Phương pháp giải các bài tập về Pha và thời gian trong Dao động điện từ

Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch dq.. Hãy xác định khoảng thời gian, giữa hai lần liên tiếp, năng lượng điện trường trên tụ điện bằng năng lượng từ trường trong cuộn dây.. Xác [r]

1 Phương pháp giải

Cần phải vận dụng tính tương tự điện

Đại lượng Đại lượng điện Tọa độ x q điện tích

Vận tốc v i cường độ dòng điện Khối lượng m L độ tự cảm

Độ cứng k C

nghịch đảo điện dung

Lực F u hiệu điện

Khi vật qua VTCB x = vận tốc đạt cực đại vmax, ngược lại biên, xmax = A, v = Tương tự, q = i = I0 i = q = Q0

Đặc biệt nên vận dụng tương quan dao động điều hòa chuyển động tròn để giải toán liên quan đến thời gian chuyển động

2 Bài tập áp dụng Câu 1

Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 0,2H tụ điện có điệ ời 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 Viết biểu thức tức thời điện tích q tụ điện mà thời điểm ban đầu tích điện dương Tính lượng điện trường thời điểm

8 T

t  , T chu kì dao động Giải:

) t cos( Q

q  

Trong

s / rad 500 10

20 ,

1 LC

1

6 

 





C 10 10 20 CU

Q0



 

 

Khi t =

0 hay cos Q

cos Q

q    

Vậy phương trình cần tìm: q = 8.10-5cos500t (C) Năng lượng điện trường

C q W

2 đ 

Vào thời điểm 8 T

t  , điện tích tụ điện

2 Q T T cos Q

q 



 , thay vào ta tính lượng điện trường

J 80μ

Wđ  

   

 

 

 

hay J 80.10 20.10

2 8.10

2 1

W 6 6

2 5

đ

Câu 2

Trong mạch dao động, điện tích tụ điện biến thiên theo quy luật: q = 2,5.10-6cos(2.103 a) Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời mạch

b) Tính lượng điện từ tần số dao động mạch Tính độ tự cảm cuộn dây, biết điện dung của tụ điệ

Giải:

(A) ) 2 π πt cos(2.10 5.10

i 3 3 

Năng lượng điện từ

   W12,5μJ



 

 

hay J 10 , 12 10

25 ,

10 , 2 C Q

W

6

0

Độ tự cảm cuộn dây Từ công thức tính tần số góc:

LC



 , suy

0,1H )

.(2.10 0,25.10

1 Cω

1

L 2  6 3 2 

Câu 3

Mạch dao động LC lí tưởng thực dao động điện từ Hãy xác định khoảng thời gian, hai lần liên tiếp, lượng điện trường tụ điện lượng từ trường cuộn dây

Giải:

Khi lượng điện trường tụ lượng từ trường cuộn dây, ta có W

2 W

Wđ  t  hay

2 Q q C

Q 2 C q

0

0

Với hai vị trí li độ

2 Q

q 0 trục Oq, tương ứng với vị trí đường trịn, vị trí cách

nhau cung



Có nghĩa là, sau hai lần liên tiếp Wđ = Wt, pha dao động biến thiên lượng

4 T

2 

  

(Pha dao động biến thiên đượ ời gian chu kì T) Tóm lại, sau thời gian

4 T

lượng điện lại lượng từ Câu 4

Biểu thức điện tích tụ mạch dao động có dạng q=Q

0sin(2π.10

6t)(C) Xác định thời điểm lượng từ lượng điện

Giải:

Có thể viết lại biểu thức điện tích dạng hàm số cosin thời gian, quen thuộc sau:

) t 10 cos( Q

q 0  

và coi q li độ vật dao động điều hòa Ban đầu, pha dao động

2



 , vật qua vị trí cân theo chiều dương

Wđ = Wt lần

2 Q

q , vectơ quay vị trí

cung



 , tức quét góc

  

tương ứng với thời gian T

Vậy thời điểm toán cần xác định t = T

= 5.10 s

10

2

6



 

  



Câu

q

-Q0 O Q0

Trong mạch dao động (h.vẽ) tụ điện gồm tụ C1giống cấp lượng W0 = 10-6J từ nguồn điện chiều có suất điện động E = 4V Chuyển K từ (1) sang (2) Cứ sau khoảng thời gian nhau: T1= 10-6s lượng điện trường tụ điện lượng từ trường cuộn cảm

a) Xác định cường độ dòng điện cực đại cuộn dây

b) Đóng K1 vào lúc cường độ dịng điện cuộn dây đạt cực đại Tính lại hiệu điện cực đại cuộn dây

Giải:

Theo suy luận câu 19, T 4T 4.10 s

T

T1    1  6

F 10 125 , 10 E W C CE

W 2

6 2       

Do C1 nt C2 C1 = C2 nên C1 = C2 = 2C = 0,25.10-6F

H 10 24 , 10 125 , 10 16 C T L LC T 6 12 2           

a) Từ công thức lượng

A 785 , 10 24 , 10 L W I W LI 6 0

0      



b) Khi đóng k1, lượng tụ điện không, tụ C1 bị loại khỏi hệ dao động lượng không bị C1 mang theo, tức lượng điện từ không đổi W0

V 83 , 10 25 , 10 C W U W U C 6 0

2      

Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội

dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,

giỏi 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, yêu thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: 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 Pham 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 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 môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh

Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai

Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online Chuyên Gia