Một mạch dao động LC lí tưởng. Ban đầu nối hai đầu cuộn cảm thuần với

14/40

Một mạch dao động LC lí tưởng. Ban đầu nối hai đầu cuộn cảm thuần với nguồn điện có r=2Ω, suất điện động E. Sau khi dòng điện qua mạch ổn định, người ta ngắt cuộn dây với nguồn và nối nó với tụ điện thành mạch kín thì điện tích cực đại của tụ là 4.10−6C. Biết khoảng thời gian ngắn nhất kể từ khi năng lượng từ trường đạt giá trị cực đại đến khi năng lượng trên tụ bằng 3 lần năng lượng trên cuộn cảm là π6.10−6s. Giá trị của suất điện động E là:

Giải thích

Đáp án B

Phương pháp giải:

Công thức liên hệ giữa : I0=ωQ0=2πT.Q0

Năng lượng từ trường và năng lượng điện trường: Wt=12L.i2Wd=12C.u2

Năng lượng điện từ: W=12L.i2+12.C.u2=12L.I02=12C.U02

Sử dụng VTLG.

Giải chi tiết:

Năng lượng điện từ: W=12L.i2+12.C.u2=12L.I02=12C.U02

Khi năng lượng từ trường đạt giá trị cực đại thì Wt=0⇒i=0

Khi năng lượng trên tụ bằng 3 lần năng lượng trên cuộn cảm thì:

Wt=14W⇔12L.i2=1412.L.I02⇒i=I02

Biểu diễn trên VTLG:

Ta có t=π6.10−6=π2−arccos122π.T

⇒t=112T⇒T=2π.10−6s

Điện tích cực đại trên tụ:

Q0=I0ω=T2π.I0⇒I0=Q0.2πT=4.10−6.2π2π.10−6=4A

Suất điện động: E=I0.R=4.2=8V