dao động và sóng điện từ

II.Dao động điện từ tự do trong mạch LC Sau khi tụ điện đã được tích điện, nó phóng điện qua cuộn cảm và tạo ra trong mạch LC một dao động điện từ tự dao hay một dòng điện xoay chiều 1.

q

0

i 

; 0

Max

x v 

q

i

0

q 

Max

i

Max

q

0

i 

q

i

q

i

0

q 

Max

i

q

i

0 ; Max

x v x Max;v 0 x 0 ;v Max

Max

q

0

i 

; 0

Max

x v 

Chương IV DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

A.TÓM TẮT LÍ THUYẾT

I.Mạch LC (mạch dao động điện từ)

-Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thành

một mạch điện kín gọi là mạch dao động

-Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi như bằng không thì mạch là mạch dao

động lí tưởng

II.Dao động điện từ tự do trong mạch LC

Sau khi tụ điện đã được tích điện, nó phóng điện qua cuộn cảm và tạo ra trong mạch LC một dao động điện từ tự dao (hay một dòng điện xoay chiều)

1.Dao động điện từ tự do

-Sự biến thiên điều hoà theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i

(hoặc cường độ điện trường E

và cảm ứng từ B

) trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ tự

do

-Trong đó , ,q i B E ,

biến thiên điều hoà theo thời gian với cùng Tần số góc: 1

LC

 Chu kì riêng: T 2 LC

Tần số: 1

2

f

LC





2.Điện tích tức thời của một bản tụ điện: qq0cos(t)

0

q U C



2

5.Năng lượng điện từ trong mạch dao động

-Năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện:

2

0

C

q

-Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm: 1 2 1 02sin (2 )

L

-Năng lượng điện từ của mạch dao động:

2

0

q

C

Trong quá trình dao động điện từ, có sự chuyển hoá qua lại giữa năng lượng điện trường và năng lượng từ trường nhưng tổng năng lượng điện từ là không đổi

III.Hệ dao động

Trên thực tế, các mạch dao động điện từ đều có điện trở nên năng lượng toàn phần bị tiêu hao, dao động điện từ trong mạch bị tắc dần Để tạo dao động duy trì cho mạch, phải bù đắp phần năng lượng đã bị tiêu hao sau mỗi chu kì Người ta sử dụng đặc tính điều khiển của tranzito để tạo dao động duy trì Khi đó

ta có hệ dao động

IV.Điện từ trường - Sóng điện từ

1.Giả thuyết của Maxoen

Tại bất cứ nơi nào, khi có từ trường biến thiên theo thời gian thì sẽ sinh ra trong không gian xung quanh đó một điện trường xoáy (đường sức là đường cong khép kín) biến thiên theo thời gian Ngược lại khi điện trường biến thiên theo thời gian thì cũng sinh ra trong không gian xung quanh một từ trường xoáy (đường sức là đường cong khép kín) biến thiên theo thời gian

2.Điện từ trường

-Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên cùng tồn tại trong không gian Chúng có thể chuyển hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất được gọi là điện từ trường

-Trong thực tế, khi nói tới điện trường hay từ trường là chỉ xét tới từng mặt của một chỉnh thể là điện từ trường mà thôi, không bao giờ có sự tồn tại riêng biệt của điện trường hay từ trường cả

3.Sóng điện từ Đặc điểm - tính chất của sóng điện từ

-Điện từ trường lan truyền trong không gian, kể cả trong chân không dưới dạng sóng Đó là sóng điện từ

-Sóng điện từ truyền được trong mọi môi trường vật chất và cả trong chân không (không cần môi trường truyền sóng)

-Sóng điện từ lan truyền trong chân không với tốc độ bằng tốc độ ánh

sáng (c3.108 m s/ ) và có bước sóng bằng  c T c f/

-Sóng điện từ mang năng lượng Tần số của sóng điện từ là tần số của

trường điện từ Khi truyền từ môi trường này sang môi trương khác: f không

đổi; v và  thay đổi

-Sóng điện từ là sóng ngang:E B v v , à 

tại một điểm tạo thành một tam diện thuận Tại một điểm

trong sóng điện từ thì dao động của điện trường ( E

) và của từ trường ( B

) luôn đồng pha

V.Ứng dụng của sóng điện từ trong truyền thông

1.Cấu tạo nguyên lí của hệ thống phát và thu sóng điện từ trong truyền thông

-Phần phát gồm các bộ phận chính là: nguồn tín hiệu, máy tạo dao động cao tần, bộ phận biến điệu, anten phát

