Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : - Xét mạch dao động gồm tụ điện và cuộn cảm như hình vẽ... Coi điện trở cuộn dây nhỏ không đáng kể .Lập biểu thức của điện tích trên các
Trang 11 Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :
- Xét mạch dao động gồm tụ điện và cuộn cảm như hình vẽ
- Những phân tích về lý thuyết cho kết quả :
Phương trình biểu diễn sự biến thiên của điện tích theo thời gian có dạng :
/ 1 q0
LC q
Nghiệm của phương trình có dạng : qQ0sin( t)
qC.u và Q0 C U0
Với : q : điện tích của tụ ( C )
Q 0 : điện tích cực đại
U : Hiệu điện thế giữa hai bản tụ ( V )
C : điện dung của tụ ( F )
Điện tích của tụ trong mạch dao động biến thiên điều hòa với tần số góc
LC
1
2 Cường độ dòng điện qua cuộn dây L :
0 0
CU I
t CU
dt
dq
i
3.Chu kỳ riêng của mạch dao động :
4.Tần số riêng của mạch dao động :
5 Bước sóng điện từ thu được bởi khung dao động :
f
c T
c
c : vận tốc ánh sáng trong chân không ( c = 3.10 8 m/s )
6 Năng lượng của mạch dao động :
a Năng lượng điện trường :
C
q u
C
W d
2 2
2
1 2
1
Năng lượng điện trường cực đại:
LC
T 2
LC
f
2
1
C
Q U
C
W d
2 0 2
0
2
1
2
1
Trang 2
b Năng lượng từ trường :
2
2
1
i L
W t
Năng lượng từ trường cực đại :
2 0
2
1
I L
W t
c Năng lượng của mạch dao động :
2 0
2
1
U C W
W
W d t
Năng lượng điện trường cực đại = năng lượng từ trường cực đại
Bài Tập
1 Một mạch dao động có một tụ điện C 0,3 F , cuộn dây có độ tự cảm
L = 340 mH .
a Tìm tần số dao động điện từ tự do trong mạch
Đáp số : a 500 Hz b 0,167.10-9 J
2.Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 12 V Điện dung của tụ C 4 F.Tính :
a Năng lượng từ cực đại của mạch dao động ?
b Năng lượng từ của mạch dao động khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 9 V ?
Đáp số : a 2,9.10-4 J b 1,28.10 -4 Jỉ.
khung dao động này có thể thu sóng điện từ có bước sóng là bao nhiêu ?
Đáp số : 942 m
Biên độ của dòng điện trong mạch là I 0 = 10 mA Hiệu điện thế cực đại giữa
hai bản tụ là U 0 = 10 (V)
a Tính L, C ?
Đáp số : a L = 10-4 H C = 10 -10 F b 42.10 -10 J
5.Mạch dao động của một máy thu vô tuyến điện có một cuộn cảm L biến thiên từ
H
5
,
thể bắt được các sóng điện từ trong dải sóng nào ?
Đáp số : Từ 4,2 m đến 133 m
6.Mạch chọn sóng của một máy thu thanh gồm một tụ điện xoay có điện dung C
biến thiên từ 30 pF đến 500 pF và một cuộn cảm L Muốn máy thu bắt được các
sóng từ 13 m đến 500 m thì cuộn tự cảm phải có độ tự cảm L nằm trong giới hạn
hẹp nhất là bao nhiêu ?
2 0 2
0 0
2
1
2
1
I L U
C W
Trang 3-Đáp số : 1,6 H L140 F
số riêng của mạch khi :
a.C 1 ghép song song C 2
b.C 1 ghép nối tiếp C 2
Đáp số : a 24 kHz b 50 kHz
8.Mạch dao động để chọn sóng của một máy thu thanh gồm cuộn tự cảm L và
tụ điện C = 5000 pF
nào và C / có trị số biến thiên trong khoảng nào ?
