Vật lý là một môn học khó và trừu tượng, cơ sở của nó là toán học. Bài tập Vật lý rất đa dạng và phong phú. Trong phân phối chương trình số tiết bài tâp lại hơi ít so với nhu cầu cần củng cố và nâng cao kiến thức cho học sinh. Chính vì thế, người giáo viên phải làm thế nào để tìm ra phương pháp tốt nhất nhằm tạo cho học sinh niềm say mê yêu thích môn học này. Giúp học sinh việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn cách giải là rất cần thiết. Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn đã nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải và từ đó có thể phát triển hướng tìm tòi lời giải mới cho các dạng bài tương tự.
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT ………
-***** -BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ ÔN THI THPTQG MÔN VẬT LÝ
CHUYÊN ĐỀ : CÁC DẠNG BÀI TẬP TRONG MẠCH DAO ĐỘNG
Người thực hiện: ……….
Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác: THPT ………
Đối tượng học sinh bồi dưỡng: Lớp 12
Số tiết dự kiến: 6 tiết
Năm học …………
Trang 2MỤC LỤC
A PHẦN MỞ ĐẦU……… trang
3
B CƠ SỞ LÝ THUYẾT ÁP DỤNG TRONG CHUYỂN ĐỀ…… … trang 5
C MỘT SỐ DẠNG TOÁN VỀ MẠCH DAO ĐỘNG……… trang 6 I.Tìm chu kì, tần số, năng lượng trong mạch dao động……… trang 6 II.Bước sóng trong mạch dao động……… trang
8
III Tần số dao động riêng trong máy thu, phát sóng điện từ………… trang
9
IV Điện tích, hiệu điện thế, cường độ dòng điện trong mach dao động trang 13
V Pha và thời gian dao động…… trang 19
D Một số câu hỏi trắc nghiêm tham khảo trang 23
PHẦN A MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
- Vật lý là một môn học khó và trừu tượng, cơ sở của nó là toán học Bài tập
Vật lý rất đa dạng và phong phú Trong phân phối chương trình số tiết bài tâp lạihơi ít so với nhu cầu cần củng cố và nâng cao kiến thức cho học sinh Chính vì thế,người giáo viên phải làm thế nào để tìm ra phương pháp tốt nhất nhằm tạo cho học
sinh niềm say mê yêu thích môn học này Giúp học sinh việc phân loại các dạng
bài tập và hướng dẫn cách giải là rất cần thiết Việc làm này rất có lợi cho học sinhtrong thời gian ngắn đã nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải và
từ đó có thể phát triển hướng tìm tòi lời giải mới cho các dạng bài tương tự
- Trong yêu cầu về đổi mới giáo dục về việc đánh giá học sinh bằng phươngpháp trắc nghiệm khách quan thì hình thức này đòi hỏi học sinh phải có kiến thứcrộng, xuyên suốt chương trình và có kỹ năng làm bài nhanh chính xác Vì vậy khi
Trang 3nắm được dạng bài và phương phỏp giải sẽ giỳp cho học sinh nhanh chúng tỡm rađỏp ỏn
- Với số cõu phần mạch dao động trong đề thi THPTQG khụng nhiều nhưng
dễ lấy điểm nờn khi thành thạo cỏc dạng bài tập và phương phỏp giải bài tậpchương mạch dao động thi HS dễ dàng lấy điểm tối đa khi thi
- Thực trạng học sinh khi học chương “Mạch Dao Động và Súng Điện Từ”lớp 12 thường đạt kết quả chưa cao Nguyờn nhõn do nhiều yếu tố chủ quan vàkhỏch quan, nhưng vấn đề căn bản nhất vẫn là cỏc hiện tượng Vật lý khỏ trừutượng, học sinh khú hỡnh dung Điều này cú ảnh hưởng đỏng kể đến việc dạy vàhọc chương này, đặc biệt là trong chương trỡnh ụn thi THPTQG Xuất phỏt từ thực
