Giáo án Vật lý 12 bài 19: Thực hành: Khảo sát mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp

I- Mạch dao động

1. Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C thành một mạch điện kín gọi là mạch dao động

- Muốn cho mạch dao động hoạt động thì ta tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện trong mạch (Hình 31.3)

II- DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH DAO ĐỘNG

HĐ2: Định luật biến thiên điện tích cúa tụ điện và cường độ dòng điện trong một mạch dao động lí tưởng

GV:

+ C1: Có thể coi đường cong trên màn hình dao động kí điện tử (H.31.4b) cho biết sự phụ thuộc của đại lượng của đại lượng vật lí nào của mạch dao động theo thời gian? Qua đó có thể nói gì về sự phóng điện của tụ điện trong mạch?

+ C2: Hãy vẽ đồ thị biểu diễn các hàm số q(t) và i(t) ở các phương trình (31.2’) và (31.4) trên cùng một hệ trục.

=> Kết luận:

II- DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH DAO ĐỘNG

1. Định luật biến thiên điện tích cúa tụ điện và cường độ dòng điện trong một mạch dao động lí tưởng

Điện tích q_A của bản tụ và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian; i lệch pha π/2 so với q_A­.

HĐ3. Định nghĩa dao động điện từ

GV: Hãy chứng minh E tỉ lệ thuận với q và B tỉ lệ thuận với i.

2. Định nghĩa dao động điện từ

Sự biến thiên tuần hoàn của cường độ điện trường và từ cảm trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ.

HĐ4. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động

GV: Chu kì và tần số của  dao động điện từ trong mạch dao động gọi là Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động.

3. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động

- Công thức tính chu kì (hoặc tần số) dao động riêng của mạch dao động gọi là công thức Tôm-xơn (Thomson):

\(T = \frac{{2\pi }}{\omega } = 2\pi \sqrt {LC} \)

 và  \(f = \frac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }}\)

III- NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ

HĐ5: Định nghĩa:

III- NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ

1: Định nghĩa: Tổng năng lượng điện trường tức thời trong tụ điện và năng lượng từ trường tức thời trong cuộn cảm của mạch dao động gọi là năng lượng điện từ.

HĐ6: Biểu thức của năng lượng điện từ

2: Biểu thức của năng lượng điện từ

- Biểu thức của năng lượng điện trường tức thời trong tụ điện là:

- Biểu thức của năng lượng từ trường tức thời trong cuộn cảm là:

- Từ 2 hệ thức trên ta có:

- Năng lượng điện từ trong mạch dao động sẽ là:

=> Vậy năng lượng điện từ của một mạch dao động lí tưởng được bảo toàn. Nó đúng bằng năng lượng mà ta đã cung cấp cho tụ điện lúc đầu.

3. So sánh dao động điện từ với dao động cơ

Người ta thường so sánh sự biến đổi năng lượng trong mạch dao động và trong con lắc đơn:

+ Thế năng W_t của con lắc với năng lượng điện trường W_đt của mạch dao động.

+ Động năng W_đ của con lắc với năng lượng từ trường W_tt của mạch dao động.

Bảng 31.1