Đáp số : a 5,1 H b C / ghép nối tiếp C và5,56pF C/ 6,25pF
9 Mạch dao động gồm một tụ điện C = 16 nF và một cuộn dây có hệ số tự cảm
L = 3,2 10 -4 H
a Tìm chu kỳ dao động riêng của mạch và bước sóng của sóng điện từ mà
mạch có thể cộng hưởng ?
b Vì cuộn dây có điện trở cho nên để duy trì một hiệu điện thế cực đại
Tính điện trở của dây
Đáp số : a T = 1,42 10-12 s ; 4260 m( ) b R = 0,24
cảm
L = 1,125 H Ban đầu tụ điện được tích điện bằng một bộ pin có suất điện
động
E = 3 2(V), sau đó ngắt tụ ra khỏi nguồn và nối với cuộn dây
a Coi điện trở cuộn dây nhỏ không đáng kể Lập biểu thức của điện tích trên
các bản tụ ,dòng điện trong mạch dao động và hiệu điện thế giữa hai bản tụ
Tính năng lượng điện từ
b.Giả sử cuộn dây có điện trở R = 0,1 Dao động điện từ trong mạch là dao
động gì ? muốn duy trì dao động trong mạch ta phải làm thế nào ?
2 133 sin(
10 16 , 2
) )(
2 133 cos(
0287 ,
W = 4,5 10 -4 J
11 Một mạch dao động gồm tụ C và cuộn dây L được nối với một bộ pin E có
ta mở khóa K và trong mạch có dao động điện từ với tần số f = 1 MHz Biết
rằng hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ lớn gấp n = 10 lần suất điện động E
của bộ pin Hãy tính L và C của mạch dao động ?
Đáp số : C = 15,9 pF ; L = 1,59.10-6 H
12 Khung dao động gồm cuộn dây thuần cảm L
Và hai tụ C 1 ; C 2 Nếu mắc tụ C 1 và C 2 song
Trang 4song với cuộn L thì tần số dao động riêng của khung
là f = 48 kHz Nếu mắc tụ C 1 và C 2 nối tiếp vào cuộn L thì tần số dao động
riêng của khung là f / = 100 kHz Hỏi nếu mắc riêng rẽ từng tụ C 1 ; C 2 với cuộn L
thì khung dao động có thể bắt được các sóng có bước sóng bao nhiêu ?
Đáp số : 1 3750(m) 2 5000(m)
13 Trong mạch dao động LC đang xảy ra quá trình dao động điện từ , điện tích
cực đại của tụ là Q 0 = 10 -9 C , cường độ của dòng điện trong mạch có giá trị cực
đại
I 0 = 31,4 mA
là bao nhiêu ?
Đáp số : a = 60 m b 0 1,5pF C/ 24pF
14 Trong mạch dao động LC đang xảy ra quá trình dao động điện từ , điện tích
cực đại của tụ là Q 0 = 10 -6 C , cường độ của dòng điện trong mạch có giá trị cực
đại
I 0 = 10 A
a Tính bước sóng của dao động tự do trong khung ?
b Nếu thay tụ điện C bằng tụ C / thì bước sóng của khung tăng lên 2 lần Hỏi bước
sóng của khung là bao nhiêu nếu mắc tụ C / và C song song C / và C nối tiếp ?
Đáp số : a = 188,4 (m) b C / = 4C ; ss = 421,3 m ; nt = 168,5 m
15.Một mạch dao động gồm tụ C và cuộn dây L có điện trở thuần không đáng kể
K đóng Khi dòng điện đã ổn định người ta mở khóa K và trong mạch có dao động
điện từ với biểu thức hiệu điện thế giữa hai bản tụ C là u48sin2.106 t(V) Tính
L và C ?
trong mạch dao động ?
a Điện tích của tụ điện biến thiên dao động điều hòa với tần số góc
LC
1
b Điện tích của tụ điện biến thiên dao động điều hòa với tần số góc
LC
Trang 5nào sau đây ? Hãy chọn kết quả ĐÚNG
máy phát dao động điều hòa ?
L
C
f 2
LC
f
2
1
d Các trả lời trên đều không phù hợp
động ?
điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm
theo một tần số chung
LC
1
trong mạch dao động và năng lượng cơ học ?
tương ứng với động năng
b Năng lượng từ trường là tương ứng với động năng , năng lượng điện trường là
tương ứng với thế năng
c Năng lượng của mạch dao động được bảo toàn giống như cơ năng của hệ kín
và không có ma sát
d b và c đúng
6 Điều nào sau đây là ĐÚNG khi nói về mối liên hệ giữa từ trường và điện
trường ?
a Khi từ trường biến thiên làm xuất hiện điện trường biến thiên và ngược lại
điện trường biến thiên làm từ trường biến thiên.
b Điện trường biến thiên đều thì từ trường biến thiên cũng đều
c Từ trường biến thiên càng nhanh làm điện trường sinh ra có tần số càng lớn
d a , b , c đều đúng
7 Phát biểu nào sau đây là SAI khi nói về điện từ trường ?
a Khi một từ trường biến thiên theo thời gian , nó sinh ra một điện trường xoáy
b Điện trường xoáy là điện trường mà đường sức là những đường cong
Trang 6c Khi một điện trường biến thiên theo thời gian , nó sinh ra một từ trường xoáy
d Từ trường xoáy là từ trường mà đường cảm ứng từ bao quanh các đường sức
điện trường
8 Phát biểu nào sau đây là CHÍNH XÁC khi nói về điện từ trường ?
a Không thể có điện trường hoặc từ trường tồn tại riêng biệt , độc lập với nhau
b Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một loại trường
duy nhất là điện từ trường
c Điện từ trường lan truyền được trong không gian
d a – b – c đều chính xác
9 Sóng điện từ là quá trình lan truyền trong không gian của một điện trường biến
thiên Kết luận nào sau đây là ĐÚNG khi nói về tương quan giữa vectơ cường
độ điện trường và vectơ cảm ứng từ của điện từ trường đó ? E
B
a và biến thiên tuần hoàn có cùng tần số E
B
B
2
c và có cùng phương E
B
d a – b – c đều đúng
10 Phát biểu nào sau đây là ĐÚNG khi nói về sóng điện từ ?
a Điện từ trường do một điện tích điểm dao động theo phương thẳng đứng sẽ lan
truyền trong không gian dưới dạng sóng
b Điện tích dao động không thể bức xạ ra sóng điện từ
c Vận tốc của sóng điện từ trong chân không nhỏ hơn nhiều lần so với vận tốc
ánh sáng trong chân không
d Tần số sóng điện từ chỉ bằng một nửa tần số f của điện tích dao động
11 Một mạch dao động gồm có cuộn dây L thuần cảm kháng và tụ điện C thuần
dung kháng Nếu gọi I 0 là dòng điện cực đại trong mạch ,hiệu điện thế cực đại
U 0 giữa hai đầu tụ điện liên hệ với I 0 như thế nào ? Hãy chọn kết quả ĐÚNG
trong những kết quả sau ?
a 0 .I0 b
C
L
U
C
L
U
c 0 .I0 d một giá trị khác
C
L
U
12 Phát biểu nào sau đây là ĐÚNG khi nói về sự thông tin bằng vô tuyến ?
a Những dao động điện từ có tần số từ 100 Hz trở xuống , sóng điện từ của
chúng không truyền đi xa
b Sóng điện từ có tần số bằng hàng ngàn Hz trở lên mới gọi là sóng vô tuyến
c Sóng điện từ có tần số càng lớn thì bước sóng càng nhỏ
d a – b – c đều đúng
13 Cho các mạch sau đây :
I Mạch dao động kín
II Mạch dao động hở
III Mạch điện xoay chiều R, L , C nối tiếp
Trang 7Mạch nào không thể phát được sóng điện từ truyền đi xa trong không gian ?
Chọn kết quả ĐÚNG
a I và II c I và III
b II và III d I – II và III
14 Phát biểu nào sau đây là ĐÚNG khi nói về các loại sóng vô tuyến ?
a Sóng dài chủ yếu được dùng để thông tin dưới nước
b Sóng trung có thể truyền đi rất xa vào ban ngày
c Sóng ngắn có năng lượng nhỏ hơn sóng dài và sóng trung
d a – b – c đều đúng
15 Phát biểu nào sau đây là SAI khi nói về việc sử dụng các loại sóng vô tuyến
a Sóng dài có năng lượng thấp và ít bị nước hấp thụ
b Sóng trung và sóng ngắn phản xạ được trên tầng điện li vào ban đêm
c sóng cực ngắn không bị phản xạ hoặc hấp thụ trên tầng điện li
d a – b – c đều đúng
16 Điều nào sau đây là ĐÚNG khi nói về nguyên tắc nhận năng lượng của máy
phát dao động điều hòa dùng transito ?
a Dao động trong mạch LC nhận năng lượng trực tiếp từ dòng bazơ
b Dao động trong mạch LC nhận năng lượng trực tiếp từ dòng emettơ
c Dao động trong mạch LC nhận năng lượng trực tiếp từ dòng colectơ
d a – b – c đều đúng
17 Điều nào sau đây là ĐÚNG khi nói về sự phát và thu sóng điện từ ?
a Aêngten của máy phát chỉ phát theo một tần số nhất định
b Aêngten của máy thu có thể thu sóng có mọi tần số khác nhau
c Nếu tần số của mạch dao động trong máy thu được điều chỉnh sao cho có giá trị
bằng f , thì máy thu sẽ bắt được sóng có tần số đúng là f
d a – b – c đều đúng
18 Điều nào sau đây là SAI khi nói về nguyên tắc thu sóng điện từ ?
a Aùp dụng hiện tượng cộng hưởng trong mạch dao động của máy thu để thu
sóng điện từ
b Để thu sóng điện từ ta dùng mạch dao động LC
c Để thu sóng điện từ ta dùng mạch dao động LC kết hợp với một ăngten Sóng
cần thu được chọn lọc từ mạch dao động
d a – b – c đều sai
Sử dụng các qui ước sau : (I) và (II) là các mệnh đề
a (I) đúng , (II) đúng , (I) và (II) có tương quan với nhau
b I) đúng , (II) đúng , (I) và (II) không có tương quan với nhau
c (I) đúng , (II) sai
d (I) sai , (II) đúng
Trả lời các câu hỏi 19 - 20 – 21
19 * (I) phương trình vi phân của dao động điện từ trong mạch dao động giống
phương trình vi phân của dao động cơ
*Vì (II) Dao động điện từ và dao động cơ học có sự giống nhau về qui luật
biến đổi theo thời gian
Trang 820 * (I) Sóng điện từ có vận tốc truyền bằng vận tốc truyền của ánh sáng
Vì * (II) Sóng điện từ ánh sáng có cùng bản chất
21 * (I) Để phát sóng điện từ truyền đi xa ta phải kết hợp mạch dao động trong
máy phát dao động điều hòa với một ăngten
Vì * (II) mạch dao động là mạch dao động kín
22 Các nhà kỹ thuật truyền hình khuyến cáo rằng không nên dùng một chiếc
Aêngten cho hai máy thu hình một lúc Lời khuyến cáo này dựa trên cơ sở vật lý
nào ? Hãy chọn câu giải thích ĐÚNG
23 Mạch dao động gồm một tụ điện C = 18000 pF và một cuộn dây có hệ số tự
cảm L = 6 H ,điện trở không đáng kể Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ là
U 0 = 2,4 V
Cường độ dòng điện trong mạch nhận giá trị nào sau đây ?
a I = 94,5.10 -3 A b I = 94.10 -3 A
c I = 84.10 -3 A d một giá trị khác
24 Mạch dao động gồm một tụ điện C = 3500 pF và một cuộn dây có hệ số tự
bằng bao nhiêu để duy trì dao động của nó ,khi hiệu điện thế cực đại trên tụ là 15
V ? Hãy chọn kết quả ĐÚNG
a P = 19,69.10 -3 W b P = 16,9.10 -3 W
c P = 21,69.10 -3 W d một giá trị khác
Sử dụng dự kiện sau để trả lời cho câu hỏi 25 và 26
Một mạch LC đang dao động tự do Người ta đo được điện tích cực đại trên hai
bản tụ là Q 0 và dòng điện cực đại trong mạch là I 0
25 Biểu thức nào sau đây ĐÚNG với biểu thức xác định tần số của dao động trong
mạch ?
0
0
0
2I
Q
T
0
0
I
Q
T
0
0
I
Q
T
26 Biểu thức nào sau đây xác định bước sóng của dao động tự do trong mạch ?
0
0
2
I
Q
c
0
0 2
2
I
Q
c
0
0
4
I
Q
c
27 Mạch dao động bắt tín hiệu của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn cảm
với độ tự cảm biến thiên từ 0.30 H đến 12 H và một tụ điện với điện dung
biến thiên từ 20 pF đến 800 pF Máy đó có thể bắt được sóng vô tuyến điện trong
dãy sóng nào ? Hãy chọn kết quả ĐÚNG trong những kết quả sau :
Trang 9a Dải sóng từ 6,61 m đến 396,4 m b Dải sóng từ 14,5 m đến 936,4 m
c Dải sóng từ 4,61 m đến 639,4 m d một kết quả khác
Dùng dự kiện sau để trả lời các câu hỏi 28, 29
Mạch dao động bắt tín hiệu của một máy thu vô tuyến điện gồm cuộn dây có độ
tự cảm L không đổi và một tụ điện có điện dung C thay đổi được
28 Biểu thức nào sau đây là biểu thức tính điện dung của tụ điện để mạch có thể
thu được sóng vô tuyến có tần số f ?
4
1
Lf
C
2 2
4
1
Lf
C
2
1
Lf
C
29 Điện dung của tụ điện phải được thay đổi trong khoảng nào để mạch có thể thu
được các sóng vô tuyến có tần số nằm trong khoảng từ f 1 đến f 2 ( với f 1 < f 2 ) Chọn
kết quả ĐÚNG trong các kết quả sau :
2 2
1 4
1
Lf
C
2 2
1 2
1
Lf
C
2 2 2
1
2
4
1 4
1
Lf
C
Dùng dự kiện sau để trả lời cho các câu 30 , 31
Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L biến đổi và một tụ điện có điện
dung C cũng thay đổi được
30 Điều chỉnh cho L = 15 mH và C = 300 pF tần số dao động của mạch nằm trong
các giá trị nào sau đây ?
a f = 7,5075 kHz b f = 57,075 kHz
c f = 75,075 kHz d một giá trị khác
31 Mạch điện này được dùng trong một máy thu vô tuyến Người ta điều chỉnh L
của tụ điện khi phải nhận giá trị nào sau đây ?
a C = 17,6.10 -10 F b C = 1,76.10 -10 F
c C = 1,5.10 -10 F d một giá trị khác
Trả lời câu hỏi 32 , 33 nhờ dự kiện sau :
Một cuộn dây và một tụ điện được mắc song song vào hai cực của một máy phát
điện xoay chiều
32 Trong trường hợp nào dòng điện qua cuộn dây và qua tụ điện ngược pha nhau ?
Chọn kết quả ĐÚNG
kháng
33 Trong trường hợp nào dòng điện qua cuộn dây và qua tụ điện có giá trị hiệu
dụng bằng nhau ? Chọn kết quả đúng
a Khi cuộn dây có điện trở thuần không đáng kể và tụ điện thuần dung kháng
Trang 10b Khi cảm kháng cuộn dây là rất nhỏ so với dung kháng của tụ
c Khi cảm kháng của cuộn dây là rất lớn so với dung kháng của tụ
d Một điều kiện khác
Dùng dự kiện sau để trả lời cho các câu 34 , 35
Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 0,1 mH và một tụ điện có điện
34 Biểu thức nào sau đây đúng với biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch
?
2 10 6
1 sin(
10
) )(
2 10 6
1 sin(
10
4 10 6
1 sin(
10
35 Biểu thức nào sau đây đúng với biểu thức điện tích trên hai bản tụ điện ?
6
1 sin(
10
6
1 sin(
10
6
1 sin(
10
5
,
Gương cầu
1 Tiêu cự của gương cầu :
- R : bán kính của gương cầu ( m , cm ,…)
2
R
f
2
R
f
2 Độ tụ của gương cầu :
) (
1 ) (
m f dp
D : Độ tụ của gương cầu ( dp – điôp)
f : Tiêu cự của gương ( m )
3 Công thức gương cầu :
- OA = d : là khoảng cách từ vật tới gương
- OA / = d / : là khoảng cách từ ảnh tới gương
a Công thức xác định vị trí :
b.Độ phóng đại của ảnh :
2
R
f
( 1 )
/
1 1 1
d d
f
