Học tốt Vật lí 12, bài 20: Mạch dao động

Thứ tư - 14/08/2019 11:05

Hệ thống kiến thức lí thuyết cơ bản cần nhớ, hướng dẫn trả lời câu hỏi sách giáo khoa và giải bài tập Vật lí 12, bài 20: Mạch dao động

A. Kiến thức cơ bản
1. Mạch dao động là một mạch kín gồm một tụ điện c và một cuộn cảm L mắc nối tiếp với nhau.
Mạch dao động lí tưởng có điện trở bằng không.
2. Để mạch dao động hoạt động ta tích điện cho tụ điện rồi cho phóng điện trong mạch.
3. Điện tích biến thiên trong mạch dao động: q = q₀cos(ωt + φ)
4. Cường độ dòng điện trong mạch dao động: i = q' = -q₀cosin(ωt + φ)
đặt I₀ = q₀ω -> i = -I_osin(ωt + φ) = I₀cos(ωt + φ +

) .
5. Điện tích q ở hai bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa với cùng tần số góc, i sớm pha so với q
6. Tần số góc - chu kì - tần số trong mạch dao động
Tần số góc: ω =

Chu kì: T =

= 2π

Tần số: f =

B. TRẢ LỜI CÂU HỎI C1 SGK VẬT LÝ 12 BÀI 20
C1. Hãy vẽ đồ thị biểu diễn các hàm số q(t) và i (t) ở các công thức 20.1 và 20.3 ứng với φ = 0 trên cùng một hệ trục tọa độ.
Trả lời:
q = q₀cosωt và i = I₀cos(ωt +

) <=>

C. TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP SGK VẬT LÝ 12 BÀI 20 TRANG 107
1. Mạch dao động là gì?
Trả lời:
Mạch dao động là mạch điện kín gồm một tụ điện C mắc nối tiếp với cuộn cảm L.

2. Nêu định luật biến thiên của điện tích của một bản tụ diện và cường độ dòng điện trong mạch dao động.
Trả lời:
Định luật biến thiên: điện tích q ở hai bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa với cùng tần số góc, i sớm pha

so với q.
Biểu thức điện tích: q = q₀cos(ωt + φ)
Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch: i = I₀cos(ωt + φ +

)

3. Viết công thức tính chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động.
Trả lời:
Công thức chu kì và tần số của mạch dao động
Chu kì dao động riêng của mạch dao động: T =

= 2π

Tần số dao động riêng của mạch f =

4. Dao động điện từ tự do là gì?
Trả lời:
Dao động điện từ tự do là sự biến thiên điều hòa của điện tích q và cường độ i (hay cường độ điện trường E và cảm ứng từ B) trong mạch dao động.

5. Năng lượng điện từ là gì?
Trả lời:
Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch gọi là năng lượng điện từ. Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch sẽ được bảo toàn.

6. Sự biến thiên của dòng diện i trong một mạch dao động lệch pha như thế nào so với sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ diện?
A. i cùng pha với q.
B. i ngược pha với q.
C. i sớm pha so

với q.
D. i trễ pha

so với q.
Giải:
Chọn đáp án C.

7. Nếu tăng số vòng dây của cuộn cảm thì chu kì của dao động điện từ sẽ thay đổi như thế nào?
A. Tăng.
B. Giảm.
C. Không đổi.
D. Không đủ cơ sở để trả lời.
Giải:
Chọn đáp án A.
Hướng dẫn: Ta có T = 2π

, L phụ thuộc vào kích thước của cuộn dây và số vòng của cuộn dây. Nếu số vòng của cuộn dây tăng suy ra L tăng => T tăng.

8. Tính chu kì và tần số dao động riêng của một mạch dao động, biết tụ điện trong mạch có điện dung là 120 µF và cuộn cảm có độ tự cảm là 3 mH.
Giải:
Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động
Chu kì T = 2π