Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây có độ tự cảm 6μH có điện trở thuần 1Ω và tụ điệncó điện dung 6nF. Điện áp cực đại trên tụ lúc đầu 10V. Để duy trì dao động điện từ trong mạch người tadùng một pin có suất điện động là 10V, có điện lượng dự trữ ban đầu là 400C. Nếu cứ sau 12 giờ phải thay pin mới thì hiệu suất sử dụng của pin là:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có: Năng lượng dao động của mạch dao động điện từ LC:
\( {\rm{W}} = \frac{{C.U_0^2}}{2} = \frac{{L.I_0^2}}{2}\)
+ Cường độ dòng điện cực đại chạy qua mạch giao động: \( {I_0} = \sqrt {\frac{C}{L}} {U_0}\)
Công suất cần cung cấp cho mạch LC duy trì dao động của mạch tương đương với công suất tỏa nhiệt hao phí trong điện trở thuần R:
\( P = R{I^2} = \frac{1}{2}I_0^2R = \frac{{C.U_0^2}}{{2L}}R\)
Thay số vào:
\( {P_1} = \frac{{{{6.10}^{ - 9}}{{.10}^2}.1}}{{{{2.6.10}^{ - 6}}}} = {50.10^{ - 3}}{\rm{W}}\)
+ Công suất mà bộ pin có thể cung cấp trong thời gian t: \(\left\{ \begin{array}{l} P = UI\\ I = \frac{q}{t} \end{array} \right. \to P = \frac{{qE}}{t}\)(trong đó q là điện lượng của bộ pin)
+ Hiệu suất sử dụng của pin:
\( H = \frac{{{P_1}}}{P} = \frac{{{P_1}t}}{{Eq}} = \frac{{{{50.10}^{ - 3}}.12.3600}}{{10.400}} = 0.54 = 54\% \)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật lý năm 2020
Trường THPT Hàn Thuyên