Bài 23: Mạch dao động. Dao động điện từ

Dao ®éng vµ sãng ®iÖn tõ Dao ®éng vµ sãng ®iÖn tõ Giáo viên: Trần Viết Thắng TR NG THPT CHU V N AN ƯỜ Ă THÁI NGUYÊN CHƯƠNG IV Mạch dao dao động. Dao động điện từ Đóng K vào chốt 1, dự đoán hiện tượng xảy ra khi chuyển K sang chốt 2. (R đủ lớn) + - K 1 2 C R A. Không có hiện tượng 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 : C Phiếu học tập - S 1 §ãng K vµo chèt 1, sau ®ã ®ãng K vµo chèt 2. HiÖn t­îng x¶y ra trong m¹ch LC nh­ thÕ nµo? A K + - 1 2 C L( r = 0) B Theo định luật bảo toàn năng lượng: năng lượng toàn phần của mạch dao động, bao gồm năng lượng điện trường W C và năng lượng từ trường 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: const Li C q =+ 22 22 Lấy đạo hàm hai vế theo thời gian: 0=+ dt di Li dt dq C q dt dq i = Vì và do đó: " 2 2 q dt qd dt di == nên: 0 " =+ Lq C q 0 1 " =+ q LC q hay: 0 2" =+ qq với: LC 1 = I. Khảo sát định lượng dao động điện trong mạch dao động LC W C + W L = W = const Phương trình xác định điện tích q trên mỗi bản của tụ điện: 0 2" =+ qq LC 1 = với: Nghiệm của phương trình có dạng: ( ) += tqq o cos Điện tích q của mỗi bản tụ biến đổi điều hoà theo thời gian với tần số góc . Biên độ dao động q o và pha ban đầu phụ thuộc vào kích thích ban đầu và việc chọn gốc thời gian. tqq 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 q o I o 0 - I o - q o (2) (1) t Đå thÞ (2)biÓu diÔn i(t) 0= ϕ 2 T 4 T 4 3T T tqq o ω cos=       += 2 cos π ω tIi o q i §å thÞ (1) biÓu diÔn q(t); i = 0 (t = 0) +q o -q o A B + - A B A B Trong 1 chu kỳ, điện tích mỗi bản tụ điện đổi dấu 2 lần, dòng điện trong mạch đổi chiều 2 lần. o q i= (t = T) i = (t = A B - + BA (t = T/4) i = 0 t = 3T/4 i = 0 T/2) o q 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. N¨ng l­îng ®iÖn tõ cña m¹ch LC N¨ng l­îng toµn phÇn cña m¹ch dao ®éng b»ng: const C q WWW o LC ==+= 2 2 Trong qu¸ tr×nh dao ®éng ®iÖn tõ, cã sù chuyÓn ®æi tõ n¨ng l­îng ®iÖn tr­êng thµnh n¨ng l­îng tõ tr­êng, vµ ng­îc l¹i, nh­ng tæng cña chóng th× kh«ng ®æi. Dao động điện từ điều hoà xảy ra trong mạch LC sau khi tụ điện được tích một điện lượng q o và không có tác dụng điện từ bên ngoài là dao động điện từ tự do. Điện tích của tụ điện q, cường 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 lượng điện và năng lượng từ của mạch. Tổng của chúng, là năng lượng 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: ( ) tq 79 10.2cos10.2 = ( C ) Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10 -4 H. 1) biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch 3) điện dung của tụ điện. III. Vn dng: Phiếu học tập- S 2,3,4 2) năng lượng toàn phần của mạch điện. Hãy chọn phương án đúng xác định: [...]... D ) Phiếu học tập- S 3 Điện tích của tụ điện trong một mạch dao động biến thiên theo thời gian theo hàm số: 9 ( q = 2.10 cos 2.10 t 7 ) (C) Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10-4H Hãy chọn phương án đúng xác định: 2) Năng lượng 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 Phiếu học tập- S 4 Điện tích của tụ điện trong một mạch dao động biến thiên theo thời gian theo hàm... Điện tích của tụ điện trong một mạch dao động biến thiên theo thời gian theo hàm số: 9 ( q = 2.10 cos 2.10 t 7 ) (C) Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10-4H Hãy chọn phương án đúng xác định: Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch (theo dơn vị A) l : A i = 4.10 2 cos( 2.10 t ) 7 7 B i = 4.10 cos 2.10 t + 2 2 7 C i = 4.10 cos 2.10 t 2 2 ( i = 4.10 2 cos 2.10 7 t + D ) Phiếu học tập- S 3 Điện. .. gian theo hàm số: 9 ( q = 2.10 cos 2.10 t 7 ) (C) Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10-4H Hãy chọn phương án đúng xác định: 3) Điện dung của tụ điện: A C = 25.10-12 F C C = 12,5.10-12 F B C = 25.10-6F D C = 12,5.10-6 F Bài giải 1) B Dòng điện i sớm pha 2 so với hiệu điện thế u, mà u cùng pha với điện tích q, nên biểu thức cường độ dòng điện tức thời là: i = I cos 2.10 7 t + I o = q o = 4.10 2 ( A)... 2.10 7 t + I o = q o = 4.10 2 ( A) Vì o 2 i = 4.10 2 cos 2.10 7 t + (A) 2 ta có: Chn B 2 qo W= 2C 2) C Năng lượng toàn phần của mạch: 2 qo 2 2 2 2 2 I 0 = qo I o = qo = nên: q o = I o LC mà LC vậy: 2 qo LI o2 W = = 2C 2 => W = 8.10 7 J 3) A Điện dung của tụ điện: C = 1 = 25.10 12 F 2L Chn C Chn A . điện từ điều hoà xảy ra trong mạch LC sau khi tụ điện được tích một điện lượng q o và không có tác dụng điện từ bên ngoài là dao động điện từ tự do. Điện. Khảo sát định lượng dao động điện trong mạch dao động LC W C + W L = W = const Phương trình xác định điện tích q trên mỗi bản của tụ điện: 0 2" =+