BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ pptx

BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
I. Mục tiêu:
1) Kiến thức:
- Củng cố kiến thức và công thức cơ bản về dao động điện từ, vận dụng vào việc
giải bài tập cơ bản.
- Bàiết phân tích đồ thị để rút ra nhiều nội dung thể hiện r bản chất vật lí v cc gi trị
định lượng thiết yếu của dao động điện từ.
2) Kĩ năng:
- Rèn luyện kĩ năng phân tích, tổng hợp kiến thức.
- Bàiết so sánh sự tương quan của kiến thức về dao động cơ học và dao động điện
từ.
- Luyện tập kĩ năng tính toán.
II. Chuẩn bị:
1)GV: - Vẽ hình 22.1 SGK trn giấy khổ lớn.
- Phiếu học tập cĩ nội dung Bài tốn luyện tập.
Bài 1.
Một mạch dao động LC có tụ điện 25pF và cuộn cảm 10
-4
H. Bàiết ở thời điểm
ban đầu của dao động, cường độ dịng điện có giá trị cực đại bằng 40mA. Tìm
Bàiểu thức của cường độ dịng điện, của điện tích trên bản cực tụ điện và Bàiểu
thức của hiệu điện thế giữa hai bản cực của tụ điện.
Bài 2. Mạch dao động gồm tụ điện C = 50F và một cui6n5 dây có độ tự cảm L = 5mH.
a) Tính năng lượng toàn phần của mạch điện và điện tích cực đại trên bản tụ khi
hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 6V. Tính năng lượng điện trường, năng
lượng từ trường và cường độ dịng điện trong mạch ở thời điểm mà hiệu điện
thế giữa hai bản tụ bằng 4V. Coi điện trở thuần trong mạch không đáng kể.
b) Nếu cuộn dây có điện trở R = 0,1, muốn duy trì dao động điều hịa trong
mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ điện vẫn bằng 6V thì phải bổ sung cho
mạch một năng lượng có công suất bằng bao nhiêu?
Bài 3. Bài tập SGK trang 126.

2)HS: Ôn tập kiến thức về dao động điện từ.
II. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1. (5’) Kiểm tra – Ơn tập kiến thức.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
GV nu cu hỏi kiểm tra.
Mạch LC có điện tích
trên bản tụ Bàiến thiên
điều hịa theo pt: q =
q
0
cos(t + ). Xác định:
1) Độ lệch pha giữa hđt
trên bản tụ và cường độ
dịng điện trên mạch.
2) Cường độ dịng điện
cực đại và hđt cực đại




-Suy nghĩ c nhn, tìm cu
trả lời.

-Trình by kết quả trn
Từ q = q
0
cos(t + ).
0
0
cos( )

sin( )
q
u t
C
i q t
 
  
  
  

Ta cĩ:
( ; )
0
0 0 0
2
à U
u i
q
I q v
C



 
 

giữa hai bản tụ. bảng.
Hoạt động 2. (35’) Giải Bài tập:
Bài tập 1.
-GV hướng dẫn HS

tóm tắt đề bài toán,
nêu câu hỏi gợi ý:
H
1
. Viết Bàiểu thức
tổng quát của cường
độ dịng điện trong
mạch. Áp dụng điều
kiện ban đầu của
cường độ dịng điện
trong mạch.

H
2
. cường độ dịng
điện và điện tích
trong mạch lệch pha
như thế nào? Suy ra
góc lệch pha của u v
i?
-Cá nhân độc lập suy nghĩ,
phân tích đề bài toán.
+ Đ Bàiết:
C = 25pF = 25.10
-12
F
L = 10
-4
H

-Viết Bàiểu thức i trong
mạch.

-Thảo luận nhóm, xác định
pha ban đầu .

-Viết Bàiểu thức q, u.
* Tính

7
1
2.10 /
rad s
LC

 

-Tính gĩc : khi t = 0:
i = I
0
= 4.10
-2
A.
Từ i = I
0
cos(t + )  = 0
 phương trình i:
i = 4.10
-2
cos(2.10

-7
t)A
* q chậm pha
2

so với i:
7
0
cos 2.10
2
q q t C


 
 
 
 
với
9
0
0
2.10
I
q C


 

* Phương trình:
0

cos
2
u U t

 
 
  
 
 

với
0
0
9
80
80cos 2.10
2
q
U V
C
u t V


 
 
 
 
 

Bài tập 2.

-Yêu cầu HS lm Bài
tập 2 trong phiếu học
tập trn giấy nu cu hỏi
gợi ý v Yêu cầu HS
ln bảng trình by kết
quả.
H
1
. Năng lượng toàn
phần của mạch LC
gồm những năng
lượng nào? Nêu công
thức tính.
H
2
. Năng lượng từ
trường, năng lượng
điện trường xác định
bằng công thức nào?
H
3
. Khi hiệu điện thế
giữa hai bản tụ đạt
giá trị cực đại năng
lượng điện trường
của mạch thế nào?
H
4
. Khi mạch có

-Cá nhân suy nghĩ độc lập,
trình by Bài giải.

-Thực hiện tính tốn, trình by
kết quả trn bảng khi được
GV yêu cầu.

-Nhận xt cch giải Bài tốn của
HS khc.







a) Khi u đạt cực đại U
0
:
2
0 0
1
2
C
W W CU
 

Với C = 50.10
-6
F

U
0
= 6V
 W = 9.10
-4
J
Q
0
= CU
0
= 3.10
-4
C
* Khi u = 4V:
-Năng lượng điện trường:
2 4
1
4.10
2
C
W Cu J

 

-Năng lượng từ trường:
W
L
= W = W
C
= 5.10

-4
J
-Mặt khc:
2
1
0,45
2
L
W Li i A
  
b) Mạch có R khác 0: năng lượng
điện trở, nhiệt lượng
tỏa ra trên mạch
trong thời gian t xác
định thế nào?
H
5
. Đại lượng I trong
công thức có ý nghĩa
gì? Xc định thế nào?
GV trình by đại
lượng
0
2
I
I 

-Trả lời.Q = RI
2
t.

Ghi nhận kiến thức mới GV
cung cấp.
0
2
I
I 

Thực hiện Bàiến đổi từ
hướng dẫn của GV.
cần cung cấp bằng nhiệt lượng
tỏa ra trên mạch:
Q= RI
2
t.
-Trong 1 giy: cơng suất cần cung
cấp: P = RI
2
.
Với
0
2
I
I 

P = 1,8,10
-4

W
Bài 3. Phn tích đồ thị
để rút ra kết luận về
kiến thức.

H
1
. Dao động được
mô tả bằng đồ thị
trên là dao động gì?
So snh Bàin độ trong
chu kì đầu và các chu
kì sau đó.
H
2
. Xác định chu kì
của dao động, từ đó
suy ra tần số của dao
Quan st hình vẽ đ phĩng to đồ
thị dao động tắt dần (hình
21.2 SGK) Rút ra nhận xt từ
gợi ý của GV.
-Bàiên độ U
0
giảm: dao động
điện từ tắt dần.
+ Sau mỗi chu kì, hđt giảm
1,4V; 0,6V; 0,3V: Bàiên độ
giảm không đều.
+ Khi t = 0: u = 3,4V

Chọn đáp án C, vì:
khi t = 3s, ta cĩ: u = 0.
Do đó:
động.

H
3
. Xác định hiệu
điện thế tại thời điểm
t = 3s. Suy ra năng
lượng điện trường,
năng lượng từ trường
tại thời điểm đó.
2 2
1 1
(3,4)
2 2
11,56
C
C
W Cu C
W C
  


+ Thời điểm t = 3s
u = 0  W
C
= 0; W
L
= W
0L
.
+ T  0,6s  f  1,6Hz
2
1
0
2
C
L C
W Cu
W W W
 
 

 W
L
đạt cực đại.
Hoạt động 3. (5’) Vận dụng - củng cố:
GV nu:
1) Bài tập về nh:
Mạch dao động có độ tự cảm L và tụ có C thay đổi được. Khi tụ có điện dung C
1
thì

tần số ring của mạch l f
1
= 60MHz, khi điện dung của tụ là C
2
thì tần số ring của
mạch l f
2
= 80MHz. Khi ghp cc tụ C
1
v C
2
song song thì tần số ring của mạch l:
A. 100MHz B. 140MHz C. 20MHz D. 48MHz.
2) Nhận xét về cách giải và nội dung cơ bản của các bài toán. Yêu cầu HS chuẩn bị
cho tiết học sau.

III. Rút kinh nghiệm – Bổ sung: