Năng lượng năng lượng điện từ trường vào mạch xê dịch LC là bài bác toán thường sẽ có trong đề thi Đại học tập - cao đẳng ( trung học phổ thông Quốc Gia). Tích điện điện tự trường bao hàm năng lượng năng lượng điện trường triệu tập ở tụ năng lượng điện và năng lượng từ trường tập trung tại cuộn cảm.

Bạn đang xem: Công thức năng lượng điện từ


NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ TRƯỜNG vào MẠCH DAO ĐỘNG LC

1. Những công thức:

Năng lượng năng lượng điện trường: WC = (frac12)Cu2 = (frac12fracq^2C). Năng lượng từ trường: WL = (frac12) Li2

Năng lượng năng lượng điện từ: W= WC + WL= (frac12fracq_0^2C=frac12CU_0^2=frac12LI_0^2)= CU = LI

Năng lượng năng lượng điện trường và tích điện từ trường biến đổi thiên tuần trả với tần số góc :

ω’ = 2ω = (frac2sqrtLC), với chu kì T’ = (fracT2=pi sqrtLC)

Nếu mạch bao gồm điện trở thuần R ≠ 0 thì xê dịch sẽ tắt dần. Để duy trì dao hễ cần hỗ trợ cho mạch một tích điện có công suất: p = I2R = (fracomega ^2C^2U_0^2R2=fracU_0^2RC2L) .

Liên hệ giữa q0, U0, I0: q0 = CU0 = (fracIoomega ) = I0(sqrtLC)

2.Quan hệ giữa tích điện điện trường và năng lượng điện trường xê dịch trong mạch LC

 -Tính chiếc điện qua tụ (cuộn dây xuất xắc mạch dao động) trên thời điểm (W_t=nW_d). Thì ta chuyển đổi như sau:

 

*

-Tính điện dung hay điện tích qua tụ tại thời điểm (W_d=frac1nW_t) . Thì ta chuyển đổi như sau:

*

3.Năng lượng của mạch xấp xỉ LC lí tưởng:

*

a. Năng lượng điện trường chỉ gồm ở tụ điện:

b. Năng lượng từ ngôi trường chỉ bao gồm ở cuộn dây:

c. Đồ thị tích điện điện trường, năng lượng từ ngôi trường chọn φ=0

Các tóm lại rút ra từ đồ thị:

- trong một chu kì tất cả 4 lần cồn năng bằng thế năng

- Khoảng thời hạn giữa nhị lần rượu cồn năng bởi thế năng liên tục là T/4

- Từ thời điểm động năng cực to hoặc thế năng cự đại mang lại lúc đụng năng bởi thế năng là T/8

- Động năng và thay năng bao gồm đồ thị là mặt đường hình sin bao quang quẻ đương thẳng (fracmomega ^2A^24)


- Đồ thị cơ năng là đường thẳng song song cùng với trục ot

d. Tích điện điện từ

4. Bài bác tập từ luận:

Bài 1. Cho một mạch giao động điện từ bao gồm một tụ điện có điện dung C = 5 μF với một cuộn thuần cảm có độ từ cảm L = 50 mH. Biết điện áp cực đại trên tụ là 6 V. Tìm năng lượng điện ngôi trường và năng lượng từ trường vào mạch khi năng lượng điện áp bên trên tụ điện là 4 V với cường độ loại điện i lúc đó.

Giải : Ta có: W =(frac12) (C)(U_0^2)= 9.10-5 J; WC = (frac12) Cu2 = 4.10-5 J;

Wt = W – WC = 5.10-5 J; i = ± (sqrtfrac2W_tL)= ± 0,045A.

Bài 2. Vào một mạch LC, L = 25 mH với C = 1,6 μF ở thời gian t = 0, cường độ dòng điện trong mạch bởi 6,93 mA, năng lượng điện ở bên trên tụ điện bằng 0,8 μC. Tính năng lượng của mạch dao động.

Giải Bài 2. Ta có: W = (frac12fracq^2C)+ (frac12)Li2 = 0,8.10-6J.

