1.Khái niệm về mạch dao độngMạch dao động (khung dao động) là mạch kín gồm cuộn cảm L và tụ điện C. Điện trường và từ trường trong mạch biến thiên, nên dao động của mạch gọi là dao động điện từ. Khi điện trở các dây nối trong mạch dao động không đáng kể (r = 0) thì mạch dao động được gọi là mạch dao động lí tưởng.Lưu ý: Nếu không có tác động điện hoặc từ với bên ngoài, thì dao động điện từ trong mạch là một dao động tự do.2.Chu kì, tần số riêng của mạch dao động LCa) Tần số góc: b) Chu kì dao động: c) Tần số: (Hz)Nhận xét:Từ các công thức trên, chúng ta có thể tính toán được L, C, T, f của mạch dao động cũng như sự tăng giảm của chu kỳ, tần số.3.Điện dung của tụ điệna) Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng: Trong đó: d là khoảng cách giữa hai bản tụ điện. Khi tăng d (hoặc giảm d) thì C giảm (hoặc tăng), từ đó ta được mối liên hệ với T, f.b) Sự phụ thuộc của chu kì, tần số vào điện dung C: Nếu C1 C C2 → 4.Ghép các tụ điện:a) Ghép nối tiếp: Khi ghép C1 nối tiếp C2 thì ta có , tức là điện dung của bộ tụ giảm đi, Cb < C1; Cb < C2.Khi đó tần số góc, chu kỳ, tần số của mạch là: Gọi T1; f1 là chu kỳ, tần số của mạch khi mắc L với C1; T2; f2 là chu kỳ, tần số của mạch khi mắc L với C2. Gọi Tnt; fnt là chu kỳ, tần số của mạch khi mắc L với (C1 nối tiếp C2).Khi đó ta có mối liên hệ: b) Ghép song song: Khi ghép tụ C1 song song C2 thì ta có: , tức là điện dung của bộ tụ tăng lên, Cb > C1; Cb > C2.Khi đó tần số góc, chu kỳ, tần số của mạch là: Gọi Tss; fss là chu kỳ, tần số của mạch khi mắc L với (C1 song song C2).Khi đó ta có mối liên hệ: Nhận xét: Từ các công thức tính Tnt , fnt và Tss , fss ta được 5.Sự biến thiên của điện tích tụ điện, dòng điện và điện áp trong mạch dao độngTrong mạch dao động: q, i, u biến thiên tuần hoàn theo quy luật dạng sin với tần số góc . a) Phương trình điện tích (điện tích tức thời): b) Hiệu điện thế (điện áp) tức thời : u = e – ri ; u = e = Li ( khi r = 0) . Điện áp và dòng điện cực đại: c) Dòng điện tức thời: . Trong đó Nhận xét: i luôn sớm pha so với q và ud) Phương trình độc lập với thời gian: hay hay ; II. BÀI TẬPCâu 1:Mạch dao động điện từ điều hoà có cấu tạo gồmA. nguồn một chiều và tụ điện mắc thành mạch kín.B. nguồn một chiều và cuộn cảm mắc thành mạch kín.C. nguồn một chiều và điện trở mắc thành mạch kín.D. tụ điện và cuộn cảm mắc thành mạch kín.Câu 2:Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C và cuộn cảm L, dao động tự do với tần số góc.A. B. C. D. Câu 3:Chu kì dao động điện từ tự do trong mạch dao động L,C được xác định bởi hệ thức nào dưới đây:A. .B. . C. .D. .Câu 4:Mạch dao động điện từ LC có tần số dao động f được tính theo công thứcA. B. C. D. Câu 5:Mạch dao động điện từ điều hoà LC có chu kỳ.A. phụ thuộc vào L, không phụ thuộc vào C.B. phụ thuộc vào C, không phụ thuộc vào L.C. phụ thuộc vào cả L và C.D. không phụ thuộc vào L và C.Câu 6:Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch.A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 4 lần. D. giảm 2 lần.Câu 7:Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì tần số dao động của mạch:A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 4 lần. D. giảm 2 lần.Câu 8:Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch.A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 4 lần. D. giảm 2 lần.Câu 9:Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 4 lần thì tần số dao động của mạch.A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 4 lần. D. giảm 2 lần.Câu 10:Tụ điện của một mạch dao động là một tụ điện phẳng. Khi khoảng cách giữa các bản tụ tăng lên 4 lần thì tần số dao động riêng của mạch sẽA. tăng 2 lần. B. tăng 4 lần. C. giảm 2 lần. D. giảm 4 lần.Câu 11: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 12:Nhận xét nào sau đây về đặc điểm của mạch dao động điện từ điều hoà LC là không đúng?A. Điện tích trong mạch biến thiên điều hoà.B. Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu ở tụ điện.C. Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu ở cuộn cảm.D. Tần số dao động của mạch chỉ phụ thuộc vào điện tích của tụ điện.Câu 13:Trong một mạch dao động LC có tụ điện là 5F, cường độ tức thời của dòng điện là . Độ tự cảm của tụ cuộn cảm là:A. 0,1H. B. 0,2H. C. 0,05H. D. 0,15H.Câu 14:Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung 0,1F và một cuộn cảm có hệ số tự cảm 1mH. Tần số của dao động điện từ riêng trong mạch sẽ là:A. 1,6.104 Hz B. 3,2.104Hz; C. 1,6.103 Hz D. 3,2.103 Hz.Câu 15:Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng . Tần số góc dao động của mạch là:A. 318,5rads.B. 318,5Hz.C. 2000rads.D. 2000Hz.Câu 16:Mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 2mH và tụ điện có điện dung C = 2pF, (lấy ). Tần số dao động của mạch là:A. f = 2,5Hz.B. f = 2,5MHz.C. f = 1Hz.D. f = 1MHz.
Trang 1I TÓM TẮT LÝ THUYẾT – CÔNG THỨC CƠ BẢN
1 Khái niệ m về mạch dao động
Mạch dao động (khung dao động) là mạch kín gồm cuộn cảm L
và tụ điện C
- Điện trường và từ trường trong mạch biến thiên, nên dao động
của mạch gọi là dao động điện từ
- Khi điện trở các dây nối trong mạch dao động không đáng kể
(r = 0) thì mạch dao động được gọi là mạch dao động lí tưởng
Lưu ý: Nếu không có tác động điện hoặc từ với bên ngoài, thì dao
động điện từ trong mạch là một dao động tự do
2 Chu ki ̀ , tần số riêng của ma ̣ch dao đô ̣ng LC
Nhâ ̣n xét: Từ các công thức trên, chúng ta có thể tính toán được L, C, T, f của mạch dao động cũng
như sự tăng giảm của chu kỳ, tần số
3 Điê ̣n dung của tụ điê ̣n
a) Công thư ́ c tính điê ̣n dung của tụ điê ̣n phẳng:
d4.k
S.C
Trong đó: d là khoảng cách giữa hai bản tụ điện Khi tăng d (hoặc giảm d) thì C giảm (hoặc tăng), từ đó
ta được mối liên hệ với T, f
b) Sư ̣ phụ thuộc của chu kì, tần số vào điê ̣n dung C:
1C
1C
1 , tức là điện dung của bộ tụ giảm đi,
Cb < C1; Cb < C2
Khi đó tần số góc, chu kỳ, tần số của mạch là:
nt
1 2 nt
nt
1 2
nt
1 2 nt
LCL
* Gọi T1; f1 là chu kỳ, tần số của mạch khi mắc L với C1; T2; f2 là chu kỳ, tần số của mạch khi mắc L
CHUYÊN ĐỀ 5 DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
DẠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MẠCH DAO ĐỘNG
E
C
L
k (2 )
(1 ))
Trang 2với C2 Gọi Tnt; fnt là chu kỳ, tần số của mạch khi mắc L với (C1 nối tiếp C2)
Khi đó ta có mối liên hê ̣ :
1 2 nt
Khi đó ta có mối liên hê ̣ :
1 2 ss
5 Sự biến thiên của điện tích tụ điện, dòng điện và điện áp trong mạch dao động
Trong mạch dao động: q, i, u biến thiên tuần hoàn theo quy luật dạng sin với tần số góc 1
LC
a) Phương trình điện tích (điện tích tức thời): q = q cos(ωt + φ)0
b) Hiệu điện thế (điện áp) tức thời : u = e – ri ; u = e = -Li '
q
+ = 1Q
i
u C + = Q
ω
II BÀI TẬP
