Một mạch dao động LC lí tưởng, ban đầu nối hai đầu của cuộn dây thuần cảm vào hai cực của một nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong là 2 Ω , sau khi dòng điện chạy trong mạch đạt giá trị ổn định thì người ta ngắt nguồn và mạch LC với điện tích cực đại của tụ là 2.10 − 6 C. Biết khoảng thời gian ngắn nhất kể từ lúc năng lượng từ trường đạt giá trị cực đại đến khi năng lượng trên tụ bằng ba lần năng lượng trên cuộn cảm là π 6 μ s . Giá trị E là
A. 6 (V)
B. 2 V
C. 4 (V)
D. 8 (V)
Chọn đáp án D
Khoảng thời gian ngắn nhất kể từ lúc năng lượng từ trường đạt giá trị cực đại (giả sử lúc này i = I 0 ) đến khi năng lượng trên tụ bằng ba lần năng lượng trên cuộn cảm (lúc này i = I 0 2 ) là
T 6 = π 6 10 − 6 ⇒ T = π .10 − 6 ( s ) ⇒ ω = 2 π T = 2.10 6 (rad/s)
Trường hợp này nạp năng lượng cho cuộn cảm nên I 0 = E r , do đó, từ công thức tính năng lượng dao động:
W = Q 0 2 2 C = L I 0 2 2 = L 2 E r 2
⇒ E = Q 0 ω r = 2.10 − 6 . 2.10 6 . 2 = 8 ( V )