trạng trờn, qua kinh nghiệm giảng dạy, tụi chọn đề tài: “CÁC DẠNG BÀI TẬP TRONG MẠCH DAO ĐỘNG”
2 Mục đích nghiên cứu
- Đề tài nhằm giỳp học sinh khắc sõu những kiến thức lớ thuyết, cú một hệthống bài tập và phương phỏp giải chỳng, giỳp cỏc em cú thể nắm được cỏch giải
và từ đú chủ động vận dụng cỏc phương phỏp này trong khi làm bài tập cú liờnquan Từ đú học sinh cú thờm kỹ năng về cỏch giải cỏc bài tập Vật lớ, cú thể nhanhchúng giải cỏc bài toỏn trắc nghiệm về mạch dao động
- Nhằm xõy dựng một chuyờn đề sõu, tổng quỏt giỳp học sinh cú thể nắm bắtkiến thức dễ dàng hơn, từ đú cú cỏch học hiệu quả hơn
3 Đối tợng nghiên cứu
Nhúm cỏc bài tập về mạch dao động, trong chương “ Mạch dao động và Súng điện từ ” -Vật lý 12
4 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiờn cứu một số vấn đề lý luận về bài tập vật lý
- Phõn loại bài tập
- Lựa chọn hệ thống bài tập vận dụng
Trang 45 Ph¹m vi nghiªn cøu
Các bài tập về mạch dao động, trong chương “ Mạch dao động và Sóng điện
từ ” Vật lý 12 và trong các tài liệu tham khảo dành cho học sinh ôn thi Đại học- Cao đẳng
6 Phương pháp nghiên cứu
Trong đề tài tôi sử dụng các phương pháp chủ yếu là nghiên cứu lý luận về bàitập Vật lý và các tài liệu tham khảo nâng cao khác có liên quan đến đề tài
Sau đây là toàn bộ nội dung của chuyên đề bồi dưỡng ôn thi đại học phần “ mạch dao động và sóng điện từ ” Tôi cho rằng nội dung vẫn còn có những thiếu sót và hạn chế, rất mong nhận được các ý kiến đóng góp từ phía các đồng nghiệp Xin trân trọng cảm ơn!
PHẦN B LÝ THUYẾT
1 Dao động điện từ
* Điện tích tức thời q = q0cos(t + )
* Hiệu điện thế (điện áp) tức thời 0
0
q q
Trang 5biến thiên với tần số góc 2, tần số 2f và chu kỳ T/2
+ Mạch dao động có điện trở thuần R 0 thì dao động sẽ tắt dần Đểduy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất:
2 Sự tương tự giữa dao động điện và dao động cơ
3 Điện từ trường:
Trang 6- ĐN: Là trường có hai thành phần biến thiên theo thời gian, liên quan mật thiết
với nhau là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên
- Điện trường xoáy và từ trường: tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gianthì tại nơi đó xuất hiện điện trường xoáy ( các đường sức điện là đường cong kín ).Ngược lại tại nơi nào có điện trường biến thiên thì tại nơi đó xuất hiện từ trường
v lỏng > v rắn ngược với sóng âm
+ Sóng điện từ là sóng ngang, ba vecto urE
+ Sóng điện từ mang năng lượng
+ Sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài km được dùng trong thông tin liênlạc: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài
- Máy phát hoặc máy thu sóng điện từ sử dụng mạch dao động LC thì tần sốsóng điện từ phát hoặc thu được bằng tần số riêng của mạch
Bước sóng của sóng điện từ v 2 v LC
Trang 7+ Năng lợng điện từ (năng lợng trong mạch dao động):
* Chú ý: + Hiện tợng biên độ I0 đạt giá trị cực đại khi tần số
của điện áp cỡng bức bằng tần số dao động riêng 0 của mạch
dao động gọi là hiện tợng cộng hởng.
