Bài 20. Mạch dao động

BÀI 20: MẠCH DAO ĐỘNG I.Mục tiêu: - Phát biểu được các định nghĩa về mạch dao động,dao động điện từ - Viết được biểu thức của điện tích, cđdđ, chu kỳ và tần số dđ riêng của mạch dao động, giải thích được một số hiện tượng, ứng dụng mạch dao động,vận dụng giải một số bài tập. II.Chuẩn bị: - Một số linh kiện có liên quan - Dụng cụ TN nếu có,hình vẽ, bảng phụ III.Nội dung: Bài 20: MẠCH DAO ĐỘNG I.Mạch dao động: 1.sgk 2.sgk 3.sgk II.Dao động điện từ tự do trong mạch dao động: 1.Định luật bảo toàn điện tích và cđdđ trong một mạch dao động lý tưởng +Biểu thức sự biến thiên điện tích của một bản nhất định trên tụ điện: q = q 0 cos(ωt+φ) (1) với ω = 1/ LC : là tần số góc,đơn vị là rad/s q>0: ứng với lúc bảng mà ta đang xét tđ dương. +ptcđdđ: i = dt dq = I 0 cos(ωt+φ+ 2 π ) (2) I 0 = q 0 ω i>0:ứng với dòng điện có chiều chạy đến bảng mà ta đang xét *chọn t=0 :là lúc tụ điện bđầu phóng điện,t=0→q=ɛC=q 0 và i=0→φ=0 từ (1) và (2) →q=q 0 cosωt i=I 0 cos(ωt+ 2 π ) →ĐLBTĐT và CĐDĐ:(sgk) 2.Định nghĩa dao động điện từ tự do:sgk 3.Chu kỳ và tần số dao động riêng của mạch dđ khái niệm:sgk ct Tôm-xơn: T=2π LC f=1/(2π LC ) chú ý đơn vị III.Năng lượng điện từ:sgk IV.Tiến trình dạy học: Hoạt động 1: -Nhắc lại sơ lược chương III - Phát triển của khoa học kỹ thuật dẫn đến sự ra đời thông tin liên lạc, một trong những nguyên tắc cơ bản để ứng dụng thành tựu khoa học trên vào cuộc sống là dựa vào mạch dao động của ănten…chúng ta bắt đầu đi vào tìm hiểu về mạch dao động. Hoạt động 2: nhắc lại kiến thức cũ: Hoạt động dạy Hoạt động học .điện tích của tụ điện có giá trị như thế nào? .trong bài này ta chỉ xét điện tích của một bản nhất định Hs trả lời Hoạt động 3:cấu tạo và một số đặc điểm của mạch dao động Hoạt động dạy Hoạt động học .dựa vào hình vẽ (20.1b,sgk,hoặc linh kiện sẵn có) ,em hãy cho biết cấu tạo của mạch dao động? .nhận xét,chốt lại ý đúng .muốn tạo ra dđ trong mạch dao động trên ta phải tiến hành ntn? .mạch dđ được ứng dụng rộng rãi trong mạch vô tuyến. Nối 2 bản của tụ điện với mạch ngoài ta sẽ tạo ra được điện áp có đặc điểm ntn? .đưa một số hình trong sách giáo viên cho hs nhận biết sự kết nối mạch dao động với các bộ phận khác. Giới thiệu dụng cụ xem đồ thị biến thiên của điện áp. Hs trả lời Hs ghi bài Hs dựa vào mục 2 trả lời Hs dựa vào mục 3 trả lời .hs làm việc nhóm lắng nghe Hoạt động 4:tìm hiểu dao động điện từ tự do trong mạch dao động Hoạt động dạy Hoạt động học Ta chỉ xét điện tích của một bản nhất định của tụ điện,chọn chiều dương trên mạch và quy ước về dấu của q, i, dq ướng với việc chọn chiều dương đó i= dt dq *ta xét mạch dđộng lý tưởng về định luật biến thiên đ tích và cđdđ: .sự biên thiên điện tích của 1 bản nhất định trên tụ điện có biểu thức?nêu tên đại lượng và công thức ,đơn vị…? q>0 khi nào? Lắng nghe . q=q 0 cos(ωt+φ) (1) .hs trả lời. . hs trả lời. .dựa vào ct i= dt dq suy ra bt i?,I 0 ? .chọn t=0 :là lúc tụ điện bđầu phóng điện,t=0→q=ɛC=q 0 và i=0→φ=? từ (1) và (2) →q=? i=? .có nhận xét gì về q,i trong mạch dao động;mối liên hệ giữa q,i? .hãy trả lời c 1 ? *tìm hiểu dao động đtừ tự do: E tỉ lệ thuận với q B……………….i Từ đó ta hãy định nghĩa dao động điện từ GV: Lơng Quang Dũng ôn tập kiến thức C Hiệu điện hai B q tụ Biểu thức ĐN cờng độ dòng điện Biểu thức định luật Ôm A cho đoạn mạch chứa nguồn điện B i q i= = q' t UAB= e - ri A e = - Li e,r Suất điện động tự B i cảm Năng lợng từ trờng cuộn cảm Năng lợng điện trờng tụ điện q u= C A L WL = Li 1 q2 WC = qu = Cu = 2 2C Chơng IV Dao động sóng điện từ Tiết 36 Dao động điện từ I Mạch dao động Cấu tạo: - Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thành mạch kín gọi mạch dao động - Nếu điện trở mạch C L nhỏ, coi nh không mạch mạch dao động lí t sát hình Quan ởng 20.1 nêu cấu tạo mạch dao động? Hoạt Trình bày hoạt động: - Tích điện cho tụ điện mạch cho phóng động điện mạch dao Tụ điện phóng động LC? điện mạch nhiều lần, tạo dòng điện xoay K chiều mạch R a b C P L Imax ứng dụng: - Ngời ta sử dụng điện áp xoay chiều tạo hai tụ cách nối hai với mạch ( phận khác mạch vô tuyến) Ví dụ: Xem dạng đồ thị biến thiên điện áp, ngời ta nối hai với dao động kí điện tử Trên dao động kí điện tử xuất hình sin Y L C Mỏy phỏt dao ng kớ Khúa a K b in tr R C P Ngun in T in Cun cm L II Dao động điện từ tự mạch Địnhdao luật động biến thiên điện tích cờng độ dòng điện mạch dao động - Khi mạch dao động hoạt động, điện tích tụ định q = q0Cos (t + ) Với = LC L Tần số góc mạch dao động Đơn vị q >là0:rad/s lúc tích điện dơng C - Cờng độ dòng điện mạch: dq i= = I 0Cos (t + + ) qt Với I = q0 i> 0: Dòng điện chạy đến mà ta xét Chọn t= lúc tụ phóng điện Khi đó: q = C = q0 ; i = = Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n KT LUN Biến thiên điện trờng từ trờng mạch LC gọi dao động điện từ Nếu điện trở mạch nhỏ, coi nh không dao động mạch gọi dao động điện từ tự Nội dung học Mạch dao động: Gồm cuộn cảm có độ tự cảm L nối tiếp với tụ điện có điện dung C tạo thành mạch kí Chu kì tần số dao động riêng mạch f= T = LC LC Năng lợng mạch q0 W = WC + WL = = CU = const C BAỉI TAP AP DUẽNG Cho mạch dao động LC có L= 25mH, phơng trình điện tích mạch có dạng: q(t) = 5.10-13 cos(2.107 t + /2) (C ) Câu 1: Tần số dao động riêng mạch: B 107/ (Hz) C 107 (H D 107/ ) 7(Hz) 2.10 10 Giaỷ f = = = ( Hz ) i: A 2.107/ (Hz) Cho mạch dao động LC có L= 25mH, phơng trình điện tích mạch có dạng: q(t) = 5.10-13 cos(2.107 t + /2) (C ) Câu 2: Điện dung cờng độ dòng điện cực đại có giá trị: A 10-13 (F) ; 10-2 (A) C 5.10-13 (F);10mA Giải B 10(pF); 10-2 (mA) D 10-7 (F) ;10-5 (A) 13 C = = 10 F L I = q0 = 10 A = 10 mA Cho mạch dao động LC có L= 25mH, phơng trình điện tích mạch có dạng: q(t) = 5.10-13 cos(2.107 t + /2) (C ) Câu 3: Năng lợng điện từ mạch là: A 250.10-9 (J) B 5.10-6(J) C D 2.10-9 (J) 125.10-9 (J) Giải thích hoạt động mạch dao động -Ban đầu, tụ điện đợc tích điện - Đóng khoá K, tụ phóng điện qua cuộn cảm Dòng điện tăng gây tợng tự cảm Suất điện động cản trở phóng điện tụ điện - Khi tụ phóng hết điện, dòng tự cảm lại nạp điện cho tụ điện làm tụ tích điện theo chiều ngợc lại - Quá trình lặp đi, lặp lại tạo thành dao động mạch     CƠ HO ̣ C NHIÊ ̣ T HO ̣ C ĐIÊ ̣ N HO ̣ C QUANG HO ̣ C TRƯƠ ̀ NG THPT BUÔN ĐÔN BÔ ̣ MÔN VÂ ̣ T LI ́ CHƯƠNG IV DAO ĐÔ ̣ NG VA ̀ SO ́ NG ĐIÊ ̣ N TƯ ̀ BÀI 20 MCH DAO ĐNG   I. MCH DAO ĐNG   !"#$%&' ()*+,(  '   I. MCH DAO ĐNG -./  !01 /*&23 #2425 &#6,127 8.62   ' 9   :& I. MCH DAO ĐNG -;<=>&#8. 6;?2@AB &AC!A(. $%(  A  '  9 D   II. DAO ĐNG ĐIN T T DO TRONG MCH DAO ĐNG 1 F r EF,GA"/*$(;<7 2,*;H -/I$6J,K."