Dao động điện từ trong mạch là dao động điều hòa. Khi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm bằng uL = 1,2 V thì cường độ dòng điện trong mạch bằng i = 1,8 mA. Còn khi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm bằng uL = 0,9 V thì cường độ dòng điện trong mạch bằng i = 2,4 mA. Biết độ tự cảm của cuộn dây L = 5mH, điện dung của tụ điện và năng lượng dao động điện từ trong mạch bằng:
Trả lời bởi giáo viên
Ta có năng lượng điện từ trong mạch được bảo toàn: \(W = \frac{1}{2}C{u^2} + \frac{1}{2}L{i^2} = h/s\)
Ta suy ra:
\(\begin{array}{l}\frac{1}{2}C{u_1}^2 + \frac{1}{2}L{i_1}^2 = \frac{1}{2}C{u_2}^2 + \frac{1}{2}L{i_2}^2 \to C{u_1}^2 + L{i_1}^2 = C{u_2}^2 + L{i_2}^2\\ \leftrightarrow C = \frac{{L({i_2}^2 - {i_1}^2)}}{{{u_1}^2 - {u_2}^2}} = \frac{{{{5.10}^{ - 3}}({{(2,{{4.10}^{ - 3}})}^2} - {{(1,{{8.10}^{ - 3}})}^2})}}{{1,{2^2} - 0,{9^2}}} = {2.10^{ - 8}}C = 20nF\end{array}\)
+ Năng lượng dao động điện từ trong mạch: \(W = \frac{1}{2}C{u_1}^2 + \frac{1}{2}L{i_1}^2 = \frac{1}{2}{2.10^{ - 8}}.1,{2^2} + \frac{1}{2}{5.10^{ - 3}}{(1,{8.10^{ - 3}})^2} = 2,{25.10^{ - 8}}J\)
Hướng dẫn giải:
Áp dụng biểu thức xác định năng lượng điện từ: \(W = \frac{1}{2}C{u^2} + \frac{1}{2}L{i^2}\)