Giải Lý 12 SGK nâng cao Chương 4 Bài 21 Dao động điện từ

Trong bảng phân tích dao động theo từng thời điểm hình 21.3, ta có:

    A. Năng lượng điện trường cực đại thời điểm số 2.

    B. Năng lượng từ trường cực đại từ thời điểm số 4.

    C. Năng lượng điện trường cực đại tại thời điểm số 6.

    D. Năng lượng từ trường cực đại tại thời điểm số 7.

Hướng dẫn giải:

Năng lượng từ trường cực đại tại thời điểm số 7 vì khi đó cường độ dòng điện i qua cuộn dây đạt cực đại \({i_{\max }}\)

Năng lượng từ trường: \({W_{L\max }} = \frac{1}{2}Li_{\max }^2.\)

Chọn đáp án D.

---

Dao động điện từ trong mạch dao động LC là quá trình

    A. biến đổi không tuần hoàn của điện tích trên tụ điện.

    B. biến đổi theo hàm mũ của cường độ dòng diện.

    C. chuyển hóa tuần hoàn giữa năng lượng từ trường và năng lượng điện trường.

    D. bảo toàn hiệu điện thế giữa hai cực tụ điện.

Hướng dẫn giải:

Dao động điện từ trong mạch dao động LC là quá trình chuyển hóa tuần hoàn giữa năng lượng từ trường và năng lượng điện trường.

Chọn đáp án C

---

Trong một mạch dao động LC có điện dung là \(5\mu F\), cường độ tức thời của dòng điện là \(i = 0,05\sin 2000t(A).\). Tìm độ tự cảm và biểu thức cho điện tích của tụ.

Hướng dẫn giải:

Mạch dao động LC có : I₀ = 0,05A và ω = 2000 rad/s, \(C = 5(\mu F)\)

\( \Rightarrow {q_0} = \frac{{{I_0}}}{\omega } = \frac{{0,05}}{{2000}} = 2,{5.10^{ - 5}}(C)\)

Ta có: 

\(\begin{array}{l}
\omega  = 2000(rad/s) = \frac{1}{{\sqrt {LC} }}\\
 \Rightarrow {\omega ^2} = \frac{1}{{LC}} \Rightarrow L = \frac{1}{{{\omega ^2}C}} = \frac{1}{{{{(2000)}^2}{{.5.10}^{ - 6}}}}\\
 \Rightarrow L = 0,05(H).
\end{array}\)

Mặt khác vì i sớm pha π/2 so với u nên q trễ pha π/2 so với i. 

Điện tích của tụ có biểu thức :  

\(\begin{array}{l}
q = {q_0}\sin (2000t - \frac{\pi }{2})\\
 \Rightarrow q = 2,{5.10^{ - 5}}\sin (2000t - \frac{\pi }{2})\,\,(C)
\end{array}\)

---

Một mạch dao động LC có năng lượng là 36.10^-6J và điện dung của tụ điện C là 2,5μF. Tìm năng lượng tập trung tại cuộn cảm khi hiệu điện thế giữa hai bản cực của tụ điện là 3V.

Hướng dẫn giải:

Khi hiệu điện thế trên tụ điện u = 3V, năng lượng của điện trường ở tụ điện là:

\(\begin{array}{l}
{W_C} = \frac{{C{U^2}}}{2} = \frac{{2,{{5.10}^{ - 6}}{{.3}^2}}}{2}\\
 = 1,{125.10^{ - 5}}(J) = 11,{25.10^{ - 6}}(J)
\end{array}\)

Năng lượng của từ trường tập trung tại cuộn cảm là: 

\(\begin{array}{l}
{W_L} = W - {W_C} = {36.10^{ - 6}} - 11,{25.10^{ - 6}}\\
 = 24,{75.10^{ - 6}}(J).
\end{array}\)

 

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 12 Chương 4 Bài 21 Dao động điện từ được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 12 học tập thật tốt!