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 [r]
(1)Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
CHUYÊN ĐỀ GIẢI BÀI TẬP NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG
TRONG MẠCH DAO ĐỘNG LC
1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Xét mạch dao động điện từ LC hoạt động ổn định Năng lượng điện trường tích trữ tụ điện có biểu thức là:
2
2
1
W
2
C q
C u C
= =
- Ta có:
2 2
2 2 max
W cos ( )
2
1 cos(2 )
2
cos(2 )
4
W
2 o C
o o o
o C
Q
t C
Q t
C
Q Q
t
C C
Q C
= +
+ +
=
= + +
=
- Gọi ω’, T’, f’, φ’ tần số góc, chu kì, pha ban đầu lượng điện trường ta có:
' ; ' / 2; ' ; '
T T
f f
= = = =
2 VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn dây có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C = 20μF Người ta tích điện cho tụ điện đến hiệu điện cực đại U0 = 4V Chọn thời điểm ban
đầu (t = 0) lúc tụ điện bắt đầu phóng điện Năng lượng điện trường thời điểm t = T/8 ? (với T chu kì dao động)
A 60.10-4 J B 70.10-4 J
C 80.10-4 J D 90.10-4 J
Giải Điện tích tức thời: q = Q0cos(ωt+φ)
Trong đó: Q0 = C.U0 = 20.10-6.4 = 8.10-5C
(2)Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
- Vào thời điểm t = T/8, điện tích tụ điện bằng:
2 cos( )
8 o o Q T q Q T = =
- Năng lượng điện trường:
5 2 8.10 ( ) 2 W 80.10
2 20.10
C q J C − − − = = =
- Chọn C
Ví dụ 2: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm 2µH tụ điện có điện dung µF Trong mạch có dao động điện từ tự Khoảng thời gian hai lân liên tiếp mà lượng điện trường tụ có độ lớn cực đại
A 2π µs B 4π µs
C π µs D µs
Giải
- Khoảng thời gian hai lần liên tiếp mà lượng điện trường tụ có độ lớn cực đại là:
6 6
2
2.10 2.10 10 ( ) ( ) T t t LC s s − − − = = = = =
- Chọn A
3 BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Trong mạch điện dao động điện từ LC, điện tích hai tụ có biểu thức: q = - Q0cosωt lượng tức thời tụ điện là:
2 2 2 2
.W cos ( )
2
.W cos ( )
2
.W cos ( )
.W cos ( )
2 o C o C o C o C Q A t C Q B t C Q C t C Q D t C = = = =
(3)Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
A 6.10-4J B 12,8.10-4J
C 6,4.10-4J D 8.10-4J
Câu 3: Mạch dao động lí tưởng LC gồm tụ điện có điện dung 25nF cuộn dây có độ tụ cảm L Dịng điện mạch biến thiên theo phương trình i = 0,02cos8000t(A) Tính lượng điện trường vào thời điểm t=π/48000?
A 38,5μJ B 39,5 μJ
C 93,75 μJ D 36,5 μJ
Câu 4: Mạch dao động lí tưởng LC cung cấp lượng μJ từ nguồn điện chiều có suất điện động 8V Xác định điện dung tụ điện ?
A 0,145 μF B 0,115 μF
C 0,135 μF D 0,125μF
Câu 5: Mạch dao động gồm cuộn cảm hai tụ điện C1 C2 Nếu mắc hai tụ C1 C2 song
song với cuộn cảm L tần số dao động mạch f1 = 24kHz Nếu dùng hai tụ C1 C2
mắc nối tiếp tần số riêng mạch f2 = 50kHz Nếu mắc riêng lẽ tụ C1, C2 với cuộn
cảm L tần số dao động riêng mạch A f1 = 40kHz f2 = 50kHz
B f1 = 50kHz f2 = 60kHz
C f1 = 30kHz f2 = 40kHz
D f1 = 20kHz f2 = 30kH
Câu 6 Một mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự Biết điện tích cực đại tụ điện có độ lớn 10-8 C cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm
62,8 mA Tính tần số dao động điện từ tự mạch
A 106Hz B 108Hz
C 104Hz D 1010Hz
Câu 7: Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích tụ điện biến thiên với chu kỳ T Năng lượng điện trường tụ điện
(4)Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Website HOC247 cung cấp mơi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng
I Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng
xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán
trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.
II. Khoá Học Nâng Cao HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS
THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp
dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc
Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất
các môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi
miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
V
ữ
ng vàng n
ề
n t
ảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia