Bài giảng 5: Phương pháp giải bài toán năng lượng trong mạch dao động điện từ

Bài giảng 5: Phương pháp giải bài toán năng lượng trong mạch dao động điện từ sẽ tập trung trình bày các vấn đề cơ bản về lý thuyết và bài tập để các bạn tham khảo. Phần lý thuyết sẽ củng cố các kiến thức cần thiết và từ đó các bạn có thể vận dụng vào thực hành. Mời các bạn cùng tìm hiểu và tham khảo nội dung thông tin tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng 5: Phương pháp giải bài toán năng lượng trong mạch dao động điện từ BÀI GIẢNG 5 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN NĂNG LƯỢNG TRONG MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ Biên tập : Phạm Duy Tùng A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI VÀ KIẾN THỨC CẦN NHỚ I. Các công thức: 1 2 1 q2 1 Năng lượng điện trường: WC = Cu = . Năng lượng từ trường: WL = Li2 . 2 2 C 2 2 1 q0 1 1 Năng lượng điện từ: W= WC + WL= = CU 02 = LI 02 2 C 2 2 Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với tần số góc : 2 T ’ = 2 = , với chu kì T’ = =  LC . LC 2 Nếu mạch có điện trở thuần R  0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung cấp cho  2 C 2U 02 R U 02 RC mạch một năng lượng có công suất: P = I R = 2  . 2 2L I0 Liên hệ giữa q0, U0, I0: q0 = CU0 = = I0 LC .  II. Quan hệ giữa Năng lượng điện trường và Năng lượng điện trường dao động trong mạch LC -Tính dòng điện qua tụ (cuộn dây hay mạch dao động) tại thời điểm Wt  nWđ . Thì ta biến đổi như sau: W  Wđ  Wt LI 02 Li 2 I0 Q0   W  (n  1)Wt   (n  1)  i   ... Wt  nWđ 2 2 n 1 n 1 1 -Tính điện dung hay điện tích qua tụ tại thời điểm Wđ  Wt . Thì ta biến đổi như sau: n  LI 02 q2 LC I0 Q0  W  W  W   ( n  1)  q  I0    ...  đ t  2 2C n 1  n 1 n 1  1  W  (n  1)Wđ   W   đ n t W  LI 0 2 Cu 2 L  2  ( n  1)  u  I0 . n  1  U 0 n  1  ... 2 C Đề thi và đáp án được tài trợ bởi: Thành Công Study – www.thanhcongstudy.edu.vn. Địa chỉ: 6A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội. Để đăng ký học, quý phụ huynh và học sinh gọi điện tới: 0977.333.961 hoặc gửi email tới hòm thư: thanhcongstudy@gmail.com. Trân trọng! III. Năng lượng của mạch dao động LC lí tưởng a. Năng lượng điện trường chỉ có ở tụ điện W b. Năng lượng từ trường chỉ có ở cuộn dây c. Đồ thị năng lượng điện trường, năng lượng từ trường chọn   0 Các kết luận rút ra từ đồ thị: - Trong một chu kì có 4 lần động năng T 2T 3T 4T 5T 6T 7T T bằng thế năng O 8 8 8 8 8 8 8 - 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 m 2 A 2 - Động năng và thế năng có đồ thị là đường hình sin bao quang đương thẳng 4 - Đồ thị cơ năng là đường thẳng song song với trục ot Đề thi và đáp án được tài trợ bởi: Thành Công Study – www.thanhcongstudy.edu.vn. Địa chỉ: 6A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội. Để đăng ký học, quý phụ huynh và học sinh gọi điện tới: 0977.333.961 hoặc gửi email tới hòm thư: thanhcongstudy@gmail.com. Trân trọng! B. CÁC DẠNG BÀI TẬP I. Tụ điện bị ngắt - Nối tắt tụ điện Câu 1: 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 dòng 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 C 2 hở. Kể từ đó, hiệu điện thế cực đại trên tụ còn ...