+ Sự phụ thuộc của biên độ I0 của dao động điện xoaychiều i vào hiệu 0 :
Nếu 0 hoặc 0thì I0 rất nhỏ
Độ lệch pha giữa dao động điện từ cỡng bức và điện áp cỡng
R
II Bài tập
Bài 1: Một khung dao động có cuộn dây có hệ số tự cảm L = 5
H và tụ điện có điện dung C = 5.10-6 F Điện áp cực đại trên haibản của tụ điện là 10 V Hãy tìm:
1 Chu kì dao động điện từ trong khung
2 Năng lợng của khung dao động
Bài 2: Một khung dao động gồm điện dung C = 1/π (mF) và
cuộn dây thuần cảm có L = 1/π (H) Điện áp cực đại trờn hai bảncủa tụ điện là 6 (V)
1 Tính tần số dao riêng của khung
2 Tính năng lợng của khung dao động
Trang 8Đ/s: 1 500 Hz; 2.5,73.10-6 J
Bài 3: Cuộn cảm của một mạch dao động có độ tự cảm 3mH Tụ
điện trong mạch là tụ điện xoay có điện dung có thể biến thiên
từ 12pF đến 1200pF Hỏi tần số dao động riêng của mạch có thểthay đổi trong khoảng nào?
Đ/s: 8,33 10 5 Hz - 8,33 10 6 Hz
Bài 4: Tụ điện của một mạch dao động có điện dung 4,5pF;
cuộn cảm có độ tự cảm 0,8mH; điện trở của mạch là 1Ω
1 Tìm tần số dao động riêng của mạch
2 Tạo ra trong mạch một điện áp cỡng bức có biên độ không
đổi 1mV và tần số f có thể thay đổi đợc Hãy tính biên độcủa dao động điện từ cỡng bức I0 trong mạch ứng với các tần
A Phản xạ B Truyền được trong chõn khụng
C Mang năng lượng D Khỳc xạ
Cõu 2 (CĐ 2007): Một mạch dao động LC cú điện trở thuần khụng đỏng kể Dao
động điện từ riờng (tự do) của mạch LC cú chu kỡ 2,0.10 – 4 s Năng lượng điệntrường trong mạch biến đổi điều hoà với chu kỡ là
A 0,5.10 – 4 s B 4,0.10 – 4 s C 2,0.10 – 4 s D 1,0 10 – 4 s
Cõu 3 (CĐ 2007): Một mạch dao động LC cú điện trở thuần khụng đỏng kể, tụ
điện cú điện dung 5μF Dao động điện từ riờng (tự do) của mạch LC với hiệu điệnthế cực đại ở hai đầu tụ điện bằng 6V Khi hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện là 4V thỡnăng lượng từ trường trong mạch bằng
A 10-5 J B 5.10-5 J C 9.10-5 J D 4.10-5 J
Cõu 4 (CĐ 2007): Súng điện từ là quỏ trỡnh lan truyền của điện từ trường biến
thiờn, trong khụng gian Khi núi về quan hệ giữa điện trường và từ trường của điện
từ trường trờn thỡ kết luận nào sau đõy là đỳng?
A Vộctơ cường độ điện trường và cảm ứng từ cựng phương và cựng độlớn
B Tại mỗi điểm của khụng gian, điện trường và từ trường luụn luụn daođộng ngược pha
Trang 9C Tại mỗi điểm của không gian, điện trường và từ trường luôn luôn daođộng lệch pha nhau π/2
D Điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kì
Câu 5 (CĐ 2007): Một mạch dao động LC có điện trở thuần không đáng kể, gồm
một cuộn dây có hệ số tự cảm L và một tụ điện có điện dung C Trong mạch có daođộng điện từ riêng (tự do) với giá trị cực đại của hiệu điện thế ở hai bản tụ điệnbằng Umax Giá trị cực đại Imax của cường độ dòng điện trong mạch được tínhbằng biểu thức
A I max U max C L B I max U max LC
C I max U max / LC D I max U max L / C
Câu 6 (ĐH 2007): Trong mạch dao động LC có điện trở thuần bằng không thì
A năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu kì bằngchu kì dao động riêng của mạch
B năng lượng điện trường tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu kìbằng chu kì dao động riêng của mạch
C năng lượng từ trường tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kì bằngnửa chu kì dao động riêng của mạch
D năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kì bằngnửa chu kì dao động riêng của mạch
Câu 7 (ĐH 2007): Phát biểu nào sai khi nói về sóng điện từ?
