Nội Dung
Hướng dẫn giải Bài 20. Mạch dao động sgk Vật Lí 12. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 107 sgk Vật Lí 12 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết, câu hỏi và bài tập, đi kèm công thức, định lí, chuyên đề có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 12, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.
LÍ THUYẾT
1. Mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung \(C\) mắc với một cuộn cảm có độ tự cảm \(L\) thành mạch kín (H20.1)
Nếu điện trở của mạch rất nhỏ (r=0) thì mạch là mạch dao động lí tưởng.
2. Sự biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong mạch dao động lí tưởng
Điện tích \(q\) của một bản tụ điện và cường độ dòng điện \(i\) trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian, \(i\) sớm pha \(\dfrac{\pi}{2}\) so với \(q\)
+ \(q =q_0 cos(\omega t +\varphi)\)
+ \(i =I_0 cos(\omega t +\varphi + \dfrac{\pi}{2})\)
Trong đó: \(I_0=\omega q_0\), \(\omega=\dfrac{1}{\sqrt{LC}}\)
3. Dao động điện từ tự do
Sự biến thiên điều hòa theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện I (hoặc cường độ điện trường \(\overrightarrow E \) và cảm ứng từ \(\overrightarrow B \)) trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ tự do.
4. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động:
\(T=2\pi\sqrt{LC}\) ; \(f=\dfrac{1}{T}\) = \(\dfrac{1 }{2\pi \sqrt{LC}}\)
5. Năng lượng điện từ
– Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện:
\({{\rm{W}}_C} = \frac{1}{2}C{u^2} = \frac{1}{2}\frac{{{q^2}}}{C} = \frac{1}{{2C}}q_0^2{\cos ^2}\left( {\omega t + \varphi } \right)\)
– Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm:
\({{\rm{W}}_L} = \frac{1}{2}L{i^2} = \frac{1}{{2C}}q_0^2{\sin ^2}\left( {\omega t + \varphi } \right)\)
Tổng năng lượng điện trường trong tụ điện và năng lượng từ trường trong cuộn cảm của mạch gọi là năng lượng điện từ.
\({\rm{W}} = {{\rm{W}}_C} + {{\rm{W}}_L} = \dfrac{1}{2}C{u^2} + \dfrac{1}{2}L{i^2}\)
Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch sẽ được bảo toàn.
CÂU HỎI (C)
Trả lời câu hỏi C1 trang 105 Vật Lý 12
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:
Ta có:
\(q = {q_0}\cos\omega t\) và \(i = {I_0}\cos \left( {\omega t + {\pi \over 2}} \right)\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \matrix{q = {q_0}\cos \left( {{{2\pi } \over T}.t} \right) \hfill \cr i = {I_0}\cos \left( {{{2\pi } \over T} + {\pi \over 2}} \right) \hfill \cr} \right.\)
Vẽ trên đồ thị ta được:
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 107 sgk Vật Lí 12 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải (câu trả lời) các câu hỏi và bài tập các bạn xem sau đây:
❓
1. Giải bài 1 trang 107 Vật Lý 12
Mạch dao động là gì?
Trả lời:
Mạch dao động là mạch gồm tụ điện mắc nối tiếp với một cuộn cảm thành mạch kín.
2. Giải bài 2 trang 107 Vật Lý 12
Nêu định luật biến thiên của điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch dao động?
Trả lời:
Điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian.
\(q=q_0 cos(\omega t + \varphi)\)
\(i=I_0 cos(\omega t+ \varphi + \dfrac{\pi}{2})\)
Trong đó, cường độ dòng điện \(i\) sớm pha \(\dfrac{\pi}{2}\) so với \(q\)
3. Giải bài 3 trang 107 Vật Lý 12
Viết công thức tính chu kỳ và tần số dao động riêng của mạch dao động?
Trả lời:
Ta có, tần số góc của mạch dao động: \(\omega=\dfrac{1}{\sqrt{LC}}\)
– Chu kì dao động: \(T = \dfrac{2\pi}{\omega}=2\pi \sqrt {LC} \)
– Tần số dao động: \(f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\)
4. Giải bài 4 trang 107 Vật Lý 12
Dao động điện từ tự do là gì?
Trả lời:
Dao động điện từ tự do là sự biến thiên điều hòa theo thời gian của điện tích\(q\) của một bản tụ điện và cường độ dòng điện \(i\) (hoặc cường độ điện trường \(\overrightarrow E \) và cảm ứng từ \(\overrightarrow B \)) trong mạch dao động.
5. Giải bài 5 trang 107 Vật Lý 12
Năng lượng điện từ là gì?
Trả lời:
Năng lượng điện từ là tổng năng lượng điện trường trong tụ điện và năng lượng từ trường trong cuộn cảm của mạch dao động.
\({\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = \dfrac{1}{2}C{u^2} + \dfrac{1}{2}L{i^2}\)
?
1. Giải bài 6 trang 107 Vật Lý 12
Sự biến thiên của dòng điện \(i\) trong một mạch dao động lệch pha như thế nào so với sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ điện?
A. \(i\) cùng pha với \(q\)
B. \(i\) ngược pha với \(q\)
C. \(i\) sớm pha so \(\dfrac{\pi }{2}\) với \(q\)
D. \(i\) trễ pha so \(\dfrac{\pi }{2}\) với \(q\)
Bài giải:
Ta có:
– Điện tích: \(q=q_0 cos(\omega t +\varphi)\)
– Cường độ dòng điện: \(i=I_0 cos(\omega t +\varphi + \dfrac{\pi}{2})\)
→ Điện tích và cường độ dòng điện biến thiên điều hòa theo thời gian, cường độ dòng điện \(i\) sớm pha \(\dfrac{\pi}{2}\) so với điện tích \(q\)
⇒ Đáp án: C.
2. Giải bài 7 trang 107 Vật Lý 12
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 .
Bài giải:
Ta có: \(L = 4\pi {.10^{ – 7}}{n^2}V = 4\pi {.10^{ – 7}}\dfrac{{{N^2}}}{l}S\)
→ Khi tăng số vòng dây của cuộn cảm thì độ tự cảm L của cuộn dây tăng.
Lại có, chu kì dao động: \(T = 2\pi \sqrt {LC} \)
→ Khi L tăng thì chu kì dao động T cũng tăng.
Vậy, Khi tăng số vòng dây của cuộn cảm thì chu kì dao động điện từ T tăng.
⇒ Đáp án: A.
3. Giải bài 8 trang 107 Vật Lý 12
Tính chu kì và tần số dao động riêng của một mạch dao động, biết tụ điện trong mạch có điện dung là 120pF và cuộn cảm có độ tự cảm là 3mH.
Bài giải:
Ta có:
L = 3mH = 3.10-3 H; C = 120pF = 120.10-12F
– Chu kì: \(T = 2\pi \sqrt {LC} = 2\pi \sqrt {{{3.10}^{ – 3}}{{.120.10}^{ – 12}}} = {3,77.10^{ – 6}}s\)
– Tần số: \(f = {\rm{ }}{1 \over T} = {0,265.10^6}Hz = 0,265MHz\)
Bài trước:
Bài tiếp theo:
Xem thêm:
- Để học tốt môn Toán 12
- Để học tốt môn Vật Lí 12
- Để học tốt môn Hóa Học 12
- Để học tốt môn Sinh Học 12
- Để học tốt môn Ngữ Văn 12
- Để học tốt môn Lịch Sử 12
- Để học tốt môn Địa Lí 12
- Để học tốt môn Tiếng Anh 12
- Để học tốt môn Tiếng Anh 12 (Sách Học Sinh)
- Để học tốt môn Tin Học 12
- Để học tốt môn GDCD 12
Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 107 sgk Vật Lí 12 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 12 tốt nhất!
“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“