Hai tụ điện \({C_1} = {\rm{ }}{C_2}\) mắc song song. Nối hai đầu bộ tụ với ắc qui có suất điện động \(E{\rm{ }} = {\rm{ }}6V\) để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm \(L\) để tạo thành mạch dao động. Sau khi dao động trong mạch đã ổn định, tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng một nữa giá trị dòng điện cực đại, người ta ngắt khóa K để cho mạch nhánh chứa tụ \({C_2}\) hở. Kể từ đó, hiệu điện thế cực đại trên tụ còn lại \({C_1}\) là:
Phương pháp giải
+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng : \({\rm{W}} = \frac{1}{2}CU_0^2\)
+ Năng lượng từ trường: \({{\rm{W}}_L} = \frac{1}{2}L{i^2}\)
Lời giải của Tự Học 365
Gọi \({C_0}\) là điện dung của mỗi tụ điên.
Năng lượng của mạch dao động khi chư ngắt tụ \({C_2}\)
\({W_0} = \frac{{C{U^2}}}{2} = \frac{{2{C_0}{E^2}}}{2} = 36{C_0}\)
Khi \(i = \frac{{{I_0}}}{2}\), năng lượng từ trường \({W_L} = {\rm{ }}L{i^2} = \frac{1}{4}\frac{{LI_0^2}}{2} = \frac{{{W_0}}}{4} = 9{C_0}\)
Khi đó năng lượng điên trường: \({W_C} = \frac{{3{W_0}}}{4} = 27{C_0}\)
Năng ượng điên trường của mỗi tụ: \({W_{{C_1}}} = {W_{{C_2}}} = {\rm{ }}13,5{C_0}\)
Sau khi ngắt một tụ năng lượng còn lại của mạch là: \(W = {W_L} + {W_{{C_1}}} = 22,5{C_0}\)
\(W = \frac{{{C_1}U_1^2}}{2} = \frac{{{C_0}U_1^2}}{2} = 22,5{C_0}\)
\( \to U_1^2 = 45 \to {U_1} = 3\sqrt 5 V\)
Đáp án cần chọn là: c
Vật lý Lớp 12