A Sóng điện từ là sự lan truyền trong không gian của điện từ trường biếnthiên theo thời gian
B Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường luôn dao động lệch phanhau π/2
C Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian vớicùng chu kì
D Sóng điện từ dùng trong thông tin vô tuyến gọi là sóng vô tuyến
Câu 8 (CĐ 2008): Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào dưới đây là sai?
A Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơcảm ứng từ luôn cùng phương
B Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không
C Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với vận tốc bằng vận tốc ánhsáng
D Sóng điện từ bị phản xạ khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường
Câu 9 (ĐH 2008): Đối với sự lan truyền sống điện từ thì
A vectơ cường độ điện trường E ur
cùng phương với phương truyền sóng cònvectơ cảm ứng từ B ur
vuông góc với vectơ cường độ điện trường E ur
Trang 10
B vectơ cường độ điện trường E ur
Câu 10 (ĐH 2008): Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về năng lượng dao động
điện từ tự do (dao động riêng) trong mạch dao động điện từ LC không điện trởthuần?
A Khi năng lượng điện trường giảm thì năng lượng từ trường tăng
B Năng lượng điện từ của mạch dao động bằng tổng năng lượng điện trường tậptrung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm
C Năng lượng từ trường cực đại bằng năng lượng điện từ của mạch dao động
D Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên điều hòa với tần
số bằng một nửa tần số của cường độ dòng điện trong mạch
Câu 11 (ĐH 2008): Trong sơ đồ của một máy phát sóng vô tuyến điện, không có
A năng lượng điện trường tập trung ở cuộn cảm
B năng lượng điện trường và năng lượng từ trường luôn không đổi
C năng lượng từ trường tập trung ở tụ điện
D năng lượng điện từ của mạch được bảo toàn
Câu 13 (CĐ 2009): Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào dưới đây là sai?
A Sóng điện từ bị phản xạ khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường
B Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không
C Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơ
cảm ứng từ luôn cùng phương
D Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với vận tốc bằng vận tốc ánhsáng
Câu 14 (CĐ 2009): Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào dưới đây là sai?
A Sóng điện từ bị phản xạ khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường
B Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không
C Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơcảm ứng từ luôn cùng phương
D Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với vận tốc bằng vận tốc ánhsáng
Trang 11Câu 15 (ĐH 2009): 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 biếnthiên 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 16 (ĐH 2009): Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần
có độ tự cảm 5H và tụ điện có điện dung 5F 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 5.106s B 2,5.106s C.10.106s D 106s
Câu 17 (ĐH 2009): 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 điệnbiến thiên điều hòa theo thời gian với cùng tần số
B Năng lượng điện từ của mạch gồm năng lượng từ trường và năng lượngđiện trường
C Điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch biếnthiên điều hòa theo thời gian lệch pha nhau
D Sóng điện từ lan truyền được trong chân không
Câu 19 (ĐH 2009): Một 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 độngnày có chu kì dao động riêng thay đổi được
A từ 4 LC1 đến 4 LC2 B từ 2 LC1 đến 2 LC2
C từ 2 LC1 đến 2 LC2 D từ 4 LC1 đến 4 LC2
Câu 20 (CĐ 2010): Sóng điện từ
A là sóng dọc hoặc sóng ngang.B là điện từ trường lan truyền trong không gian.
C có thành phần điện trường và thành phần từ trường tại một điểm dao động
cùng phương
D không truyền được trong chân không.
Trang 12Câu 21 (CĐ 2010): Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm
L và tụ điện có điện dung C đang thực hiện dao động điện từ tự do Gọi U0 là điện
áp cực đại giữa hai bản tụ; u và i là điện áp giữa hai bản tụ và cường độ dòng điệntrong mạch tại thời điểm t Hệ thức đúng là
Câu 22 (CĐ 2010): Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh dùng vô tuyến
không có bộ phận nào dưới đây?
A Mạch tách sóng B Mạch khuyếch đại C Mạch biến điệu D Anten
Câu 23 (ĐH 2010) : Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, người ta sử
dụng cách biến điệu biên độ, tức là làm cho biên độ của sóng điện từ cao tần (gọi làsóng mang) biến thiên theo thời gian với tần số bằng tần số của dao động âm tần.Cho tần số sóng mang là 800 kHz Khi dao động âm tần có tần số 1000 Hz thựchiện một dao động toàn phần thì dao động cao tần thực hiện được số dao động toànphần là
Câu 24 (ĐH 2010): Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm
L và tụ điện có điện dung C đang có dao động điện từ tự do Ở thời điểm t = 0, hiệuđiện thế giữa hai bản tụ có giá trị cực đại là U0 Phát biểu nào sau đây là sai?
A Năng lượng từ trường cực đại trong cuộn cảm là
2
2 0
CU
Câu 25(CĐ 2011): Khi nói về điện từ trường, phát biểu nào sau đây sai?
A Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại đó xuất hiện điệntrường xoáy
B Trong quá trình lan truyền điện từ trường, vectơ cường độ điện trường vàvectơ cảm ứng từ tại một điểm luôn vuông góc với nhau
C Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một trường duynhất gọi là điện từ trường
D Điện từ trường không lan truyền được trong điện môi
Câu 26 (CĐ 2011): Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự
do, cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện lệch phanhau một góc bằng
Trang 13Câu 27 (CĐ 2011): Trong mạch dao động lí tưởng gồm tụ điện có điện dung C và
cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, đang có dao động điện từ tự do Biết hiệu điện thếcực đại giữa hai bản tụ là U0 Khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 0
2
U
thì cường độdòng điện trong mạch có độ lớn bằng
Câu 28 (ĐH 2011): Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ?
A Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó có thể bị phản
xạ và khúc xạ
B Sóng điện từ truyền được trong chân không
C Sóng điện từ là sóng ngang nên nó chỉ truyền được trong chất rắn
D Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại mộtđiểm luôn đồng pha với nhau
Câu 10 ( 2015 ) Sóng điện từ
A là sóng dọc và truyền được trong chân không
B là sóng ngang và truyền được trong chân không
C là sóng dọc và không truyền được trong chân không
D là sóng ngang và không truyền được trong chân không
Ở Trường Sa, để có thể xem các chương trình truyền hình phát sóng qua vệ tinh, người ta dung anten thu sóng trực tiếp từ vệ tinh, qua bộ xử lí tín hiệu rồi đưa đến màn hình Sóng điện từ mà anten thu trực tiếp từ vệ tinh thuộc loại:
- GhÐp tô ®iÖn nèi tiÕp:
- GhÐp tô song song: C = C1 + C2 + + Cn; Chó ý: C >C1, C2, , Cn
Trang 14Chỳ ý: Cụng thức tụ xoay
Một tụ xoay cú điện dung phụ thuộc với gúc xoay theo hàm bậc nhất và cú giỏ trịbiến thiờn từ Cmin đến Cmax ứng với gúc xoay từ min đến max Gọi Cx là giỏ trị củađiện dung ứng với gúc xoay x khi đú:
Ta cú: Cmax = a.max + b; Cmin = a. min + b; Cx = a. x + b
min max
min max
C C
Bài 1: Một khung dây gồm có điện dung C = 50 pF và cuộn dây
có L = 5 mH Hỏi khung dao động này có thể thu đợc sóng điện
từ có bớc sóng bằng bao nhiêu?
Đ/s: 942m
Bài 2: 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 làQ0 = 10-6 C và cờng độ dòng điện cực đại trong khung là I0 = 10A
1 Tìm bớc sóng của dao động tự do trong khung
2 Nếu thay tụ điện C bằng tụ điện C’ thì bớc sóng của khungdao động tăng lên 2 lần Hỏi bớc sóng của khung là bao nhiêunếu mắc C’ song song với C; C’ nối tiếp với C
Đ/s: 1 188,4m; 2 C’ song song C: 421,3m; C’ nối tiếp C: 168,5m Bài 3: Tụ điện xoay có tất cả 19 tấm nhôm có diện tích đối
diện S = 3,14 cm2, khoảng cách của hai tấm liên tiếp là d = 1mm
1 Tìm điện dung của tụ điện xoay cho k = 9.109 Nm2/C2
2 mắc hai đầu tụ điện xoay với cuộn cảm L = 5mH Hỏikhung này dao động thì có thể thu đợc sóng điện từ có b-
Trang 152 Để máy nắt đợc sóng có dải sóng từ 10m đến 50m, ngời taghép thêm một tụ biến đổi với tụ trên Hỏi tụ biến đổi phảighép nh thế nào và có điện dung trong khoảng nào?
