Dao động và sóng điện từ
Giáo viên: Trần Viết Thắng
TRU?NG THPT CHU VAN AN TH�I NGUYấN
CHƯƠNG IV
Mạch dao dao động. Dao động điện từ

Đóng K vào chốt 1, dự đoán hiện tượng xảy ra khi chuyển K sang chốt 2. (R đủ lớn)
+
-
A. Không có hiện tượng gì xảy ra
B. Tụ điện phóng điện, có dòng điện qua R trong thời gian dài.
C.Tụ phóng điện, có dòng điện qua R, tụ nhanh chóng mất điện tích.
D. Tụ phóng điện qua R, điện tích trên các bản tụ đổi dấu tuần hoàn theo thời gian.
D.A: C
Phiếu học tập - S? 1
Đóng K vào chốt 1, sau đó đóng K vào chốt 2.
Hiện tượng xảy ra trong mạch LC như thế nào?
Theo định luật bảo toàn năng lượng: năng lượng toàn phần của mạch dao động, bao gồm năng lượng điện trường WC và năng lượng từ trường WL , không đổi theo thời gian. Vào thời điểm t, điện tích của một bản tụ là q, dòng điện qua cuộn cảm là i. Ta có:
hay:
Lấy đạo hàm hai vế theo thời gian:
Vì
và do đó:
nên:
hay:
với:
I. Khảo sát định lượng dao động điện trong mạch dao động LC
WC + WL = W = const
Phương trình xác định điện tích q trên mỗi bản của tụ điện:
với:
Nghiệm của phương trình có dạng:
Điện tích q của mỗi bản tụ biến đổi điều hoà theo thời gian với tần số góc ?.
Biên độ dao động qo và pha ban đầu phụ thuộc vào kích thích ban đầu và việc chọn gốc thời gian.
ta có:
Ví dụ: trong mạch điện ta xét, chọn t=0 khi chuyển K từ 1 sang 2. Tại t= 0, điện tích bản A là qo; ? = 0
qo
Io
0
- Io
- qo
(2)
(1)
t
Đå thÞ (2)biÓu diÔn i(t)
q
i
Đồ thị (1) biểu diễn q(t);
i = 0 (t = 0)
+ -
Trong 1 chu kỳ, điện tích mỗi bản tụ điện đổi dấu 2 lần, dòng điện trong mạch đổi chiều 2 lần.
i=
(t = T)
i =
(t =
(t = T/4)
i = 0
t = 3T/4
i = 0
T/2)
Diền các thông tin còn thiếu. Nhận xét sự đổi dấu điện tích trên mỗi bản tụ, sự đổi chiều dòng điện trong mạch, trong một chu kì.
II. Năng lượng điện từ của mạch LC
Năng lượng toàn phần của mạch dao động bằng:
Trong quá trình dao động điện từ, có sự chuyển đổi từ năng lượng điện trường thành năng lượng từ trường, và ngược lại, nhưng tổng của chúng thì không đổi.
Dao động điện từ điều hoà xảy ra trong mạch LC sau khi tụ điện được tích một điện lượng qo và không có tác dụng điện từ bên ngoài là dao động điện từ tự do.
Điện tích của tụ điện q, cường độ dòng điện chạy qua cuộn cảm i và hiệu điện thế u giữa hai bản tụ điện biến đổi điều hoà theo thời gian cùng tần số góc:
Trong quá trình dao động điện từ, có sự chuyển hoá qua lại giữa năng lượng điện và năng lượng từ của mạch. Tổng của chúng, là năng lượng toàn phần của mạch có giá trị không đổi.
( tần số góc riêng của mạch LC)
Điện tích của tụ điện trong một mạch dao động biến thiên theo thời gian theo hàm số:
( C )
Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10-4H.
1) biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch
3) điện dung của tụ điện.
III. V?n d?ng: Phiếu học tập- S? 2,3,4
2) năng lượng toàn phần của mạch điện.
Hãy chọn phương án đúng xác định:
Điện tích của tụ điện trong một mạch dao động biến thiên theo thời gian theo hàm số:
( C )
Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10-4H.
Phiếu học tập- S? 2
Hãy chọn phương án đúng xác định:
Điện tích của tụ điện trong một mạch dao động biến thiên theo thời gian theo hàm số:
( C )
Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10-4H.
Phiếu học tập- S? 3
Hãy chọn phương án đúng xác định:
2) Năng lượng toàn phần của mạch điện:
A. 1,6.10-3 J
B. 1,6.10-7 J
C. 8.10-7 J
D. 8.10-3 J
Điện tích của tụ điện trong một mạch dao động biến thiên theo thời gian theo hàm số:
( C )
Cuộn dây trong mạch có độ tự cảm L=10-4H.
Phiếu học tập- S? 4
Hãy chọn phương án đúng xác định:
Bài giải
1) B. Dòng điện i sớm pha so với hiệu điện thế u,
mà u cùng pha với điện tích q, nên biểu thức cường độ dòng điện tức thời là:
Vì
ta có:
(A)
3) A. Điện dung của tụ điện:
2) C. Năng lượng toàn phần của mạch:
mà
nên:
vậy:
=>
Chọn B
Chọn C
Chọn A