Mạch dao động điện từ – Thi TN QG 29/6/2023

Câu 31. (Mã đề 221, câu 32 mã đề 203) Một tụ điện có điện dung 45 μF được điện tích điện bằng nguồn điện một chiều có suất điện động E. Khi điện tích trên tụ điện ổn định, ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần có độ tự cảm 2 mH thành mạch dao dao động lí tưởng. Chọn t = 0 là thời điểm nối tụ điện với cuộn cảm. Tại thời điểm t = π/10 μs, cường độ dòng điện qua cuộn cảm có độ lớn là 0,19 A. Giá trị của E gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 1,9 V                                           B. 1,5 V                             C. 2,3 V                             D. 2,7 V

Hướng dẫn

Chu kì dao động của mạch LC: T = 2π√(LC) = 6π. 10 ^{– 4} s => w = 2π/T = 10⁴/3 rad/s;

Khi ngắt tụ ra khỏi nguồn và nối với cuộn cảm thuần tạo thành mạch dao động LC thì :

t = 0 ; q = Q₀ ; i = 0

Khi t = t₁ = π/10 μs = T/6 thì : i₁ = 0,19 A ;

I₀ = wQ₀ = wCU₀ = wCE = 15E. 10 ^{– 2} A

(sử dụng nguồn có suất điện động E để tích điện cho tụ điện thì U₀ = E)

Ta có i₁ = I₀sin α => sinα = i₁ / I₀ = 0,19 / (15E. 10 ^{– 2}) <=> sin(60⁰) = 0,19 / (15E. 10 ^{– 2}) = √3 /2

=> E = 38√3 / 45 = 1,46 V. Chọn B.