Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E = 12V điện trở trong \(r = 1\Omega\), tụ có điện dung \(C = 100 .10^{-6} F\), cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,2H và điện trở là \(R_0= 5 \Omega\); điện trở \(R = 18\Omega\). Ban đầu K đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá K. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn?
.PNG)
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Khi K đóng
\( I = \frac{E}{{\left( {R + r + {R_0}} \right)}} = \frac{{12}}{{\left( {18 + 1 + 5} \right)}} = 0,5A\)
+ Điện áp 2 đầu tụ C lúc đầu:
\( {U_0} = I\left( {R + {R_0}} \right) = 0,5.23 = 11,5V\)
+ Năng lượng lúc đầu của mạch:
\( W = \frac{{CU_0^2}}{2} + \frac{{LI_0^2}}{2} = \frac{{{{10}^{ - 4}}.11,5_{}^2}}{2} + \frac{{0,2.0,5_{}^2}}{2} = {0,66125.10^{ - 2}} + 0,025 = 0,0316125J\)
Năng lượng tỏa ra trên R và R0 tỉ lệ thuận với điện trở:
\( \frac{{{Q_R}}}{{{Q_{{R_0}}}}} = \frac{R}{{{R_0}}}\)
Khi mạch tắt hoàn toàn thì năng lượng WW chuyển thành nhiệt lượng tỏa ra trên R và R0 nên ta có:
\( {Q_R} + {Q_{{R_0}}} = W\)
=> Nhiệt lượng tỏa ra trên R là:
\( Q = \frac{{18}}{{23}}W = \frac{{18}}{{23}}.0,0316125 = 0,024740217J \approx 0,02474J = 24,74mJ\)
Đáp án cần chọn là: C
