Cho mạch điện như hình vẽ 1, nguồn có suất điện động E = 24V, r = 1Ω, tụ điện có điện

Câu hỏi số 173451:

Vận dụng cao

Cho mạch điện như hình vẽ 1, nguồn có suất điện động E = 24V, r = 1Ω, tụ điện có điện dung C =100µF, cuộn dây có hệ số tự cảm L= 0,2H và điện trở R₀= 5 Ω, điện trở R = 18 Ω. Ban đầu khóa k đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khóa k. Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt khóa k đến khi dao động mạch tăt hoàn toàn.

A. 31,61 mJ

B. 98,96 mJ

C. 24,74 mJ

D. 126,45 mJ

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:173451

Phương pháp giải

Sử dụng lí thuyết về năng lượng trong mạch dao LC

Định luật bảo toàn năng lượng W_LC = W_L + W_C

Biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch

Giải chi tiết

+ Khi khóa K đóng:

Cường độ dòng điện chạy trong mạch : \(I = {E \over {R + {R_0} + r}} = {{24} \over {18 + 5 + 1}} = 1(A)\)

Hiệu điện thế hai đầu nguồn điện, cũng chính là hiệu điện thế hai đầu tụ: \(U = E - {\rm{Ir}} = 24 - 1 = 23(V)\)

+ Khi ngắt khóa K thì trong mạch có dao động điện từ tắt dần

Năng lượng điện từ ban đầu trong mạch dao động là:

\({\rm{W}} = {{\rm{W}}_C} + {{\rm{W}}_L} = {1 \over 2}C{U^2} + {1 \over 2}L{I^2} = {1 \over 2}{.100.10^{ - 6}}{.23^2} + {1 \over 2}{0,2.1^2} = 0,12645(J)\)

Khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn thì năng lượng điện từ của mạch chuyển hóa hết thành nhiệt tỏa ra trên hai điện trở R và R₀

Ta có:

\(\left\{ \matrix{
{Q_R} + {Q_{{R_0}}} = {\rm{W = 0}}{\rm{,12645}} \hfill \cr
{{{Q_R}} \over {{Q_{{R_0}}}}} = {R \over {{R_0}}} = {{18} \over 5} \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{
{Q_R} = 0,09896(J) = 98,96(mJ) \hfill \cr
{Q_{{R_0}}} = 0,02749(J) = 27,49mJ \hfill \cr} \right.\)

Chọn B

Đáp án cần chọn là: B

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.