Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm và hai tụ điện giống hệt nhau ghép nối tiếp. Hai bản của một tụ được nối với nhau bằng khóa K. Ban đầu khóa K mở. Cung cấp năng lượng cho mạch dao động thì điện áp cực đại giữa hai đầu cuộn cảm là \(8\sqrt 6 V\) . Sau đó vào đúng thời điểm dòng điện qua cuộn dây có cường độ bằng giá trị hiệu dụng thì đóng khóa K. Hiệu điện thế cực đại giũa hai đầu cuộn dây sau khi đóng khóa K:
Phương pháp giải
+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng của mạch: \({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}CU_0^2\)
+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng từ trường: \({{\rm{W}}_L} = \dfrac{1}{2}L{i^2}\)
Lời giải của Tự Học 365
+ Năng lượng ban đầu của mạch: \({W_0} = \dfrac{{\dfrac{C}{2}U_0^2}}{2} = \dfrac{{CU_0^2}}{4} = {\rm{ }}96C\)
+ Khi nối tắt một tụ (đóng khoá k): \({W_L} = \dfrac{{L{I^2}}}{2} = \dfrac{1}{2}\dfrac{{LI_0^2}}{2} = \dfrac{1}{2}{{\rm{W}}_0} = 48C\)
+ Năng lượng của tụ còn lại: \({{\rm{W}}_C} = \dfrac{1}{2}\left( {{{\rm{W}}_0} - {{\rm{W}}_L}} \right) = \dfrac{1}{2}\left( {96 - 48} \right)C = 24C\)
+ Năng lượng của mạch sau khi đóng khóa K : \(W{\rm{ }} = {\rm{ }}{W_L} + {\rm{ }}{W_C} \to \dfrac{{CU_{{\rm{max}}}^2}}{2} = 48C + 24C = 72C\)
\( \to U_{max}^2 = 144 \to {U_{{\rm{max}}}} = 12V\)
Đáp án cần chọn là: b
Vật lý Lớp 12
