Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E=12V điện trở trong r=1Ω, tụ có điện dung C=100μF, cuộn dây có hệ số tự cảm L=0,2H và điện trở là R0=5Ω; điện trở R=18Ω. Ban đầu K đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá K. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn?
Phương pháp giải
+ Vận dụng biểu thức định luật Ôm: I=ER+r
+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng điện từ
+ Vận dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q=I2Rt
Lời giải của Tự Học 365
+ Khi K đóng I=E(R+r+R0)=12(18+1+5)=0,5A
+ Điện áp 2 đầu tụ C lúc đầu: U0=I(R+R0)=0,5.23=11,5V
+ Năng lượng lúc đầu của mạch: W=CU202+LI202=10−4.11,522+0,2.0,522=0,66125.10−2+0,025=0,0316125J .
Năng lượng tỏa ra trên R và R0 tỉ lệ thuận với điện trở: QRQR0=RR0
Khi mạch tắt hoàn toàn thì năng lượng W chuyển thành nhiệt lượng tỏa ra trên R và R0 nên ta có: QR+QR0=W
=> Nhiệt lượng tỏa ra trên R là:
Q=1823W=1823.0,0316125=0,024740217J≈0,02474J=24,74mJ
Đáp án cần chọn là: c
Vật lý Lớp 12