3 Khi đó, để bắt đợc bớc sóng 25m phải đặt tụ biến đổi ở
vị trí có điện dung bằng bao nhiêu?
Đ/s: 1 f = 1,2MHz, 250m;
2 C’ ghép nối tiếp với C, 1,6pF C ' 41,6 pF ; 3 C” = 10pF
Bài 5: Khi khung dao động dùng tụ điện C1 thì tần số dao động
riêng của khung là 30 KHz, còn khi thay C1 bằng C2 thì tần số dao
động riêng của khung là 40KHz
a Hỏi tần số dao động riêng của khung là bằng bao nhiêu khiC2 đợc nối song song với C1?
b Còn nếu C2 nối tiếp với C1 thì tần số dao động riêng củakhung là bằng bao nhiêu?
Đ/s: a f = 24 KHz; b f = 50 KHz
III Bài tập vận dụng
Cõu 1 (ĐH 2010): Mạch dao động dựng để chọn súng của một mỏy thu vụ tuyến
điện gồm tụ điện cú điện dung C0 và cuộn cảm thuần cú độ tự cảm L Mỏy này thuđược súng điện từ cú bước súng 20 m Để thu được súng điện từ cú bước súng 60
m, phải mắc song song với tụ điện C0 của mạch dao động một tụ điện cú điện dung
A C = C0 B C = 2C0 C C = 8C0 D C = 4C0.
Cõu 2 (CĐ 2009): Một mạch dao động LC cú điện trở thuần bằng khụng gồm
cuộn dõy thuần cảm (cảm thuần) và tụ điện cú điện dung C Trong mạch cú daođộng điện từ tự do (riờng) với tần số f Khi mắc nối tiếp với tụ điện trong mạch trờnmột tụ điện cú điện dung C/3 thỡ tần số dao động điện từ tự do (riờng)của mạch lỳcnày bằng
A 4f B f/2 C f/4 D.2f.
Cõu 3 (CĐ 2010): Mạch dao động lý tưởng gồm cuộn cảm thuần cú độ tự cảm L
khụng đổi và cú tụ điện cú điện dung C thay đổi được Khi C C 1 thỡ tần số dao
động riờng của mạch bằng 30 kHz và khi C C 2 thỡ tần số dao động riờng của mạch
bằng 40 kHz Nếu 1 2
C C C
C C
thỡ tần số dao động riờng của mạch bằng
A 50 kHz B 24 kHz C 70 kHz D 10 kHz
Cõu 4 (CĐ 2011): Mạch chọn súng của một mỏy thu súng vụ tuyến gồm cuộn
cảm thuần cú độ tự cảm 0, 4 H và tụ điện cú điện dung C thay đổi được Điều chỉnh
C = 10
9 pF thỡ mạch này thu được súng điện từ cú bước súng bằng
Trang 16A 100m B 400m C 200m D 300m.