Bài 3. Một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung 0,125 μF cùng một cuộn cảm bao gồm độ từ bỏ cảm 50 μH. Điện trở thuần của mạch không đáng kể. Điện áp cực to giữa hai phiên bản tụ điện là 3 V. Tính cường độ loại điện rất đại, cường độ chiếc điện, tích điện điện trường, năng lượng từ trường trong mạch lúc điện áp thân hai bản tụ là 2 V.


Giải Bài 3. Ta có:

I0 = (sqrtfracCL) U0 = 0,15 A; W =(frac12) (C)(U_0^2)= 0,5625.10-6 J; WC =(frac12) Cu2 = 0,25.10-6 J;

Wt = W – WC = 0,3125.10-6 J; i = ± (sqrtfrac2W_tL) = ± 0,11 A.

Bài 4. Một mạch giao động gồm cuộn cảm bao gồm độ trường đoản cú cảm 27 μH, và tụ điện bao gồm điện dung 3000 pF; điện trở thuần của cuộn dây cùng dây nối là một trong Ω; điện áp cực to giữa hai bạn dạng tụ năng lượng điện là 5 V. Tính hiệu suất cần hỗ trợ để bảo trì dao hễ của mạch vào một thời hạn dài.

Giải Bài 4. Ta có: I0 =ωq0 = ωCU0 = U0(sqrtfracCL)= 57,7.10-3 A ; p = (fracI_0^2R2)= 1,39.10-6 W.

Bài 5. Một mạch giao động điện từ bỏ LC lí tưởng có cuộn cảm thuần tất cả độ trường đoản cú cảm 5 μH với tụ điện có điện dung 5 μF. Trong mạch có xấp xỉ điện tự tự do. Tính khoảng thời hạn giữa nhị lần liên tục mà điện tích trên một bạn dạng tụ điện gồm độ lớn cực lớn và khoảng thời gian giữa hai lần thường xuyên mà năng lượng điện ngôi trường bằng năng lượng từ trường.

Giải Bài 5. Chu kỳ dao động: T = 2π(sqrtLC)= 10π.10-6 = 31,4.10-6 s.


vào một chu kì có gấp đôi điện tích trên bạn dạng tụ đạt giá chỉ trị cực to nên khoảng thời hạn giữa hai lần tiếp tục mà điện tích trên phiên bản tụ đạt cực to là ∆t =(fracT2)= 5π.10-6 = 15,7.10-6s.

vào một chu kì gồm 4 lần năng lượng điện ngôi trường bằng tích điện từ trường yêu cầu khoảng thời gian giữa hai lần thường xuyên mà năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường là ∆t’ = (fracT4) = 2,5π.10-6 = 7,85.10-6 s.

Bài 6. Cường độ loại điện ngay tức thì trong một mạch xê dịch LC lí tưởng là i = 0,08cos2000t (A). Cuộn dây tất cả độ trường đoản cú cảm L = 50 mH. Hãy tính điện dung của tụ điện. Khẳng định điện áp thân hai phiên bản tụ năng lượng điện tại thời khắc cường độ loại điện ngay tắp lự trong mạch bởi giá trị cường độ mẫu điện hiệu dụng.

Giải Bài 6. Ta có:

C = (frac1omega ^2L) = 5.10-6 F; W =(frac12)(LI_0^2)= 1,6.10-4 J; Wt =(frac12) LI2 = (frac12)L (fracI_0^22)= 0,8.10-4 J;

WC = W – Wt = 0,8.10-4 J; u = (sqrtfrac2W_CC=4sqrt2V)

Bài 7. Một mạch dao động LC lí tưởng đang xuất hiện dao động điện trường đoản cú tự do. Biết năng lượng điện tích cực lớn của một bạn dạng tụ điện tất cả độ béo là 10-8 C và cường độ cái điện cực đại qua cuộn cảm thuần là 62,8 mA. Tính tần số xê dịch điện từ tự do thoải mái của mạch.


Giải Bài 7

*

Bài 8. Khung xê dịch điện từ tất cả một cuộn dây thuần cảm có độ trường đoản cú cảm L = 0,1 H với tụ điện gồm điện dung C = 10 μF. Giao động điện từ bỏ trong khung là giao động điều hoà cùng với cường độ dòng điện cực to I0 = 0,05 A. Tính điện áp thân hai phiên bản tụ ở thời gian i = 0,03 A với cường độ cái điện trong mạch lúc điện tích trên tụ có giá trị q = 30 μC.

Giải Bài 8. Ta có: W =(frac12) (LI_0^2)= 1,25.10-4 J; Wt = (frac12) Li2= 0,45.10-4J; WC = W - Wt = 0,8.10-4J; u = (sqrtfrac2W_CC)= 4V.

WC = (frac12fracq^2C) = 0,45.10-4J; Wt = W - Wt = 0,8.10-4J; i =(sqrtfrac2W_tL) = 0,04 A.

5. Trắc nghiệm:

Câu 10: Một mạch giao động LC gồm cuộn thuần cảm gồm độ trường đoản cú cảm L = 0,4H với tụ điện tất cả điện dung C=40μF Cường độ chiếc điện qua mạch tất cả biểu thức: (i=2sqrt2cos100pi t(A)) tích điện dao đụng của mạch là

A. 1,6mJ. B. 3,2mJ. C. 1,6J. D. 3,2J.

Câu 11: Một mạch giao động LC gồm điện trở thuần không xứng đáng kể, tụ điện tất cả điện dung 5μF. Dao động điện từ riêng biệt (tự do) của mạch LC với hiệu điện thế cực to ở hai đầu tụ điện bởi 6V. Lúc hiệu điện cố ở hai đầu tụ điện là 4V thì tích điện từ trường vào mạch bằng


A. 4.10-5J. B. 5.10-5J. C. 9.10-5J. D. 10-5J.

Xem thêm: Tóm Tắt Quá Trình Pháp Xâm Lược Việt Nam Từ Năm 1858 Đến 1884

Câu 12: Mạch giao động LC, với cuộn dây bao gồm L = 5μH . Cường độ mẫu điện cực lớn trong mạch là 2A. Khi cường độ dòng điện ngay tức thì trong mạch là 1A thì tích điện điện trường trong mạch là

A. 7,5.10-6J. B. 75.10-4J. C. 5,7.10-4J. D. 2,5.10-5J.

Câu 13: Mạch giao động LC gồm điện tích cực lớn trên tụ là 9 nC. Điện tích của tụ điện vào thời điểm năng lượng điện trường bằng (frac13) năng lượng sóng ngắn từ trường bằng:

A. 3 nC B. 4,5 nC C . 2,5 nC D. 5 nC

Câu 14: Mạch giao động LC gồm hiệu điện thế cực to trên tụ là (5sqrt2)V. Hiệu điện nạm của tụ năng lượng điện vào thời điểm năng lượng điện trường bằng (frac13)  năng lượng từ trường sóng ngắn bằng:

A. 5(sqrt2)V B.2(sqrt5) V C.10(sqrt2) V D. 2(sqrt2)V

Câu 15: Mạch dao động LC có dòng điện cực to qua mạch là 12 mA. Loại điện bên trên mạch vào thời điểm năng lượng từ ngôi trường bằng 3 tích điện điện ngôi trường bằng:


A. 4 mA B. 5,5 mA C. 2 mA D. 6 mA

Câu 16: Mạch lựa chọn sóng đồ vật thu thanh có L = 2 μH; C = 0,2 nF. Điện trở thuần R = 0. Hiệu điện thế cực to 2 phiên bản tụ là 120 mV. Tổng năng lượng điện trường đoản cú của mạch là

A. 144.10-14 J B. 24.10-12 J C. 288.10-4 J D. Toàn bộ đều sai

Tải về

Luyện bài bác tập trắc nghiệm môn thứ lý lớp 12 - xem ngay