Câu 1: Mạch dao động điện từ điều hoà có cấu tạo gồm
A nguồn một chiều và tụ điện mắc thành mạch kín
Trang 3B nguồn một chiều và cuộn cảm mắc thành mạch kín
C nguồn một chiều và điện trở mắc thành mạch kín
Câu 5: Mạch dao động điện từ điều hoà LC có chu kỳ
A phụ thuộc vào L, không phụ thuộc vào C B phụ thuộc vào C, không phụ thuộc vào L
C phụ thuộc vào cả L và C D không phụ thuộc vào L và C
Câu 6: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch
A tăng 4 lần B tăng 2 lần C giảm 4 lần D giảm 2 lần
Câu 7: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì tần số dao động của mạch:
A tăng 4 lần B tăng 2 lần C giảm 4 lần D giảm 2 lần
Câu 8: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch
A tăng 4 lần B tăng 2 lần C giảm 4 lần D giảm 2 lần
Câu 9: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 4 lần thì tần số dao động của mạch
A tăng 4 lần B tăng 2 lần C giảm 4 lần D giảm 2 lần
Câu 10: Tụ điện của một mạch dao động là một tụ điện phẳng Khi khoảng cách giữa các bản tụ tăng lên 4 lần thì tần số dao động riêng của mạch sẽ
A tăng 2 lần B tăng 4 lần C giảm 2 lần D giảm 4 lần
Câu 11: 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 12: Nhận xét nào sau đây về đặc điểm của mạch dao động điện từ điều hoà LC là không đúng?
A Điện tích trong mạch biến thiên điều hoà
B Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu ở tụ điện
C Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu ở cuộn cảm
D Tần số dao động của mạch chỉ phụ thuộc vào điện tích của tụ đ iện
Câu 13: Trong một mạch dao động LC có tụ điện là 5F, cường độ tức thời của dòng điện là
Trang 4Câu 17: Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,02sin2000t 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 18: Mạch dao động điện từ điều hoà 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 19: Mạch dao động LC có điện tích trong mạch biến thiên điều hoà theo phương trình:
A.ω=2.105rad/s B ω = 105 rad/s C ω = 5.105 rad/s D ω = 3.105 rad/s
Câu 23: Điện tích cực đại và dòng điện cực đại qua cuộn cảm của một mạch dao động lần lượt là
-11
o
Q = 0,16.10 C và I0 = 1mA Mạch điện từ dao động với tần số góc là:
A 0,4.105rad/s B 625.106 rad/s C 16.108 rad/s D 16.106 rad/s
Câu 24: Một khung dao động gồm một cuộn dây L và tụ điện C thực hiện dao động điện từ tự do Điện tích cực đại trên một bản tụ điện là Q0 = 10-5C và cường độ dòng điện cực đại trong khung là I0 = 10A Chu kỳ dao động của mạch là:
A.T = 6,28.107(s) B T = 2.10-3(s) C T = 0,628.10-5(s) D.T = 62,8.106 (s)
Câu 25: Một mạch dao động lý tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ C mắc nối tiếp Để chu kỳ dao động của mạch tăng 2 lần thì phải ghép tụ C bằng một tụ C’ như thế nào và có giá trị bao nhiêu ?
A Ghép nối tiếp, C’= 3C B Ghép nối tiếp, C’= 4C
C Ghép song song, C’ = 3C D Ghép song song, C’= 4C
Câu 26: Một mạch dao động điện từ, tụ điện có điện dung C = 40nF, thì mạch có tần số f = 2.104Hz Để mạch có tần số f’ = 104Hz thì phải mắc thêm tụ điện C’ có giá trị
A C’ = 120 (nF) nối tiếp với tụ điện trước B C’= 120 (nF) song song với tụ điện trước
C C’ = 40 (nF) nối tiếp với tụ điện trước D C’ = 40 (nF) song song với tụ điện trước
Câu 27: Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ C mắc nối tiếp Để chu kì dao động của mạch tăng 3 lần thì ta có thể thực hiện theo phương án nào sau đây?
A Thay L bằng L với L= 3L B Thay C bằng C' với C' = 3C
C Ghép song song C’ và C với C’ = 8C D Ghép song song C’ và C với C’ = 9C
Câu 28: Trong mạch dao động lí tưởng tụ có điện dung C = 2nF Tại thời điểm t1 thì cường độ dòng điện là 5mA, sau đó T/4 hiệu điện thế giữa hai bản tụ là u = 10V Độ tự cảm của cuộn dây là:
Câu 29: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm không đổi, tụ điện có điện dung C thay đổi K hi C = C1 thì tần số dao động riêng của mạch là f1 = 7,5MHz và khi C = C2 thì tần số dao động riêng của mạch là f2 =10MHz Nếu C = C1+C2 thì tần số dao động riêng của mạch là:
A f = 12,5 MHz B f = 2,5 MHz C f = 17,5 MHz D f = 6 MHz
Câu 30: Một mạch dao động khi dùng tụ C1 thì tần số dao động của mạch là f1 = 30kHz, khi dùng tụ C2thì tần sốdao động riêng của mạch là f2 = 40kHz K hi mạch dùng 2 tụ C1 và C2 nối tiếp thì tần số dao động của mạch là:
A 35 kHz B 24 kHz C 50 kHz D 48 kHz
Câu 31: Một mạch dao động khi dùng tụ C1 thì tần số dao động của mạch là f1 = 30kHz, khi dùng tụ C2
Trang 5thì tần sốdao động riêng của mạch là f2 = 40kHz K hi mạch dùng 2 tụ C1 và C2 mắc song song thì tần số dao động của mạch là:
A 35 kHz B 24 kHz C 50 kHz D 48 kHz
Câu 32: Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 6kHz; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là f2 = 8kHz Khi mắc C1 song song C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là bao nhiêu?
A f = 4,8kHz B f = 7kHz C f = 10kHz D f = 14kHz
Câu 33: Một mạch dao động điện từ khi dùng tụ C1thì tần số dao động riêng của mạch là f1 = 3MHz Khi mắc thêm tụ C2 song song với C1 thì tần số dao động riêng của mạch là fss = 2,4MHz Nếu mắc thêm tụ C2 nối tiếp với C1 thì tần số dao động riêng của mạch sẽ bằng:
A fnt = 0,6 MHz B fnt = 5 MHz C fnt = 5,4 MHz D fnt = 4 MHz
Câu 34: Một cuộn cảm L mắc với tụ C1 thì tần số riêng của mạch dao động f1 = 7,5MHz K hi mắc L với
tụ C2 thì tần số riêng của mạch dao động là f2 = 10MHz Tìm tần số riêng của mạch dao động khi ghép
C1 nối tiếp với C2 rồi mắc vào L
Câu 37: Chọn câu trả lời đúng Một mạch dao động điện từ gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm
L và hai tụ điện C1 và C2 Khi mắc cuộn dây riêng với từng tụ C1, C2 thì chu kì dao động của mạch tương ứng là T1 = 3ms và T2 = 4ms Chu kì dao động của mạch khi mắc đồng thời cuộn dây với (C1
song song C2) là:
Câu 38: Một mạch dao động điện từ có cuộn cảm không đổi L Nếu thay tụ điện C bởi các tụ điện, C1nối tiếp C2, C1 song song C2 thì chu kỳ dao động riêng của mạch lần lượt là T1, T2, Tnt = 4,8µs, Tss = 10µs Hãy xác định T1, biết T1>T2?
DẠNG 2 NĂNG LƢỢNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH DAO ĐỘNG
Trang 6I TÓM TẮT LÝ THUYẾT – CÔNG THỨC CƠ BẢN
1 Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện:
2 2
Tần số góc dao động của Wt là ω' = 2ω, chu kì T' = T
2 Năng lượng điê ̣n trường và năng lượng từ trường biến thiên cùng chu kì T’ = T
2 f’ = 2f
3 Năng lượng điện từ cu ̉ a ma ̣ch dao đô ̣ng
a) Năng lượng điện từ cu ̉ a mạch dao động
Kết luận: - Năng lượng từ trường và năng lượng điện trường luôn chuyển hóa cho nhau;
- Đối với mạch dao động lí tưởng thì năng lượng điện từ được bảo toàn
Tỉ số năng lượng điện trường và năng lượng từ trường:
Trang 7a) Dao động điện từ tắt dần: Trong mạch dao động thực (r ≠ 0) luôn có tiêu hao năng lượng, nên năng
lượng của mạch sẽ giảm dần Dao động của mạch sẽ tắt khi năng lượng đã hết Hiện tượng này gọi là
dao động điện từ tắt dần
Đặc điểm: Điện trở r càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh và ngược lại
b) Dao động duy trì:
- Để dao động điện từ không tắt dần, người ta bố trí một cơ cấu bù năng lượng cho mạch Sau mỗi chu
kỳ dao động, mạch được bổ sung năng lượng đúng bằng phần năng lượng đã bị tiêu hao Dao động của mạch khi đó gọi là dao động điện từ duy trì, có tần số vẫn là tần số dao động riêng
- Năng lượng cung cấp cho ma ̣ch phải có công suất đúng bằng công suất tỏa nhiê ̣t trên R : P I R2
Hệ dao động khi đó gọi là hệ tự dao động Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng
5 Thời gian giữa hai lần liên tiếp năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường
- Khi năng lượng điện trường trên tụ bằng năng lượng từ trường trong cuộn cảm, ta có:
2 01
Q2
12
năng lượng điện lại bằng năng lượng từ
(Trong một chu kì T của ma ̣ch dao đô ̣ng , có 4 lần Wđ = Wt)
Chú ý: + Khi tụ phóng điện thì q và u giảm và ngược lại
+ Quy ước: q > 0 ứng với bản tụ ta xét tích điện dương thì i > 0 ứng với dòng điện chạy đến bản
tụ mà ta xét
6 Sự tương tự giữa dao động điện và dao động cơ
Đại lượng cơ Đại lượng điện Dao động cơ Dao động điện
Trang 8II BÀI TẬP
Câu 1: Chọn phương án Đúng Dao động điện từ trong mạch LC là quá trình:
A biến đổi không tuần hoàn của điện tích trên tụ điện
B biến đổi theo hàm số mũ của chuyển động
C chuyển hoá tuần hoàn giữa năng lượng từ trường và năng lượng điện trường
D bảo toàn hiệu điện thế giữa hai bản cực tụ điện
Câu 2: Tìm phát biểu sai về năng lượng trong mạch dao động LC:
A Năng lượng của mạch dao động gồm có 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 với tần số của dòng điện
xoay chiều trong mạch
C Khi năng lượng điện trường trong tụ giảm thì năng lượng từ trường trong cuộn cảm tăng lên và
ngược lại
D Tại mọi thời điểm, tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường là không đổi, nói cách
khác, năng lượng của mạch dao động được bảo toàn
Câu 3: Một mạch dao động điện từ LC, có điện trở thuần không đáng kể Hiệu điện thế giữa hai bản tụ
điện biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số f Phát biểu nào sau đây là sai?
A Năng lượng điện từ bằng năng lượng từ trường cực đại
B Năng lượng điện từ biến thiên tuần hoàn với tần số f
C Năng lượng điện trường biến thiên tuần hoàn với tần số 2 f
D Năng lượng điện từ bằng năng lượng điện trường cực đại
Câu 4: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về năng lượng của mạch dao động điện từ LC có điện trở
thuần không đáng kể?
A Năng lượng điện từ của mạch dao động bằng năng lượng điện trường cực đại ở tụ điệ n
B Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên tuần hoàn theo một tần số chung
C Năng lượng điện từ của mạch dao động biến đổi tuần hoàn theo thời gian
D Năng lượng điện từ của mạch dao động bằng năng lượng từ trường cực đại ở cuộn cảm
Câu 5: Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích của tụ điện biến thiên điều hoà với chu kỳ T Năng
lượng điện trường ở tụ điện
A biến thiên điều hoà với chu kỳ 2T B không biến thiên điều hoà theo thời gian
C biến thiên điều hoà với chu kỳ T/2 D biến thiên điều hoà với chu kỳ T
Câu 6: Trong mạch dao động LC có điện trở thuần bằng không thì
A Năng lượng đt tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kì bằng nửa chu kì dao động riêng của mạch
B Năng lượng đt tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu k ì bằng chu kì dao động riêng của mạch
C Năng lượng tt tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kì bằng nửa chu kì dao động riêng của mạch
D Năng lượng tt tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu kì bằng chu kì dao động riêng của mạch Câu 7: Sự hình thành dao động điện từ tự do trong mạch dao động là do hiện tượng nào sau đây?
A Hiện tượng cộng hưởng điện B Hiện tượng từ hoá
C Hiện tượng cảm ứng điện từ D Hiện tượng tự cảm
Câu 8: Chọn tính chất không đúng khi nói về ma ̣ch dao đô ̣ng LC :
A Dao động trong ma ̣ch LC là dao đô ̣ng tự do vì năng lượng điê ̣n trường và từ trường biến thiên qua la ̣i với nhau
B Năng lượng từ trường tâ ̣p trung ở cuô ̣n cảm L
C Năng lượng điê ̣n trường tâ ̣p trung ở tụ điê ̣n C
Trang 9D Năng lượng đ iê ̣n trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên tuần hoàn theo mô ̣t tần số chung
Câu 9: Nếu điện tích trên tụ của mạch LC biến thiên theo công thức q = q0sint Tìm biểu thức sai
trong các biểu thức năng lượng của mạch LC sau đây:
A Năng lượng điện:
U0 lần lượt là điện tích cực đại và hiệu điện thế cực đại của tụ điện, Io là cường độ dòng điện cực đại
trong mạch Biểu thức nào sau đây không phải là biểu thức tính năng lượng điện từ trong mạch ?
Q W L
2 02
CU
2 02
Q W C
A Đặt vào mạch một hiệu điện thế xoay chiều
B Đặt vào mạch một hiệu điện thế một chiều không đổi
C Dùng máy phát dao động điện từ điều hoà
D Tăng thêm điện trở của mạch dao động
Câu 13: Trong mạch dao động LC có dao động điện từ với tần số 1MHz, tại thời điểm t = 0, năng lượng
từ trường trong mạch có giá trị cực đại Thời gian ngắn nhất kể từ thời điểm ban đầu để năng lượng từ trường bằng một nửa giá trị cực đại của nó là:
A 0,5.10-6s B 10-6s C 2.10-6s D 0,125.10-6s
Câu 14: Trong mạch dao động lý tưởng, tụ điện có C = 5F, điện tích của tụ có giá trị cực đại là 8.10
-5C Năng lượng dao động điện từ trong mạch là:
A 6.10-4J B 12,8.10-4J C 6,4.10-4J D 8.10-4J
Câu 15: Dao động điện từ trong mạch là dao động điều hoà Khi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm bằng 1,2V thì cường độ dòng điện trong mạch bằng 1,8mA Còn khi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm bằng 0,9V thì cường độ dòng điện trong mạch bằng 2,4mA Biết độ tự cảm của cuộn dây L = 5mH Điện dung của tụ và năng lượng dao động điện từ trong mạch bằng:
A.10nF và 25.10-10J B 10nF và 3.10-10J C 20nF và 5.10-10J D 20nF và 2,25.108J
Câu 16: Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ trong khung dao động bằng 6V, điện dung c ủa tụ bằng 1F Biết năng lượng dao động điện từ trong khung được bảo toàn, năng lượng từ trường cực đại tập trung ở cuộn cảm bằng:
A 18.10–6J B 0,9.10–6J C 9.10–6J D 1,8.10–6J
Câu 17: Một tụ điện có điện dung C F
2
103
được nạp một lượng điện tích nhất định Sau đó nối 2 bản tụ vào 2 đầu 1 cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L H
5
1
Bỏ qua điện trở dây nối Sau khoảng thời gian ngắn nhất bao nhiêu giây (kể từ lúc nối) năng lượng từ trường của cuộn dây bằng 3 lần năng lượng điện trường trong tụ ?
Trang 10Câu 18: Một mạch dao động LC có điện trở thuần không đáng kể, tụ điện có điện dung 0,05μF Dao động điện từ riêng (tự do) của mạch LC với hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện bằng 6V Khi hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện là 4V thì năng lượng từ trường trong mạch bằng:
Câu 19: Mạch dao động LC gồm tụ C = 6F và cuộn cảm thuần Biết giá trị cực đại của điện áp giữa hai đầu tụ điện là Uo = 14V Tại thời điểm điện áp giữa hai bản của tụ là u = 8V năng lượng từ trường trong mạch bằng:
A W 10 kJ B W 5 mJ C W 5 kJ D W 10 mJ
Câu 22: Một mạch dao động điện từ LC lý tưởng đang dao động với điện tích cực đại trên bản cực của
tụ điện là q0 Cứ sau những khoảng thời gian bằng nhau và bằng 10-6s thì năng lượng từ trường lại có độ lớn bằng
Câu 25: Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ có điện dung Dùng nguồn điện một chiều có suất điện động 6V cung cấp cho mạch một năng lượng 5μs thì cứ sau khoảng thời gian ngắn nhất 1μs dòng điện trong mạch triệt tiêu Xác định L ?
C H
2
6,1
D H
2
6,3
Câu 26: Mạch dao động LC lí tưởng, cường độ dòng điện tức thời trong mạch biến thiên theo phương
trình i = 0,04cos t (A) Xác định C? Biết cứ sau những khoảng thời gian nhắn nhất 0,25s thì năng lượng điện trường và năng lượng từ trường bằng nhau và bằng 0,8 μJ
Câu 27: Trong mạch dao động bộ tụ điện gồm hai tụ điện C1, C2 giống nhau được cấp một năng lượng
1J từ nguồn điện một chiều có suất điện động 4V Chuyển khoá K từ vị trí 1 sang vị trí 2 Cứ sau những khoảng thời gian như nhau 1μs thì năng lượng trong tụ điện và trong cuộn cảm lại bằng nhau Xác định cường độ dòng điện cực đại trong cuộn dây?
Câu 28: Trong mạch dao động LC có điện trở thuần không đáng kể, chu kỳ dao động của mạch là T =
10-6s, khoảng thời gian ngắn nhất để năng lượng điện trường lại bằng năng lượng từ trường:
A 2,5.10-5s B 10-6s C 5.10-7s D 2,5.10-7s
Câu 29: Một mạch dao động có tụ với C = 3500pF, cuộn cảm có L= 30μH và điện trở hoạt động R = 15Ω Hiệu điện thế cực đại trên tụ là 15V Để duy trì dao động của mạch như ban dầu thì cần nguồn
Trang 11cung cấp cho mạch có công suất:
A 19,69.10-3 W B 1,969.10-3 W C 20.10-3 W D 0,1969 W
Câu 30: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung 20nF, cuộn cảm có độ tự cảm 8 µH và điện trở thuần 0,1Ω Để duy trì dao động của mạch với điện áp cực đại giữa hai bản tụ là 10V trong 1 ngày đêm thì phải cung cấp cho mạch một năng lượng tối thiểu là:
Câu 32: Một mạch dao động gồm tụ điện C = 0,5μF và cuộn dây L = 5mH, điện trở thuần của cuộn dây
là R = 0,1Ω Để duy trì dao động trong mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ là 5V ta phải cung cấp cho mạch một công suất là bao nhiêu?
I TÓM TẮT LÝ THUYẾT – CÔNG THỨC CƠ BẢN
1 Hai giả thiết của Maxwell về mối liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên
a) Giả thiết về từ trường biến thiên: Mọi từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện điện trường
biến thiên gọi là điện trường xoáy Các đường sức của điện trường này là những đường cong khép kín,
bao quanh các đường sức của từ trường
b) Giả thiết về điện trường biến thiên: Mọi điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện từ
trường biến thiên Các đường sức của từ trường biến thiên này những đường cong khép kín, bao quanh các đường sức của điện trường
2 Đặc điểm của điện trường xoáy:
Là điện trường biến thiên theo thời gian, có nguồn gốc phát sinh là từ trường biến thiên, các đường sức của điện trường xoáy là những đường cong khép kín, nó bao quanh các đường sức từ trường Nó khác hẳn với điện trường tĩnh ở chỗ, điển trường tĩnh do điện tích đứng yên gây ra, và các đường sức của điện trường tĩnh là những đường cong hở, nó xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích
âm, hoặc từ điện tích dương ra xa vô cực, hoặc từ vô cực kết thúc ở điện tích âm
DẠNG 3 BÀI TẬP VỀ ĐIỆN TỪ TRƯỜNG