=A"/*2/ A;?L q=q 0 .cos(ω.t + φ) (C) M% LC 1 =ω          π +ϕ+ω= π +ϕ+ω=ϕ+ωω−== ϕ+ω=ϕ+ω== )T() 2 tcos(BB )A() 2 tcos(I)tsin(q'qi )V()tcos(U)tcos( C q C q u raSuy 0 00 0 0 AB   II. DAO ĐNG ĐIN T T DO TRONG MCH DAO ĐNG 1 F r E*NBA&$(;< 72A"/ 67O<P=%#=$%N 2 π   II. DAO ĐNG ĐIN T T DO TRONG MCH DAO ĐNG 1 F r EFQR SA"/67O<B *NBA&$(;< 7TJ;< 2;<U$(IRVW2 ;?+,(R    II. DAO ĐNG ĐIN T T DO TRONG MCH DAO ĐNG 1 F r ')5$(1=!2/B + Tần số góc riêng: + Chu kì riêng: + Tần số riêng: LC 1 =ω LC2 2 T π= ω π = LC2 1 T 1 f π ==   NĂNG LƯ"NG ĐIN T XYZ,;?2;<$( Z,;?R2;<B +,(Z,;?R [...]...CỦNG CỐ Bài tập: Cho mạch dao động LC với cuộn dây có độ tự cảm L=25mH, phương trình điện tích của bản tụ điện có dạng: q=5.10 -13 cos(2.107.t + π/2) (C) Trả lời các câu hỏi sau? Câu 1: Tần số dao động riêng của mạch có giá trị bằng bao nhiêu? A 2.107/ π (Hz) B 107/ 2 π (Hz) C 107 (Hz) D 107/ π(Hz)  Mạch dao động. Dao động điện từ.  Điện từ trường.  Sóng điện từ.  Những nguyên tắc của việc thông tin liên lạc vô tuyến. Vài công thức cần nhớ  Năng lượng của tụ điện 2 2 d 1 1 W = 2 2 2 q qu Cu C = = u= q C 2 t 1 W = 2 Li  Biểu thức đnghĩa cường độ dòng điện tức thời i= '( ) dq q t dt =  Hiệu điện thế giữa 2 bản tụ q C i  Năng lượng của cuộn cảm L  Điện trường giữa hai bản tụ điện E = u / d  Cảm ứng từ bên trong cuộn cảm B = 4 .10 -7 ni Baøi 20 1. Mạch dao động là gì?  Một cuộn cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện C thành một mạch điện kín gọi là mạch dao động.  Nếu điện trở của mạch coi như bằng không, thì mạch là mạch dao động lý tưởng. L C I. MẠCH DAO ĐỘNG: Baøi 20 1. Mạch dao động là gì? L C I. MẠCH DAO ĐỘNG: 2. Hoạt động: ε K + + - - q>0 i  Tạo ra một dòng điện xoay chiều trong mạch dao động.  Tạo ra một điện áp xoay chiều giữa hai bản tụ. Kết quả: Dùng nguồn điện một chiều nạp điện tích q cho tụ điện, sau đó cho nó phóng điện qua lại nhiều lần trong mạch dao động. ε Ngày soạn: 2/1/2011 Người soạn: Đào Thị Gái HỌC KỲ II CHƯƠNG IV: DAO ĐỘNG VÀ THANG SÓNG ĐIỆN TỪ Tiết 36. Bài 20: MẠCH DAO ĐỘNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - 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. - Viết được biểu thức của điện tích, cường độ dòng điện, chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động. 2. Kĩ năng: - Giải được các bài tập áp dụng công thức về chu kì và tần số của mạch dao động. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: C L ξ + - q - Một vài vài linh kiện điện tử trong đó có mạch dao đông (nếu có). - Mạch dao động có L và C rất lớn (nếu có). 2. Học sinh: - Xem bài trước ở nhà III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1. ( 5 phút) Ổn định, vào bài HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS - Ổn định, kiểm tra sĩ số - Kiểm tra: Không - Vào bài: Ngày nay việc thông tin liên lạc đóng vai trò to lớn và được ứng dụng rộng rãi trong đời sống kĩ thuật. Do đâu mà nó phát triển, và hoạt động dựa trên nguyên tắc nào? - Báo học sinh vắng Hoạt động 2: ( 10 phút)Tìm hiểu mạch dao động HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG - Cấu tạo mạch dao động? - Nguyên tắc hoạt đông? - Cách tạo ra hiệu điện thế xoay chiều hai bản tụ C? - LC mắc nối tiếp - Sự tích và phóng điện của tụ C - Nối hai cực của tụ với mạch ngoài I. Mạch dao động 1. Gồm một tụ điện mắc nối tiếp với một cuộn cảm thành mạch kín. C L - Nếu r rất nhỏ (≈ 0): mạch dao động lí tưởng. 