Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E = 12V điện trở trong r = 1Ω,
37/40
Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E = 12V điện trở trong r = 1Ω, tụ có điện dung C = 100μF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,2H và điện trở là R0 = 5Ω; điện trở R = 18Ω. Ban đầu K đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá K. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn?
25 mJ.
28,45 mJ.
24,74 mJ.
5,175mJ.
Đáp án đúng là: C
Khi K đóng I0=ER+r+R0=1218+1+5=0,5A
Điện áp 2 đầu tụ C lúc đầu: U0 = I0(R + R0) = 0,5.23 = 11,5 V
Năng lượng lúc đầu của mạch:
W=CU022=LI022=10−4.11.52+0,2.0,522 = 0,0316125J
Năng lượng tỏa ra trên R và R0 tỉ lệ thuận với điện trở.
⇒RR0=185
⇒ Nhiệt lượng tỏa ra chia thành 23 phần thì tỏa trên R 18 phần.
Khi mạch tắt hoàn toàn thì năng lượng W chuyển thành nhiệt lượng tỏa ra trên R và R0 nên ta có: Q = W
⇒ Nhiệt lượng tỏa ra trên
QR = 1823.W = 1823. 0,0316125 = 0,024740217J ≈ 0,02474J = 24,74mJ.