-Phần thu gồm các bộ phận chính là: anten thu, mạch chọn sóng, mạch tách sóng

2.Nguyên tắc thu sóng điện từ

-Anten chính là một dạng dao động hở, dùng để thu và phát sóng điện từ trong không gian -Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào hiện tượng cộng hưởng điện từ, để thu được sóng điện từ có

tần số f , thì ta cần phải điều chỉnh C hoặc L của mạch chọn sóng (là mạch LC) sao cho tần số riêng f 0

của mạch bằng với f

- Bước sóng điện từ thu được là :  c T 2c LC

B.BÀI TOÁN

Dạng 1 Các bài toán về chu kì và tần số

I.Phương pháp

2







0

0

Q LC

2

2





Bộ tụ ghép: Mạch có L và C1 có tần số f1; mạch có L và C2 có tần số f2

+ Khi C1 ghép nối tiếp C2 thì 2 12 22 2 2 2

;

nt

nt

+Khi C1 ghép song song C2 thì 2 2 2 2 12 22

; ss

ss

Ghép cuộn dây: Mạch có L1 và C có tần số f1; mạch có L2 và C có tần số f2

+ Khi L1 ghép nối tiếp L2 thì 2 2 2

; nt

nt

+Khi L1 ghép song song L2 thì 2 12 22 2 2 2

;

ss

ss

-Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp điện tích q, điện áp u trên một bản tụ bằng 0 hoặc có độ lớn cực đại là

2

T

-Điện dung của tụ điện phẳng được tính theo công thức: 9

9.10 4

S C

d





 , trong đó S là diện tích đối diện của hai bản tụ, d là khoảng cách giữa hai bản tụ và  là hằng số điện môi của lớp điện môi trong tụ

II.Bài tập

Bài 1 Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L 1 mH



 và một tụ điện

có điện dung C 4nF



 Sau khi kích thích cho mạch dao động, chu kì dao động của mạch là A.4.10-4s B.2.10-6s C.4.10-5s D.4.10-6s

Bài 2 Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 4µH và một tụ điện có điện dung

biến đổi từ 10pF đến 640pF Lấy 2 10 Chu kì dao động riêng của mạch có giá trị

A.từ 2.10-8s đến 3,6.10-7s B.từ 4.10-8s đến 2,4.10-7s

C.từ 4.10-8s đến 3,2.10-7s C.từ 2.10-8s đến 3.10-7s

Bài 3 Một mạch dao động LC gồm cuộn dây cảm thuần độ tự cảm 1

2



 và một tụ điện có điện dung C Tần số dao động riêng của mạch là 0,5MHz Giá trị của điện dung là

2







2





Bài 4 Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L không đổi và tụ điện có điện

dung C thay đổi được Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C1 thì tần số dao động riêng của mạch

là f1 Để tần số dao động riêng của mạch là 5 f thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị 1

5

C

5

C

Bài 5 Một mạch dao động gồm một cuộn dây thuần cảm và một tụ điện phẳng Khi khoảng cách giữa các

bản tụ giảm đi 2 lần thì chu kì dao động trong mạch

A.tăng 2 lần B.giảm 2 lần C.tăng 2 lần D.giảm 2 lần

Bài 6 Cho mạch dao động điện từ gồm cuộn cảm thuần và một tụ điện có điện dung thay đổi được Khi

điện dung của tụ là C1 thì chu kì dao động của mạch là 10µs, khi tụ có điện dung C2 thì chu kì của mạch

là 20µs Khi tụ điện có điện dung C3 C12C2 thì chu kì của mạch bằng

Bài 7 Trong mạch dao động LC, khi hoạt động thì điện tích cực đại của tụ điện là Q01C và cường độ dòng điện cực đại ở cuộn dây là I0 10A Tần số dao động của mạch là

Bài 8 Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C25F và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là U05V Biết cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 1A, tần số dao động của mạch là

1

kHz

Bài 9 Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm một cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5µH và tụ điện có

điện dung 5µF Trong mạch có dao động điện từ tự do Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà điện tích trên một bản tụ có độ lớn cực đại là

A.5 10 s 6

B.2, 5 10 s 6

C.10 10 s 6

D.10-6s

Bài 10 Một mạch dao động điện từ lí tưởng đang có dao động điện từ Tại thời điểm t = 0, điện tích trên

một bản tụ điện cực đại Sau khoảng thời gian ngắn nhất t thì điện tích trên bản tụ này bằng một nửa giá trị cực đại Chu kì dao động riêng của mạch dao động này là

Bài 11 Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng Lúc đầu tụ điện được tích điện cực đại 8

Q   C Thời gian ngắn nhất để tụ phóng hết điện tích là 2µs Cường độ dòng điện hiệu dụng phóng qua cuộn dây là

Bài 12 Một tụ điện có C1F được tích điện với hiệu điện thế cực đại U0 Sau đó cho tụ điện phóng điện qua một cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm là L9mH Coi 210 Để hiệu điện thế trên tụ điện bằng một nửa giá trị cực đại thì khoảng thời gian ngắn nhất kể từ thời điểm tụ nối với cuộn dây là

A.1,5.10-9s B.0,75.10-9s C.5.10-5s D.10-4s

Bài 13 Mạch dao động được tạo thành từ cuộn cảm L và hai tụ điện C1 và C2 Khi dùng L và C1 thì mạch

có tần số riêng là f1 = 3MHz Khi dùng L và C2 thì mạch có tần số riêng là f2 = 4MHz Khi dùng L và C1,

C2 mắc nối tiếp thì tần số riêng của mạch là

Bài 14 Mạch dao động được tạo thành từ cuộn cảm L và hai tụ điện C1 và C2 Khi dùng L và C1 thì mạch

có tần số riêng là f1 = 3MHz Khi dùng L và C2 thì mạch có tần số riêng là f2 = 4MHz Khi dùng L và C1,

C2 mắc song song thì tần số riêng của mạch là

Bài 15 Trong một mạch dao động điện từ, khi cuộn cảm L ghép với bộ tụ (C1 nt C2) thì tần số dao động trong mạch f nt 10kHz, khi cuộn cảm L ghép với bộ tụ (C1 // C2) thì tần số dao động của mạch

/ / 4,8

f  kHz> Biết C1 > C2 Hỏi rằng khi cuộn cảm L ghép riêng với tụ C1 thì tần số dao động trong mạch nhận giá trị nào?

Bài 16 Trong mạch dao động, khi mắc cuộn dây có độ tự cảm L1 cới tụ điện có điện dung C thì tần số dao động của mạch là f1120kHz Khi mắc cuộn dây có độ tự cảm L2 với tụ C thì tần số dao động của mạch là f2 160kHz Khi mắc nối tiếp L1 với L2 rồi mắc với

tụ điện có điện dung C thì tần số dao động của mạch lúc đó sẽ

là

Bài 17 Dòng điện trong mạch LC lí tưởng có cuộn dây có độ

tự cảm 4µH, có đồ thị dòng điện phụ thuộc thời gian như hình

vẽ bên Tụ điện có điện dung là

Bài 18 Tụ điện của một mạch dao động LC là một tụ điện phẳng Mạch có chu kì dao động riêng là T

Khi khoảng cách giữa hai bản tụ giảm đi bốn lần thì chu kì dao động riêng của mạch là

2

T

Bài 19 Một mạch dao động LC lí tưởng có thể biến đổi trong dải tần số từ 10MHz đến 50MHz bằng cách

thay đổi khoảng cách giữa hai bản tụ điện phẳng Khoảng cách giữa các bản tụ thay đổi

Dạng 2 Viết biểu thức điện tích, điện áp và cường độ dòng điên trong mạch LC

I.Phương pháp

a.Giả sử bài cho phương trình:  

0

0

2

Q

C







+ 4 + 2

- 4

i (mA)

t (µs)

b.Giả sử đề bài cho phương trình:  

0

0

2

2

L

C

I









c.Giả sử đề bài cho phương trình:  

0

C





II.Bài tập

Bài 1 Trong mạch LC lí tưởng trong đó điện tích có biểu thức 2.10 cos 109 7

6

Phương trình dòng điện trong mạch là

A 2.10 cos 102 7 2

3

2.10 cos 10

3

2.10 cos 10

3

2.10 cos 10

3

Bài 2 Trong mạch LC lí tưởng trong đó điện tích có biểu thức 2.10 cos 109 7

6

Phương trình điện áp giữa hai bản tụ là Biết C1nF

2 cos 10

3

cos 10

C 2 cos 107

6

6

Bài 4 Một mạch dao động LC lí tưởng có C4F Mạch đang dao động với điện áp tức thời ở hai đầu cuộn cảm có dạng 5sin 4000

6

L

  Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là

A 80 cos 4000 2

3



C 40 cos 4000

3



Bài 5 Một mạch dao động LC, gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 20mH và tụ điện có điện dung

C = 5pF Tụ điện được tích điện thế 10V, sau đó người ta để tụ điện phóng điện trong mạch Nếu chọn gốc thời gian là lúc tụ điện bắt đầu phóng điện thì phương trình điện tích trên bản tụ là:

5.10 cos 10 ( )

C 2.1011cos 106 ( )

2

D 2.1011cos 106 ( )

2

Bài 6 Một mạch dao động LC gồm một cuộn cảm L640H và một tụ điện có điện dung C36pF Lấy 210 Giả sử ở thời điểm ban đầu điện tích của tụ điện đạt giá trị cực đại 6

q   C Biểu thức điện tích trên bản tụ điện và cường độ dòng điện là:

A q6.10 cos 6, 6.10 ( )6 7t C và 6, 6 cos(1,1.107 )( )

2

B q6.10 cos 6, 6.10 ( )6 7t C và 39, 6 cos(6, 6.107 )( )

2

6.10 cos 6, 6.10 ( )

q  t C và 6, 6 cos(1,1.106 )( )

2

D q6.10 cos 6, 6.10 ( ) 6 6t C và 39, 6 cos(6, 6.106 )( )

2

Bài 7 Cường độ dòng điện tức thời trong một mạch dao động là i0, 05 cos100t A( ) Hệ số tự cảm của cuộn dây là 2mH Lấy 210 Điện dung và biểu thức điện tích của tụ điện có giá trị nào sau đây ?

A C5.10 2Fvà

4

5.10 cos(100 )( )

2







B C5.103F và

4

5.10 cos(100 )( )

2







C C5.10 3F và

4

5.10 cos(100 )( )

2







D C5.102F và

4

5.10 cos100 ( )







Bài 8 Trong mạch dao động LC lí tưởng thì dòng điện trong mạch

A ngược pha với điện tích ở tụ điện B trễ pha

3



so với điện tích ở tụ điện

C cùng pha với điện điện tích ở tụ điện D sớm pha

2



so với điện tích ở tụ điện

Dạng 3 Năng lượng của mạch dao động LC

I.Phương pháp

2 2

C

Q q

-Năng lượng từ trường: 2 2 2 

0

L  Li  LI t

-Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên với chu kì

2

T và với tần số 2f

-Khoảng thời gian giữa hai liên tiếp năng lượng từ trường và năng lượng điện trường bằng nhau là T4 -Khi năng lượng điện trường gấp n lần năng lượng từ trường (W C nW L) thì

0

1

;

L

C

I









-Năng lượng điện từ:

-Tính năng lượng điện, năng lượng từ:

0

0

1 W

1 W

L

C

C

L









-Các hệ thức liên quan đến tần số góc:

2

0

2

0

Q

LI













-Tìm giá trị cực đại I0, U0:











-Tính nhanh giá trị tức thời u, i, q

0

1

Từ

1





 -Mạch dao động có L, C và có điện trở r Công suất cần cung cấp để duy trì dao động của mạch:

Từ

Công suất hao phí;

hp

   vậy công suất cung cấp: P ccP hp

II.Bài tập

Bài 1 Một mạch dao động gồm một tụ 20nF và một cuộn cảm 8 H, điện trở không đáng kể Hiệu điện thế

cực đại ở hai đầu tụ điện là U0 = 1,5V Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua trong mạch

Bài 2 Một mạch dao động LC có cuộn dây thuần cảm L2mH và tụ điện có điện dung C5F Biết điện áp cực đại giữa hai bản tụ là 10mV Năng lượng điện từ của mạch là

A.25.10-6mJ B.2,5.10-6mJ C.25.10-7mJ D.2,5.10-7mJ

Bài 3 Mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung 10µF và một cuộn dây thuần cảm có L = 0,1H Khi

điện áp ở hai đầu tụ điện là 4V thì dòng điện trong mạch là 0,02A Điện áp cực đại trên bản tụ là

Bài 4 Một mạch dao động LC có L = 0.1H và tụ điện C = 10µF Tại thời điểm dòng điện trong mạch có

giát trị 30mA thì điện áp giữa hai bản tụ là 4V Cường độ dòng điện cực đại trong khing là

Bài 5 Mạch dao động LC, tụ điện có điện dung C = 5µF, cuộn dây thuần cảm Biết điện áp cực đại tại hai

đầu tụ điện là 4V Tìm năng lượng từ trường trong mạch tại thời điểm điện áp hai đầu tụ là 2V

A.3.10-5J B.3.10-6J C.2.10-5J D.2.10-4J

Bài 6 Cho mạch dao động điện từ LC lí tưởng Biết điện tích cực đại trên tụ điện là Q02.109C và cường độ dòng điện cực đại qua cuộn dây I0 10mA Khi điện tích tức thời trên tụ là q1, 2.10 9C thì dòng điện qua cuộn dây có giá trị

Bài 7 Trong mạch dao động LC có dao động điện từ với tần số góc 104 rad/s Điện tích cực đại trên tụ điện là 10-9C Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 5.10-6A thì điện tích trên tụ là

A.2.10-10C B.4.10-10C C.8.10-10C D.8,7.10-10C

Bài 8 Xét hai mạch dao động điện từ lí tưởng Chu kì dao động riêng của mạch thứ nhất là T1, của mạch thứ hai là T2 2T1 Ban đầu điện tích trên mỗi bản tụ của hai mạch đều có độ lớn cực đại Q0 Sau đó mỗi

tụ điện phóng điện qua cuộn cảm của mạch Khi điện tích trên mối bản tụ của hai mạch đều có độ lớn bằng q (0qQ0) thì tỉ số độ lớn cường độ dòng điện trong mạch thứ nhất và độ lớn cường độ dòng điện trong mạch thứ hai là

1

4

Bài 9 Một mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 1mH và tụ điện có C = 0,1µF thực hiện dao

động điện từ tự do Khi cường độ dòng điện tức thời trong mạch là 6.10-3A thì điện tích trên hai bản của

tụ điện là q8.10 8C Điện tích cực đại của tụ điện là

A.10-8C B.10-7C C.1,4.10-8C D.2.10-7C

Bài 10 Cho mạch dao động điện từ LC lí tưởng Biết điện áp cực đại giữa hai bản tụ là 4V và cường độ

dòng điện cực đại qua cuộn dây là 20mA Khi cường độ dòng điện tức thời qua cuộn dây là 16mA thì điện áp tức thời giữa hai bản tụ điện là

A.2V B.2,4V C.3V D.3,6V

Bài 11 Trong một mạch dao động LC lí tưởng, có dao động điện từ tự do Điện áp cực đại giữa hai bản tụ

và cường độ dòng điện cực đại qua mạch lần lượt là U0 và I0 Tại thời điểm cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 0

2

I

thì độ lớn điện áp giữa hai bản tụ là

A.1 0

3

3

3

2 U

Bài 12 Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm là 50mH và một tụ điện có

điện dung C Trong mạch đang có dao động điện tự tự do với cường động dòng điện i0,12 cos 2000t (i tính bằng A, t tính bằng s) Ở thời điểm mà cường độ dòng điện trong mạch bằng một nửa cường độ hiệu dụng thì điện áp giữa hai bản tụ có độ lớn bằng

Bài 13 Cho mạch điện dao động điện từ gồm một tụ C = 5µF và một cuộn dây thuần cảm L =50mH Sau

khi khích thích cho mạch dao động, thấy điện áp cực đại trên tụ điện đạt giá trị 6V Hỏi lúc điện áp tức thời trên tụ là 4v thì cường độ dòng điện I qua cuộn dây khi đó nhận giá trị bao nhiêu?

A.3 2.10 A 3 B.2 5.10 A 2 C.2.10 A 2 D 2.10 A 3

Bài 14 Trong mạch dao động LC lí tưởng, cứ sau những khoảng thời gian như nhau t0 thì năng lượng trong cuộn cảm và tụ điện lại bằng nhau Chu kì dao động riêng của mạch là

A 0

2

t

4

t

Bài 15 Mạch dao động LC lí tưởng với cuộn dây có L = 0,2H, tụ điện có điện dung C = 5µF Giả sử thời

điểm ban đầu tụ điện có điện tích cực đại Q0 Hỏi sau khoảng thời gian nhỏ nhất bằng bao nhiêu thì năng lượng từ trường gấp 3 lần năng lượng điện trường?

A

3

.10

3

.10

C

3

.10

D

3

.10

Bài 16 Một tụ điện có điện dung 10µF được tích điện đến một hiệu điện thế xác định Sau đó nối hai bản

tụ điện vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1H Bỏ qua điện trở của dây nối, lấy 2 10 Sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao nhiêu (kể từ lúc nối), điện tích trên tụ điện có giá trị bằng một nửa giá trị ban đầu ?

A 3

1

1

1

600s

Bài 17 Một mạch dao động LC lí tưởng có chu kì dao động là T Tại một thời điểm điện tích trên tụ điện

bằng 8.10-7C và đang có xu hướng giảm, sau đó một khoảng thời gian 3

4

T t

  thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch bằng 1, 6 10 A 3

Tìm chu kì T

Bài 18 Mạch dao động LC lí tưởng, cường độ dòng điện cực đại qua cuộn dây là 36mA Khi năng lượng

điện trường bằng 3 lần năng lượng từ trường thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là

Bài 19 Trong mạch dao động LC lí tưởng có một dao động điện từ tự do với tần số riêng f0 1MHz Năng lượng từ trường trong mạch có giá trị bằng nửa giá trị cực đại của nó sau những khoảng thời gian là

Bài 20 Hai tụ điện C1 = 3C0 và C2 = 6C0 mắc nối tiếp Nối hai đầu bộ tụ với một pin có suất điện động 3V để nạm điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L tạo thành mạch dao động điện từ

tự do Tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng một nửa giá trị dòng điện cực đại, người ta dùng một dây dẫn để nối tắt hai cực của tụ C1 Hiệu điện thế cực đại trên tụ C2 của mạch dao động sau đó bằng

A.3 3

6

Bài 21 Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm thuần và hai tụ điện giống nhau mắc nối tiếp Hai

bản của một tụ được nối với nhay bằng một khóa K Ban đầu khóa K mở, cung cấp năng lượng cho mạch

dao động thì điện áp cực đại giữa hai đầu cuộn dây là 8 6V Sau đó đúng vào thời điểm dòng điện qua

cuộn dây có cường độ bằng giá trị hiệu dụng thì đóng khóa K ĐIện áp cực đại giữa hai đầu cuộn dây sau khi đóng khóa K là

Bài 22 Cho mạch dao động LC, tụ điện có C = 1µF, cuộn dây không thuần cảm có L = 1mH và điện trở

thuần r 0, 5 Cho rằng năng lượng mạch bức xạ sóng điện từ ra bên ngoài không đáng kể Để duy trì dao động trong mạch cần cung cấp công suất bằng

Bài 23 Nếu nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với điện trở thuần R = 1Ω vào hai

cực của nguồn điện một chiều có suất điện động không đổi và điện trở trỏng thì trong mạch có dòng điện không đổi có cường độ I Dùng nguồn điện này để nạp điện cho một tụ điện có điện dung C = 2.10-6F Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần L tạo thành một mạch dao động thì trong mạch có dao động điện từ tự do với chu kì bằng .10 s6

và cường

độ dòng điện cực đại bằng 8I Giá trị của r bằng

Bài 24 Tụ điện của mạch dao động có điện dung C = 1µF, ban đầu được điện tích đến hiệu điện thế

100V, sau đó cho mạch thực hiện dao động điện từ tắt dần Năng lượng mất mát của mạch từ khi bắt đầu thực hiện dao động đến khi dao động điện từ tắt hẳn là bao nhiêu ?