2. Hoạt động: tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện tạo ra một dòng điện xoay chiều trong mạch. C L ξ + - q C L Y 3. Người ta sử dụng hiệu điện thế xoay chiều được tạo ra giữa hai bản của tụ điện bằng cách nối hai bản này với mạch ngoài. Hoạt động 3. ( 20 phút)Tìm hiểu dao động điện từ tự do trong mạch dao động HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG - Vì tụ điện phóng điện qua lại trong mạch nhiều lần tạo ra dòng điện xoay chiều  có nhận xét gì về sự tích điện trên một bản tụ điện? - Trình bày kết quả nghiên cứu sự biến thiên điện tích của một bản tụ nhất định. -  là gì? - Phương trình dòng điện trong mạch sẽ có dạng như thế nào? - Nếu chọn gốc thời gian là lúc tụ điện bắt đầu phóng điện  phương trình q và i như thế nào? - Từ phương trình của q và i  có nhận xét gì về sự biến thiên của q và i. - Cường độ điện trường E trong tụ điện tỉ lệ như thế nào với q? - Cảm ứng từ B tỉ lệ như thế nào với i? - Có nhận xét gì về E r và B r trong mạch dao động? - Chu kì và tần số của dao động điện từ tự do trong mạch dao động gọi là chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động?  Chúng được xác định như thế nào? - Trên cùng một bản có sự tích điện sẽ thay đổi theo thời gian. - HS ghi nhận kết quả nghiên cứu. - Tần số góc của dao động. i = q’ = -q 0 sin(t + )  cos 0 ( ) 2 i q t π ω ω ϕ = + + - Lúc t = 0  q = CU 0 = q 0 và i = 0  q 0 = q 0 cos   = 0 - HS thảo luận và nêu các nhận xét. - Tỉ lệ thuận. - Chúng cũng biến thiên điều hoà, vì q và i biến thiên điều hoà. - Từ 1 LC ω =  2T LC π = và 1 2 f LC π = II. Dao động điện từ tự do trong mạch dao động 1. Định luật biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong một mạch dao động lí tưởng - Điện tích trên một bản: q = q 0 cos(t + ) với 1 LC ω = - Phương trình về dòng điện trong mạch: cos 0 ( ) 2 i I t π ω ϕ = + + với I 0 = q 0  - Nếu chọn gốc thời gian là lúc tụ điện bắt đầu phóng điện q = q 0 cost thì: cos 0 ( ) 2 i I t π ω = + Vậy, điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong Bài dự thi thiết kế bài giảng điện tử elearning Chương IV DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ Chương trình vật lý 12 – ban cơ bản Điện Biên Phủ tháng 01/2014 Giáo viên: Hỏ Phượng Hoài Tổ : Vật lý Trường : THPT TP Điện Biên Phủ Tỉnh : Điện Biên Email: phuonghoai325@gmail.com Trong môi trường xung quanh chúng ta luôn tồn tại sóng điện từ. Sóng điện từ có thể sinh ra từ rất nhiều nguồn khác nhau, như từ sự hoạt động của máy móc công nghiệp, thiết bị điện, máy phát sóng radio ứng dụng của sóng điện từ rất phong phú và đa dạng…chúng ta cùng điểm qua một số ứng dụng chính của sóng điện từ  Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến.  Mạch dao động.  Điện từ trường.  