Hôm nay chúng ta bắt đầu học chương 4: Dao động và sóng điện từ. Bài học đầu tiên chúng ta cùng nghiên cứu là Mạch dao động. Các kiến thức liên quan đến Mạch dao động, Dao động điện từ tự do và Năng lượng điện từ.
Định nghĩa: Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C thành một mạch điện kín gọi là mạch dao động.
Nếu điện trở của mạch rất nhỏ coi như bằng không thì mạch là một mạch dao động lí tưởng.
Muốn cho mạch dao động hoạt động thì ta tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện trong mạch. Tụ điện sẽ phóng điện qua lại nhiều lần, tạo ra một dòng điện xoay chiều trong mạch.
Người ta sử dụng điện áp xoay chiều được tạo ra giữa hai bản tụ điện bằng cách nối hai bản này với mạch ngoài.
Điện tích trên tụ điện biến thiên điều hòa theo thời gian:
\(q = Q_0\cos (\omega t + \varphi )\)
Cường độ dòng điện chạy trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian:
Phương trình cường độ dòng điện: \(i = q' = -\omega Q_0.\sin (\omega t + \varphi )\) \(\Rightarrow i = I_0.\cos (\omega t + \varphi + \frac{\pi}{2})\)
Với:
\(\omega = \frac{1}{\sqrt{LC}}\) và \(I_0 = \omega Q_0\)
Kết luận: Vậy, điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hoà theo thời gian; i lệch pha \(\frac{\pi }{2}\)so với q.
Sự biến thiên theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i (hoặc cường độ điện trường \(\underset{E}{\rightarrow}\)và cảm ứng từ \(\underset{B}{\rightarrow}\) ) trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ tự do.
Chu kì dao động riêng: \(T = \frac{2 \pi }{\omega } = 2 \pi .\sqrt{LC}\)
Tần số dao động riêng : \(f = \frac{1}{T} = \frac{1}{2\pi .\sqrt{LC}}\)
Năng lượng điện trường: \(W_C = \frac{1}{2}Cu^2 = \frac{1}{2}CU_{0}^{2}.\cos ^2(\omega t + \varphi )\)
Năng lượng từ trường: \(W_L = \frac{1}{2}Li^2 = \frac{1}{2}LI_{0}^{2}.\sin ^2(\omega t + \varphi )\)
Năng lượng điện từ: \(W = W_C + W_L = \frac{1}{2}Cu^2 + \frac{1}{2}Li^2 = \frac{Q_{0}^{2}}{2C}\) (hằng số)
→ Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạgh gọi là năng lượng điện từ
\(W = W_{C\ max}\ (W_L = 0)\)
\(W = W_{L\ max}\ (W_C = 0)\)
Cho mạch LC lý tưởng gồm L = 4 mH; C = 9 nF; \(U_0\) = 12 V
a) Tìm \(\omega\), T, f, I0, Q0, W?
b) Viết biểu thức q biết tại t = 0, \(q = \frac{Q_0}{2}\) và đang tăng? Suy ra biểu thức u và i?
c) Tìm \(\frac{W_C}{W_L}\) khi i = 3 mA và khi u = 4 V?
d) Trong 1 chu kỳ, tìm thời gian để độ lớn cường độ dòng điện i không vượt quá \(9\sqrt{3}\) mA?
