Trắc nghiệm về Năng lượng điện trường - Từ trường - Điện từ

16:11 24/02/2017

Bài học sẽ chỉ cho các em các công thức cần nhớ để giải bài tập liên quan đến năng lượng điện trường, năng lượng từ trường hay năng lượng điện từ. Bên cạnh đó là mối quan hệ giữa các đại lượng này.

Năng lượng trong dao động điện từ

Năng lượng điện trường

năng lượng điện trường

Cho mạch dao động như hình. Ta có

$q = {Q_0}\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)$

$i = \omega {Q_0}\sin \left( {\omega t + \varphi } \right)$

- Năng lượng điện trường ${E_d} = \frac{{{q^2}}}{{2C}} = \frac{{Q_0^2}}{{2C}}{\cos ^2}\left( {\omega t + \varphi } \right)$

${E_{d\max }} = \frac{{Q_0^2}}{{2C}} = \frac{{CU_0^2}}{2} = E$  

→ Biểu thức dao động của năng lượng điện trường:

${E_d} = \frac{E}{2}\cos \left( {2\omega t + 2\varphi } \right) + \frac{E}{2}$ (*)

→ ${\omega _d} = 2\omega  \to {f_d} = 2f$

Vậy ${E_d}$ dao động điều hòa với tần số 2f, biên độ E/2 và VTCB là E/2

Năng lượng từ trường

- Công thức Năng lượng từ trường ${E_t} = \frac{{L{i^2}}}{2} = \frac{{L{\omega ^2}Q_0^2}}{2}{\sin ^2}\left( {\omega t + \varphi } \right)$

${E_{t\max }} = \frac{{LI_0^2}}{2} = E$

→ Biểu thức dao động của năng lượng từ trường:

${E_t} =  - \frac{E}{2}\cos \left( {2\omega t + 2\varphi } \right) + \frac{E}{2}$(**)

→ ${\omega _d} = 2\omega  \to {f_d} = 2f$

Vậy ${E_d}$ dao động điều hòa với tần số 2f, biên độ E/2 và VTCB là E/2

Năng lượng điện từ

$E = \frac{{Q_0^2}}{{2C}} = \frac{{CU_0^2}}{2} = \frac{{LI_0^2}}{2}$

- Từ (*)(**) thấy ${E_d},{E_t}$ cùng biên độ, cùng tần số, cùng VTCB nhưng ngược pha nhau.

→ ${E_{dt}} = {E_d} + {E_t} = E = const$.

Sự chuyển hóa giữa năng lượng điện trường và năng lượng từ trường

a. Chuyển hóa trong thời gian

- Điện tích trên tụ $q = {Q_0}\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)$

→ ${E_d} = \frac{E}{2}\cos \left( {2\omega t + 2\varphi } \right) + \frac{E}{2}$; ${E_t} = - \frac{E}{2}\cos \left( {2\omega t + 2\varphi } \right) + \frac{E}{2}$

- Khoảng thời gian 2 lần liên tiếp ${E_d} = {E_t}$ là T/4.

b. Chuyển hóa trong không gian điện từ

- Khi ${E_d} = {E_t} \to E = 2{E_d} \to q = \pm \frac{{{Q_0}}}{{\sqrt 2 }}$.

- Khi ${E_t} = n{E_d} \to E = \left( {n + 1} \right){E_d} \to \frac{{Q_0^2}}{{2C}} = \left( {n + 1} \right)\frac{{{q^2}}}{{2C}}$ → $q = \pm \frac{{{Q_0}}}{{\sqrt {\left( {n + 1} \right)} }}$.

- Khi ${E_d} = m{E_t} \to E = \left( {\frac{{m + 1}}{m}} \right){E_d} \to \frac{{Q_0^2}}{{2C}} = \left( {\frac{{m + 1}}{m}} \right)\frac{{{q^2}}}{{2C}} \to q = \pm \sqrt {\frac{m}{{m + 1}}} {Q_0}$

Bài tập trắc nghiệm

10 câu hỏi trên đây chắc hẳn chưa thấm vào đâu đúng không? Nếu các bạn thấy những bài tập này hay và hữu ích, hãy đăng ký khóa học để trải nghiệm thật nhiều câu hỏi như vậy nữa nhé. Chào mừng các bạn đến với Lize.


Đã đến lúc làm quen với áp lực của Đề thi thử rồi đó!!! Đăng ký Khóa Luyện đề của Lize.vn để luyện tập thêm với thật nhiều đề thi thử chất lượng được biên soạn từ các thầy cô kinh nghiệm cũng như các đề thi từ các trường THPT chuyên hàng đầu trên cả nước.

Share bài viết

Từ khoá

Khóa Toán Học lớp 11

Thầy
Nguyễn Phụ
Hoàng Lân

Học phí: 349K

Có thể em cần biết?

Tên bài giảng

Bài giảng về "Tên bài giảng" - Thầy/Cô "Tên thầy/cô dạy khóa học"

Nhận thêm bài tập và hướng dẫn giải bài tập Miễn phí từ Lize nhé!

Đăng ký thành viên Lize để nhận các bài tập và hướng dẫn giải bài tập từ thầy cô Lize nhé.

X