Trắc nghiệm Tổng hợp bài tập năng lượng dao động điện từ (phần 2) - Vật Lí 12

Đề cho: \({W_C} = {W_L}\)

W =  W_C + W_L = \(\dfrac{{{q^2}}}{{2C}}\) + \(\dfrac{{L{i^2}}}{2}\)

<=>\(\dfrac{{{q_0}^2}}{{2C}}\) =\(\dfrac{{{q^2}}}{{2C}}\) +\(\dfrac{{{q^2}}}{{2C}}\)

<=> \(q = \dfrac{{\sqrt 2 }}{2}{q_0}\) 

 Hình vẽ vòng lượng gíác cho ta góc quét  từ lúc năng lượng điện trường cực đại đến  năng lượng điện trường bàng năng lượng từ rường là: \(\Delta \varphi  = \dfrac{\pi }{4}\)

Vậy từ lúc năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường đến lúc năng lượng điện trường bàng năng lượng từ trường lần kế tiếp là:

\(\Delta \varphi ' = \dfrac{\pi }{2}\)   ( xem hình vẽ từ M₀ đến M₁)

Ứng với thời gian \(t = \dfrac{T}{4} = \dfrac{{{{10}^{ - 6}}}}{4} = {2,5.10^{ - 7}}s\)

Cách 1:

+ Cường độ dòng điện qua mạch trước khi mở khóa K: \({I_0} = \dfrac{E}{{R + {R_0} + r}} = \dfrac{{24}}{{24}} = 1A\)

+ Điện áp giữa hai bản cực tụ điện \(U{\rm{ }} = {\rm{ }}I\left( {R{\rm{ }} + {\rm{ }}{R_0}} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}23{\rm{ }}V\)

+ Năng lượng của mạch dao động sau khi ngắt khóa K:

\({{\rm{W}}_0} = \dfrac{{LI_0^2}}{2} + \dfrac{{C{U^2}}}{2} = 0,1J + 0,02645J = 0,12645J = 126,45mJ\)

+ Trong thời gian từ khi ngắt khoá K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn, năng lượng này biến thành nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở \(R\) và trên \({R_0}\) của cuộn dây

+ Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở \(R\) là: \({Q_R} = \dfrac{{{{\rm{W}}_0}}}{{R + {R_0}}}R = \dfrac{{126,45}}{{23}}.18 = 98,96mJ\)

Cách 2:

Ta có:

\(\begin{array}{l}{\rm{W}} = {{\rm{W}}_L} + {{\rm{W}}_C} = \dfrac{1}{2}.L{.1^2} + \dfrac{1}{2}.C.{\left( {24 - 1} \right)^2} = 0,12645J\\ =  > {Q_R} = \dfrac{{18}}{{23}}.0,12645 = 98,96mJ\end{array}\)