Một mạch dao động điện từ tự do LC. Một nửa năng lượng điện trường cực đại trong tụ chuyển thành năng lượng từ trong cuộn cảm mất thời gian \({t_0}\). Chu kì dao động điện từ trong mạch là
Trả lời bởi giáo viên
+ Khi năng lượng điện trường cực đại :\({{\rm{W}}_{LC}} = {{\rm{W}}_{C\max }}\) khi đó \(u = \pm {U_0}\)
+ Khi một nửa năng lượng điện trường cực đại trong tụ chuyển thành năng lượng từ trường trong cuộn cảm, tức năng lượng điện từ chuyển thành năng lượng từ trường nghĩa là \({{\rm{W}}_C}\) giảm từ \({\rm{W}}\) xuống \(\dfrac{{\rm{W}}}{2}\) trong thời gian \({t_0}\):
\({{\rm{W}}_L} = \dfrac{{{{\rm{W}}_{C\max }}}}{2} = \dfrac{{{{\rm{W}}_{LC}}}}{2} \Rightarrow {{\rm{W}}_C} = \dfrac{{{{\rm{W}}_{LC}}}}{2} \Leftrightarrow \dfrac{{C{u^2}}}{2} = \dfrac{1}{2}\dfrac{{CU_0^2}}{2} \Rightarrow u = \pm \dfrac{{{U_0}}}{{\sqrt 2 }}\)
\( \Rightarrow {t_0} = \dfrac{{\Delta \varphi }}{\omega } = \dfrac{{\dfrac{\pi }{4}}}{{\dfrac{{2\pi }}{T}}} = \dfrac{T}{8} \Rightarrow T = 8{t_0}\)
=> Chu kì dao động của mạch \(T{\rm{ }} = {\rm{ }}8{t_0}\)
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng vòng tròn lượng giác và công thức tính thời gian: \(\Delta t = \dfrac{{\Delta \varphi }}{\omega }\) ( \(\Delta \varphi \) là góc quét được trong thời gian \(\Delta t\))
+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng điện từ: