Bộ tài liệu phương pháp, bài tập vật lý THPTQG theo 4 cấp độ khó tăng dần 2019 gồm 5 chuyên đề có lời giải chi tiết

CHỦ ĐỀ 13 NĂNG LƯỢNG TRONG MẠCH DAO ĐỘNG LC
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Năng lượng điện từ:
Tổng năng lượng điện trường tụ điện và năng lượng từ trường trên cuộn cảm gọi là năng lượng điện từ.
a. Năng lượng điện từ:
1 1 1 q
W W W C.U L.I
2 2 2 C
2
2 2 0
C L 0 0
2
1 1 q 1
C 0
2 2 2
b. Năng lượng điện trường: W C.u q cos t
2 2 C 2C
1 1
2 2C
2 2 2
c. Năng lượng từ trường: W Li q sin t
Nhận xét:
L 0
+ Trong quá trình dao động điện từ, có sự chuyển đổi từ năng lượng điện trường thành năng lượng từ
trường và ngược lại, nhưng tổng của chúng thì không đổi.
+ Mạch dao động có tần số góc , tần số f và chu kỳ T thì W và W biến thiên với tần số góc 2 , tần
số 2f và chu kỳ T/2.
+ Trong một chu kỳ có 4 lần W W , khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp để W W là T/4.
L
C
L C
+ Thời gian từ lúc W W W W đến lúc W W / 2 W W / 2 là T/8.
L Lmax C Cmax
Q0 U0 I0
+ Khi WL
n.WC
q ;u ;i
n 1 n 1 1
1
n
* Cách cấp năng lượng ban đầu cho mạch dao động:
L
L Lmax C Cmax
1 2 1
- Cấp năng lượng ban đầu cho tụ: W CE CU0
; Với E: là suất điện động của nguồn
2 2
1 1 E
- Cấp năng lượng ban đầu cho cuộn dây: W LI0
L ; Với r là điện trở trong của nguồn
2 2 r
2. Các hệ thức độc lập:
2
2 2
2 2
2 2 i q i u i
a) Q0
q 1
hay
Q0 I0
U0 I0
b)
W W W
L
C
u i U i U u
C
L
2 2 2 2 2
0 0
C
L
2 C 2 2 L 2 2
i u I0 u I0
i
L
3. Công suất bù đắp do hao phí khi mạch dao động có điện trở thuần R 0 :
C
Dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất:
2 2 2 2
2 .C .U0 U
0.R.C
P I .R .R W P.t
2 2.L
CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH
2
1
C
Trang 1