kết nạp đoàn viên mới

Khi ñiện tích và cường ñộ dòng ñiện trong mạch LC biến thiên ñiều hòa theo thời gian thì cường ñộ ñiện trường và cảm ứng từ của từ trường do nó gây ra cũng biến thiên ñiều hòa theo thờ[r]

Trang 1

Bài tập vật lắ 12 chương IV: Dao ựộng ựiện từ Năm học 2009 Ờ 2010

Giáo viên: Ngô Tắch - Trường THPT Phan Châu Trinh đà Nẵng Trang 1/28

CHƯƠNG: DAO đỘNG đIỆN TỪ - SÓNG đIỆN TỪ

PHẦN A: TÓM TẮT GIÁO KHOA Bài 16: DAO đỘNG đIỆN TỪ

1 Dao ựộng ựiện từ trong mạch LC

ỚỚỚỚ Khái niệm: Mạch dao ựộng là mạch kắn gồm có một tụ ựiện và một cuộn

dây cảm thuần nối lại với nhau điện trở thuần của mạch bỏ qua

Ớ Thắ nghiệm về mạch dao ựộng

Xét mạch dao ựộng ở hình 16.1: Khi k ở chốt a tụ

ựiện ựược tắch ựiện ựến ựiện tắch cực ựại Q0, sau ựó

chuyển sang chốt b thì tụ ựiện phóng ựiện qua cuộn

cảm thuần Nối hai ựầu cuộn dây vào dao ựộng kắ

ựiện tử và quan sát màn hình dao ựộng kắ ta thấy dòng

ựiện trong mạch biến thiên theo thời gian với quy luật

hình sin ( ựiều hòa ) theo thời gian

Ớ Giải thắch

Khi khóa chuyển sang chốt b thì tụ ựiện bắt ựầu phóng ựiện qua cuộn cảm,

ban ựầu dòng ựiện này tăng và gây ra hiện tượng tự cảm làm xuất hiện suất

dt Suất ựiện ựộng này làm chậm sự phóng ựiện của tụ ựiện Khi tụ phóng hết ựiện thì dòng ựiện trong

mạch vẫn ựược duy trì nhờ suất ựiện ựộng tự cảm trong cuộn dây, dòng ựiện

này tắch ựiện cho tụ theo chiều nguợc lại (h3, 4)

Khi dòng ựiện này triệt tiêu thì tụ ựiện ựược tắch ựiện ựến giá trị cực ựại Q0

nhưng dấu ựiện trên các bản tụ ngược lại (h 5) Quá trình phóng ựiện của tụ

lại xảy ra theo chiều ngược lại ( Hình 6,7,8,9)

P

R

Hình 16.1

+ + −−

+ Q 0

i = 0

+ −

+q

+

−

− q

+ +

−

- Q 0

i = 0

+

−

− q

i

q = 0

i max

+ −

− q

i

+ + −−

+ Q0

i = 0

q = 0

i max

Chu kì mớiẦ

i

q

O

t

Q0

- Q0

I0

- I0

xmax

v = 0

xmax

v = 0

x = 0 vmax

x = 0 -vmax

xmax

v = 0

Chu kì mớiẦ

Hình 16.2

Vậy : Do quá trình tắch, phóng ựiện của tụ ựiện và hiện tượng tự cảm xảy ra

trong cuộn cảm thuần mà kể từ thời ựiểm khóa k chuyển qua chốt b thì ựiện tắch trên các bản tụ và dòng ựiện trong mạch dao ựộng theo thời gian

2 Giải thắch ựịnh lượng

Chọn chiều dương cho dòng ựiện trong mạch như hình

vẽ Ta khảo sát sự biến thiên ựiện tắch theo thời gian của bản trên ( bản nối với A) của tụ ựiện và cường ựộ dòng ựiện qua mạch

Ta có: uAB = e Ờ ir = e = - Ldi

dt ( do r = 0 )

Vì i = dq

dt và q = cuAB nên

q

C = Lq′′

(+)

+q -q

+

−

A

B

Hình 16.3

Trang 2

Bài tập vật lí 12 chương IV: Dao ñộng ñiện từ Năm học 2009 – 2010

hay q′′ + q = 0

LC ðặt

1

ω =

LC suy ra: q′′+ ω2

q = 0

Nghiệm: q = q0cos(ωt + ϕ) từ ñó suy ra

• phương trình cường ñộ dòng ñiện:

i = q′ = - ωq0sin(ωt + ϕ) = ωq0cos(ωt + ϕ+π

2)

i = I0cos(ωt + ϕ+π

2) với I0 = ωq0

• phương trình hiệu ñiện thế:

uAB = q q0

= cos(ωt + )

C C ϕ = U0cos(ωt + ϕ) với U0 = q0

C

Kết luận: Trong mạch LC lí tưởng ñiện tích trên mỗi bản tụ, hiệu ñiện thế

giữa hai bản tụ ñiện và cường ñộ dòng ñiện qua mạch biến thiên ñiều hòa theo

thời gian cùng tần số nhưng hiệu ñiện thế và ñiện tích ñều chậm pha hơn

2 Khi ñiện tích và cường ñộ dòng ñiện trong mạch LC biến thiên ñiều hòa theo

thời gian thì cường ñộ ñiện trường và cảm ứng từ của từ trường do nó gây ra

cũng biến thiên ñiều hòa theo thời gian với cùng tần số cường ñộ dòng ñiện

trong mạch, do ñó dao ñộng trong mạch gọi là dao ñộng ñiện từ Trong dao

ñộng này nếu không chịu tác ñộng của ñiện từ trường bên ngoài thì dao ñộng

trên ñược gọi là dao ñộng ñiện từ tự do và có các ñại lượng ñặc trưng riêng là:

Tần số góc riêng: ω = 1

LC Chu kì riêng: T = 2π LC Tần số riêng: f 1

2 LC

=

3 Năng lượng ñiện từ trong mạch dao ñộng

Nếu bỏ qua sự mất mát năng lượng trong mạch dao ñộng thì tại mỗi thời ñiểm t

năng lượng ñiện trường WC tập trung bên trong tụ ñiện và nặng lượng từ trường

WL tập trung bên trong cuộn cảm thuần

0 q

2 = 2C= 2C ω + ϕ = ω + ϕ với

2 0 0

q W 2C

=

q

Năng lượng ñiện từ: W = WC + WL = 2( ) 2( )

W cos ω + ϕ +t W cos ω + ϕ =t W

Vậy: Nếu bỏ qua sự mất mát năng lượng trong mạch LC thì khi năng lượng

cùng biên ñộ và tần số ( bằng hai lần tần số ñiện tích trên mỗi bản tụ ) Tại mỗi thời ñiểm khi năng lượng từ trường tăng thì năng lượng ñiện trường giảm và ngược lại, nhưng năng lượng tổng cộng tức là năng lượng ñiện từ ñược bảo toàn:

2

2 0

4 Dao ñộng tắt dần

Trong thực tế khi mạch LC thực hiện dao ñộng ñiện từ tự do thì luôn có sự tiêu hao năng lượng, ví dụ do hiệu ứng Jun-Lenxơ mà làm cho năng toàn phần của mạch giảm dần theo thời gian, dẫn ñến các biên ñộ dao ñộng như ñiện tích, hiệu ñiện thế và cường ñộ dòng ñiện giảm dần theo thời gian ðiện trở thuần của mạch càng lớn thì sự tắt dần xảy ra càng nhanh

5 Dao ñộng duy trì

• Muốn có dao ñộng ñiện từ tự do không tắt dần ta có thể duy trì bằng cách cung cấp thêm năng lượng cho mạch ñể bù vào phần năng lượng mà mạch tiêu hao trong mỗi chu kì

• Một mạch dao ñộng duy trì ñơn giản ñược minh họa ở hình 16.4 ( hay gọi là máy phát dao

ñộng ñiều hòa dùng tranzito) Dao ñộng của

mạch LC thông qua biến thế B dùng ñể ñiều khiển việc ñóng mở tranzito sao cho dòng ñiện

từ pin P bổ sung năng lượng cho mạch LC

ñúng bằng năng lượng mà nó tiêu hao trong

mỗi chu kì Dao ñộng của mạch ñược duy trì

ổn ñịnh với biên ñộ không ñổi và có tần số

C L

B

C1

R T

6 V

P Hình 16.4

Trang 3

6 Dao ựộng ựiện từ cưỡng bức Sự cộng hưởng

a Dao ựộng ựiện từ cưỡng bức

Xét mạch dao ựộng LC có tần số góc dao ựộng riêng

ω0 Mạch ựược nối với nguồn ngoài có hiệu ựiện thế

biến ựổi ựiều hòa theo thời gian u = U0cos(ωt) ( Hình

16.5) Dòng ựiện trong mạch biến thiên với tần số bằng

tần số ω của nguồn ngoài Dao ựộng ựiện từ của mạch

LC trong trường hợp này gọi là dao ựộng cưỡng bức

b Sự cộng hưởng

Giữ nguyên biên ựộ U0 của nguồn ngoài, thay

ựộ dòng ựiện trong mạch LC cũng thay ựổi

Khi ω = ω0 thì biên biên ựộ cường ựộ dòng

ựiện trong mạch LC ựạt giá trị cực ựại, giá trị

cực ựại này càng lớn khi ựiện trở R trong mạch

càng nhỏ và ngược lại Hiện tượng này gọi là

hiện tượng cộng hưởng ( Hình 16.6) Hiện

tượng cộng hưởng ựược ứng dụng trong các

mạch lọc, mạch tách sóng, mạch khuếch ựạiẦ

Bài 17: đIỆN TỪ TRƯỜNG

1 Từ trường biến thiên

Trong vùng không gian có một từ trường biến thiên theo thời gian thì trong

vùng ựó xuất hiện một ựiện trường xoáy điện trường xoáy là ựiện trường mà

ựường sức ựiện của nó kắn và bao quanh ựường sức từ

Từ trường biến thiên càng nhanh thì ựiện trường xoáy xuất hiện càng mạnh

2 điện trường biến thiên

Trong vùng không gian có một ựiện trường biến thiên theo thời gian thì trong

vùng ựó xuất hiện một từ trường xoáy Từ trường xoáy là từ trường mà ựường

sức từ của nó kắn và bao quanh ựường sức ựiện

điện trường biến thiên càng nhanh thì từ trường xoáy xuất hiện càng mạnh

∼

R

L

C

Hình 16.5

I

Hình 16.6

E

biến thiên

B

biến thiên

Hình 17.1

3 điện từ trường

Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường ựều sinh ra trong không gian xung quanh một ựiện trường xoáy biến thiên theo thời gian, và ngược lại, mỗi biến thiên theo thời gian của ựiện trường cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian xung quanh

Vậy: điện trường biến thiên và từ trường biến thiên không tồn tại ựộc lập nhau

mà chúng có thể chuyển hóa qua lại với nhau tạo thành một trường duy nhất gọi là ựiện từ trường

Bài 18: SÓNG đIỆN TỪ

1 Sóng ựiện từ là gì?

Giả sử tại một ựiểm O có một ựiện trường E1

biến thiên, theo Mắc-xoen thì tại các ựiểm lân cận O xuất hiện từ trường 1

B

biến thiên Từ trường biến thiên B1

lại làm xuất hiện ựiện trường E2

biến thiên ở các ựiểm lân cận Quá trình này cứ lặp ựi lặp lại và hình thành một ựiện từ trường lan truyền ngày càng xa ựiểm O gọi là sóng ựiện từ ( Hình 18.1)

2 đặc ựiểm và tắnh chất của sóng ựiện từ

Ớ Sóng ựiện từ lan truyền trong chân không với tốc ựộ xấp xỉ 3.108 m/s

1

B

O

1

E

biến thiên

2

E

2

B

Hình 18.1

Trang 4

• Sóng ñiện từ là sóng

ngang Trong quá trình

lan truyền sóng, các

vectơ cường ñộ ñiện

trường E

và vectơ cảm

ứng từ B

luôn vuông

góc nhau và vuông góc

với phương truyền sóng Ox

Cả vectơ E

và B

ñiều biến thiên tuần hoàn trong không gian và thời gian, và luôn cùng pha ( Hình 18.2)

• Trong chân không sóng ñiện từ có bước sóng là λ = c.T = c

f Với

c = 3.108 m/s là tốc ñộ truyền sóng ñiện từ trong chân không

• Sóng ñiện từ truyền ñược trong chân không

• Sóng ñiện từ có các tính chất như: tuân theo các ñịnh luật truyền thẳng, khúc

xạ, phản xạ, giao thoa, nhiễu xạ Sóng ñiện từ mang năng lượng

• Các nguồn phát ra sóng ñiện từ bao gồm bất kể vật gì tạo ra ñược từ trường

hoặc ñiện trường biến thiên: như tia lửa ñiện, cầu dao khi ñóng ngắt mạch ñiện,

hồ quang ñiện…

Bài 19: TRUYỀN THÔNG BẰNG SÓNG ðIỆN TỪ

1 Mạch dao ñộng hở

• Trong mạch dao ñộng kín LC ñiện trường chủ yếu tập trung bên trong tụ

ñiện, còn từ trường chủ yếu tập trung bên trong cuộn dây cho nên mạch hầu

như không bức xạ ñược sóng ñiện từ

• Nếu ta tách các bản cực của tụ ñiện xa nhau và lệch ñi, ñồng thời tách các

vòng dây trong cuộn cảm xa nhau thì vùng không gian có ñiện từ trường biến

thiên mở rộng dần ra khi ñó mạch dao ñộng trở thành mạch dao ñộng hở

Trong mạch dao ñộng hở ñiện từ trường lan truyền ra không gian tạo thành

sóng ñiện từ ( Hình 19.1)

x

y

z

O

E

B

Hình 18.2

Mạch dao

ñộng kín Mạch dao ñộng hở

Anten

Hình 19.1

• Anten là một mạch dao ñộng hở Anten có nhiều dạng khác nhau tùy theo tần

số sóng và nhu cầu sử dụng

2 Nguyên tắc truyền thông bằng sóng ñiện từ

• Ở máy phát âm thanh cần truyền ñi âm thanh hay hình ảnh ñược biến thành dao ñộng ñiện có tần số thấp nhờ các thiết bị thích hợp gọi là tín hiệu âm tần hay thị tần

• Dùng sóng ñiện từ tần số cao ( cao tần ) mang tín hiệu âm tần ñi xa qua anten phát

• Dùng máy thu với anten thu ñể chọn và thu một sóng ñiện từ cao tần

• Tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần rồi dùng loa ñể nghe âm thanh ñã truyền tới hoặc dùng màn hình ñể xem hình ảnh truyền tới

Ống

nói

Biến

ñiệu

Khuếch ñại

Loa

Hình 19.2

Sơ ñồ khối của hệ thống phát thanh và thu thanh dùng sóng ñiện từ

3 Sự lan truyền sóng ñiện từ quanh Trái ðất

Tầng ñiện li là lớp khí quyển ở ñộ cao từ 80 km ñến 800 km tính từ mặt ñất, tại

ñây không khí bị ion hóa rất mạnh dưới tác dụng của tia tử ngoại từ Mặt Trời

Tầng ñiện li này ảnh hưởng mạnh ñến sự lan truyền sóng ñiện từ quanh Trái

ðất Người ta phân chia sóng ñiện từ ra làm các loại như sau

Tên sóng Bước sóng λλλλ (m)

Sóng dài trên 3 000 m Sóng trung 3 000 ñến 200 m

Sóng ngắn 200 m ñến 10 m

Trang 5

Ớ Ngắn 1: 200 m ựến 50 m

Ớ Ngắn 2: 50 m ựến 10 m

Sóng cực ngắn 10 m ựến 0,01 m

Các sóng dài, trung, ngắn ựều phản xạ ựược ở

tầng ựiện li, riêng sóng ngắn thì phản xạ mạnh ở

tầng ựiện li và mặt ựất nên nó truyền ựi rất xa

xung quanh Trái đất

Sóng cực ngắn truyền thẳng qua tầng ựiện li mà

không bị phản xạ Trên mặt ựất sóng cực ngắn

chỉ truyền thẳng từ ựài phát ựến ựài thu nên

sóng này dùng ựể thông tin với cự li vài chục

km kể từ ựài phát Muốn thông tin ựi xa trên

mặt ựất người ta dùng vệ tinh nhân tạo ựể thu

sóng này rồi phát về lại Trái đất ( Hình 19.3)

PHẦN B: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN CHƯƠNG DAO đỘNG VÀ

SÓNG đIỆN TỪ

1 Dao ựộng ựiện từ

Ớ điện tắch tức thời: q = q 0 cos(ωt + ϕϕϕϕ)

Ớ Hiệu ựiện thế tức thời:

0

q q

u = = cos(ωt + ) = U cos(ωt + )

Ớ Dòng ựiện tức thời i = q' = -ωq 0 sin(ωt + ϕϕϕϕ) = I 0 cos(ωt + ϕϕϕϕ + π

2 )

Ớ Cảm ứng từ: 0 ϕϕϕϕ

π

B = B cos(ωt + + )

2

Trong ựó: ω = 1

LC là tần số góc riêng

T = 2π LC là chu kì dao ựộng riêng

(1) (2)

1: Sóng ngắn 2: Sóng ngắn

cực ngắn Hình 19.3

f = 1

2π LC là tần số dao ựộng riêng

0

q

I = ωq =

LC

0 0

U = = = ωLI = I

Ớ Năng lượng ựiện trường:

2 2

C

ϕϕϕϕ

2 2 0 C

q

W = cos (ωt + )

Ớ Năng lượng từ trường: 2 2 0 2 ϕϕϕϕ

L

q 1

W = Li = sin (ωt + )

Ớ Năng lượng ựiện từ: W = W + W C L

2

q

W = CU = q U = = LI

Chú ý:

+ Mạch dao ựộng có tần số góc ω, tần số f và chu kì T thì WC và WL biến thiên với tần số góc 2ω, tần số 2f và chu kì T/2

+ Mạch dao ựộng có ựiện trở thuần R ≠ 0 thì dao ựộng sẽ tắt dần để duy trì dao ựộng cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất:

2 ω C U 0 U RC 0

+ Khi tụ phóng ựiện thì q và u giảm và ngược lại + Quy ước: q > 0 ứng với bản tụ ta xét tắch ựiện dương thì i > 0 ứng với dòng

ựiện chạy ựến bản tụ mà ta xét

2 Sự tương tự giữa dao ựộng ựiện và dao ựộng cơ

đại lượng

cơ

đại lượng ựiện

Dao ựộng cơ Dao ựộng ựiện

x = 0 q'' + ω2

q = 0

m

LC

Trang 6

m L x = Acos(ωt + ϕ) q = q0cos(ωt + ϕ)

C v = x' = -ωAsin(ωt + ϕ) i = q' = -ωq0sin(ωt + ϕ)

2

A = x +

ω

 

 

 

2

0

i

q =q +

ω

 

 

 

1

2mv2 Wt = 1

2Li2

(WL) Wt =

1

2

q 2C

3 Sóng ñiện từ

Tốc ñộ lan truyền sóng ñiện từ trong chân không v = c = 3.108 m/s Máy phát

hoặc máy thu sóng ñiện từ sử dụng mạch dao ñộng LC thì tần số sóng ñiện từ

phát ra hoặc thu ñược bằng tần số riêng của mạch, bước sóng tương ứng của

sóng ñiện từ:

v

λ = = 2πv LC

Lưu ý: Mạch dao ñộng có L biến ñổi từ Lmin ñến Lmax và C biến ñổi từ Cmin ñến

Cmax thì bước sóng λ của sóng ñiện từ phát (hoặc thu)

λmin tương ứng với Lmin và Cmin

λmax tương ứng với Lmax và Cmax

4 Các công thức vật lí 11 liên quan

4.1 Ghép các tụ ñiện

Ghép song song: C = C1 + C2 + C3

Ghép nối tiếp: 1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

4πkd với k = 9.10

9 (Nm2/C2)

4.2 Bước sóng mà máy thu thanh dùng sóng ñiện từ chọn ñược ( hoặc máy

phát sóng ñiện từ phát ra) ñược xác ñịnh bởi công thức: λ = 2πv LC , trong ñó

v = 3.108 m/s

4.3 Khi giải toán thường ta xem ñiện dung của

tụ ñiện xoay là hàm số bậc nhất của tọa ñộ góc α:

C = aαααα + b, trong ñó α là li ñộ góc, a, b là các hằng số

PHẦN C: BÀI TẬP THEO CHỦ ðỀ Chủ ñề 01: MẠCH DAO ðỘNG – DAO ðỘNG ðIỆN TỪ Câu 1.01: Một mạch dao ñộng gồm cuộn cảm thuần có ñộ tự cảm 10 µH, ñiện trở

không ñáng kể và tụ ñiện có ñiện dung 12000 pF, hiệu ñiện thế cực ñại giữa hai bản tụ ñiện là 6 V Cường ñộ dòng ñiện cực ñại chạy trong mạch là

A 20,8.10-2 A B 122,5 A C.14,7.10-2 A D 173,2 A

Câu 1.02: Khi mắc tụ ñiện có ñiện dung C1 với cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L

thì tần số dao ñộng riêng của mạch là 6 kHz, còn khi mắc tụ ñiện có ñiện dung C2 với cuộn cảm thuần thì tần số dao ñộng riêng của mạch là 8 kHz Khi mắc hai tụ C1 và C2 song song với nhau rối nối với cuộn cảm thuần trên thì tần số dao ñộng riêng của mạch là

A 7,0 kHz B 14,0 kHz C 10,0 kHz D 4,8 kHz

Câu 1.03: Khi có dao ñộng ñiện từ trong mạch LC lý tưởng Gọi U0 là hiệu ñiện

thế cực ñại trên hai bản tụ và I0 là cường ñộ dòng ñiện cực ñại Hệ thức liên lạc giữa U0 và I0 là

A U0 = I0 LC B I0 = U0 C

L C.U0 = I0

C

L D I0 = U0 LC

Câu 1.04: Khi có dao ñộng ñiện từ trong một mạch dao ñộng LC thì giá trị cực

ñại của hiệu ñiện thế trên hai bản tụ và cường ñộ dòng ñiện cực ñại qua mạch lần

lượt là Uo và Io Tại một thời ñiểm nào ñó cường ñộ dòng ñiện qua mạch có giá trị 0,5I0 thì ñộ lớn hiệu ñiện thế trên hai bản tụ ñiện là

A 0,50U0 B 0,75U0 C 0,87U0 D 0,25U0.

Câu 1.05: Phát biểu nào sau ñây là sai về sự tương tự giữa dao ñộng ñiện từ và

giao ñộng của con lắc lò xo?

A Hệ số tự cảm tương tự như khối lượng m

Hình 19.4

Trang 7

B điện dung C tương tự như ựộ cứng k

C Cường ựộ dòng ựiện i tương tự như vận tốc v

D điện tắch trên tụ q tương ứng như li ựộ x

Câu 1.06: Trong mạch dao ựộng LC lắ tưởng, cứ sau những khoảng thời gian

bằng nhau bằng T thì năng lượng ựiện trường lại bằng năng lượng từ trường Chu

kì dao ựộng của mạch là

A 4T B 2T C T D T/2

Câu 1.07: Một mạch dao ựộng LC ựang thực hiện dao ựộng ựiện từ tự do, năng

lượng ựiện trường trong mạch biến thiên tuần hoàn với chu kì T Tỉ số giữa cường

ựộ dòng ựiện cực ựại qua mạch và ựiện tắch cực ựại trên mỗi bản tụ là

A 4π

T B

π

T C 2πT D 2π

T

Câu 1.08: Khi có dao ựộng ựiện từ trong mạch LC lý tưởng Tại thời ựiểm t nào

ựó hiệu ựiện thế trên hai bản là u, và cường ựộ dòng ựiện qua mạch là i U0, I0 là

các giá trị cực ựại hiệu ựiện thế trên hai bản tụ và cường ựộ dòng ựiện Hệ thức

liên lạc giữa u và i là

A i2 = C

L(U0

2

Ờ u2) B i2 = L

C(U0

2 Ờ u2)

C i2 = LC(I02 Ờ i2) D u2 = LC(U02 Ờ u2)

Câu 1.09: Mạch ựiện hình 4.14 dùng ựể kắch

thắch dao ựộng ựiện từ tự do cho các mạch dao

ựộng Các cuộn dây trong các mạch cảm thuần

có hệ số tự cảm L1, L2 với L1 < L2 Tần số dao

ựộng riêng của các mạch khi khoá k chuyển

sang chốt 1,2,3,4 theo thứ tự là f1, f2, f3, f4 Sự

sắp xếp tăng dần các tần số này là

A f2< f3 < f4< f1 B f2< f3 < f1< f4

C f1< f4 < f3< f2 D f3< f2 < f4< f1

Câu 1.10: Một mạch dao ựộng gồm một tụ ựiện có ựiện dung 36 pF, cuộn dây

cảm thuần có ựộ tự cảm 0,1 mH Tại thời ựiểm t = 0 cường ựộ dòng ựiện có giá trị

cực ựại 50 mA và ựang chạy theo chiều dương quy ước Biểu thức của cường ựộ

dòng ựiện trong mạch là

Hình 4.14

L 1 L 2

L 1

L 2

L 1

1 2 3 4

0

E

C

A 5.10-2cos(

6

108

t + 2

π

) (A) B 5.10-2cos(

6

108

t + π) (A)

C 5.10-3cos(

6

108

t + π) (A) D 5.10-2cos(

6

108

t ) (A)

Câu 1.11: Một mạch dao ựộng LC có tần số góc 10 000 rad/s điện tắch cực ựại

trên tụ ựiện là 10-9 C Khi dòng ựiện trong mạch là 6.10-6A thì ựiện tắch trên tụ

ựiện là:

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

Câu 1.12: Một mạch dao ựộng LC có tần số dao ựộng riêng là f Muốn tăng tần số

ựó lên gấp ựôi (bằng 2f) thì phải mắc thêm với tụ ựiện C một tụ ựiện C' như thế

nào?

A C' nối tiếp với C và C' = C B C' song song với C và C' = C

C C' nối tiếp với C và C' = C/2 D C' nối tiếp với C và C' = C/3 Câu 1.13: Một mạch dao ựộng LC lắ tưởng điện tắch trên một bản tụ biến thiên

theo phương trình q = Q0cos(7000t + π/3) (C), với t ựo bằng giây Thời ựiểm lần

ựầu tiên năng lượng ựiện trường trong tụ ựiện bằng năng lượng từ trường trong

cuộn dây là

A 149,6 ộs B 635,8 ộs C 112,2 ộs D 187,0 ộs

Câu 1.14: Chọn câu sai: Trong mạch dao ựộng, năng lượng ựiện trường

A biến thiên cùng tần số với ựiện tắch trên tụ ựiện

B có giá trị cực ựại bằng năng lượng ựiện từ

C có giá trị cực ựại khi cường ựộ dòng ựiện triệt tiêu

D tỉ lệ với bình phương ựiện tắch trên tụ ựiện

Câu 1.15: Một mạch dao ựộng gồm tụ ựiện có ựiện dung C và cuộn cảm thuần

Tần số dao ựộng trong mạch là f Khi C = C1 thì f = 30 kHz Khi C = C2 thì

f = 40 kHz Nếu C là C1 mắc nối tiếp C2 thì f sẽ là

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

Câu 1.16: điện tắch cực ựại và cường ựộ dòng ựiện cực ựại trong một mạch dao

A 500rad/s B 1000rad/s

C 2000rad/s D không thể xác ựịnh ựược

Trang 8

Câu 1.17: Trong mạch dao ñộng LC:

A Năng lượng ñiện trường không ñổi theo thời gian

B Năng lượng từ trường tỉ lệ với cường ñộ dòng ñiện trong mạch

C Năng lượng ñiện từ tỉ lệ với bình phương ñiện tích cực ñại trên tụ ñiện

D Năng lượng ñiện từ của hệ biến ñổi theo thời gian

Câu 1.18: Trong một mạch dao ñộng LC, giá trị cực ñại của ñiện tích và cường

ñộ dòng ñiện là Qo và Io Khi ñiện tích trên tụ ñiện là 0,5Qo thì giá trị của cường

ñộ dòng ñiện bằng bao nhiêu lần Io ?

C 0,87 lần D Không thể tính ñược

Câu 1.19: Sự hình thành dao ñộng ñiện từ tự do trong mạch dao ñộng là do

A hiện tượng cảm ứng ñiện từ

B hiện tượng tự cảm xảy ra bên trong cuộn dây kết hợp với sự phóng và tích ñiện

của tụ ñiện

C hiện tượng cộng hưởng ñiện

D hiện tượng cảm ứng ñiện từ và hiện tượng cộng hưởng

Câu 1.20: Một mạch dao ñộng lí tưởng có ñiện dung 5 µF và ñộ tự cảm 50 mH

Hiệu ñiện thế cực ñại trên tụ ñiện là 6 V Khi hiệu ñiện thế trên tụ ñiện là 4 V thì

năng lượng từ trường trong mạch sẽ là

A 10-5 J B 9.10-5 J C 4.10-5 J D 5.10-5 J

Câu 1.21: Mạch dao ñộng LC thực hiện dao ñộng ñiện từ tự do phương trình

cường ñộ tức thời của dòng ñiện trong mạch dao ñộng là i = 0,05cos2000t (A) Tụ

ñiện trong mạch có ñiện dung C = 5 µF ðộ tự cảm của cuộn cảm là

A 0,5 H B 100 H C 5.10-5 H D 0,05 H

Câu 1.22: Một mạch dao ñộng gồm cuộn cảm có ñộ tự cảm L và tụ ñiện có ñiện

dung C1 thì dao ñộng ñiện từ tự do trong mạch có tần số f1 = 50 Hz Thay tụ trên

bởi tụ có ñiện dung C2 thì tần số dao ñộng ñiện từ trong mạch là f2=120Hz Nếu

mắc nối tiếp hai tụ trên trong mạch thì tần số dao ñộng ñiện từ sẽ là

A 46,2Hz B 130Hz C 70 Hz D 35,3Hz

Câu 1.23: Một mạch dao ñộng có ñộ tự cảm của cuộn dây là 5 H Tại thời ñiểm

t = 0, dòng ñiện trong mạch có biên ñộ là 0,2 A Do mạch có ñiện trở hoạt ñộng,

Bài tập vật lí 12 chương IV: Dao ñộng ñiện từ Năm học 2009 – 2010 nên dao ñộng ñiện từ trong mạch là tắt dần Nhiệt lượng tỏa ra trong mạch dao

ñộng cho ñến khi dòng ñiện tắt hẳn bằng

A 0,01 J B 0,05 J C 0,2 J D 0,1 J

Câu 1.24: Một mạch dao ñộng lí tưởng gồm cuộn cảm có ñộ tự cảm 200 mH và

tụ ñiện có ñiện dung 10 µF Biết khi dòng ñiện qua cuộn dây là 10 mA thì hiệu

ñiện thế hai bản của tụ ñiện là 1 V ðiện tích cực ñại trên các bản cực của tụ ñiện

bằng

A 10-5C B 1,414.10-5C C 1,732.10-5C D 2.10-5C

Câu 1.25: Mạch dao ñộng LC thực hiện dao ñộng ñiện từ tắt dần chậm Sau mỗi

chu kì dao ñộng ñộ giảm tương ñối hiệu ñiện thế cực ñại trên hai bản tụ là n, ñộ giảm tương ñối năng lượng ñiện từ tương ứng bằng

A n(2 – n) B n2 C n(2 +n) D n2 + 2

Câu 1.26: Một mạch dao ñộng lí tưởng LC Gọi U0 là hiệu ñiện thế cực ñại trên

hai bản của tụ ñiện Khi năng lượng từ trường ở cuộn dây bằng năng lượng ñiện

trường ở tụ ñiện thì hiệu ñiện thế giữa hai bản của tụ bằng

A U0 B U0

0 U

2 D

0 U

3

Câu 1.27: Mạch dao ñộng LC lý tưởng gồm cuộn dây cảm thuần L và tụ ñiện có ñiện dung C biến ñổi ñược ðiều chỉnh tụ ñiện ñến giá trị C1 thì tần số dao ñộng riêng của

mạch là f1 Muốn tần số dao ñộng riêng của mạch tăng n lần thì cần ñiều chỉnh tụ C

ñến giá trị bằng

2

C

1 C

n D n

2 C1

Câu 1.28: Một mạch dao ñộng LC, gồm cuộn

dây cảm thuần có ñộ tự cảm L và tụ ñiện có iện dung C Nguồn ñiện có suất ñiện ñộng E và ñiện trở trong r Ban ñầu khoá k ñóng, khi dòng ñiện

ổn ñịnh thì ngắt khoá k Bỏ qua ñiện trở dây nối

và khoá k ðiện tích cực ñại trên mỗi bản của tụ

ñiện sau khi ngắt khoá k tính bởi biểu thức

E

r

k

Hình 4.15

E

Trang 9

A LC

r

E

r C

E

C C

r L

E

D r LC

Câu 1.29: Một mạch dao ựộng gồm tụ ựiện có ựiện dung C thay ựổi và cuộn cảm

thuần có ựộ tự cảm L không ựổi Mạch thực hiện dao ựộng ựiện từ tự do Khi

C = C1 thì tần số dao ựộng riêng của mạch là f1 Khi C = C2 thì tần số dao ựộng

riêng của mạch của mạch là f2, với f2 < f1 để tần số dao ựộng riêng của mạch

f = f + f12 22 thì ựiện dung C của tụ phải bằng

A C2 - C1 B 1 2

1 2

C C

C +C C C1 + C2 D

2 2

1 2

C +C

Câu 1.30: Một mạch dao ựộng LC ựang thực hiện dao ựộng ựiện từ tự do Giá trị

cực ựại của ựiện tắch trên bản tụ ựiện và cường ựộ dòng ựiện qua mạch lần lượt là

Qo và Io Khi cường ựộ dòng ựiện qua mạch bằng 3

2 I0 thì ựộ lớn ựiện tắch trên bản tụ ựiện là

A 0,50.Qo B 0,25.Qo C 0,75.Qo D 0,40.Qo

Câu 1.31: Một mạch dao ựộng LC gồm cuộn dây cảm thuần có ựộ tự cảm L và tụ

ựiện có ựiện dung C Mạch ựang thực hiện dao ựộng ựiện từ tự do Gọi hiệu ựiện

thế cực ựại trên tụ ựiện là U0 và cường ựộ dòng ựiện cực ựại qua mạch là I0 Năng

lượng ựiện trường trong mạch biến thiên tuần hoàn với tần số

A 1

2π LC B

0

CU

π

I C

0

I 2πCU D

0

U

Câu 1.32: Một mạch dao ựộng gồm cuộn dây có ựiện trở thuần 1 Ω, ựộ tự cảm

27 ộH, tụ ựiện có ựiện dung 3000 pF để duy trì dao ựộng ựiện từ trong mạch với

hiệu ựiện thế cực ựại giữa hai bản tụ ựiện là 5 V thì cần cung cấp cho mạch một

công suất

A 335,4 W B 112,5 kW C 1,37.10-3 W D 0,037 W

Câu 1.33: Một tụ ựiện có ựiện dung 10 ộF ựược tắch ựiện ựến một hiệu ựiện thế

xác ựịnh Sau ựó nối hai bản tụ vào một cuộn dây cảm thuần có ựộ tự cảm 1 H Bỏ

qua ựiện trở các dây nối, cho π2

= 10 Thời gian ngắn nhất kể từ lúc nối ựể ựiện tắch trên bản tụ có giá trị bằng một nửa giá trị ban ựầu là

A 3

400 s B

1

600 s C

1

300 s D

1

1200 s

Câu 1.34: Một tụ ựiện có ựiện dung C ựược tắch ựiện ựến ựiện áp U0 và nối với cuộn cảm thuần có ựộ tự cảm L qua khóa k Ban ựầu khóa k mở Vào thời ựiểm

t = 0 thì ựóng k Phát biểu nào dưới ựây sai?

A điện áp trên tụ bằng không lần ựầu tiên ở thời ựiểm t LC

2

π

B Cường ựộ dòng ựiệnựạt giá trị cực ựại I0 = U0 C

L

C Năng lượng từ trường ở cuộn cảm cực ựại bằng 1CU20

2

D Năng lượng từ trường ở cuộn cảm vào thời ựiểm t LC

2

π

= là 1CU20

4

Câu 1.35: Khi nói về sự tương tự giữa dao ựộng cơ của con lắc ựơn dao ựộng

ựiều hòa với dao ựộng ựiện từ trong mạch LC lắ tưởng, phát biểu nào dưới ựây là

sai?

A Kéo con lắc ựơn ra khỏi cân bằng rồi thả nhẹ tương tự như ban ựầu nạp ựiện

cho tụ ựiện

B Cơ năng con lắc tương tự như năng lượng ựiện từ trong mạch dao ựộng

C Lực cản môi trường (hay ma sát) làm tắt dần dao ựộng con lắc ựơn tương tự

như ựiện trở thuần làm tắt dần dao ựộng ựiện từ trong mạch ựộng

D Con lắc ựơn có thế năng lớn nhất khi quả nặng ở biên tương tự như năng lượng

từ trường cực ựại khi dòng ựiện trong mạch cực ựại

Câu 1.36: Trong mạch dao ựộng lắ tưởng LC, cường ựộ dòng ựiện trong mạch

i = 2 2sin4000πt (A) , ựộ tự cảm L = 0,4 mH Sau nửa chu kì kể từ thời ựiểm

t = 0, năng lượng từ trường trong tụ bằng

A 0,16 mJ B 0,8 mJ C 1,6 mJ D 8 mJ

Câu 1.37: Mạch dao ựộng LC lắ tưởng, biểu thức qA = 2.10-4 cos4000πt(C) biểu diễn sự biến thiên ựiện tắch trên bản A của tụ Thời ựiểm qA = - 0,5.10-4 (C) lần thứ nhất kể từ khi tụ bắt ựầu phóng ựiện (t = 0) là

A 0,125 ms B 0,345 ms C 1,450 ms D 0,145 ms

Trang 10

Câu 1.38: Mạch dao ñộng LC lí tưởng, dòng ñiện tức thời qua mạch là i, hiệu

ñiện thế tức thời hai ñầu tụ là u, ñiện dung của tụ là C, ñiện tích cực ñại trên tụ là

Q0 quan hệ giữa i,u,Q0, C,ω là

A.

2

0

i

u C + =Q

2

0 2

i

ω

C

2

0 2

i

u C+ =Q

2 2 2 2

0

u C + =i Q

Câu 1.39: Chọn phát biểu sai về sự tương tự giữa dao ñộng ñiện từ trong mạch

LC và dao ñộng của con lắc lò xo

A ðiện trở là nguyên nhân làm tắt dần dao ñộng ñiện từ tương ứng với ma sát là

nguyên nhân làm tắt dần dao ñộng trong con lắc lò xo

B Năng lượng từ trường tương ứng với ñộng năng của con lắc lò xo

C Năng lượng ñiện trường tương ứng với thế năng của con lắc lò xo

D Khối lượng quả nặng tương ứng với nghịch ñảo ñiện dung C của tụ ñiện

Câu 1.40: ( ðH 2010 ) Một mạch dao ñộng ñiện từ lí tưởng ñang có dao ñộng

ñiện từ tự do Tại thời ñiểm t = 0, ñiện tích trên một bản tụ ñiện cực ñại Sau

khoảng thời gian ngắn nhất ∆t thì ñiện tích trên bản tụ này bằng một nửa giá trị

cực ñại Chu kì dao ñộng riêng của mạch dao ñộng này là

A 6∆t B 12∆t C 3∆t D 4∆t

Câu 1.41: ( ðH 2010 ) Xét hai mạch dao ñộng ñiện từ lí tưởng Chu kì dao ñộng

riêng của mạch thứ nhất là T1, của mạch thứ hai là T2 = 2T1 Ban ñầu ñiện tích

trên mỗi bản tụ ñiện có ñộ lớn cực ñại Q0 Sau ñó mỗi tụ ñiện phóng ñiện qua

cuộn cảm của mạch Khi ñiện tích trên mỗi bản tụ của hai mạch ñều có ñộ lớn

bằng q (0 < q < Q0) thì tỉ số ñộ lớn cường ñộ dòng ñiện trong mạch thứ nhất và ñộ

lớn cường ñộ dòng ñiện trong mạch thứ hai là

A 1

4 B

1

Câu 1.42: ( ðH 2010 ) Một mạch dao ñộng lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có ñộ

tự cảm 4 µH và một tụ ñiện có ñiện dung biến ñổi từ 10 pF ñến 640 pF Lấy

π2

=10 Chu kì dao ñộng riêng của mạch này có giá trị

A từ 2.10-8s ñến 3.10-7s B từ 4.10-8s ñến 3,2.10-7s

C từ 2.10-8s ñến 3,6.10-7s D từ 4.10-8s ñến 2,4.10-7s

tự cảm L không ñổi và tụ ñiện có ñiện dung C thay ñổi ñược ðiều chỉnh ñiện dung của tụ ñiện ñến giá trị C1 thì tần số dao ñộng riêng của mạch là f1 ðể tần số dao ñộng riêng của mạch là 5f1 thì phải ñiều chỉnh ñiện dung của tụ ñiện ñến giá trị

A C1

5 B

1 C

5 C 5C1 D 5C1

tự cảm L và tụ ñiện có ñiện dung C ñang có dao ñộng ñiện từ tự do Ở thời ñiểm

t = 0, hiệu ñiện thế giữa hai bản tụ có giá trị cực ñại là U0 Phát biểu nào sau ñây

là sai ?

A Năng lượng từ trường cực ñại trong cuộn cảm là

2 0 CU

2

B Năng lượng từ trường của mạch ở thời ñiểm t LC

2

π

2 0 CU 4

C Hiệu ñiện thế giữa hai bản tụ ñiện bằng 0 lần thứ nhất ở thời ñiểm t LC

2

π

=

D Cường ñộ dòng ñiện trong mạch có giá trị cực ñại là U0 L

C

Chủ ñề 02: ðIỆN TỪ TRƯỜNG

SÓNG ðIỆN TỪ

PHÁT VÀ THU SÓNG ðIỆN TỪ Câu 2.01: Phát biểu nào sau ñây là sai khi nói về ñiện từ trường?

A ðường sức ñiện của từ trường xoáy tương tự như ñường sức từ do các nam

châm hay dòng ñiện gây ra

B Một ñiện trường biến thiên theo thời gian sinh ra một từ trường xoáy

C ðường sức ñiện của ñiện trường xoáy là các ñường cong kín bao quanh các

ñường sức từ của từ trường biến thiên

D Một từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra một ñiện trường xoáy

Câu 2.02: Sóng ñiện từ và sóng cơ học không có chung tính chất là

A mang năng lượng B giao thoa và phản xạ

C nhiễu xạ khi gặp vật cản D truyền ñược trong mọi môi trường

Định dạng
Số trang	14
Dung lượng	303,93 KB