Hai tụ điện C1 = 3C0 và C2 = 6C0 mắc nối tiếp. Nối hai đầu bộ tụ với pin có suất điện động E = 3V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra rồi nối với cuộn dây thuần cảm L tạo thành mạch dao động điện từ tự do. Tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng một nửa giá trị dòng điện cực đại, người ta dùng một dây dẫn điện để nối tắt hai cực của tụ C1. Hiệu điện thế cực đại trên tụ C2 của mạch dao động sau đó là.

Câu hỏi số 74830:

Vận dụng cao

Hai tụ điện C₁ = 3C₀ và C₂ = 6C₀mắc nối tiếp. Nối hai đầu bộ tụ với pin có suất điện động E = 3V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra rồi nối với cuộn dây thuần cảm L tạo thành mạch dao động điện từ tự do. Tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng một nửa giá trị dòng điện cực đại, người ta dùng một dây dẫn điện để nối tắt hai cực của tụ C₁. Hiệu điện thế cực đại trên tụ C₂ của mạch dao động sau đó là.

A. $\frac{3\sqrt{3}}{2}$ (V)

B. √3 (V)

C. $\frac{\sqrt{6}}{2}$ (V)

D. √6 (V)

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:74830

Phương pháp giải

Sử dụng công thức tính điện dung của bộ tụ mắc nối tiếp và công thức tính năng lượng điện từ

Giải chi tiết

- Ban đầu: U₀= E

Điện dung của bộ tụ mắc nối tiếp: ${C_b} = {{{C_1}{C_2}} \over {{C_1} + {C_2}}} = {{3{C_0}.6{C_0}} \over {3{C_0} + 6{C_0}}} = 2{C_0}$

Năng lượng của mạch: ${\rm{W}} = {1 \over 2}{C_b}{E^2} = {1 \over 2}.2{C_0}.{E^2} = {C_0}.{E^2}$

- Khi i = I₀/2: điện áp trên bộ tụ: $u = E\sqrt {1 - {{\left( {{i \over {{I_0}}}} \right)}^2}} = {{E\sqrt 3 } \over 2}$

Hai tụ mắc nối tiếp nên:

$\left\{ \matrix{
{u_1} + {u_2} = u \hfill \cr
{q_1} = {q_2} \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
{u_1} + {u_2} = {{E\sqrt 3 } \over 2} \hfill \cr
{C_1}{u_1} = {C_2}{u_2} \hfill \cr} \right. \Rightarrow {u_1} = {{E\sqrt 3 } \over 3}$

Nên năng lượng tức thời nằm trong tụ C₁ là: ${{\rm{W}}_{C1}} = {1 \over 2}{C_1}u_1^2 = {1 \over 2}{C_0}{E^2}$

- Sau khi tụ C₁ bị loại khỏi mạch thì năng lượng còn lại: ${\rm{W}}' = {\rm{W}} - {{\rm{W}}_{C1}} = {C_0}{E^2} - {1 \over 2}{C_0}{E^2} = {1 \over 2}{C_0}{E^2}$

Khi đó mạch chỉ còn tụ C₂ $ \Rightarrow {1 \over 2}{C_2}U_{02}^2 = {1 \over 2}{C_0}{E^2} \Rightarrow {U_{02}} = {{\sqrt 6 } \over 2}V$

Chọn C

Đáp án cần chọn là: C

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.