Câu 4 trang 123 SGK Vật Lý 12 Nâng cao.

Đề bài

Bài 4. Một mạch dao động LC có năng lượng là \({36.10^{ - 6}}J\) và điện dung của tụ điện C là \(2,5\mu F.\)Tìm năng lượng tập trung tại cuộn cảm khi hiệu điện thế giữa hai bản cực của tụ điện là \(3\) V. 

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng điện từ: \(W=W_L+W_C\)

+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng điện trường: \(W_C=\dfrac{Cu^2}{2}\)

+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng từ trường: \(W_L=\dfrac{Li^2}{2}\)

Lời giải chi tiết

Mạch dao động có năng lượng điện từ \(W = {36.10^{ - 6}}J\)

Tụ điện \(C = 2,5(\mu F)\) có hiệu điện thế giữa hai cực của bản tụ là \(U = 3\) (V)

Năng lượng điện trường tập trung tại tụ điện là:

\({W_C} = {\displaystyle{{C{U^2}} \over 2}} = {\displaystyle{{2,{{5.10}^{ - 6}}{{.3}^2}} \over 2}} \\= 1,{125.10^{ - 5}}(J) = 11,{25.10^{ - 6}}(J)\)

Năng lượng từ trường tập trung tại cuộn cảm là:

\(  {W_L} = W - {W_C} = {36.10^{ - 6}} - 11,{25.10^{ - 6}}\\ = 24,{75.10^{ - 6}}(J).\)