuần R 0 thì dao động sẽ tắt dần Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất: 2 2C U R2 20 U RC20
P I R
Liên hệ giữa q0, U0, I0: q0 = CU0 = I0
= I0 LC
2 Quan hệ giữa năng lượng điện trường và năng lượng điện trường dao động trong mạch LC
- Tính dòng điện qua tụ (cuộn dây hay mạch dao động) tại thời điểmWt nWđ
Thì ta biến đổi như sau:
t
t đ
Trang 2- Tính điện dung hay điện tích qua tụ tại thời điểm Wđ 1Wt
n
Thì ta biến đổi như sau:
đ t
đ
W (n 1)W 1
n
0
0
3 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
4 Bài tập tự luận:
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
Trang 3Hướng dẫn giải:
Năng lượng của mạch dao động: 2 5
0
1
2
Năng lượng điện trường: 2 5
C
1
2
Năng 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
Trang 4Năng 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
A 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
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
các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học
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
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
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
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
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