Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E=12V điện trở trong r = 1Ω, tụ có điện dung C=100μF, cuộn dây có hệ số tự cảm L=0,2H và điện trở là R0= 5Ω; điện trở R=18Ω. 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?
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKhi K đóng \({I_0} = \frac{E}{{(R + r + {R_0})}} = \frac{{12}}{{(18 + 1 + 5)}} = 0,5A\)
Điện áp 2 đầu tụ C lúc đầu: \({U_0} = {I_0}(R + {R_0}) = 0,5.23 = 11,5V\)
Năng lượng lúc đầu của mạch:
\(W = \frac{{CU_0^2}}{2} + \frac{{LI_0^2}}{2} = \frac{{{{10}^{ - 4}}.11,{5^2} + 0,2.0,{5^2}}}{2} = 0,{66125.10^{ - 2}} + 0,025 = 0,0316125J\)
Năng lượng tỏa ra trên R và R0 tỉ lệ thuận với điện trở.
Nhiệt lượng tỏa ra chia thành 23 phần thì tỏa trên R 18 phần.
Khi mạch tắt hoàn toàn thì năng lượng W chuyển thành nhiệt lượng tỏa ra trên
R và R0 nên ta có: =W
Nhiệt lượng tỏa ra trên \({Q_R} = \frac{{18}}{{23}}W = \frac{{18}}{{23}}.0,0316125 = 0,024740217J \approx 0,02474J = 24,74mJ\)
Đáp án cần chọn là: C
Đề thi HK2 môn Vật Lý 12 năm 2021-2022
Trường THPT Lý Tự Trọng