Tuyệt phẩm công phá Giải nhanh theo chủ đề trên kênh VTV2 môn Vật Lý Tập 3 (FULL TEXT)

U 1 1 1 7
2 4 2 8 8
2 −6 2
7 CU 0
7 5.10 .12
−3
W' = = = 0,315.10 (J)
8 2 8 2
0
u = ⇒ WC = W ⇒ WC1 = WC = W ⇒ W ' = W − WC1
= W
nophoto3_48x48.
4. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MẠCH LC CÓ ĐIỆN TRỞ
Phương pháp giải
1) Năng lượng hao phí
Khi vừa cắt ra khỏi nguồn trong mạch có dòng điện I
01 và điện áp trên tụ bằng 0 (xem hình 4.1)
⎧ E
⎪I01
= = 12( A)
⎨ r
⎪
⎩U
01
= 0
2 2 2
CU01 LI01 0,02.12
⇒ W = + = 0+ = 1,44( J).
2 2 2
Ví dụ 2: Một mạch dao động LC gồm tụ điện C có điện dung 0,1 mF, cuộn dây có hệ số tự cảm
L=0,02 H và điện trở là R
0
= 5 Ω và điện trở của dây nối R = 0. Dùng dây nối có điện trở không đáng
kể để nối hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động E = 12V và điện trở trong r = 1 Ω với
hai bản cực của tụ điện. Khi dòng trong mạch đã ổn định nguời ta sẽ cắt nguồn ra khỏi mạch để cho
mạch dao động tự do. Tính phần năng lượng mà mạch nhận được ngay sau cắt khỏi nguồn.
A. 45mJ. B. 75mJ. C. 40mJ. D. 50mJ.
Hướng dẫn:Chọn đáp án A.
Khi cừa cắt ra khỏi nguồn trong mạch có dòng điện I
01 và điện áp trên tụ U
01 (xem hình 4.2)
* Hình thứ nhất: Khi vừa cắt ra khỏi nguồn trong mạch có dòng điện I01 = E/
r và điện áp trên tụ
bằng 0.
* Hình thứ hai: Khi vừa cắt ra khỏi nguồn trong mạch có dòng điện 01 0
tụ bằng U = I R .
01 01 0
* Hình thứ ba: Khi vừa cắt ra khỏi nguồn trong mạch có dòng điện 01 0
U = I ( R + R).
tr6en tụ bằng 01 01 0
I = E/( r+ R ) và điện áp trên
I = E/( r+ R + R)
và điện áp
Tổng hao phí do tỏa nhiệt bằng năng lượng ban đầu Q = W.
Ví dụ 1: Một mạch dao động LC gồm tụ điện có điện dung 100µF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,02
H và điện trở toàn mạch không đáng kể. Dùng dây nối có điện trở không đáng kể để nối hai cực của
nguồn điện một chiều có suất điện động 12V và điện trở trong 1 Ω với hai bản cực của tụ điện. Khi
dòng trong mạch đã ổn định ngời ta cắt nguồn ra khỏi mạch để cho mạch dao động tự do. Tính năng
lượng dao động trong mạch.
A. 25,000J. B. 1,44J. C. 2,74J. D. 1,61J.
Hướng dẫn:Chọn đáp án B.
⎧ E 12
I
2 2 4 2 2
01
2( A) −
⎪ = = =
CU0
LI 10 .10 0,02.2
⎨ r + R0
1+ 5 ⇒ W = + = + = 0,045( J).
⎪ 2 2 2 2
⎩U 01
= I01R0
= 2.5 = 10( V)
Ví dụ 3: Một mạch dao động LC gồm tụ điện C có điện dung 0,1 mF, cuộc dây có hệ số tự cảm L =
0,02 H và điện trở là 0
5
R = Ω và điện trở của dây nối E = 4
Ω . Dùng dây nối có điện trở không
đáng kể để nối hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động E = 12 V và điện trở trong
r = 1 Ω với hai bản cực của tụ điện. Khi dòng trong mạch đã ổn định người ta cắt nguồn ra khỏi mạch
để cho mạch dao động tự do. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên R và R 0 kể từ lúc cắt nguồn ra khỏi mạch
đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn?
A. 11,240 mJ. B. 14,400 mJ. C. 5,832 mJ. D. 20,232 mJ.
Hướng dẫn:Chọn đáp án D.
Khi vừa cắt ra khỏi nguồn trong mạch có dòng điện I
01 và điện áp trên tụ U
01 (xem hình 4.3)
⎧ E 12
⎪I = = = 1,2( A)
CU LI
⎨
⎪ 2 2
⎩U 01
= I01( R0
+ R) = 1,2.9 = 10,8( V)
2 2
01
r + R0
+ R 1+ 5+ 4 ⇒ W =
01
+
01
−4 2 2
10 .10,8 0,02.1,2
⇒ Q = W = + = J
2 2
−3
20,232.10 ( ).
Trang249
Trang250