Để giải bài toán này : Các Thầy cần lưu ý : “ Nếu ban đầu có tụ đã được tích điện thì Điện tích của tụ này khác với Điện tích của các tụ chưa tích điện trong bộ tụ ” Có một định luật ta[r]
(1)Một Bài DĐĐT Trong Đề Thi Thử Của Trường Chuyên Lương Văn Tụy – Ninh Bình ĐỀ BÀI Cho mạch dao động điện từ (h/vẽ) L là cuộn cảm có hệ số tự cảm L, và hai tụ điện có điện dung C1, C2; với C1 < C2 Ban đầu khoá K đóng, mạch có dao động điện từ tự Tại thời điểm điện áp hai tụ C1 đạt cực đại U0 thì ngắt khoá K Sau đó cường độ dòng điện mạch thời điểm điện áp hai cực tụ điện C1 không là: C1 C2 C1 C2 A U0 B U0 (C2 −C 1) (C2 −C 1) C2 L C1 L C U0 √ √ C1 (C +C ) C2 L D U0 √ √ C2 (C +C ) C1 L K L BÀI LÀM Trường Phái : Thầy Đang : GIẢI: W C1U 02 (1) K đóng : Năng lượng điện từ mạch là Khi điện áp C1 cực đại thì độ lớn điện tích trên là Q0 = C1U0 C C1.C2 C1 C2 Khi mở K : C1 nối tiếp với C2 Điện dung tương đương là: Năng lương mạch bảo toàn: Tại thời điểm u1=0 thì u2 =U0 vì đó q2 = Q0.(Bảo toàn điện tích) Q02 C12U 02 WC2 C C2 Năng lượng điện trường C là: Năng lượng từ trường cuộn dây là: 1 C12U 02 C C C1 WL C1.U 02 C1.U 02 (1 ) C1.U 02 ( ) Li 2 C2 C2 C2 i U Do đó Thầy Linh : C1 (C2 C1 ) L.C2 ĐÁP ÁN A (2) (2) Thầy Tuấn : Cách giải các thầy tôi có câu hỏi : * Các thầy dùng công thức tụ ghép nối tiếp ? * Trong bài này dùng không ? Ở đây là ghép các tụ đã tích điện mà * Sao ko dùng ĐLBT điện tích ? * Đây là cách giải tổng quát tôi, mong các thầy cho ý kiến ! K • C1 A i A C2 L B B * Chọn điện tích bên trái C1 và bên trái C2 làm điện tích các tụ điện, tức là q 1=qA , q2=qK , chiều dương dòng điện hình vẽ * Các phương trình cho các đoạn mạch - Đoạn mạch BAL chứa cuộn dây : uBA Li ' u AB Li ' q1 u AK C1 i q ' - Đoạn mạch AC1K chứa tụ C1: q2 uKB C2 i q ' - Đoạn mạch KC2B chứa tụ C2 : * Kết nối các đoạn mạch: u AK u KB u AB và Định luật bảo toàn điện tích -q1+q2=-Q0 = -C1U0 i q1' q2' q1 q2 q1 q2 Li ' Li ' 0 q q1 Q0 C C C C 2 * Giải hệ : thay C 2U C 2U C 2U C C2 C C2 (q1 ) '' (q1 ) 0 2 q1 A cos(t ) C1 C2 LC1C2 C1 C2 LC1C2 Nghiệm C1 C2 đặt i q '1 A sin(t ) * Làm rõ nghiệm các điều kiện đầu: C12U C1C2U q cos(t ) C1 C2 C1 C2 i C1C2U sin(t ) C1 C2 t 0, q1 Q0 C1U CCU A , 0 ' C1 C2 i q1 A sin 0 C22 C12 C1 C C2 * Lúc u1=0 thì q1=0 đề bài yêu cầu tìm i thay q1=0 vào PT q1 cos(ωt)= sin(ωt)= (3) C1 (C C1 ) C2 L Thay ngược lại vào PT i i=U0 Đáp án A Trường Phái : (Thầy Thắng) GIẢI : Trước mở khóa K Điện tích cực đại tụ điện Q0 = C1U0 (*) Sau đóng khóa K tần số góc dao động mạch dao động: 1 C 1+C C1C = = = (**) L LC1 C2 √ LC C 1+ C i1 Khi đó ta luôn có q2 + = Q02 Tại thời điểm uC1 = 0, q1 = q2 = 0; tụ phóng hết điện tích ; u = ω2 và q = > Dòng điện qua mạch có giá trị cực đại I0 , Từ (*) và (**) C 1+C C1 I0 = Q0 = C1U0 = U0 (C +C ) Chọn đáp án C LC1 C2 LC2 Nhận xét: Bài này bạn Trần Đang chọn đáp án A ( và đã có nhiều người tải đấy) vì theo bạn Đang uC1 = thì uc2 = U0 Nhưng uC2 = U0 thì i = Không biết kết trên có gì sai sót không? Nếu có chúng ta cùng trao đổi để tìm cái đúng Với cách giải trên thì thấy ngắn gọn tôi phải suy nghĩ hôm √ √ √ √ Thầy Ngọc : Trước hết ban đầu là đề cho khóa k đóng , mạch dao động có tụ C1 và có điện áp cực đại Q0 = C1U0 Khi mở khóa k , đại lượng thay đổi mạch cần quan tâm đến là C , ĐIỆN TÍCH CỦA CÁC BẢN TỤ và lượng mạch - Với C1 nối tiếp C2 => Cb = C1C2 / ( C1 + C2 ) GIẢM – Điện tích tụ là không đổi , điện áp có phân bố lại vì điện dung thay đổi 2 Q0 Q0 − – Còn lượng mạch giảm xuống W= Wsau – Wđầu = C B C1 , phần lượng này bị đóng khóa k, xạ – Vì theo định luật bảo toàn lượng cho mạch sau ổn định, ta có Q 20 Li + C B u2 Wsau = = 2 CB Nói thêm là điện áp tức thời hai tụ biến thiên cùng pha với nhau, nên điện áp tụ C1 không thì điện áp tụ C2 không , giá trị cực đại là khác C1 < C2 Như u = thì ta có I cực đạo và 2 Q0 U C1 = C (C1 +C 2) C1C2 I02 = LCB => I0 = U0 => Chọn đáp án C L( ) LC2 C +C √ ***Với cách hiểu trên , để giải bài này ta cần nói với học sinh áp dụng công thức tính nhanh là (4) Q 20 = I02 = LC B U 20 C21 C C => tụ mắc nối tiếp L( ) C1 +C Q 20 U 20 = I02 = => tụ mắc song song LC B L(C 1+ C2 ) Theo tôi , thầy Trần Đang xem lại chỗ lượng mạch bảo toàn Năng lượng bảo toàn không có thêm tác động nào từ bên ngoài vào Điều này rõ các bài toán mắc tụ tích điện lớp 11 Rất mong nhận trao đổi các thầy nhé Thầy Lý : Bài này, có dạng giống đề thi ĐH năm 2002 chúng ta nên gỉai đơn giản thôi Ban đầu: khóa K đóng, mạch xem có tụ C1 Q02 W0 C1U 02 Q02 C1U 02 2C1 Lúc đó, lượng mạch (1) Lúc sau: Khi UC1 cực đại, lượng tập trung tụ C1, ngắt khóa k , mạch có thêm C2 nối tiếp C1: Cb C1C C1 C Lúc uC1= thì q1 = q2 = ( vì tụ mắc nối tiếp, đã học lớp 11) nên lượng bây tập trung cuộn cảm (thuần) Q2 W0 LI02 2.C b (2) Khi đó: thay (1) vào (2) ta C2 U W0 LI02 2.C b I U I 02 C12 U 02 C U (C C ) 1 CC L.C L C1 C2 C1 (C1 C ) L.C Chọn đáp án C Theo mình, bài này xem lượng bảo toàn! Vài lời góp ý, xin thầy cô cho ý kiến! Ý KIẾN CỦA TÔI : Để giải bài toán này : Các Thầy cần lưu ý : “ Nếu ban đầu có tụ đã tích điện thì Điện tích tụ này khác với Điện tích các tụ chưa tích điện tụ ” Có định luật ta có thể dùng : “ Định luật bảo toàn điện tích ”…… Suy , Đáp án A Quan Điểm : (Điện áp tức thời hai tụ biến thiên cùng pha với , Nên Điện áp tụ C1 không thì điện áp tụ C2 không , giá trị cực đại là khác C1 < C2 , Như u = thì ta có I cực đại ) Có vẻ không ổn !!! Mong Các thầy cô có kinh nghiệm cho ý kiến Để bài toán hoàn thiện.Thanks ! (5)