L = 4 mH = \(4.10^{-3}\) H
C = 9 nF = \(9.10^{-9}\) F
\(U_0\) = 12 V
a)
\(\cdot \ \omega = \frac{1}{\sqrt{LC}} = \frac{1}{\sqrt{4.10^{-3}.9.10^{-9}}} = \frac{10^6}{6}\ (rad/s)\)
\(\cdot \ T = \frac{2\pi }{\omega } = \frac{2\pi }{\frac{10^6}{6}} = 12\pi .10^{-6} \ (s)\)
\(\cdot \ f = \frac{1}{T} = \frac{1}{12\pi .10^{-6}} = \frac{10^6}{12\pi }\ (Hz)\)
\(\cdot \ I_0 = \omega Q_0\)
\(\cdot \ Q_0 = CU_0 = 9.10^{-9}.12 = 108.10^{-9} \ (C)\)
\(I_0 = \omega Q_0 = \frac{10^6}{6}.108.10^{-9} = 18.10^{-3}\ (A) = 18\ (mA)\)
\(W = \frac{1}{2}CU_{0}^{2} = \frac{1}{2}.9.10^{-9}.12^2 = 648.10^{-9}\ (J)\)
b) \(q = Q_0 \cos (\omega t + \varphi )\)
\(t = 0: \left\{\begin{matrix} q = \frac{Q_0}{2} \Rightarrow \frac{Q_0}{2} = Q_0 \cos \varphi \Rightarrow \cos \varphi = \frac{1}{2} \Rightarrow \varphi = \pm \frac{\pi}{3}\\ dang\ tang \Rightarrow \varphi =\frac{\pi }{3} \hspace{5,2cm} \end{matrix}\right.\)
Vậy \(q = 108.10^{-9}.\cos (\frac{10^6}{6} t - \frac{\pi }{3}) \ (C)\)
\(\Rightarrow \left\{\begin{matrix} u = 12\cos \left ( \frac{10^6}{6}t - \frac{\pi }{3} \right )\ (V) \hspace{1cm}\\ i = 18\cos \left ( \frac{10^6}{6}t - \frac{\pi }{3} + \frac{\pi }{2} \right )\ (mA) \end{matrix}\right.\)
c)
\(\cdot \ \left\{\begin{matrix} \frac{W_C}{W_L} = \ ? \ \ \ \\ i = 3\ mA \end{matrix}\right.\)
\(\frac{W_C}{W_L} =\frac{W-W_L}{W_L} = \frac{W}{W_L} - 1 = \frac{\frac{1}{2}LI_{0}^{2}}{\frac{1}{2}Li^2} - 1 = \left ( \frac{I_0}{i} \right )^2 - 1 = 35\)
\(\cdot \ \left\{\begin{matrix} \frac{W_C}{W_L} = \ ? \ \ \\ u = 4\ V \end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow \frac{W_C}{W_L} = \frac{W_C}{W-W_C} = \frac{\frac{1}{2}Cu^2}{\frac{1}{2}CU_{0}^{2}-u^2} = \frac{u^2}{U_{0}^{2}-u^2} = \frac{1}{8}\)
d) \(\left\{\begin{matrix} Trong \ 1T \hspace{4cm}\\ |i| \leq 9\sqrt{3}\ mA = \frac{I_0\sqrt{3}}{2} \Rightarrow \Delta t= \ ? \end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow \Delta t = 4t_0 = 4\frac{T}{6} = \frac{2}{3}.12\pi .10^{-6} = 8\pi .10^{-6}\ (s)\)
Trong một mạch dao động lý tưởng. Lúc cường độ dòng điện trong mạch bằng không, thì hiệu điện thế trên tụ bằng 10V. Xác định hiệu điện thế trên tụ điện vào lúc năng lượng từ trường trong cuộn dây gấp ba lần năng lượng điện trường trong tụ điện?
Ta có : \({U_{0}} = 10{\rm{ }}V\)
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có
\(\frac{{C{u^2}}}{2} + \frac{{L{i^2}}}{2} = \frac{{CU_0^2}}{2}\)
\(\Rightarrow \frac{{C{u^2}}}{2} + 3\frac{{C{u^2}}}{2} = \frac{{CU_0^2}}{2} \Rightarrow {u^2} = \frac{{U_0^2}}{4} \Rightarrow u = \sqrt {\frac{{{{10}^2}}}{4}} = 5V\)
Xem Video giải BT Bài 20 trang 107 SGK Vật lý 12 : Mạch dao động tại: goo.gl/9QD5Fh
Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Mạch dao động cùng với các bài tập liên quan đến phần này theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được:
Phát biểu được các định nghĩa về mạch dao động và dao động điện từ.
Nêu được vai trò của tụ điện và cuộn cảm trong hoạt động của mạch LC.
Vận dụng giải được những bài tập áp dụng công thức về chu kỳ và tần số của mạch dao động
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 20 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Mạch dao động của một máy thu thanh với cuộn dây có độ tự cảm \(L=5.10^{-6}(H)\), tụ điện có điện dung \(2.10^{-8}(F)\); điện trở thuần R = 0. Hãy cho biết máy đó thu được sóng điện từ có bước sóng bằng bao nhiêu?
Mạch chọn sóng của một máy thu thanh gồm một cuộn dây có độ tự cảm \(L=2.10^{-6}(H)\), tụ điện có điện dung C thay đổi được, điện trở thuần R = 0. Để máy thu thanh thu được các sóng điện từ có bước sóng từ 57 m đến 753 m thì tụ điện phải có điện dung thay đổi trong khoảng nào? Cho \(c=3.10^8m/s\).
Để tìm sóng có bước sóng \(\lambda\) trong máy thu vô tuyến điện, người ta phải điều chỉnh giá trị của điện dung C và độ tự cảm L trong mạch dao động của máy. Giữa \(\lambda\) , L và C phải thỏa mãn hệ thức
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 12 Bài 20để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 107 SGK Vật lý 12
Bài tập 2 trang 107 SGK Vật lý 12
Bài tập 3 trang 107 SGK Vật lý 12
Bài tập 4 trang 107 SGK Vật lý 12
Bài tập 5 trang 107 SGK Vật lý 12
Bài tập 6 trang 107 SGK Vật lý 12
Bài tập 7 trang 107 SGK Vật lý 12
Bài tập 8 trang 107 SGK Vật lý 12
Bài tập 20.1 trang 53 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.2 trang 53 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.3 trang 53 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.4 trang 53 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.5 trang 54 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.6 trang 54 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.7 trang 54 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.8 trang 55 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.9 trang 55 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.10 trang 55 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.11 trang 55 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.12 trang 55 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.13 trang 55 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.14 trang 55 SBT Vật lý 12
Bài tập 20.15 trang 56 SBT Vật lý 12
Bài tập 1 trang 123 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 2 trang 123 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 3 trang 123 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 4 trang 123 SGK Vật lý 12 nâng cao
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 12 DapAnHay
Mạch dao động của một máy thu thanh với cuộn dây có độ tự cảm \(L=5.10^{-6}(H)\), tụ điện có điện dung \(2.10^{-8}(F)\); điện trở thuần R = 0. Hãy cho biết máy đó thu được sóng điện từ có bước sóng bằng bao nhiêu?
Mạch chọn sóng của một máy thu thanh gồm một cuộn dây có độ tự cảm \(L=2.10^{-6}(H)\), tụ điện có điện dung C thay đổi được, điện trở thuần R = 0. Để máy thu thanh thu được các sóng điện từ có bước sóng từ 57 m đến 753 m thì tụ điện phải có điện dung thay đổi trong khoảng nào? Cho \(c=3.10^8m/s\).
Để tìm sóng có bước sóng \(\lambda\) trong máy thu vô tuyến điện, người ta phải điều chỉnh giá trị của điện dung C và độ tự cảm L trong mạch dao động của máy. Giữa \(\lambda\) , L và C phải thỏa mãn hệ thức
Trong mạch dao động điện từ:
Mạch dao động của máy thu vô tuyến có cuộn cảm \(L=2.10^{-6}(H)\) . Để thu được sóng vô tuyến có bước sóng 100m thì điện dung C có giá trị:
Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L = 1mH và một tụ điện có điện dung là C = 0,1μF. Tần số riêng của mạch có giá trị nào sau đây?
Trong mạch dao động, khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 60kHz. Khi mắc tụ có điện dụng C2 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f2 = 80kHz. Khi mắc C1 song song với C2 rồi mắc vào cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là
Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2 mH và tụ điện có điện dung C = 0,2 mF. Biết dây dẫn có điện trở thuần không đáng kể và trong mạch có dao động điện từ riêng. Xác định chu kì của mạch
Một mạch dao động điện từ gồm cuộn cảm có độ tự cảm 27μF và tụ điện có điện dung 3000pF; điện trở của cuộn dây và dây nối là 1Ω , điện áp cực đại giữa 2 bản tụ điện là 5V. Tính công suất cần cung cấp để duy trì dao động của mạch trong một thời gian dài.
Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây có độ tự cảm 50mH và tụ điện có điện dung 5μF . Nếu mạch có điện trở thuần 10-2 Ω, để duy trì dao động trong mạch với hiệu điện thế cực đại giữa 2 bản tụ điện là 12V thì phải cung cấp cho mạch một công suất trung bình bằng:
Mạch dao động là gì?
Nêu định luật biến thiên của điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch dao động?
Viết công thức tính chu kỳ và tần số dao động riêng của mạch dao động?
Dao động điện từ tự do là gì?
Năng lượng điện từ là gì?
Sự biến thiên của dòng điện I trong một mạch dao động lệch pha như thế nào so với sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ điện?
A. i cùng pha với q
B. i ngược pha với q
C. i sớm pha so với q
D. i trễ pha so với q
Nếu tăng số vòng dây của cuộn cảm thì chu kì của dao động điện từ sẽ thay đổi như thế nào?
A. Tăng.
B. Giảm.
C. Không đổi.
D. Không đủ cơ sở để trả lời.
Tính chu kì và tần số dao động riêng của một mạch dao động, biết tụ điện trong mạch có điện dung là 120pF và cuộn cảm có độ tự cảm là 3mH.
Trong mạch dao động có sự biến thiên tương hỗ giữa
A. điện trường và từ trường.
B. điện áp và cường độ điện trường,
C. điện tích và dòng điện.
D. năng lượng điện trường và năng lượng từ trường.
Điện tích của một bản tụ điện trong một mạch dao động lí tưởng biến thiên theo thời gian theo hàm số q = q0cosωt. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch sẽ là i = I0cos(ωt + φ) với:
\(\begin{array}{l} A.{\rm{ }}\varphi {\rm{ }} = \;0.{\rm{ }}\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}B.{\rm{ }}\varphi {\rm{ }} = {\rm{ }}\frac{\pi }{2}.{\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\;\\ C.{\rm{ }}\varphi {\rm{ }} = {\rm{ }} - \frac{\pi }{2}.{\rm{ }}\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}D.{\rm{ }}\varphi {\rm{ }} = {\rm{ }}\pi . \end{array}\)
Tích điện cho tụ điện C0 trong mạch điện vẽ ở sơ đồ Hình 20.1. Trong mạch điện sẽ xuất hiện dao động điện từ nếu dùng dây dẫn nối O với chốt nào ?
A. Chốt 1. B. Chốt 2.
C. Chốt 3. D. Chốt 4.
Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung 10 pF và một cuộn cảm có độ tự cảm 1 mH. Tần số của dao động điện từ riêng trong mạch sẽ là bao nhiêu ?
A. 19,8 Hz. B. 6,3.107 Hz.
C. 0,05 Hz. D. 1,6 MHz.
Đồ thị nào trong Hình 20.2 biểu diễn sự biến thiên cường độ dòng điện trong một mạch dao động lí tưởng theo thời gian, nếu lấy mốc thời gian là lúc tụ điện bắt đầu phóng điện trong mạch ?
A. Đồ thị a. B. Đồ thị b.
C. Đồ thị c. D. Không có đồ thị nào.
Sự biến thiên theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và của cường độ dòng điện i trong một mạch dao động lí tưởng được biểu diễn bằng đố thị q(t) nét liền và i(t) nét đứt trên cùng một hệ tọa độ [(q,i)t] ở Hình 20.3. Đồ thị nào đúng ? Lấy mốc thời gian là lúc tụ điện bắt đầu phóng điện trong mạch.
A. Đồ thị a. B. Đồ thị b.
C. Đồ thị c. D. Không có đồ thị nào.
Tần số dao động riêng f của một mạch dao động lí tưởng phụ thuộc như thế nào vào điện dung C của tụ điện và độ tự cảm L của cuộn cảm trong mạch ?
A. f tỉ lệ thuận với \(\sqrt L \) và \(\sqrt C \).
B. f tỉ lệ nghịch với \(\sqrt L \) và \(\sqrt C \).
C. f lệ thuận với \(\sqrt L \) và tỉ lệ nghịch với \(\sqrt C \).
D. f lệ nghịch với \(\sqrt L \) và tỉ lệ thuận với \(\sqrt C \).
Mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1mH và tụ điện có điện dung 0,1μF. Dao động điện từ riêng của mạch có tần số góc là
A. 3.105 rad/s. B. 105 rad/s.
C. 4.105 rad/s. D. 2.105 rad/s.
Một mạch dao động LC gồm một cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(\frac{{{{10}^{ - 2}}}}{\pi }\left( H \right)\) và một tụ điện có điện dung \(\frac{{{{10}^{ - 10}}}}{\pi }\left( F \right)\) . Chu kì dao động điện từ riêng của mạch này bằng
A. 3.10-6 s. B. 4.10-6 s
C. 2.10-6 s. D. 5.10-6 s.
Mạch dao động điện từ gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(\frac{1}{\pi }\) (mH) và tu điên có điện dung \(\frac{4}{\pi }\)(nF). Tần số dao động riêng của mạch là:
A. 5π.105 (Hz). B. 2,5π.105 (Hz).
C. 5π.106 (Hz). D. 2,5π.106 (Hz).
Biểu thức của năng lượng điện trường trong tụ điện là \(W = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}\). Năng lượng điện trường trong tụ điện của một mạch dao động biến thiên như thế nào theo thời gian ?
A. Biến thiên điều hoà theo thời gian với chu kì 2T
B. Biến thiên điều hoà theo thời gian với chu kì T.
C. Biến thiên điều hoà theo thời gian với chu kì T/2.
D. Không biến thiên điều hoà theo thời gian.
(T là chu kì biến thiên của điện tích của tụ điện).
Tính chu kì dao động riêng của một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung 200 pF và một cuộn cảm có độ tự cảm 0,02 H.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Câu trả lời của bạn
Bước sóng λ = v/f
Hai điểm dao động cùng pha nên
\(\frac{2\pi d}{\lambda }=2k\pi \Rightarrow d=k\lambda \Rightarrow 0,12m\le \lambda =\frac{d}{k}\le 0,17m\Rightarrow 2,3\le k\le 3,3\Rightarrow k=3\Rightarrow \lambda =\frac{40}{3}cm\Rightarrow f=7,5Hz\)
A Muỗi bay tốc độ chậm hơn ruồi
B Muỗi phát ra âm thanh từ cánh
C Muỗi dập cánh đều đặn hơn ruồi
D Tần số dập cánh của muỗi thuộc vùng tai người nghe được
Câu trả lời của bạn
Tai người chỉ nghe được âm có tần số từ 16Hz đến 20000Hz, những âm có tần số không nằm trong khoảng đó thì tai người không nghe được. Vì vậy tai chỉ nghe được tiếng vo ve từ muỗi mà không nghe ddwwocj tiếng từ ruồi.
Chọn D
Câu trả lời của bạn
Mạch chọn sóng có \(L = 1(mH);C = 9,7(pF) \to 92(pF)\)
* Khi \(C = 9,7(pF) \Rightarrow f = {1 \over {2\pi \sqrt {LC} }} \Rightarrow \lambda = {c \over f} = 2\pi c\sqrt {LC} \)
Thay số : \(\lambda = 2\pi {.3.10^8}\sqrt {{{10}^{ - 3}}.9,{{7.10}^{ - 12}}} = 185,65(m).\)
* Khi \(C = 92(pF) \Rightarrow \lambda = 2\pi c\sqrt {LC} \)
Thay số :\(\lambda = 2\pi {.3.10^8}\sqrt {{{10}^{ - 3}}{{.92.10}^{ - 12}}} = 571,74(m)\)
Vậy máy thu có thể thu được các sóng điện từ có bước sóng :
\(185,65(m) \le \lambda \le 571,74(m).\)
A. Quanh dây dẫn chỉ có từ trường biến thiên.
B. Quanh dây dẫn chỉ có điện trường biến thiên.
C. Bên trong tụ điện không có từ trường biến thiên.
D. Quanh dây dẫn có cả từ trường biến thiên và điện trường biến thiên.
Câu trả lời của bạn
Với mạch dao động hở thì vùng không gian quanh dây dẫn có cả từ trường biến thiên và điện trường biến thiên.
Chọn đáp án D.
A. Khi một điện tích điểm dao động thì sẽ có điện từ trường lan truyền trong không gian dưới dạng sóng
B. Điện tích dao động không thể bức xạ ra sóng điện từ .
C. Tốc độ của sóng điện từ trong chân không nhỏ hơn nhiều lần so với tốc độ ánh sáng trong chân không.
D. Tần số của sóng điện từ bằng nửa tần số của điện tích dao động.
Câu trả lời của bạn
Phát biểu A là đúng về sóng điện từ.
Chọn đáp đáp án A.
Câu trả lời của bạn
Không, vì tín hiệu thu được trong khi di chuyển trên đường thẳng AB có lúc cực đại, có lúc cực tiểu vì có hiện tượng giao thoa.
A. Trùng phương với nhau và vuông góc với phương truyền sóng.
B. Dao động cùng pha.
C. Dao động ngược pha.
D. Biến thiên tuần hoàn theo không gian, không tuần hoàn theo thời
Câu trả lời của bạn
Trong quá trình lan truyền sóng điện từ, vectơ \(\overrightarrow B \) và vectơ \(\overrightarrow E \) luôn luôn dao động cùng pha.
Chọn đáp án B.
A. Năng lượng điện trường cực đại tại thời điểm số 2.
B. Năng lượng từ trường cực đại tại thời điểm số 4.
C. Năng lượng điện trường cực đại tại thời điểm số 6.
D. Năng lượng từ trường cực đại tại thời điểm số 7.
Câu trả lời của bạn
Ta có:
+ Năng lượng từ trường: \(W_t=\dfrac{1}{2} Li^2\)
=> Năng lượng từ trường cực đại khi \(i=i_{max}\)
+ Năng lượng điện trường: \(W_d=\dfrac{1}{2}Cu^2\)
=> Năng lượng điện trường cực đại khi \(u=u_{max}\)
Ta suy ra:
+ Năng lượng từ trường cực đại tại thời điểm số 3 và số 7 vì lúc này \(i=i_{\max }\)
\( \Rightarrow {W_{L\max }} = {1 \over 2}Li_{\max }^2.\)
+ Năng lượng điện trường cực đại tại thời điểm số 1 và số 5 vì lúc này \(u=u_{max}\)
=> Chọn đáp án D
A. Biến đổi không tuần hoàn của điện tích trên tụ điện.
B. Biến đổi theo hàm mũ của cường độ dòng điện.
C. Chuyển hoá tuần hoàn giữa năng lượng từ trường và năng lượng điện trường.
D. Bảo toàn hiệu điện thế giữa hai cực tụ điện.
Câu trả lời của bạn
A, B, D - sai vì: điện tích, dòng điện và điện áp biến thiên điều hòa theo quy luật dạng sin
C - đúng: Dao động điện từ trong mạch dao động LC là quá trình chuyển hoá tuần hoàn giữa năng lượng từ trường và năng lượng điện trường.
Chọn đáp án C.
Câu trả lời của bạn
Mạch dao động có \(C = 5(\mu F)\)
Dòng điện có biểu thức: \(i = 0,05\sin 2000t\)
Với \(I_0= 0,05\) (A) và \(\omega = 2000(rad/s) \Rightarrow {q_0} = {\displaystyle{{{I_0}} \over \omega }} = {\displaystyle{{0,05} \over {2000}}} = 2,{5.10^{ - 5}}(C)\)
Ta có \(\omega = {\displaystyle{1 \over {\sqrt {LC}}}} \Rightarrow {\omega ^2} = {\displaystyle{1 \over {LC}}} \Rightarrow L = {\displaystyle{1 \over {{\omega ^2}C}}} = {\displaystyle{1 \over {{{(2000)}^2}{{.5.10}^{ - 6}}}}} \Rightarrow L = 0,05(H).\)
Điện tích của tụ có biểu thức : (Vì q chậm pha so với \(i\) một góc \(\displaystyle{\pi \over 2}\))
\(q = {q_0}\sin (2000t - {\displaystyle{\pi \over 2}}) \Rightarrow q = 2,{5.10^{ - 5}}\sin (2000t - {\displaystyle{\pi \over 2}})(C)\) .
Câu trả lời của bạn
Mạch dao động có \(C = 5(\mu F)\)
Dòng điện có biểu thức: \(i = 0,05\sin 2000t\)
Với \(I_0= 0,05\) (A) và \(\omega = 2000(rad/s) \Rightarrow {q_0} = {\displaystyle{{{I_0}} \over \omega }} = {\displaystyle{{0,05} \over {2000}}} = 2,{5.10^{ - 5}}(C)\)
Ta có \(\omega = {\displaystyle{1 \over {\sqrt {LC}}}} \Rightarrow {\omega ^2} = {\displaystyle{1 \over {LC}}} \Rightarrow L = {\displaystyle{1 \over {{\omega ^2}C}}} = {\displaystyle{1 \over {{{(2000)}^2}{{.5.10}^{ - 6}}}}} \Rightarrow L = 0,05(H).\)
Điện tích của tụ có biểu thức : (Vì q chậm pha so với \(i\) một góc \(\displaystyle{\pi \over 2}\))
\(q = {q_0}\sin (2000t - {\displaystyle{\pi \over 2}}) \Rightarrow q = 2,{5.10^{ - 5}}\sin (2000t - {\displaystyle{\pi \over 2}})(C)\) .
Câu trả lời của bạn
Mạch dao động có năng lượng điện từ \(W = {36.10^{ - 6}}J\)
Tụ điện \(C = 2,5(\mu F)\) có hiệu điện thế giữa hai cực của bản tụ là \(U = 3\) (V)
Năng lượng điện trường tập trung tại tụ điện là:
\({W_C} = {\displaystyle{{C{U^2}} \over 2}} = {\displaystyle{{2,{{5.10}^{ - 6}}{{.3}^2}} \over 2}} = 1,{125.10^{ - 5}}(J) = 11,{25.10^{ - 6}}(J)\)
Năng lượng từ trường tập trung tại cuộn cảm là:
\( {W_L} = W - {W_C} = {36.10^{ - 6}} - 11,{25.10^{ - 6}} = 24,{75.10^{ - 6}}(J).\)
Câu trả lời của bạn
Ta có
\(\begin{array}{l}i = q' = ({q_0}\cos \omega t)'\\ = - {q_0}\omega \sin \omega t = {q_0}\omega \cos (\omega t + \dfrac{\pi }{2})\\ \Rightarrow \varphi = \dfrac{\pi }{2}rad\end{array}\)
Câu trả lời của bạn
Trong mạch dao động có sự biến thiên tương hỗ giữa năng lượng điện trường và năng lượng từ trường.
Câu trả lời của bạn
Tần số \(f = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }} = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {{{10}^{ - 3}}{{.10.10}^{ - 12}}} }} \approx 1,{6.10^6}Hz\)
Câu trả lời của bạn
Ta có tần số \(f = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }}\)
Suy ra \(f\) tỉ lệ nghịch với \(\sqrt L \) và \(\sqrt C \).
Câu trả lời của bạn
Ta có chu kì: \(T = 2\pi \sqrt {LC} = 2\pi \sqrt {\dfrac{{{{10}^{ - 2}}}}{\pi }.\dfrac{{{{10}^{ - 10}}}}{\pi }} \\ = {2.10^{ - 6}}(s)\)
Câu trả lời của bạn
Tần số góc \(\omega = \dfrac{1}{{\sqrt {LC} }} = \dfrac{1}{{\sqrt {{{10}^{ - 3}}.0,{{1.10}^{ - 6}}} }}\\ = {10^5}(rad/s)\)
Câu trả lời của bạn
Năng lượng điện trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì \(T' = \dfrac{T}{2}\)
Câu trả lời của bạn
Ta có tần số \(f = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }} = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {\dfrac{{{{10}^{ - 3}}}}{\pi }.\dfrac{{{{4.10}^{ - 9}}}}{\pi }} }} \\= 250000Hz\)
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *