Hai tụ \({C_1} = 3{C_0}\) và \({C_2} = {\rm{ }}6{C_0}\) mắc nối tiếp. Nối \(2\) đầu bộ tụ với pin có suất điện động \(E = {\rm{ }}3V\) để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L tạo thành mạch dao động điện từ tự do. Khi dòng điện trong mạch dao động đạt cực đại thì người ta nối tắt 2 cực của tụ \({C_1}\). Hiệu điện thế cực đại trên tụ \({C_2}\) của mạch dao động sau đó là:
Phương pháp giải
+ Sử dụng biểu thức tính điện dung của bộ tụ khi mắc nối tiếp: \(\frac{1}{C} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + ... + \frac{1}{{{C_n}}}\)
+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng của mạch dao động: \({\rm{W}} = \frac{1}{2}C{U_0}^2 = \frac{{{Q_0}^2}}{{2C}} = \frac{{LI{{_0^{}}^2}}}{2}\)
Lời giải của Tự Học 365
+ Ta có hai tụ mắc nối tiếp,
=> Điện dung của bộ tụ:
\(\begin{array}{l}\frac{1}{C} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} = \frac{1}{{3{C_0}}} + \frac{1}{{6{C_0}}} = \frac{1}{{2{C_0}}}\\ \to C = {\rm{ }}2{C_0}\end{array}\)
+ Điện tích của bộ tụ sau khi nối với pin: \(Q = {C_B}E = 2{C_0}E = 6{C_0}\)
+ Năng lượng của mạch dao động \(W{\rm{ }} = \frac{{{Q^2}}}{{2{C_B}}} = \frac{{36C_0^2}}{{4{C_0}}} = 9{C_0}\)
+ Năng lượng của mạch sau khi nối tắt \({C_1}\): \({\rm{W}} = \frac{{U_0^2{C_2}}}{2} \Rightarrow U_0^2 = \frac{{2W}}{{{C_2}}} = \frac{{18{C_0}}}{{6{C_0}}} = 3 \Rightarrow {U_0} = \sqrt 3 \left( V \right)\)
Đáp án cần chọn là: b
Vật lý Lớp 12