Sóng điện từ. Mục tiêu bài học • Hiểu được các khái niệm, các công thức về dao động điện từ và sóng điện từ • Hiểu được sự tương tự giữa dao động và sóng điện từ với dao động và sóng cơ • Hiểu được một số ứng dụng của sóng điện từ và nguyên tắc truyền thông bằng sóng điện từ • Làm được một số bài tập cơ bản về dao động và sóng điện từ Trước khi vào nội dung bài mới, cùng ôn lại một số kiến thức cũ • Tích vào các câu trả lời mà mình cho là đúng • Nếu đáp án sai ấn nút xóa để làm lại • Mỗi câu hỏi được trả lời tối đa ba lần Tụ điện là gì? Kết quả Kết quả XóaXóa A) Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bởi một lớp cách điện B) Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bởi một lớp dẫn điện C) Tụ điện là một hệ hai vật cách điện ngăn cách nhau bởi một lớp dẫn điện D) Tụ điện là hệ hai vật cách điện ngăn cách nhau bởi một lớp cách điện Chỉ ra câu sai trong các câu sau Đúng - click để tiếp tục Đúng - click để tiếp tục Sai - click để tiếp tục Sai - click để tiếp tục You answered this correctly! You answered this correctly! Your answer: Your answer: The correct answer is: The correct answer is: You did not answer this question completely You did not answer this question completely Bạn phải trả lời câu hỏi để tiếp tục Bạn phải trả lời câu hỏi để tiếp tục Kết quảKết quả XóaXóa A) Tụ điện dùng để chứa các điện tích B) Bên trong tụ điện tích trữ năng lượng điện trường C) Tụ điện chỉ cho dòng điện một chiều đi qua, ngăn cản dòng điện xoay chiều đi qua D) Người ta nạp điện cho tụ bằng cách nối hai bản tụ với hai cực của nguồn điện Phát biểu nào sau đây là đúng: Sau khi nạp điện, tụ điện có năng lượng, năng lượng đó Kết quả Kết quả Xóa Xóa A) Là năng lượng của điện trường bên trong tụ điện B) Tồn tại dưới dạng cơ năng C) Tồn tại dưới dạng nhiệt năng D) Tồn tại dưới dạng hóa năng Một tụ điện có điện dung C, được nạp điện đến hiệu điện thế U, điện tích của tụ là Q. Công thức nào sau đây không phải là công thức xác định năng lượng của tụ điện? Kết quả Kết quả Xóa Xóa C Q 2 1 2 QU 2 1 2 CU 2 1 C U 2 1 2 A) W = B) W = C) B. W = D) B. W = [...]... Chng IV: dao ng v súng in t Bi : 20 Baứi 20 I MCH DAO NG h dao ng l gỡ? ỏch hot ng II DAO NG IN T T DO TRONG MD I MCH DAO NG: 1 Mch dao ng l gỡ? Mt cun tr camc ni tip vi mt t Nu in cm L mch coi nh in C thnh thỡ mch lin kớn gi l bng khụng, mt mch mch dao mch lý tng ng dao ng = 0 R dd 1.lut bin thiờn tớch v c din trong MD h ngha dao ng n t t do C k v tn s dao riờng ca MD III NNG LNG IN T Mch dao ng lớ... ccirc_vn.htm Baứi 20 I MCH DAO NG h dao ng l gỡ? ỏch hot ng II DAO NG IN T T DO TRONG MD 1.lut bin thiờn tớch v c din trong MD h ngha dao ng n t t do k v tn s dao riờng ca MD III NNG LNG IN T I MCH DAO NG: 2 Cỏch hot ng:(tt) Kt qu: To ra mt dũng in xoay chiu trong mch dao ng To ra mt in ỏp xoay chiu gia hai bn t II DAO NG IN T T DO TRONG MCH DAO NG: I MCH DAO NG h dao ng l gỡ? ỏch hot ng II DAO NG IN T... chu k v tn s dao ng riờng ca mt MD, bit t in trong mch cú in dung l 120 pF v cun cm cú t cm l 3mH Gii: Ta cú: C = 120 pF = 120 .10 -12 F L = 3 mH = 3.10-3 H Chu k riờng: T = 2 LC = 3, 77.106 s = 3,77 à s 1 6 Tn s riờng: f = = 0, 265.10 Hz = 0, 265 MHz T I MCH DAO NG h dao ng l gỡ? ỏch hot ng II ... ứng từ ) mạch dao động gọi dao động điện từ tự 3 Chu kì tần số dao động riêng mạch dao động - Chu kì tần số dao động điện từ tự mạch dao động gọi chu kì tần số dao động riêng mạch dao động + Tần... không mạch mạch dao động lí t sát hình Quan ởng 20.1 nêu cấu tạo mạch dao động? Hoạt Trình bày hoạt động: - Tích điện cho tụ điện mạch cho phóng động điện mạch dao Tụ điện phóng động LC? điện mạch. .. n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao ng ca lc n Dao ng in t v dao