Giải bài tập Vật lý 12 Bài 20: Mạch dao động
CHƯƠNG IV DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ §20. MẠCH DAO ĐỌNG A. KIẾN THỨC Cơ BẢN Mạch dao động là một mạch kín gồm một tụ điện c và một cuộn cảm L mắc nô'i tiếp với nhau. Mạch dao động lí tưởng có điện trở bằng không. Để mạch dao động hoạt độạg ta tích điện cho tụ điện rồi cho phóng điện trong mạch. Điện tích biến thiên trong mạch dao động: q = q0cos(cot + cp) Cường độ dòng điện trong mạch dao động: i = q' = -qocosin(cot + <p) đặt Io = qoCO -> i = -Iosin(cot + cp) = I0cos(cot + <p + ^) . 2 Điện tích q ở hai bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạchdao động biến thiên điều hòa với cùng tần số góc, i sớm pha so với q 2 Tần sô' góc - chu kì - tần sô' trong mạch dao động /LC T = — = 271 TlC co q = q0coscot và i = I0cos(cot + -T) c. CÂU HỎI SAU BÀI HỌC Mạch dao dộng là gì? Nêu định luật biến thiên của điện tích của một bản tụ diện và cường độ dòng diện trong mạch dao động. Viết công thức tính chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao dộng. Dao động diện từ tự do là gỉ? Năng lượng diện từ là gi? Hướng dẫn trả lời Mạch dao động là mạch điện kín gồm một tụ điện c mắc nô'i tiếp với cuộn cảm L. Định luật biến thiên: điện tích q ở hai bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa với cùng tần sô' góc, i sớm pha so với q. Biểu thức điện tích: q = q0cos(tt)t + tp) Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch: i = I0cos(cot + (p + ^) Công thức chu kì và tần số của mạch dao động Chu kì dao động riêng của mạch dao động: T = — = 2tc7lC co 2tiVLC Tần sô' dao động riêng của mạch f = Dao động điện từ tự do là sự biến thiên điều hòa của điện tích q và cường độ i (hay cường độ điện trường E và cảm ứng từ B) trong mạch dao động. Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch gọi là năng lượng điện từ. Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch sẽ được bảo toàn. D. BÀI TẬP Sự biến thiên của dòng diện i trong một mạch dao động lệch pha như thế nào so với sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ diện? A. i cùng pha với q. B. i ngược pha với q. c. i sớm pha so với q. D. i trề pha so với q. 2 2 Nếu tăng số vòng dây của cuộn cảm thì chu kì của dao động điện từ sẽ thay đổi như thế nào? A. Tăng. B. Giảm. c. Không dổi. D. Không đủ cơ sò để trả lời. Tính chu ki và tần số dao động riêng của một mạch dao động, biết tụ diện trong mạch có điện dung là 120 pF và cuộn cảm có độ tự cảm là 3 mH. Hướng dẫn giải Chọn đáp án c. Cliọn đáp án A. Hướng dẫn: Ta có T = 2k7lC , L phụ thuộc vào kích thước của cuộn dây và sô' vòng của cuộn dây. Nếu sô' vòng của cuộn dây tăng suy ra L tăng => T tăng. Chu kì và tần sô' dao động riêng của mạch dao động Chu kì T = 2ji7lC = 27tự3.10"3120.10’12 => T = 3,77.10“6(s) Tần sô' f = ỉ = 0,265(MHz)