Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Mạch dao động và dao động điện từ

Nội dung text: Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Mạch dao động và dao động điện từ

1. MẠCH DAO ĐỘNG & DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động . 1. Mạch dao động . 2. Hoạt động của mạch . 3. Sơ đồ hướng dẫn thiết lập biểu thức tức thời của điện tích trong mạch . 4. Khỏa sát sự biến thiên điện tích của mạch . 5. So sánh dđ cơ học và dđ điện từ. II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động LC . 1. Khảo sát năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động . 2. Kết luận . III/ Bài tập áp dụng .
2. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 1/Mạch dao động : Gồm cuộn dây có độ tự cảm L ( r = 0 ) nối với tụ điện có điện dung C tạo thành mạch kín .
3. / Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : I 2/ Hoạt động của mạch : Sau khi tụ đã tích điện thì phóng điện , q là điện tích phóng qua mạch tạo thành dòng điện i . Vì cuộn dây có độ tự cảm nên dòng điện qua mạch tăng và giảm từ từ , tụ điện cũng phóng điện và tích điện từ từ .
4. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
5. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
6. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
7. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
8. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
9. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
10. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
11. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
12. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
13. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
14. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
15. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
16. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
17. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
18. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
19. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
20. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
21. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
22. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
23. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
24. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
25. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
26. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
27. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
28. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
29. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch :
30. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 3/ Sơ đồ hướng dẫn cách thiết lập biểu thức tức thời của điện tích trong mạch :
31. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 4/ Khảo sát sự biến thiên điện tích trong mạch : DAO ĐỘNG CƠ HỌC x” = -²2 x x = A.sin( t + ) DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ q” = - 2 q q = Q.sin( t+ )
32. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 4/ Khảo sát sự biến thiên điện tích trong mạch : Giả sử ở thời điểm t , điện tích của tụ điện là q và tụ đang phóng điện . Cường độ tức thời của dòng điện qua cuộn cảm: i = dq/dt = q’ Dòng điện biến thiên tạo ra trong cuộn cảm một suất điện động tức thời : e = - Li' = - Lq" . Cuộn dây coi như máy thu điện : u = Ri + e = e ( Vì R = 0 ) Mặt khác : u = q / C q / C = - Lq" 1 2 1 Hay : q " q 0 Đặt :  LC Phương trìnhLC trên có nghiệm là : q Q sin t 3/ Kết luận : Điện tích của tụ điện trong 0mạch dao động biến thiên điều hoà với tần số góc 1  LC
33. I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 5/ So sánh dao động cơ học & dao động điện từ : DAO ĐỘNG CƠ HỌC DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ x q v i Eđ WB Et WE K 1 / C m L Hệ số ma sát K Điện trở R Lực ma sát Fms Nhiệt lượng Q
34. II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C : 1/ Khảo sát năng lượng điện từ trong mạch dao động : Giả sử ở thời điểm t điện tích của tụ điện là : Dòng điện tức thời qua cuộn dây thuầnq Q 0cảmsin : t i q' Q0 cos t Năng lượng điện trường tức thời của mạch : 2 2 q Q0 2 WE sin t Năng lượng từ trường2C tức thời2C của mạch : Li 2 1 W L 2Q 2 cos2 t B 2 2 0 1 Thay :  2 LC
35. II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C : 1/ Khảo sát năng lượng điện từ trong mạch dao động : Suy ra năng lượng từ trường : 1 1 Q 2 W L Q 2 cos2 t 0 cos2 t B 2 LC 0 2C Năng lượng điện từ của mạch : Q 2 Q 2 W W W 0 sin 2 t cos2 t  0 const E B 2C 2C CHÚ Ý: CU 2 LI 2 W W W 0 0 EB E max B max 2 2
36. II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C : 2/ Kết luận : 1) Năng lượng của mạch dao động gồm có năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm 2 ) Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên tuần hoàn theo một tần số chung 3 )Năng lượng của mạch dao động được bảo toàn . Tại mọi thời điểm tổng năng lượng điện trường và từ trường là không đổi 4 ) Dao động của mạch dao động có những tính chất như trên 1 gọi là dao động điện từ. Tần số  = là tần số dao động riêng của mạch. Dao động điện từ của mạchLC dao động là một dao động tự do.
37. III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức : Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C = 15000 pF và một cuộn cảm L = 5microH ,điện trở không đáng kể . Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện là Uo = 1,2 V . Câu 1/ Tính tần số dao động điện từ trong mạch ? Câu 2/ Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch ?
38. III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức : BÀI GIẢI CÂU 1 Tần số dao động điện từ trong mạch : 1  LC Suy ra : 1 1 f 0,58.106 Hz 2 LC 2 5.10 6.15000.10 12
39. III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức : BÀI GIẢI CÂU 2 Cường độ dòng điện trong mạch : CU 2 LI 2 C 0 0 I 2 U 2 2 2 0 L 0 12 2 2 15000.10 2 I 0 I 2  1,2 5.10 6 I 0,046A
40. Chân thành cảm ơn nhiệt tình của Thầy và các bạn theo dõi bài giảng này . Trong quá trình thiết kế , mặc dù đã hết sức cố gắng ,tuy nhiên do kiến thức hạn hẹp nên bài giảng chắc chắn có rất nhiều thiếu sót . Kính mong Thầy xem xét và hướng dẫn thêm Xin chân thành cảm ơn .