Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch dao động LC lí tưởng

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>1. Năng lượng của mạch dao động LC lí tưởng </b>

<b>Các kết luận rút ra từ đồ thị: </b>

- Trong một chu kì có 4 lần động năng bằng thế năng.

- Khoảng thời gian giữa hai lần động năng bằng thế năng liên tiếp là T
4.

- Từ thời điểm động năng cực đại hoặc thế năng cự đại đến lúc động năng bằng thế năng là T
8.

- Động năng và thế năng có đồ thị là đường hình sin bao quang đương thẳng

2 2
mω A

4 .
- Đồ thị cơ năng là đường thẳng song song với trục Ot.

<b>2. Bài tập vận dụng: </b>

<b>Câu 1:</b> Cho một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung C = 5 F và một cuộn thuần cảm có
độ tự cảm L = 50 mH. Biết điện áp cực đại trên tụ là 6 V. Tìm năng lượng điện trường và năng lượng từ
trường trong mạch khi điện áp trên tụ điện là 4 V và cường độ dòng điện i khi đó.

<i><b>Hướng dẫn giải: </b></i>

Năng lượng của mạch dao động: 2 5
0

1

W CU 9.10 J

2



  .

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Năng lượng từ trường: 5

t C

W W W 5.10 J .

Cường độ dòng điện i: 2Wt

i 0, 045A

L

    .

<b>Câu 2:</b> Trong một mạch LC, L = 25 mH và C = 1,6 F ở thời điểm t = 0, cường độ dòng điện trong mạch
bằng 6,93 mA, điện tích ở trên tụ điện bằng 0,8 C. Năng lượng của mạch dao động.

A. 0,8.10-6J. B. 0,7.10-6J. C. 0,9.10-6J. D. 0,6.10-6J.

<i><b>Hướng dẫn giải: </b></i>

Ta có: W =

2
1 q2

C + 2
1

Li2 = 0,8.10-6J.

<i>Chọn đáp án A </i>

<b>Câu 3:</b> Một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung 0,125 F và một cuộn cảm có độ tự cảm
50 H. Điện trở thuần của mạch không đáng kể. Điện áp cực đại giữa hai bản tụ điện là 3 V. Tính cường độ
dịng điện cực đại, cường độ dòng điện, năng lượng điện trường, năng lượng từ trường trong mạch lúc điện
áp giữa hai bản tụ là 2 V.

<i><b>Hướng dẫn giải: </b></i>

Cường độ dòng điện cực đại: I0 =

<i>L</i>
<i>C</i>

U0 = 0,15 A.

Cường độ dòng điện i: 2Wt

i 0,11A

L

    .

Năng lượng của mạch dao động: W =

2
1

CU2₀= 0,5625.10-6 J.

Năng lượng điện trường: WC =

2
1

Cu2 = 0,25.10-6 J.

Năng lượng từ trường: Wt = W – WC = 0,3125.10-6 J.

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

A. 1,8.10-6W. B. 1,75.10-6W. C. 1,65.10-6W. D. 1,39.10-6W.

<i><b>Hướng dẫn giải: </b></i>

Ta có: I0 = q0 = CU0 = U0 C

L = 57,7.10

-3

A .

Cơng suất cần cung cấp để duy trì dao động của mạch trong một thời gian dài:

P =
2
0
I R

2 = 1,39.10

-6

W.

<i>Chọn đáp án D </i>

<b>Câu 5:</b> Hai tụ điện C1 = C2 mắc song song. Nối hai đầu bộ tụ với ắc qui có suất điện động E = 6V để nạp

điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L để tạo thành mạch dao động. Sau khi dao động
trong mạch đã ổn định, tại thời điểm dịng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng một nữa giá trị dòng điện cực
đại, người ta ngắt khóa K để cho mạch nhánh chứa tụ C2 hở. Kể từ đó, hiệu điện thế cực đại trên tụ còn lại C1

là:

A. 3 3V. B.3A. <b>C.</b>3 5V. D. 2V

<i><b>Hướng dẫn giải</b></i>:

Gọi C0 là điện dung của mỗi tụ điện.

Năng lượng của mạch dao động khi chưa ngắt tụ C2:

2
2
0
0 0
2C E
CU
W 36C
2 2
   .

Khi i = I0

2 , năng lượng từ trường: WL = Li

2
=
2
0 0
0
LI W
1
9C
4 2  4 

Khi đó năng lượng điên trường: WC = 0 0

3W

27C

4 

Năng lượng điên trường của mỗi tụ: WC1 = WC2 = 13,5C0

Sau khi ngắt một tụ năng lượng còn lại của mạch là: W = WL + WC1 = 22,5C0

W =
2
2
0 1
1 1
0
C U
C U
22,5C

2  2   U1

2

= 45  U1 = 3 5 (V).

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

lượng điện thì một tụ bị đánh thủng hồn tồn sau đó mạch hoạt động với điện áp cực đại hai đầu mỗi tụ là
U’. Tỉ số

0

U '
U

A. 2

5 B.

3

5 C.
1

5 D.
5
2

<i><b>Hướng dẫn giải</b></i>:

Ta có: 2

0

3

W CU

2

 , sau khi đánh thủng tụ:

2

0 02 0

0

5 5 3 U' 5

W' W . CU U 5U

6 6 2 U 2

      .

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Website <b>HOC247</b> cung cấp một môi trường <b>học trực tuyến</b> sinh động, nhiều <b>tiện ích thơng minh</b>, nội

dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những <b>giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, </b>

<b>giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm</b> đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng.

<b>I.</b>

<b>Luyện Thi Online</b>

- <b>Luyên thi ĐH, THPT QG:</b> Đội ngũ <b>GV Giỏi, Kinh nghiệm</b> từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng

các khóa <b>luyện thi THPTQG </b>các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.

- <b>Luyện thi vào lớp 10 chuyên Tốn: </b>Ơn thi <b>HSG lớp 9</b> và <b>luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán</b> các trường
<i>PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An</i> và các trường Chuyên khác cùng

<i>TS.Trần Nam Dũng, TS. Phạm Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.</i>

<b>II.</b>

<b>Khoá Học Nâng Cao và HSG </b>

- <b>Tốn Nâng Cao THCS:</b> Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6,
7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ
thi HSG.

- <b>Bồi dưỡng HSG Tốn:</b> Bồi dưỡng 5 phân mơn <b>Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học </b>và <b>Tổ Hợp</b> dành cho
học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: <i>TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần Nam </i>
<i>Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn</i> cùng đôi HLV đạt thành
tích cao HSG Quốc Gia.

<b>III.</b>

<b>Kênh học tập miễn phí</b>

- <b>HOC247 NET:</b> Website hoc miễn phí các bài học theo <b>chương trình SGK</b> từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn
học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo
phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- <b>HOC247 TV:</b> Kênh <b>Youtube</b> cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí
từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh.

<i><b>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai </b></i>

<i><b> Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90% </b></i>

<i><b>Học Toán Online cùng Chuyên Gia </b></i>

</div>

<!--links-->