Câu 5 (CĐ 2011): Mạch chọn sóng của một máy thu thanh gồm một cuộn cảm
thuần có độ tự cảm không đổi và một tụ điện có thể thay đổi điện dung Khi tụ điện
có điện dung C1, mạch thu được sóng điện từ có bước sóng 100 m; khi tụ điện có điện dung C2, mạch thu được sóng điện từ có bước sóng 1 km Tỉ số 2
1
C
C là
D¹ng 3 BÀI TOÁN VỀ TẦN SỐ DAO ĐỘNG RIÊNG THU,
PHÁT SÓNG ĐIỆN TỪ CỦA MẠCH DAO ĐỘNG
Tần số góc, tần số và chu kì dao động riêng của mạch LC:
LC 2 T
; LC 2
1 f
; LC
Cần lưu ý, C là điện dung của bộ tụ điện
+ Nếu bộ tụ gồm C1, C2, C3, mắc nối tiếp, điện dung của bộ tụ tính bởi
C
1 C
1 C
1 C 1
L 2
T
;
3 C
1 C
1 C
1 L
1 2
1 f
;
3 C
1 C
1 C
1 L 1
2 1
2 1 2
; ) C C C ( L 2
1 f
; ) C C C ( L
1
3 2 1 3
2 1 3
2 1
1 Phương pháp
+ Mỗi giá trị của L hoặc C, cho ta một giá trị tần số, chu kì tương ứng, viết tất cả
các biểu thức tần số hoặc chu kì đó rồi gán những giá trị đề bài cho tương ứng (nếucó)
+ min = 2 c L C min min ≤ ≤ max = 2 c L C max max
2 Một số bài tập minh họa
Bài 1
Trang 17Nếu điều chỉnh để điện dung của một mạch dao động tăng lên 4 lần thì chu kì dao động riêng của mạch thay đổi như thế nào (độ tự cảm của cuộn dây không đổi)?
HD:
Có hai giá trị của điện dung: C và C’ = 4C, tương ứng với hai giá trị chu kì
LC 2
T và
2 L C 2 T 2
C 4 L 2 ' LC 2
'
Vậy chu kì tăng 2 lần
Khi làm bài trắc nghiệm, không phải trình bày và tiết kiệm thời gian, ta cónhận định sau: Từ biểu thức tính chu kì ta thấy T tỉ lệ với căn bậc hai của điệndung C và độ tự cảm L
Tức là, nếu C tăng (hay giảm) n lần thì T tăng (hay giảm) n lần, nếu L tăng (haygiảm) m lần thì T tăng (hay giảm) m lần Ngược lại với tần số f
Như bài tập trên, do C tăng 4 lần, suy ra ngay chu kì tăng 4 2 lần
Bài 2
Nếu tăng điện dung của một mạch dao động lên 8 lần, đồng thời giảm độ tự cảm của cuộn dây đi 2 lần thì tần số dao động riêng của mạch tăng hay giảm bao nhiêu lần?
HD:
f 2
1 ' f Hay 2
1 f
' f C 8 L 2
1 2
1 '
C ' L 2
1 '
f
LC 2
1 f
Tần số giảm đi hai lần
Có thể suy luận: C tăng 8 lần, L giảm 2 lần suy ra tần số thay đổi 2
2
1
8 lần.Tăng hai lần
Bài 3: Một mạch dao động gồm có một cuộn cảm có độ tự cảm L = 10 -3 H và một
1 f
Lf 4
1 C
Trang 18Theo bài ra 4 10 12 F C 400 10 12 F
F 10 400 Lf
4
1 F
10
.
2 2
4 10 2
1 LC
2
1 f
Hz 10 52 , 2 10
400 10 2
1 LC
2
1 f
6 12
3 min
max
5 12
3 max
min
tức là tần số biến đổi từ 2,52.105Hz đến 2,52.106Hz
Bài 4: Một cuộn dây có điện trở không đáng kể mắc với một tụ điện có điện dung
0,5 F thành một mạch dao động Hệ số tự cảm của cuộn dây phải bằng bao nhiêu
để tần số riêng của mạch dao động có giá trị sau đây:
1 f
suy ra công thức tính độ tự cảm: 2 2
Cf 4
1 L
a) Để f = 440Hz
H 26 , 0 440 10 5 , 0 4
1 Cf
10 5 , 0 4
1 Cf
4
1
2 6 6
2 2
Bài 5: Một mạch dao động gồm cuộn dây L và tụ điện C Nếu dùng tụ C 1 thì tần số
80kHz Hỏi tần số dao động riêng của mạch là bao nhiêu nếu:
b) Hai tụ C 1 và C 2 mắc nối tiếp.
HD
Bài toán đề cập đến mạch dao động với 3 bộ tụ khác nhau, ta lập 3 biểu thức tần
số tương ứng:
+ Khi dùng C1: