TÝnh kho¶ng thêi gian ng¾n nhÊt kÓ tõ khi nèi tô ®iÖn víi cuén c¶m ®Õn khi n¨ng lîng tõ trêng cña cuén c¶m b»ng ba lÇn n¨ng lîng ®iÖn trêng trong tô ®iÖn.. b..[r]
Trang 1Tài liệu ôn thi đại học Vũ Đình Tiến THPT Kẻ Sặt ĐT 0320 779 838, 0902 114 105
bài toán về mạch dao động điện từ Bài 1: Mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C=8nF và ống dây có hệ số tự cảm L=2mH Mạch dao động có hiệu điện thế cực đại
giữa 2 bản tụ điện là U0=6V Cho rằng vào thời điểm t=0 điện tích trên tụ đạt giá trị cực đại
a Viết biểu thức: điện tích trên tụ, cờng độ dòng điện qua ống dây, hiệu điện thế giữa 2 bản cực tụ điện
b Tính năng lợng điện trờng và năng lợng từ trờng ở thời điểm hiệu điện thế của tụ điện là uC=2V
c Xác định hiệu điện thế giữa 2 bản tụ điện và dòng điện trong cuộn cảm khi năng lợng điện trờng bằng năng lợng từ trờng
Bài 2: Trong một mạch dao động LC lí tởng, tụ điện có điện dung C=25C và cuộn cảm có độ tự cảm L=4.10-3H, hiệu điện thế hai đầu
tụ điện có biểu thức u=8cos(105t+0,5) (V)
a Xác định biểu thức điện tích của tụ điện
b Xác định biểu thức dòng điện trong cuộn cảm
c Xác định biểu thức năng lợng điện trờng trong tụ điện
d Xác định biểu thức năng lợng từ trờng trong cuộn cảm
Bài 3: Trong một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung của tụ là C=0,5F, điện tích của tụ có biểu thức q=2,5cos2.103t (C)
a Viết biểu thức cờng độ dòng điện trong mạch
b Tính năng lợng điện từ và tần số dao động của mạch và độ tự cảm của cuộn dây
Bài 4: Một mạch dao động gồm một tụ điện C=2F và một cuộn cảm L=10H Giả sử ở thời điểm ban đầu cờng độ dòng điện cực đại
và bằng 40mA Tìm biểu thức của cờng độ dòng điện, của điện tích trên bản tụ và hiệu điện thế giữa 2 bản tụ
Bài 5: Mạch dao động điện từ có cuộn cảm với độ tự cảm L=2mH Tại thời điểm t điện tích trên tụ có dạng q=12cos(
6
10
5 t+2
) nC
a Xác định điện dung, hiệu điện thế cực đại của tụ
b Xác định cờng độ dòng điện cực đại chạy qua cuộn cảm
c Tính cờng độ dòng điện qua cuộn cảm lúc hiệu điện thế ở 2 bản tụ là u=4V
Bài 6: Cho một mạch dao động điện từ gồm tụ điện có điện dung C=2,5 F có hiệu điện thế cực đại trên tụ là 6V và cuộn thuần cảm
có độ tự cảm L=5nH
a Xác định tần số dao động điện từ trong mạch
b Tính năng lợng của mạch dao động
c Tìm năng lợng điện trờng và năng lợng từ trờng khi hiệu điện thế trên tụ là 4V Tìm cờng độ dòng điện khi đó
Bài 7: Trong một mạch dao động điện từ gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L=50H và tụ điện có điện dung C=5 F, tại một thời điểm
t dòng điện trong mạch có giá trị i=4 5 mA, hiệu điện thế hai đầu tụ điện có giá trị là u=2 5 V Xác định tần số của điện trờng và năng lợng dao động điện từ của mạch
Bài 8: Cho một mạch dao động điện từ gồm 1 tụ điện C và 1 cuộn cảm L Bỏ qua điện trở thuần của mạch.
1 Thiết lập phơng trình dao động điện từ điều hoà trong mạch
2 Cho điện tích lớn nhất tụ điện là Q0=2.10C, điện dung C= F, độ tự cảm L=0,9mH
a Xác định tần số dao động riêng của mạch
b Tính năng lợng của mạch dao động đó
Bài 9: Cờng độ dòng điện tức thời trong một mạch dao động LC lý tởng là i=0,08cos2000t(A) Cuộn dây có độ tự cảm là L=50mH.
Hãy tính điện dung của tụ điện Xác định hiệu điện thế giữa 2 bản tụ điện tại thời điểm c ờng độ dòng điện tức thời trong mạch bằng giá trị cờng độ dòng điện hiệu dụng
Bài 10: Một khung dao động chỉ có độ tự cảm L=2H và tụ C=1F.
1 Biết cờng độ dòng điện cực đại trong khung là I0=0,1A Tính hiệu điện thế cực đại U0 và hiệu điện thế tức thời uC giữa 2 bản tụ lúc i=0,1A
2 Tính cờng độ dòng điện tức thời khi điện tích trên các bản tụ là q=12.10-5C
Bài 11: Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C=3nF, ống dây có L=1mH Biết hiệu điện thế lớn nhất giữa 2 bản tụ điện là U0=5V
a Tính biên độ cờng độ dòng điện qua ống dây
b cờng độ dòng điện qua ống dây là bao nhiêu khi Wđ=2Wt
c Giả sử mạch dao động điện từ có điện trở R=10-4, để duy trì dao động của mạch với hiệu điện thế U0=5V cần phải nạp cho mạch
1 công suất là bao nhiêu?
Bài 12: Một mạch dao động gồm cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm L=1.10-4H và một tụ điện có đện dung C=8nF
a Tìm tần số dao động riêng của mạch
b Vì cuộn dây có điện trở thuần R, nên để duy trì hiệu điện thế cực đại U0=5V cần phải cung cấp cho mạch một công suất P=6mW Tìm R
Bài 13: Một mạch dao động điện từ khi dùng cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C1 thì tần số của mạch là
f1=30kHz Khi dùng cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C2 thì tần số của mạch là f2=40kHz Xác định tần số của mạch khi:
a Dùng cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và bộ tụ điện gồm tụ điện có điện dung C1 nối tiếp với tụ điện có điện dung C2
b Dùng cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và bộ tụ điện gồm tụ điện có điện dung C1 nối song song với tụ điện có điện dung C2
Bài 14: Cho mạch dao động điện từ gồm 1 cuộn dây thuần cảm L và 1 tụ điện C.
1 Thay tụ điện C bằng 2 tụ điện C1và C2 (C1>C2) Nếu C1 nối tiếp C2 rồi mắc với cuộn cảm thì tần số dao động của mạch là
f1=12MHz Nếu C1 mắc song song C2 rồi mắc với cuộn cảm thì tần số dao động của mạch là f2=6MHz Tính tần số dao động của mạch khi chỉ dùng riêng từng tụ điện C1 hoặc C2 với cuộn cảm L
2 Cho L=24H, C=8F, năng lợng của mạch là W=10-7J Viết biểu thức vủa cờng độ dòng điện trong mạch và bỉểu thức hiệu điện thế giữa 2 bản tụ Biết rằng tại thời điểm ban đầu cờng độ dòng điện trong mạch có giá trị cực đại
Bài 15: 1 Trong mạch dao động LC lý tởng, điện tích dao động theo phơng trình q=Q0cost
1 Viết biểu thức năng lợng điện trờng trong tụ điện và năng lợng từ trờng trong cuộn cảm Vẽ đồ thị sự phụ thuộc thời gian của các năng lợng ấy
2 Trong mạch dao động (HV) bộ tụ điện gồm 2 tụ điện giống nhau mắc nối tiếp, mạch đợc cấp một năng lợng W0=10-6J từ một nguồn
điện một chiều có suất điện động E=4V Cứ sau những khoảng thời gian nh nhau T1=10-6s thì năng lợng trong tụ điện và trong cuộn cảm lại bằng nhau
a Xác định cờng độ dòng điện cực đại trong cuộn dây
b Ngời ta bỏ một tụ điện đi (bằng cách chập hai đầu của một tụ bằng một khoá điện) đúng vào lúc c ờng độ dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại Tính lại hiệu điện thế cực đại trên cuộn dây
Bài 16: Một mạch dao động điện từ gồm tụ điện có điện dung C=14F ban đầu đợc nạp đầy điện đến điện tích Q0 rồi nối với cuộn cảm
có độ tự cảm L=144H
a Tính khoảng thời gian ngắn nhất kể từ khi nối tụ điện với cuộn cảm đến khi năng lợng từ trờng của cuộn cảm bằng ba lần năng lợng
điện trờng trong tụ điện
b Xác định khoảng thời gian từ lúc nối tụ điện đến khi năng lợng từ trờng trong cuộn cảm cực đại lần đầu tiên
c Xác định điện tích của tụ vào những thời điểm năng lợng điện trờng bằng năng lợng từ trờng
các bài toán về sự phát và thu sóng điện từ
Bài 1: Cho các sóng vô tuyến có tần số f1=300kHz, f2=3MHz, f3=30000MHz Tính các bớc sóng tơng ứng và cho biết mỗi sóng đó thuộc loại sóng nào?
Chuyên đề: dao động điện từ sóng điện từ 11/9/2009 Trang 1
Trang 2Tài liệu ôn thi đại học Vũ Đình Tiến THPT Kẻ Sặt ĐT 0320 779 838, 0902 114 105
Bài 2: Cho mạch dao động điện từ LC lý tởng đang dao động tự do, độ tự cảm L=1mH Ngời ta đo đợc hiệu điện thế cực đại giữa 2
bản tụ là 10V Và cờng độ dòng điện cực đại trong mạch là 1 mA Tìm bớc sóng của sóng điện từ mà mạch này cộng hởng
Bài 3: Mạch chọn sóng của một máy thu hình gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L=14H và một tụ điện có điện dung biển đổi đợc
từ 10pF đến 51pF, lấy 2=10 Xác định dải tần số của sóng điện từ mà máy này thu đợc
Bài 4: Mạch chọn sóng của một máy thu thanh gồm 1 cuộn dây có độ tự cảm L=10-6H, tụ điện có điện dung C=10-10F, điện trở thuần R=0 Xác định tổng năng lợng điện từ trong mạch, biết rằng hiệu điện thế cực đại giữa 2 đầu tụ điện là 120mV Để máy thu thanh chỉ
có thể thu đợc các sóng điện từ có bớc sóng từ 57m (coi bằng 18m) đến 753m (coi bằng 240m), ngời ta thay tụ điện trong mạch trên bằng một tụ điện có điện dung biến thiên Hỏi tụ điện này phải có điện dung trong khoảng nào? Cho c=3.108m/s
Bài 5: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến gồm một tụ điện C0=20pF và cuộn cảm L=8H
a Mạch trên có thể bắt đợc sóng có bớc sóng 0 bằng bao nhiêu? Sóng đó thuộc dải sóng vô tuyến nào? Tính tần số f0 tơng ứng
b Để bắt đợc dải sóng ngắn (10m đến 50m) cần ghép thêm 1 tụ xoay Cx nh thế nào? Và điện dung của Cx biến thiên trong khoảng nào?
Bài 6: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến gồm một ống dây L=12H, một tụ xoay gồm một lá cố định và một lá chuyển
động, lá tụ có dạng nửa hình tròn Điện dung của tụ tăng tỷ lệ bậc nhất với góc quay Khi lá chuyển động tăng từ 00 đến 1800 thì điện dung của tụ tăng từ 10pF đến 510pF
a Tính dải sóng mà mạch có thể thu đợc
b Giả sử mạch thu đợc sóng điện từ có bớc sóng =25m thì lá chuyển động phải xoay 1 góc bao nhiêu kể từ vị trí ban đầu
Bài 7: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm 1cuộn dây có độ tự cảm L và 1 tụ điện cố định C0 mắc song song với tụ xoay Cx Tụ xoay có điện dung biến thiên từ C1=10pF đến C2=250pF khi góc xoay biến thiên từ 00 đến 1200 Nhờ vậy mạch thu đợc sóng điện từ có bớc sóng trong dải từ 1=10m đến 2=30m Cho biết điện dung của tụ điện là hàm bậc nhất của góc xoay
a Tính L và C0
b Để mạch thu đợc sóng có bớc sóng 0=20m thì góc xoay của tụ bằng bao nhiêu? Cho c=108m/s
Bài 8: Mạch phát sóng gồm một cuộn cảm L=4H và tụ C=2nF.
a Tìm bớc sóng mà mạch phát ra
b Để máy phát ra sóng điện từ có bớc sóng 5,65m65,5m phải mắc thêm tụ xoay Cx nh thế nào với tụ C và tụ Cx phải có giá trị trong khoảng nào?
Bài 9: Một mạch dao động điện từ khi dùng cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C1 thì mạch thu đợc sóng điện từ
có bớc sóng 1=10m Khi dùng cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C2 thì mạch thu đợc sóng điện từ có bớc sóng
2=7m Xác định bớc sóng của sóng điện từ mà mạch thu đợc khi:
a Dùng cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và bộ tụ điện gồm tụ điện có điện dung C1 nối tiếp với tụ điện có điện dung C2
b Dùng cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và bộ tụ điện gồm tụ điện có điện dung C1 nối song song với tụ điện có điện dung C2
Bài 10: Khung dao động gồm cuộn dây L và tụ C thực hiện dao động điện từ tự do Điện tích cực đại trên tụ điện là Q0=12.10-6C và c-ờng độ dòng điện cực đại trong khung là I0=10A
a Tính bớc sóng của dao động điện từ trong mạch
b Nếu thay tụ C bằng tụ C’ thì bớc sóng của khung tăng 5 lần Hỏi bớc sóng của khung là bao nhiêu nếu mắc C’ và C song song, C’
và C nối tiếp
Bài 11: a Mạch dao động LC lý tởng có cuộn cảm với độ tự cảm L biến thiên từ 1H đến 1,5H, tụ điện có điện dung biến thiên từ
25pF đến 600 pF Hỏi mạch có thể thu đợc sóng điện từ có bớc sóng (tần số ) trong khoảng nào?
b Một mạch thu sóng gồm tụ điện có điện dung C biến thiên đợc từ 20pF đến 500pF Muốn mạch này thu đợc sóng điện từ có bớc sóng từ10m đến 3000m thì độ tự cảm L của cuộn dây phải biến thiên đợc trong khoảng nào?
Bài 12: Một mạch dao động LC gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L và một tụ điện có điện dung C biến thiên đ ợc từ C1=300pF đến
C2=1500pF Để mạch thu đợc sóng điện từ có bớc sóng nằm trong dải từ 1=14m đến 2=34m thì độ tự cảm L phải có giá trị trong khoảng nào?
Chuyên đề: dao động điện từ sóng điện từ 11/9/2009 Trang 2