Cho một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm có L = 2mH và tụ điện có điện dung C= 2nF. Khi năng lượng điện trường bằng một nửa năng lượng từ trường cực đại thì dòng điện trong mạch có độ lớn \(3\sqrt{2}A.\) Lấy chiều dương của dòng điện sao cho dòng điện i sớm pha so với hiệu điện thế trên tụ điện, gốc thời gian là lúc dòng điện trong mạch có giá trị bằng 1 nửa giá trị cực đại và tụ điện đang được nạp điện. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai- Tần số góc: \(\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}=\frac{1}{\sqrt{{{2.10}^{-3}}{{.2.10}^{-9}}}}={{5.10}^{5}}rad/s\)
- Năng lượng điện trường bằng một nửa năng lượng từ trường cực đại:
\({{\text{W}}_{C}}=\frac{{{\text{W}}_{L\max }}}{2}\Rightarrow {{\text{W}}_{L}}=\frac{{{\text{W}}_{L\max }}}{2}\Leftrightarrow \frac{L{{i}^{2}}}{2}=\frac{1}{2}.\frac{L.I_{o}^{2}}{2}\Rightarrow {{I}_{o}}=\sqrt{2}.\left| i \right|=\sqrt{2}.3\sqrt{2}=6A\)
- Tụ điện đang được nạp điện \(\to \) u đang tăng
Dòng điện i sớm pha so với hiệu điện thế trên tụ điện, gốc thời gian là lúc dòng điện trong mạch có giá trị bằng 1 nửa giá trị cực đại \(\to \) Pha ban đầu của i là \(\varphi =\frac{\pi }{3}rad\)
\(\to \) Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là: \(i=6\cos \left( {{5.10}^{5}}t+\frac{\pi }{3} \right)A\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Nguyễn Trung Trực