A W = 10 kJ B W = 5 mJ C W = 5 k J D W = 10 mJ

Dạng 4 Sự thu và phát sóng điện từ

I.Phương pháp

-Cho L, C Nếu dùng mạch làm mạch chọn sóng trong máy thu vô tuyến điện thì thu được sóng điện từ có bước sóng: cT c 2 c LC c( 3.108m s/ )

f

-Cho L, cho C biến thiên từ C1 đến C2 Hỏi nếu dùng làm mạch chọn sóng trong máy thu vô tuyến điện thì máy thu bắt được sóng trong khoảng: 2c LC12c LC2

-Bộ tụ ghép: Mạch có L và C1 có tần số f1; mạch có L và C2 có tần số f2

+ Khi C1 ghép nối tiếp C2 thì 2 2 2 1 2

nt

 



 +Khi C1 ghép song song C2 thì 2 2 2 2 12 22 12 22

ss

Ghép cuộn dây: Mạch có L1 và C có tần số f1; mạch có L2 và C có tần số f2

nt

ss

 



 -Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện có L và C Để bắt được sóng 12 thì phải mắc thêm một tụ xoay như thế nào, có điện dung trong khoảng nào?

Ta có

2 1

2

4 2

4

4

b

bM

C

C



















*Nếu Cbmin và CbMax < C thì tụ xoay phải mắc nối tiếp với C và

min

min

ax ax

tx

tx txMax

bM txMax txM

C C

C C



 





 



*Nếu Cbmin và CbMax > C thì tụ xoay phải mắc song song với C và txmin bmin txmin

txMax bMax txMax





 -Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện có L và C Để bắt được sóng 12 thì phải mắc thêm một cuộn dây như thế nào, có độ tự cảm trong khoảng nào?

Ta có

2 1

2

4 2

4

4

b

bM

L

L



















*Nếu Lbmin và LbMax < L thì cuộn dây phải mắc song song với L và

min

min

ax ax

d

d dMax

bM dMax dM

L L

L L



 





 



*Nếu Cbmin và CbMax > C thì cuộn dây phải mắc nối tiếp với C và dmin bmin dmin

dMax bMax dMax







II.Bài tập

Bài 1 Một mạch dao động LC có cuộn cảm thuần có độ tự cảm

3

10





 và một tụ điện có điện dung 1



 Bước sóng điện từ mà mạch đó có thể phát ra là

Bài 2 Một mạch dao động LC có điện tích cực đại trên bản tụ là 1µC và dòng điện cực đại qua cuộn dây

là 0,314A Sóng điện từ do mạch dao động này phát ra thuộc loại

A.sóng dài và cực dài B.sóng trung C.sóng ngắn D.sóng cực ngắn

Bài 3 Khi ghép tụ C1 với cuộn cảm L thì thu được bước sóng 1100m, khi thay tụ C1 bằng tụ C2 vào mạch dao động thì thu được 2 75m Vậy nếu mắc C1 nối tiếp C2 vào mạch dao động thì thu được bước sóng là

Bài 4 Trong mạch chọn sóng, cùng dùng một tụ điện C, khi mắc nó với cuộn dây có độ tự cảm L1 thì mạch thu được bước sóng 180m Khi mắc nó với cuộn dây có độ tự cảm L2 thì mạch lại thu được bước sóng 2 60m Nếu mắc tụ đó với bộ cuộn cảm gồm L1 nối tiếp thì mạch nói trên thu được bước sóng là

Bài 5 Một mạch dao động LC gồm một cuộn cảm thuần và một tụ điện có điện dung 12nF Để bước sóng

mà dao động tự do của mạch thu được giảm hai lần thì phải mắc thêm một tụ điện C0 như thế nào và có điện dung bao nhiêu?

A.C0 = 36nF, nối tiếp với C B.C0 = 4nF, nối tiếp với C

C.C0 = 16nF, song song với C D.C0 = 4nF, song song với C

Bài 6 Mạch dao động dùng để chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện có điện dung C0 và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L Máy này thu được sóng điện từ có bước sóng 20 m Để thu được sóng điện từ có bước sóng 60 m, phải mắc song song với tụ điện C0 của mạch dao động một tụ điện có điện dung

A C = C0 B C = 2C0 C C = 8C0 D C = 4C0

Bài 7 Mạch chọn sóng của một máy thu gồm một cuộn dây thuần cảm L và một tụ điện có điện dung C

thay đổi được Để mạch thu được sóng điện từ có bước sóng từ 1 đến 2 (với 12) thì điện dung của

tụ điện nằm trong khoảng nào sau đây?

A

3.10 4 L C 3.10 4 L

9.10 2 L C 9.10 2 L