nhờ phá pass hộ- DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

Mạch dao động là một mạch điện gồm 1 cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với 1 tụ điện có điện dung C tạo thành một mạch kín.. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Trong mạch dao động

Chương IV DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

CHỦ ĐỀ I DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

a Mạch dao động là một mạch điện gồm 1 cuộn cảm có độ tự cảm L

mắc nối tiếp với 1 tụ điện có điện dung C tạo thành một mạch kín

+ Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi như bằng không, thì đó là 1

mạch dao động lí tưởng

+ Tụ điện có nhiệm vụ tích điện cho mạch, sau đó nó phóng điện

qua lại trong mạch nhiều lần tạo ra một dao động điện xoay chiều trong

mạch Ban đầu, để tụ hoạt động phải tích cho tụ một điện tích Q0

b Khi mạch hoạt động, cả q, u và i biến thiên cùng tần số

* Điện tích tức thời q Q c = 0 os( ω ϕ t + )

* Hiệu điện thế (điện áp) tức thời

0

0

Q q

* Năng lượng điện trường: 2 2 ( )

+ Khi tụ phóng điện thì q và u giảm và ngược lại

+ Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà điện tích trên một bản tụ điện có độ lớn cực đại là 2

T t

∆ =

+ Khoảng thời gian ngắn nhất ∆t để điện tích trên bản tụ này bằng một nửa giá trị cực đại là 6

T

2 Sự tương tự giữa dao động điện và dao động cơ

II CÁC DẠNG TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Dạng 1 : Tính toán các đại lượng cơ bản

L L L

C C C

λ λ λ

λ λ λ

C C

Tụ xoay:

1

2

0 1

d

ε π

có giá trị biến thiên trong khoảng : a ϕmin + ≤ b Cx≤ a ϕmax+ b

+ Công thức tính điện dung của tụ phẳng 9.10 49

S C

d

ε π

=

với d là khoảng cách giữa hai bản tụ

+ Bước sóng điện từ λ = cT = 2 π c LC Để thu được sóng điện từ tần số f thì tần số riêng của mạch dao

động phải bằng f

+ Năng lượng điện trường : C

q Cu

Wđ

2 2

2

1 2

Wđ

2 0 2

0 max

2

1 2

1

=

= + Năng lượng từ trường :

Dạng 2 : Viết các biểu thức tức thời

+ Cường độ dòng điện i = q,= − ω Q0sin( ω ϕ t + )

+ Năng lượng:

2 2

4

2 0

=

=

hai lần ( dùng đồ thị xác định thời điểm gặp nhau)

Dạng 3 : Năng lượng dao động trong mạch LC

+ Tính dòng điện qua tụ (cuộn dây hay mạch) tại thời điểm Wtđ= nW Thì ta biến đổi như sau:

B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do, điện tích của một bản tụ điện và cường

độ dòng điện qua cuộn cảm biến thiên điều hòa theo thời gian

A luôn ngược pha nhau B với cùng biên độ

C luôn cùng pha nhau D với cùng tần số

Câu 2: Khi nói về dao động điện từ trong mạch dao động LC lí tưởng, phát biểu nào sau đây sai?

A Cường độ dòng điện qua cuộn cảm và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện biến thiên điều hòa theo thời gian với cùng tần số

B Năng lượng điện từ của mạch gồm năng lượng từ trường và năng lượng điện trường

C Điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch biến thiên điều hòa theo thời gian lệch pha nhau 2

π

D Năng lượng từ trường và năng lượng điện trường của mạch luôn cùng tăng hoặc luôn cùng giảm

Câu 3: Kết luận nào sau đây là đúng khi nói về sự biến thiên điện tích của tụ điện trong mạch dao động LC.

A Điện tích của tụ điện biến thiên điều hòa với tần số góc

C Điện tích biến thiên theo thời gian theo hàm số mũ

D Một cách phát biểu khác

Câu 4: Sự hình thành dao động điện từ tự do trong mạch dao động là do hiện tượng nào sau đây ?

A Hiện tượng cảm ứng điện từ B Hiện tượng cộng hưởng điện

C Hiện tượng tự cảm D Hiện tượng từ hóa

Câu 5: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động điện từ trong mạch dao động ?

A Năng lượng trong mạch dao động kín gồm năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng

từ trường tập trung ở cuộn cảm

B Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên điều hoà theo cùng một tần số chung

C Tần số dao độngωchỉ phụ thuộc vào các cấu tạo của mạch

D A, B và C đều đúng

Câu 6: Mạch dao động điện từ là mạch kín gồm:

A Nguồn điện một chiều và tụ C B Nguồn điện một chiều và cuộn cảm L

C Nguồn điện một chiều, tụ C và cuộn cảm L D Tụ C và cuộn cảm L

Câu 7: Trong mạch dao động diện từ tự do, điện tích của tụ điện : Hãy chọn câu đúng

A Biến thiên điều hoà với tần số góc

1

LC

ω =

B Biến thiên điều hoà với tần số góc ω = LC

C Biến thiên điều hoà với chu kỳ T = LC

D Biến thiên điều hoà với tần số

1

f LC

=

Câu 8: Dao động điện từ tự do trong mạch dao động là một dòng điện xoay chiều có:

A Tần số rất lớn B Chu kỳ rất lớn

C Cường độ rất lớn D Hiệu điện thế rất lớn

Câu 9: Chọn câu đúng trong các câu sau:

A Năng lượng từ trường trong mạch dao động tương ứng với động năng trong dao động cơ học

B Trong mạch dao động tự do, năng lượng của mạch dao động được bảo toàn

C Năng lượng điện trường trong mạch dao động tương ứng với thế năng trong cơ học

D Tại một thời điểm, năng lượng trong mạch dao động chỉ có thể là năng lượng điện trường hoặc năng

lượng từ trường

Câu 10: Tìm phát biểu sai về mạch LC với sóng điện từ.

A Để phát sóng điện từ ta kết hợp một ăngten với mạch dao động của một máy phát dao động

B Ăngten là một mạch LC đặc biệt, hoàn toàn hở, với dây trời và mặt đất đóng vai trò hai bản tụ C

C Để thu sóng điện từ người ta áp dụng hiện tượng cộng hưởng

D Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến điện gồm một ăngten thu đết hợp với một mạch dao động LC

có L và C không đổi

Câu 11: Tìm kết luận đúng về mạch LC và sóng điện từ.

A Dao động điện từ trong mạch LC của máy phát dao động là dao động tự do với tần số

12

f

LC

π

=

B Dao động điện từ trong mạch LC của mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện là dao động cưỡng bức

có tần số bằng tần số riêng đã được điều chỉnh cho bằng tần số của sóng cần thu

C Dao động điện từ trong mạch LC của mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện là dao động tự do với tần số riêng của mạch

D Năng lượng dao động trong mạch LC của mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện do một pin cung cấp

Câu 12: Trong mạch dao động LC với C không đổi Muốn tăng tần số dao động điện từ của mạch lên 2 lần ta

phải:

A giảm độ từ cảm L xuống 2 lần B tăng độ tự cảm L lên 2 lần

C giảm độ tự cảm L xuống 16 lần D giảm độ tự cảm L xuống 4 lần

Câu 13: Nguyên nhân gây ra sự tắt dần của dao động điện từ trong mạch dao động LC là do:

A điện trở của mạch B cảm kháng của cuộn dây

C dung kháng của tụ điện D cảm kháng và dung kháng

Câu 14: Trong mạch dao động LC năng lượng điện - từ trường của mạch:

A Biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì 2T

B Biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T

C Biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T/2

D Không biến thiên điều hoà theo thời gian

Câu 15: Trong mạch dao đông năng lượng từ trường trong cuộn thuần cảm:

A Biến thiên điều hoà theo thời gian với chu kì 2T

B Biến thiên điều hoà theo thời gian với chu kì T

C Biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T/2

D Không biến thiên điều hoà theo thời gian

Câu 16: Trong mạch điện dao động có sự biến thiên tương hỗ giữa:

A Điện trường và từ trường B Hiệu điện thế và cường độ điện trường

C Điện tích và dòng điện D Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường

Câu 17: Đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm cuộn dây có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện

có điện dung C Khi dòng điện có tần số góc

1

LC chạy qua đoạn mạch thì hệ số công suất của đoạn mạch này

A phụ thuộc điện trở thuần của đoạn mạch B bằng 0

C phụ thuộc tổng trở của đoạn mạch D bằng 1

Câu 18: Trong mạch dao động điện tử LC, giả sử các thông số khác không đổi Để tần số của mạch phát ra tăng n

lần thì cần

A Tăng điện dung C lên n lần B Giảm điện dung C, giảm n lần

C Tăng điện dung C lên n2 lần D Giảm điện dung C, giảm n2 lần

Câu 19: Để tầnsố dao động riêng của mạch daođộng LC tăng lên 4 lần ta cần

A Giảm độ tự lảm L còn 1/4 B Tăng điện dung C gấp 4 lần

=

C

1 2

=

Câu 22: Tụ điện có điện dung C, được tính điện đến điện tích cực đại Qmax rồi nối hai bản tụ với cuộn dây có độ

tự cảm L thì dòng điện cực đại trong mạch là:

A Imax = LC Q max B Imax L Qmax

C

=

C max max

1

A UCmax =

L C

π Imax B UCmax =

L

C Imax C UCmax = 2

L C

A U0C= Ι0

L2C B U0C= Ι0

2Q02C C W =

2Q0

L D W =

2Q0C

Câu 28: Trong mạch dao động không có thành phần trở thuần thì quan hệ về độ lớn của năng luợng từ trường cực

đại với năng lượng điện trường cực đại là

Câu 29: Trong mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần độ tự cảm L và tụ điện có điện dung thay

đổi được từ C1 đến C2 Mạch dao động này có chu kì dao động riêng thay đổi được

= + C

0

1

I i n

= + D

0

I i

A

0

1

Q q

Q q

n

ω

= + D

0

2 1

Q q n

= +

Câu 35: Trong mạch điện dao động điện từ LC, hiệu điện thế trên tụ tại thời điểm

Câu 36: Nếu điện tích trong tụ của mạch LC biến thiên theo công thức: q Q= 0cosωt Tìm biểu thức sai trong

các biểu thức năng lượng trong mạch LC sau đây:

A Năng lượng điện: Wđ =

2 2

0 sin2

0 os2

Câu 37: Trong mạch điện dao động điện từ LC, khi điện tích giữa hai bản tụ có biểu thức: q = Q0cosωt

thì năng lượng tức thời của cuộn cảm và của tụ điện lần lượt là:

A Wt =

1

2Lω2

2 Q0sin2 ωt và Wđ=

2Q02Ccos2 ωt B Wt =

1

2Lω2

2 Q0sin2 ωt và Wđ=

2Q0

C cos2 ωt

C Wt =

2Q0

C sin2 ωt và Wđ=

2Q02Ccos2 ωt D Wt =

2Q02Ccos2 ωt và Wđ=

1

2Lω2 2 Q0sin2 ωt

Câu 38: Mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C=10µF và cuộn dây thuần cảm có hệ số tử cảm

10

L = mH Tụ điện được tích điện đến hiệu điện thế 12V Sau đó cho tụ phóng điện trong mạch Lấy π2 =10 và

góc thời gian là lúc tụ bắt đầu phóng điện Biểu thức của dòng điện trong cuộn cảm là :

Câu 39: Mạch dao động LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L=2mH và tụ điện có điện dung C=5pF

Tụ được tích điện đến hiệu điện thế 10 V, sau đó người ta để cho tụ phóng điện trong mạch Nếu chọn gốc thời gian là lúc tụ bắt đầu phóng điện thì biểu thức của điện tích trên bản tụ điện là:

Dùng dữ kiện sau trả lời cho câu 40, 41 và 42

Một mạch điện LC có điện dung C=25pF và cuộn cảm L = 10−4H Biết ở thời điểm ban đầu của dao

động, cường độ dòng điện có giá trị cực đại và bằng 40 mA

Câu 40: Biểu thức dòng điện trong mạch:

A i = 4.10 cos 2 10 ( )−2 π 7t A B i = 6.10 cos 2.10 ( )−2 7t A

C 4

π

−

D A và B

Câu 44: Một mạch dao động điện từ lí tưởng đang có dao động điện từ tự do 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 kỳ dao động riêng của mạch dao động này là

Câu 46: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng đang thực hiện dao động điện từ tự do Điện tích cực đại trên

một bản tủ là 2.10-6C, cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 0,1πA Chu kì dao động điện từ tự do trong mạch bằng

A

610

Câu 49: Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2mH và tụ điện có điện dung

C = 0,2µ F Biết dây dẫn có điện trở thuần không đáng kể và trong mạch có dao động điện từ riêng Lấy π = 3,14 Chu kì dao động điện từ riêng trong mạch là

Câu 51: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5 µH 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 điện có độ lớn cực đại là

A 5π.10-6s B 2,5π.10-6s C.10π.10-6s D 10-6s

Câu 52: Mạch dao động gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và hai tụ điện có điện dung C1 và C2 Khi mắc cuộn dây với từng tụ C1, C2 thì chu kì dao động tương ứng của mạch là T1 = 0,3 ms và T2 = 0,4 ms Chu kì dao động của mạch khi mắc đồng thời cuộn dây với C1 song song với C2 là:

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu điện

thế ở đầu ra của một máy phát dao động (Hình vẽ)

Tần số của máy phát dao động bằng:

Câu 61: Mạch dao động lý tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L không đổi và có tụ điện có điện dung C

thay đổi được Khi C C= 1 thì tần số dao động riêng của mạch bằng 30 kHz và khi C C = 2 thì tần số dao động riêng của mạch bằng 40 kHz Nếu

1 2

C CC

=+ thì tần số dao động riêng của mạch bằng

Câu 67: Mạch dao động LC trong bộ thu sóng của một radio có cuộn cảm với độ tự cảm có thể thay đổi từ

0,5 Hµ đến 10 Hµ và tụ điện với điện dung có thể thay đổi từ 10 pF đến 500 pF Dãy sóng mà máy này có thể

thu được có bước sóng bằng:

A 4m≤ ≤λ 13m B 4,6m≤ ≤λ 100,3m

C 4, 2m≤ ≤λ 133,3m D 5, 2m≤ ≤λ 130m

Câu 68: Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung 18000 pF và một cuộn cảm có độ tự cảm 6 H µ , điện trở không đáng kể Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện U0 = 2,4V Cường độ dòng điện trong mạch có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau đây?

A I =74.10−3A B I=94.10− 3A C I=21.10−3A D Một giá trị khác

Câu 69: Mạch dao động LC gồm tụ C = 5µ F , cuộn dây có L = 0,5mH Điện tích cực đại trên tụ là 2.10 C− 5

Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là

A 0,4A B 4A C 8A D 0,8A

Câu 70: Tính độ lớn của cường độ dòng điện qua cuộn dây khi năng lượng điện trường của tụ điện bằng 3 lần

năng lượng từ trường của cuộn dây Biết cường độ cực đại khi qua cuộn dây là 36mA

A 18mA B 12mA C 9mA D 3mA

Câu 71: Một mạch dao động LC có cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 400mH và tụ điện có điện dung C = 40µ F Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 50V Cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch bằng

A 0,25A B 1A C 0,5A D 0,5 2 A

Câu 72: Mạch dao động điện từ điều hòa LC gồm tụ điện C = 30nF và cuộn cảm L = 25mH Nạp điện cho tụ điện

đến hiệu điện thế 4,8V rồi cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là :

A I = 3,72mA B I = 4,28mA C I = 5,20mA D I = 6,34mA

Câu 73: Một mạch dao động gồm một tụ 20nF và một cuộn cảm 80 Hµ , 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

A 53mA B 43mA C 63mA D 73mA

Câu 74: Mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung 0,125 μF và một cuộn cảm có độ tự cảm 50 μH

Điện trở thuần của mạch không đáng kể Hiệu điện thế cực đại giữa 2 bản của tụ điện là 3V Cường độ cực đại trong mạch là:

A 7,5 2 mA B 7,5 2A C 15mA D 0,15A

Câu 75: Một mạch dao động LC có cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 0,2H và tụ điện có điện dung C=80µF.

Cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức:

2cos100 ( )

Câu 77: 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 đến giá trị C1 thì tần số dao động riêng của mạch là f1 Để tần số dao động riêng của mạch là 5f1 thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị

π H và một tụ điện có điện dung C Tần

số dao động riêng của mạch là 1MHz Giá trị của C bằng:

Câu 79: Một mạch dao động điện từ gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 0,1H Cường độ dòng điện qua mạch

có biểu thức i I c = 0 os2000 t π Lấy π2 =10 Tụ trong mạch có điện dung C bằng

Câu 81: Cho mạch dao động LC lí tưởng có độ tự cảm L = 10mH Khi trong mạch có một dao động điện từ tự do

thì đo được cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 10mA, hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 10V Điện dung C của tụ điện có giá trị là

A 10µ F B 10nF. C 10pF. D 0,1pF.

Câu 82: Một mạch dao động gồm một cuộn cảm L = 2mH và tụ xoay Cx Giá trị Cx để chu kì riêng của mạch là T

= 1µ s là

A 2,5pF B 1,27pF C 12,66pF D 7,21pF

Câu 83: Một mạch LC cộng hưởng với sóng điện từ có bước sóng 5m, ứng với trị số của tụ điện điều chỉnh là

20pF, suy ra cuộn tự cảm của mạch có trị ?

A 50 mH B 500 μH C 0,35 H D 0,35 μH

Câu 84: Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,02cos2000t (A) Tụ điện trong mạch

có điện dung 5µF Độ tự cảm của cuộn cảm là :

A L = 50mH B L = 50H C L = 5.10-6H D L = 5.10-8H

Câu 85: Một tụ điện C = 0, 2 Fµ Để mạch có tần số dao động riêng 500Hz thì hệ số tự cảm của L phải có giá trị

là bao nhiêu? Cho π =2 10.

A 0,3H B 0,4H C 0,5H D 0,6H

Câu 86: Mạch dao động có tần số riêng 100kHz, tụ điện có điện dung C = 5nF Độ tự cảm L của mạch là

A 5.10-5H B 5.10-4H C 5.10-3H D 2.10-4H