A. Lý thuyết I. Mạch dao động Mạch dao động: Gồm một tụ điện mắc nối tiếp với một cuộn cảm thành mạch kín (như hình vẽ). Nếu điện trở r rất nhỏ (≈ 0): mạch dao động lý tưởng. Muốn mạch hoạt động → tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện tạo ra một dòng điện xoay chiều trong mạch. Sử dụng điện áp xoay chiều được tạo ra giữa hai bản tụ điện bằng cách nối hai bản này với mạch ngoài. II. Khảo sát mạch dao động Biến thiên điện tích trên một bản tụ: $q = q_{0}\cos (\omega t + \varphi )$ Với $\omega = \frac{1}{\sqrt{LC}}$ là tần số góc của dao động (rad/s). Chọn q > 0 ứng với lúc bản có điện tích dương. Dòng điện trong mạch là: $i = \frac{dq}{dt} = i_{0}\cos (\omega t + \varphi + \frac{\pi }{2})$. Với I0 = q0.w Kết luận: Điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian trong đó i sớm pha hơn q một góc $\frac{\pi }{2}$. Dao động điện từ tự do: là sự biến thiên theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i (hoặc cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$ và cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$) trong mạch dao động. Chu kì của mạch dao động: $T = 2\pi \sqrt{LC}$. (s) Tần số của mạch dao động: $f = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$. Năng lượng của mạch dao động (năng lượng điện từ): Tổng năng lượng điện trường (trong tụ điện) và năng lượng từ trường (trong cuộn cảm) của mạch dao động. B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI Bài 1 trang 107 - sgk vật lý 12. Mạch dao động là gì? Hướng dẫn: Mạch dao động là một mạch kín bao gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L và và tụ điện có điện dung là C. Bài 2 trang 107 - sgk vật lý 12. Nêu định luật biến thiên của điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch dao động? Hướng dẫn: Định luật: Điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian, đồng thời dòng điện i lệch pha π /2 so với điện tích q. Bài 3 trang 107 - sgk vật lý 12. Viết công thức tính chu kỳ và tần số dao động riêng của mạch dao động? Hướng dẫn: Bài 4 trang 107 - sgk vật lý 12. Dao động điện từ tự do là gì? Hướng dẫn: Dao động điện từ tự do là biến thiên điều hòa theo thời gian của điện tích q của bản tụ điện và cường độ dòng điện i ( hoặc cường độ điện trường và cảm ứng từ ) trong mạch dao động. Bài 5 trang 107 - sgk vật lý 12. Năng lượng điện từ là gì? Hướng dẫn: Năng lượng điện từ là tổng năng lượng điện trường trong tụ điện và năng lượng từ trường trong cuộn cảm. Bài 6 trang 107 - sgk vật lý 12. Sự biến thiên của dòng điện I trong một mạch dao động lệch pha như thế nào so với sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ điện? A. i cùng pha với q B. i ngược pha với q C. i sớm pha so \(\frac{\pi }{2}\) với q D. i trễ pha so \(\frac{\pi }{2}\) với q Hướng dẫn: C. Xem các biểu thức của i và q trong phần kiến thức trọng tâm Bài 7 trang 107 - sgk vật lý 12. Nếu tăng số vòng dây của cuộn cảm thì chu kì của dao động điện từ sẽ thay đổi như thế nào? A. Tăng. B .Giảm. C. Không đổi. D. Không đủ cơ sở để trả lời . Hướng dẫn: A. Nếu tăng số vòng dây của cuộn cảm thì độ tự cảm của cuộn dây tăng. Mà ta có chu kì T = 2π\(\sqrt{LC}\) , do đó chu kì T sẽ tăng. Bài 8 trang 107 - sgk vật lý 12. Tính chu kì và tần số dao động riêng của một mạch dao động, biết tụ điện trong mạch có điện dung là 120pF và cuộn cảm có độ tự cảm là 3mH. Hướng dẫn: L = 3mH = 3.10-3 H; C = 120pF = 120.10-12F Chu kì T = 2π\(\sqrt{LC}\) = 2π\(\sqrt{3.10^{-3}.120.10^{-12}}\) ≈ 3,77.10-6 s Tần số: f = \(\frac{1}{T}\) ≈ 0,265.106 Hz = 0,265MHz
