PP giai chuong IV -12NC

Biết rằng tại một thời điểm t thì hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện là 0,1V và cường độ qua mạch là 10–3A.. Dùng dữ kiện sau cho các câu 10,11: Một mạch dao động đang thực hiện dao

Vấn đề: DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

I DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

1 Hiệu điện thế tức thời giữa hai bản tụ của mạch dao động LC:

[u U c= 0 os ( ωt+ϕ)( ) V ] Với: U V0 ( ) :hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ

2 Điện tích tức thời của tụ:

[q C u Q c= . = 0 os ( ω t+ϕ)( ) C với Q =C.U 0 0] Với: Q C0 ( ) :điện tích cực đại của tụ

3 Cường độ dịng điện qua cuộn dây:

0 ' sin

) ( )

A

π

= = −

0

( t + ) (A) Với: I = Q = I cos( t + +

2

Với: I ( A ) :0 cường độ dòng điện cực đại

Trong đĩ:

a) Tần số gĩc riêng của mạch dao động LC :

1

L C

ω

 = 

b) Chu kì riêng của mạch dao động LC :

L C

ω

c) Tần số riêng của mạch dao động LC :

1

f

L C

ω

Trong đĩ: L H : Độ tự cảm của cuộn cảm( )

( )

C F : Điện dung của tụ

 Chú ý : +

LC

Q

I = Q

+ Mạch dao động cĩ tần số gĩc ω, tần số f và chu kỳ T thì năng lượng điện trường biến thiên với tần số gĩc 2ω, tần số 2f và chu kỳ T/2

4 Năng lượng của mạch dao động:

* Năng lượng điện trường(tập trung ở tụ điện):

2

2 đt

1

W = 2

q

C

* Năng lượng từ trường(tập trung ở cuộn dây)

2 ( ) tt

1

W =

2L i J

* Năng lượng điện từ của mạch:

2

đt tt

W=W + W =

Q

C

Chú ý: + (Wđt)max =( )Wtt max =W

+ Nếu mạch cĩ điện trở R thì mạch sẽ dao động tắt dần Để duy trì dao động cho mạch thì cần phải cung cấp cho mạch một năng lượng đủ và đúng phần năng lượng bị tiêu hao trong mỗi chu kì Khi đĩ cơng suất cung cấp P bằng với cơng suất tỏa nhiệt CC P trên R(Bằng cách mắc nĩ vào mạch cĩ Tranzito: máy phát dao TN động duy trì dùng Tranzito) Khi đĩ dao động điện từ trong mạch được duy trì ổn định với tần số riêng ω0 gọi là hệ dao động tự do

Với:

2

2

CC T N

I

II SĨNG ĐIỆN TỪ

• Vận tốc lan truyền trong khơng gian v = c = 3.10-8m/s

• Máy phát hoặc máy thu sĩng điện từ sử dụng mạch dao động LC thì tần số sĩng điện từ phát hoặc thu bằng tần số riêng của mạch

1 Bước sĩng điện từ thu và phát:

f

Với: c=3.10 m8 s vận tốc của ánh sáng trong chân khơng

 Lưu ý: Mạch dao động cĩ L biến đổi từ LMin → LMax và C biến đổi từ CMin → CMax thì bước sĩng λ của sĩng điện từ phát (hoặc thu)

+ λMin tương ứng với LMin và CMin

+ λMax tương ứng với LMax và CMax

2 Bước sĩng điện từ mạch thu được và tần số dao động riêng của mạch khi mắc đồng thời các tụ

1; 2với

* Khi C1nối tiếp C2:

1 2

b b

C C C

(7.11)

* Khi C1song song C2:

b

(7.12)

Trong đĩ: + Tần số và bước sĩng của mạch khi chỉ cĩ tụ C1và L:

1 1 1

1 1

1

2

f

π

+ Tần số và bước sĩng của mạch khi chỉ cĩ tụ C2và L:

2 2

1

2

f

π

Lưu ý:

+ Thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp mà năng lượng điện trường bằng với năng lượng từ trường là T/4

+ Cĩ thể áp dụng mối liên hệ giữa dao động điều hịa và chuyển động trịn đều để tìm thời gian

1 Mạch dao động – Dao động điện từ

Câu 1 Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,02cos2000t (A) Tụ điện trong

mạch có điện dung C = 5µF Độ tự cảm của cuộn dây là :

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

Câu 2 Người ta tích điện vào một tụ điện của một mạch dao động một điện tích Q0 = 10–6C rồi cho nó phóng điện trong mạch Dao động trong mạch tắt dần do mất mát năng lượng Tính nhiệt lượng tỏa ra trong mạch khi dao động đã tắt hẳn Biết tụ điện có điện dung C = 0,02µF ĐS : 25.10–6J

Câu 3 Mạch dao động điện từ điều hòa LC có C = 30nF và L = 25mH Nạp điện cho tụ đến hiệu điện thế

4,8V rồi cho tụ phóng điện qua cuộn cảm Cường độ hiệu dụng trong mạch là :

A I = 3,72mA B I = 4,28mA C I = 5,2mA D I = 6,34mA

Câu 4 Tụ điện của mạch dao động có C = 1µF, ban đầu được tích điện đến hiệu điện thế 100V, sau đó cho mạch thực hiện dao động điện từ tắt dần Năng lượng mất mát của mạch kể từ khi bắt đầu thực hiện dao động đến khi dao động điện từ tắt hẳn là :

A ∆W = 10mJ B ∆W = 5mJ C ∆W = 10kJ D ∆W = 5kJ

Câu 5 Một mạch dao động LC, nếu dùng tụ điện C1 thì tần số dao động riêng của mạch là 30kHz, khi thay

tụ C1 bởi tụ C2 thì tần số dao động riêng của mạch là 40kHz Tính tần số dao động của mạch khi C1 mắc song song với C2

A 70 kHz B 24kHz C 50kHz D 10 kHz

Câu 6 Một mạch dao động cộng hưởng với tần số f1 = 400Hz khi tụ điện trong mạch có điện dung C1 = 10–

6F Nếu mắc thêm song song với C1 một tụ C2 thì tần số cộng hưởng của mạch là f2 = 100Hz Tính C2

A 25 µF B 24µF C 15µF D

10 µF

Câu 6 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 :

A f = 4,8kHz B f = 7kHz C f = 10kHz D f = 14kHz

Câu 7 Một mạch dao động gồm một cuộn cảm L = 28µH, một điện trở thuần R = 1Ω và một tụ điện C = 3000pF Phải cung cấp cho mạch một công suất điện bằng bao nhiêu để duy trì dao động của nó khi hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện là 5V?

Câu 8 Trong mạch dao động tự do LC có cường độ dòng điện cực đại là I0 Tại thời điểm t khi dòng điện

có cường độ i, hiệu điện thế hai đầu tụ điện là u thì:

A

1

I −U = B 22 22

1

I − =i

Câu 9 Một mạch dao động có L = 8mH và C = 1µF có dao động điện từ tự do (giả sử không tắt dần) Tính cường độ cực đại của dòng điện trong mạch Biết rằng tại một thời điểm t thì hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện là 0,1V và cường độ qua mạch là 10–3A Tính điện tích của tụ điện ở thời điểm mà d.điện qua mạch là i = 0,5.10–2A

A 0,015A; 1,26.10–6C B 0,05A; 1,66.10–6C C 0,5A; 1,86.10–6C D 0,015A; 1,76.10–6C Dùng dữ kiện sau cho các câu 10,11: Một mạch dao động đang thực hiện dao động điện từ tự do với điện

tích cực đại của tụ điện là 10–6C và dòng điện cực đại trong mạch là 10A

Câu 10 Tính tần số của dao động điện từ tự do trong mạch.

A 4,6MHz B 2,6MHz C 1,6MHz D 1,96MHz

Câu 11 Nếu thay tụ C bởi tụ C’ thì tần số trong mạch giảm hai lần Hỏi tần số dao động trong mạch sẽ

biến đổi như thế nào khi mắc vào mạch cả hai tụ C và C’ trong các trường hợp : song song và nối tiếp ?

A 0,5MHz; 1,3MHz B 0,1MHz; 1,2MHz C 0,6MHz; 1,9MHz D 0,7MHz; 1,8MHz.

Câu 12 Trong mạch dao động lí tưởng, tụ điện có điện dung C = 5µF, điện tích của tụ điện có giá trị cực đại là 8.10- 5 C Năng lượng dao động điện từ toàn phần trong mạch là:

A W = 8.10- 4J B W = 12,8.10 – 4 J C W = 6,4.10- 4 J D W =16.10 – 4 J

Câu 13 Tụ điện của một khung dao động có điện dung C = 0,1(µF), ban đầu được tích điện ở hiệu điện thế

U0 = 100V Sau đó khung dao động tắt dần Năng lượng mất mát sau khi dao động điện từ trong khung tắt hẳn là:

A 0,25mJ B 0,5J C 2,5mJ D 0,5mJ

Câu 14 Một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung 0,125 μF và một cuộn cảm có độ tự

cảm 50 H Điện trở thuần của mạch không đáng kể Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 3 V. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là

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

Câu 15 Một tụ điện C = 500(PF) đuợc tích điện đến hiệu điện thế 1,5(v) Nối tụ điện với ống dây thuần

cảm có độ tự cảm L = 0,2(mH) ( lấy π2=10) Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc nối tụ điện với ống dây Biểu thức của điện tích ở tụ điện là:

A 7.10 10 sin(10 6 )( )

2

q= − πt+π c B q=9,5.10− 10sin(106πt c)( )

C q=9.10− 10sin(106πt c)( ) D 10 6

7,5.10 sin(10 )( )

2

Câu 16 Trong một mạch dao động điện từ LC, điện tích của tụ biến thiên theo hàm số q=Q0sinΤt Khi năng lượng từ trường bằng ba lần năng lượng điện trường thì điện tích của các bản tụ có độ lớn là:

Câu 17 Hai đầu cuộn dây thuần cảm của mạch dao động lí tưởng cóhiệu điện thế u = U0sin )

2 100 ( π +t π

(V)

Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,02 s cường độ dòng điện có giá trị bằng

2

3 0

I

vào những thời điểm

A s

600

1

và s

600

5

B s

150

1

và s

300

1

C s

600

1

và s

300

1

D s

150

1

và s

600 1

Câu 18 Một mạch dao động lý tưởng L, C có độ tự cảm L = 2(mH) và tụ điện có điện dung C cung cấp

năng lượng để mạch thực hiện dao động điện từ Ta thấy cứ sau những khoảng thời gian ngắn nhất là 2.10

-6s thì năng lượng điện trường và năng lượng từ trường bằng nhau Lấyπ2 = 10 điện dung C có giá trị:

A C = 2.10-9(F) B C = 0,8 10 -9 (F) C C = 10-9(F) D C = 8.10-9(F)

Câu 19 Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 20 (mH) và tụ có điện dung

3 (µF) Tính năng lượng dao động của mạch biết giá trị hiệu điện thế hai bản tụ là 4√2 (V) khi cường cường

độ dòng là 0,04 A

A 36 µJ B 64 µJ C 40 µJ D 39 µJ

Câu 20 Một mạch dao động điện từ tự do có điện dung của tụ C= 4 µF, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm

L = 2,52H Trong quá trình dao động, hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 12V Khi hiệu điện thế giữa

hai bản tụ là u = 9V thì cường độ dòng điện i trong mạch là:

Câu 21 Một mạch dao động điện từ gồm tụ điện có điện dung C µF

16

1

= và một cuộn dây thuần cảm, đang dao động điện từ có dòng điện cực đại trong mạch là I0 = 60mA Tại thời điểm ban đầu điện tích trên tụ điện q = 1 , 5 10 − 6C và cường độ dòng điện trong mạch i= 30 3mA Độ tự cảm của cuộn dây là:

C=10μF thực hiện dao động điện từ tự do Biết cường độ cực đại trong khung là Io=0,012A Khi cường độ dòng điện tức thời i=0,01A thì hiệu điện thế cực đại và hiệu điện thế tức thời giữa hai bản tụ điện là:

A Uo = 5,4V ; u = 0,94V B Uo = 1,7V ; u = 20V C Uo = 5,4V ; u = 20 V D Uo = 1,7V ; u = 0,94V

Câu 23 Mạch dao động LC dao động điều hoà với tần số góc 7.103 rad/s.Tại thời điểm ban đầu điện tích của tụ đạt giá trị cực đại Thời gian ngắn nhất kể từ thời điểm ban đầu để năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường là:

A 1,008.10-3s B 1,008.10-4s C 1,12.10-4s D 1,12.10-3s

Câu 24 Trong mạch dao động tụ điện được cấp một năng lượng 1 (µJ) từ nguồn điện một chiều có suất điện động 4 V Cứ sau những khoảng thời gian như nhau 1 (µs) thì năng lượng trong tụ điện và trong cuộn cảm lại bằng nhau Xác định độ tự cảm của cuộn dây

A 35/π2 (µH) B 34/π2 (µH) C 30/π2 (µH) D 32/π2 (µH)

Câu 25 Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C và cuộn cảm L Điện trở thuần của mạch

R=0 Biết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch i=4.10-2sin(2.107t) A Cho độ tự cảm L=10-4H Biểu thức của hiệu điện thế giữa hai bản tụ có dạng

A u=80sin(2.107t) V B u=10-8sin(2.107

t-2

π )V C u=80sin(2.107

t-2

π )V D u=10-8sin(2.107t+

2

π )V

Câu 26 Mạch dao động LC lý tưởng dao động điện từ tự do với tần số riêng là 1MHZ Năng lượng từ

trường trong mạch có giá trị bằng nữa giá trị cực đại của nó sau những khoảng thời gian là:

A 0,5 (µs) B 1 (µs) C 0,25 (µs) D 2 (µs)

Câu 27 Một mạch dao động LC có tần số góc 10000 rad/s Điện tích cực đại trên tụ điện là 10 -9C Khi

dòng điện trong mạch là 6.10-6A thì điện tích trên tụ điện là

A 8.10-10C B 6.10-10C C 4.10-10C D 2.10-10C

Câu 28 Mạch dao động tự do LC có L = 40mH, C = 5µF, năng lượng điện từ trong mạch là 3,6.10-4J Tại thời điểm hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 8V, năng lượng điện trường và cường độ dòng điện trong mạch lần lượt là

A 1,6.10-4J ; 0,05A B 1,6.10-4J ; 0,1A C 2.10-4J ; 0,05A D 2.10-4J ; 0,1A

Câu 29 Một mạch dao động điện từ LC có C= 5 µF,L= 50mH, cường độ dòng điện cực đại trong mạch I0

= 0,06A Tại thời điểm mà hiệu điện thế trên tụ là u = 3V thì cường độ dòng điện trong mạch i có độ lớn là:

A 0 , 03A B 0 , 03 3A C 0 , 02 3A D 0 , 02 2 A

II Sóng điện từ

Câu 1 Trong mạch dao động của một máy thu vô tuyến điện, tụ điện biến thiên có thể biến đổi điện dung

C từ 56pF đến 667pF Muốn cho máy thu bắt được các sóng có bước sóng từ 40m đến 2600m thì cuộn cảm trong mạch có độ tự cảm L nằm trong giới hạn nào?

A từ 4µH đến 2,4mH B từ 4µH đến 2,84mH C từ 8µH đến 2,84mH D từ 8µH đến 2,4mH ĐS Câu 2 Mạch chọn sóng của một máy thu có điện dung của tụ điện biến đổi từ 10–9F đến 16.10–9F Khi

C = 1nF thì máy thu thu được sóng vô tuyến có bước sóng λ = 10m Hãy xác định khoảng bước sóng mà máy có thể thu được

A từ 10m đến 60m B từ 10m đến 20m C từ 20m đến 40m D từ 10m đến 40m Câu 3 Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ1 = 60m; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ2 = 80m Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng là :

Câu 4 Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ1 = 60m; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ2 = 80m Khi mắc C1

song song C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng là :

A λ = 48m B λ = 70m C λ = 100m. D λ = 140m.

Câu 5 Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến điện gồm cuộn dây thuần cảm L = 2.10 - 5 (H) và một tụ điện xoay có điện dung biến thiên từ 10pF đến 500pF khi góc xoay biến thiên từ 00 đến 1800 Khi góc xoay của

tụ bằng 900 thì mạch thu được sóng điện từ có bước sóng bao nhiêu?

Câu 6 Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm cuộn dây L = 30µ H và tụ điện C = 4,8pF Mạch dao động thu được sóng điện từ có bước sóng là:

Câu 7 Mạch chọn sóng một radio gồm L = 2 (µH) và 1 tụ điện có điện dung C biến thiên Người ta

muốn bắt được các sóng điện từ có bước sóng từ 18π (m) đến 240π (m) thì điện dung C phải nằm trong giới hạn

A 9.10 −10 F ≤ C ≤ 16.10 −8 F B 9.10 −10 F ≤ C ≤ 8.10 −8 F

C 4,5.10 −12 F ≤ C ≤ 8.10 −10 F D 4,5.10 −10 F ≤ C ≤ 8.10 −8 F

Câu 8 Mạch dao động LC đang thực hiện dao động điện từ tự do, điện tích cực đại trên bản tụ điện là Q0 = (4/π).10-7(C) và cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I0 =2A Bước sóng của sóng điện từ mà mạch này phát ra là

Câu 9 Mạch chọn sóng của một máy thu gồm một tụ điện có điện dung 100 (pF) và cuộn cảm có độ tự

cảm 1/π2 (µH) Mạch dao động trên có thể bắt được sóng điện từ thuộc dải sóng vô tuyến nào?

A Dài và cực dài B Trung C Ngắn D Cực ngắn

Câu 10 Mạch dao động chọn sóng của một máy thu gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L bằng

0,5mH và tụ điện có điện dung biến đổi được từ 20pF đến 500pF Máy thu có thể bắt được tất cả các sóng

vô tuyến điện có giải sóng nằm trong khoảng nào?

A 18,85m đến 188m B 600m đến 1680m C 188,5m đến 942m D 100m đến 500m

Câu 11 Mạch chọn sóng của một máy thu thanh vô tuyến điện gồm một cuộn dây thuần cảm và một tụ

xoay CV Khi điều chỉnh CV lần lượt có giá trị C1, C2 thì máy bắt được sóng có bước sóng tương ứng là:

m

3

100

1 =

λ , λ2 = 25m Khi điều chỉnh cho CV = C1+C2 thì máy bắt được sóng có bước sóng là: 

A 125m B 175m C 1253 m D 1753 m