- Phần I: MỞ ĐẦU Chuyên đề : DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ. - Suất điện động xuất hiện trong cuộn dây. - =const · Quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng của sóng : II.Phương pháp : Khi giải bài toán về mạch dao động,ta cần tuân thủ thứ tự theo các bước mang tính chất nguyên tắc sau đây : 1) Ta phải chọn chiều dòng điện trong mạch và chiều tích điện của tụ điện tại một thời điểm bất kì (thường ta chọn chiều dòng điện chạy theo chiều thuận của mắt mạng). - 2) Xác định được hiệu điện thế hai đầu tụ điện , hai đầu cuộn dây : Ví dụ: Xét mạch bên : Trong hình vẽ này ta phải xác định được quan hệ giữa dòng điện” đi qua” tụ điện và điện tích tụ điện. - Nếu dòng điện có chiều từ bản dương sang bản âm xuyên qua tụ điện thì. - (2) 4)Bằng cách khử dòng điện qua các cuộn dây để đưa về dạng phương trình vi phân hạng hai,thường phương trình vi phân hạng hai có dạng : +Nếu đề thi ĐH hoặc HSG quốc gia theo chủ đề I thường là:. - (4) Từ đó giải (4) ta sẽ được phương trình dao động của. - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ I.bài toán THÍ DỤtheo CHỦ ĐỀ I. - Hai tụ điện. - Tụ điện. - cuộn dây có độ tự cảm. - Điện trở của cuộn dây, của các dây nối và của các khóa là rất nhỏ,nên có thể coi dao động điện từ trong mạch là điều hòa. - của : a) Cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây . - b) Điện tích. - là chu kì dao động của mạch. - của cường độ dòng điện chạy qua cuộn dâyL và của. - dòng điện trong mạch chạy như hìng vẽ. - .Vũ Thanh Khiết) Cho mạch dao động như hình vẽ. - Tại thời điểm ban đầu khoá K mở và tụ điện có điện tích Q0, còn tụ kia không tích điện. - Hỏi sau khi đóng khoá K thì điện tích các tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch biến đổi theo thời gian như thế nào? Hãy giả định một cơ hệ tương đương như mạch dao động trên. - Xét tại thời điểm t, giả sử dòng điện có chiều và các tụ tích điện như hình vẽ. - .t ) Mạch dao động trên tương đương như 1 cơ hệ. - hình vẽ). - Bài3: Cho mạch dao động như hình vẽ. - Ban đầu tụ C1 tích điện đến hiệu điện thế U0 = 10(V), còn tụ C2 chưa tích điện, các cuộn dây không có dòng điện chạy qua. - Hãy viết biểu thức dòng điện qua mỗi cuộn dây. - Xét tại thời điểm t, bộ tụ được vẽ lại và dòng điện qua các cuộn dây có chiều như hình vẽ.. - a) Đóng khóa K , tìm Imax trong cuộn dây và U1max trên tụ điện C1 . - b) Khảo sát sự biến thiên điện tích của tụ điện khi đóng khóa K . - Giả sử chiều của các dòng điện trong mạch và điện ïtích của các bản tụ (hình vẽ) Ta có. - Bài5: (Trích Đề thi chọn HSG quốc gia THPT - năm 2003) Trong mạch điện như hình vẽ, tụ điện có điện dung là C, hai cuộn dây L1 và L2 có độ tụ cảm lần lượt là L1=L, L2=2L. - điện trở của các cuộn dây và dây nối không đáng kể. - Ở thời điểm t=0 không có dòng qua cuộn dây L. - tụ điện không tích điện còn dòng qua cuộn dây L1 là I1.. - a) Tính chu kỳ của dao động điện từ trong mạch.. - b) Lập biểu thức của cường độ dòng điện qua mỗi cuộn dây theo thời gian. - Chọn chiều dòng điện như hình vẽ. - EMBED Equation.DSMT4 Chứng tỏ iC dao động điều hòa với. - cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L. - c Bài7: Một mạch dao động LC gồm một tụ điện 1,0nF và một cuộn cảm 3,0mH có điện áp chỉnh bằng 3,0V. - a) Hỏi điện tích cực đại ở trên tụ điện. - b) Hỏi dòng điện cực đại chạy qua mạch? Hỏi năng lượng cực đại được dựõ trữ trong từ trường của cuộn dây. - a) Hãy tính tần số của dòng dao động. - b) Tính biên độ của dao động dòng điện. - Hãy kê ra các tần số dao động có thể có bằng cách nối các yếu tố đó theo các tổ hợp khác nhau. - (L,C1song songC2) 602Hz Bài 10:Một cuộn cảm được nối vào một tụ điện có điện dung thay đổi được nhờ xoay một núm. - Ta muốn làm cho tần số của các dao động LC thay đổi tuyến tính với góc quay của núm, đi từ 2x105 đến 4x105Hz khi núm quay 1 góc 1800. - F ở thời điểm t = 0, dòng bằng 9,20mA, điện tích ở trên tụ điện bằng 3,80. - a) Hỏi năng lượng tổng cộng trong mạch bằng bao nhiêu? b) Hỏi điện tích cực đại trên tụ điện? c) Hỏi dòng cực đại? d) Nếu điện tích trên tụ điện được cho bởi q = Qcos(. - d) e) Bài12: Một mạch nối tiếp gồm cuộn cảm L1 và tụ điện C1 dao động với tần số góc. - Một mạch nối tiếp thứ hai , chứa cuộn cảm L2 và tụ C2, cũng dao động với cùng tần số góc như vậy. - Hỏi tần số góc của dao động(tính theo. - F mới đầu được nạp đến 100V và tụ điện C2=100. - F không có điện tích. - Hãy mô tả chi tiết làm thế nào để nạp tụ điện C2 đến 300V nhờ các khoá S1 và S2.Biết L=10H. - Bài14: (Trích đề thi chọn HSG QG năm Một mạch dao động gồm 1 tụ điện và 1 cuộn dây thuần cảm. - K đóng và dòng điện đã ổn định thì người ta mở khoá K, trong mạch LC có dao động điện với chu kỳ T. - Hãy tính theo T và n điện dung C của tụ và độ tự cảm L của cuộn dây. - HD:Đối với bài này mạch LC đã dao động điều hoà nên chỉ cần áp dụng định luật bảo toàn năng lượng: C. - Các tụ điện có cùng giá trị điện dung C,các cuộn dây có cùng hệ số tự cảm Lphần tử trong mạch đều lý tưởng. - trong cuộn dây và. - 2) Khảo sát sự biến thiên điện tích của các tụ điện khi khoá K đóng. - Bài 16: Một tụ điện có điện dung C và hai cuộn dây thuần cảm có các hệ số tự cảm L1 và L2 ( điện trở không đáng kể ) được mắc thành một macïh điện có sơ đồ như hình bên . - Ở thời điểm ban đầu tụ điện chưa tích điện và không có dòng điện trong cuộn dây L2 nhưng có dòng điện I0 trong cuộn dây L1 . - Hãy tính điện tích cực đại của tụ điện và cường độ cực đại của dòng điện trong cuộn dây L2 . - Bài 26: Cho mạch dao động gồm tụ C và cuộn dây thuần cảm L. - L .Tại thời điểm khi điện tích của tụ là Q và cường độ dòng điện qua cuộn dây là I thì người ta mắc thêm cuộn dây thuần cảm L. - thì dòng điện qua hai cuộn cảm có chiều như thế nào và có giá trị bằng bao nhiêu ? DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ LIÊN KẾT I.bài toán THÍ DỤtheo CHỦ ĐỀ II. - Bài 1: Hai tụ điện có điện dung. - Biết hai cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm. - a)Tìm dòng điện cực đại qua mỗi cuộn cảm . - b)Hỏi sau bao nhiêu lâu từ lúc đóng 2 khóa , dòng điện qua cuộn cảm đạt cực đại . - giả sử dòng điện trong mạch có chiều như hình vẽ . - Ban đầu trong các đoạn mạch đều không có dòng điện và các tụ tích điện như sau: bản A1 mang điện tích Q1 = Q, bản B2 mang điện tích Q2. - Hãy viết biểu thức cho các cường độ dòng điện i1, i2 và i3 theo thời gian trong điều kiện : Q1 = Q2 = Q. - Gọi q1, q2 là điện tích lần lượt trên các bản A1 và B2 và dòng điện có chiều như hình vẽ tại thời điểm t: i1. - Mỗi đoạn mạch đều có một tụ điện điện dung C. - Trong mạch có dao động điện. - Kí hiệu q1, q2 , q3 lần lượt là điện tích của bản A1, A2, A3 của tụ điện. - i1, i2, i3 lần lượt là cường độ dòng điện đi từ các bản A1, A2, A3 của tụ điện tới A (chiều dương được chọn là chiều của mũi tên trên hình vẽ). - a) Viết phương trình cho mối quan hệ giữa cường độ dòng điện ik . - 2) Tìm biểu thức cho sự phụ thuộc vào thời gian của cường độ dòng điện i2 trong đoạn mạch không chứa cuộn cảm. - 3) Chứng tỏ rằng , cường độ dòng điện trong mỗi đoạn mạch có chứa cuộn cảm là tổng của hai số hạng biến đổi điều hoà theo thời gian. - Trong hệ chỉ có dao động điện từ theo một tần số góc. - Điện tích của các tụ điện thoả mãn các hệ thức: q2 = -2q1. - Như vậy đoạn mạch không chứa cuộn cảm không tham gia vào dao động điện. - Và khi đó, có thể coi cả hệ như một mạch kín AA3BA1A (mạch này gồm 2 cuộn cảm nối tiếp 2C và hai tụ nối tiếp với điện dung tương đương bằng C/2), mạch này có dao động điện với tần số góc. - II.bài toán LUYỆN TẬP Ïtheo CHỦ ĐỀ I IBài 4: Ba cuộn cảm L giống nhau và hai tụ điện C giống nhau được mắc thành một mạch có hai vòng như ở HV. - a)Giả thiết các dòng điện như HV. - Hỏi dòng trong cuộn dây ở giữa? Viết các phương trình mạch vòng và chúng được thoả mãn nếu dòng điện đó dao động với tần số góc. - Hỏi dòng trong cuộn dây ở giữa? Viết phương trình cho các mạch vòng và chứng minh chúng được thoả mãn nếu dòng điện đó dao động với tần số góc. - c)Do mạch có thể dao động ở hai tần số khác nhau, chứng minh rằng không thể thay mạch hai vòng đã cho bằng một mạch LC đơn vòng tương đương. - Bài 5: Hai tụ điện có điện dung. - hai cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm. - a)Tìm tần số dao động của mạch. - b)Viết biểu thức dòng điện qua mỗi cuộn cảm và biểu thức điện tích trên mỗi tụ. - Phần III: KẾT LUẬN Với kinh nghiệm đã trình bày trong chuyên đề này, chúng ta có thể áp dụng kiến thức về dòng điện một cách thành thạo để giải một bài toán về mạch dao động điện từ. - Đối với học sinh luyện thi học sinh giỏi cấp quốc gia bắt buộc phải thành thạo giải các bài toán theo chủ đề II ( mạch dao động liên kết. - Trong những năm qua chúng tôi đã áp dụng được kinh nghiệm giải bài toán mạch dao động điện từ theo hai chủ đề trên rất hiệu quả,học sinh tiếp nhận kiến thức rất nhanh, tạo cho học sinh kĩ năng xử lý kiểu mạch dao động điện từ trong các đề thi rất tốt .Đăc biệt trong kì thi HSG cấp QG,đội tuyển HSG vật lý của chúng tôi đã giải tốt bài 3 đề thi HSG cấp QG góp phần đạt thành tích cao trong kì thi này. - Chúng tôi hy vọng rằng, sau khi các bạn “đọc” xong tài liệu này sẽ giúp cho các bạn có một cái nhìn thông suốt về bài toán mạch dao dộng điện, đồng thời sẽ không gặp khó khăn khi giải một bài toán mạch dao động LC