Cho mạch điện như hình vẽ bên. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm $L = {4.10^{ - 3}}H$, tụ điện có điện dung $C{\rm{ }} = {\rm{ }}0,1\mu F$, nguồn điện có suất điện động $E{\rm{ }} = {\rm{ }}3mV$ và điện trở trong $r = 1\Omega $. Ban đầu khóa $k$ đóng, khi có dòng điện chạy ổn định trong mạch, ngắt khóa $k$ . Tính điện tích trên tụ điện khi năng lượng từ trong cuộn dây gấp $3$ lần năng lượng điện trường trong tụ điện?
Phương pháp giải
+ Sử dụng biểu thức định luật ôm: $I = \dfrac{E}{{R + r}}$
+ Vận dụng biểu thức tính năng lượng của mạch dao động: \({\rm{W}} = {{\rm{W}}_L} + {{\rm{W}}_C} = \dfrac{1}{2}C{U_0}^2 = \dfrac{{{Q_0}^2}}{{2C}} = \dfrac{{LI{{_0^{}}^2}}}{2}\)
Lời giải của Tự Học 365
+ Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm \({I_0} = {\rm{ }}\dfrac{E}{r}{\rm{ }} = {\rm{ }}3mA{\rm{ }} = {\rm{ }}{3.10^{ - 3}}A\)
+ Năng lượng từ trường bằng 3 lần năng lượng điên trường có nghĩa là:
\({{\rm{W}}_C} = \dfrac{1}{4}{{\rm{W}}_0} = \dfrac{1}{4}\dfrac{{LI_0^2}}{2}\) hay \(\dfrac{{{q^2}}}{{2C}} = \dfrac{1}{4}\dfrac{{LI_0^2}}{2} \Rightarrow q = I_0^{}\sqrt {\dfrac{{LC}}{4}} = {3.10^{ - 3}}\sqrt {\dfrac{{{{4.10}^{ - 3}}{{.10}^{ - 7}}}}{4}} = {3.10^{ - 8}}\left( C \right)\)
Đáp án cần chọn là: a
Vật lý Lớp 12
