Đề bài
Một mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(50mH\) và tụ điện có điện dung \(C.\) Trong mạch đang có dao động điện từ tự do với cường độ dòng điện \(i = 0,12\cos 20000t\) (\(i\) tính bằng \(A\), \(t\) tính bằng \(s).\) Ở thời điểm mà cường độ dòng điện trong mạch bằng một nửa cường độ hiệu dụng thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ có độ lớn bằng bao nhiêu?
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Phương pháp giải:
+ Dùng công thức \(\omega = \dfrac{1}{{\sqrt {LC} }} \Rightarrow C\)
+ Dùng công thức \({I_0} = {q_0}\omega \Rightarrow {q_0}\)
+ Dùng công thức \({q_0} = C{U_0} \Rightarrow {U_0}\)
+ Dùng công thức độc lập với thời gian giữa \(u;i\) \({\left( {\dfrac{u}{{{U_0}}}} \right)^2} + {\left( {\dfrac{i}{{{I_0}}}} \right)^2} = 1\)
Lời giải chi tiết
Ta có
+\(\omega = \dfrac{1}{{\sqrt {LC} }}\\ \Rightarrow C = \dfrac{1}{{L{\omega ^2}}}\\ = \dfrac{1}{{{{50.10}^{ - 3}}{{.2000}^2}}} = {5.10^{ - 6}}(F)\)
+\({I_0} = {q_0}\omega \\ \Rightarrow {q_0} = \dfrac{{{I_0}}}{\omega } = \dfrac{{0,12}}{{2000}} = {6.10^{ - 5}}(C)\)
+\({q_0} = C{U_0} \\\Rightarrow {U_0} = \dfrac{{{q_0}}}{C} = \dfrac{{{{6.10}^{ - 5}}}}{{{{5.10}^{ - 6}}}} = 12(V)\)
+ \(u,i\) vuông pha nên có công thức độc lập với thời gian giữa \(u;i\) \({\left( {\dfrac{u}{{{U_0}}}} \right)^2} + {\left( {\dfrac{i}{{{I_0}}}} \right)^2} = 1\)
\(i = \dfrac{I}{2} = \dfrac{{{I_0}}}{{2\sqrt 2 }}\)
\(\)\(\begin{array}{l} \Rightarrow {\left( {\dfrac{u}{{12}}} \right)^2} + {\left( {\dfrac{1}{{2\sqrt 2 }}} \right)^2} = 1\\ \Rightarrow |u| = 3\sqrt {14} (V)\end{array}\)
