Một tụ xoay có điện dung biến thiên liên được mắc vào cuộn dây độ tự cảm L = 2μH để làm thành mạch dao động ở lối vào của một máy thu vô tuyến điện.. Biểu thức của cường độ dòng.[r]
Trang 1Dao động điện từ Bài tập tự luận
Bài 1: Một mạch dao động điện từ gồm một cuộn dây có độ tự cảm L = 5mH, r = 0, tụ điện có điện dung C = 5nF Tích
điện cho tụ điện đến hiệu điện thế U0 = 4V sau đó cho tụ điện phóng điện qua cuộn dây
a, Viết phương trình mô tả sự phụ thuộc điện tích trên các bản tụ vào thời gian và tính cường độ dòng điện trong mạch Chọn gốc thời gian t = 0 lúc điện áp trên 2 bản của tụ là 2V
b, Tính năng lượng dao động và năng lượng từ truờng khi điện áp trên 2 bản tụ điện là 2V
c, Tính cường độ dòng điện trong mạch khi năng lượng từ trường lớn gấp 3 lần năng lượng điện trường
Bài 2: Một mạch dao động gồm cuộn dây thuần cảm L và 2 tụ điện C1, C2 Nếu mắc C1 và C2 song song với cuộn cảm L thì tần số dao động là f1 = 24kHz Nếu mắc C1 và C2 nối tiếp với cuộn dây thì f2 = 50kHz Hỏi nếu mắc riêng rẽ từng tụ C1, C2 với cuộn dây thì tần số dao động của từng mạch là bao nhiêu?
Bài 3: Một mạch chọn sóng của máy thu thanh gồm một cuộn dây thuần cảm có L = 2,9.10-6H và một tụ điện có điện dung
C = 490pF
a, Mạch có thể thu được sóng điện từ có bước sóng là bao nhiêu?
b, Để thu được giải sóng từ 10m đến 50m ta phải ghép thêm một tụ điện xoay CV như thế nào và có điện dung bằng bao nhiêu?
C, Để mạch thu được sóng có bước sóng 20m ta phải xoay các bản tụ di động của tụ CV một góc bằng bao nhiêu kể từ vị trí ứng với điện dung lớn nhất
Bài 4: Một mạch dao động gồm một tụ điện và một cuộn dây được nối với mmọt bộ pin có điện trở trong r qua một khoá
điện Ban đầu khóa đóng Khi dòng điện đã ổn định người ta mở khoa và trong khung có dao động điện từ với chu kì T Biết rằng hiệu điện thế cực đại giữa 2 bản tụ lớn gấp N lần suất điện động của bộ pin Hãy tính theo T và N điện dung C và
hệ số tự cảm L
Bài5: Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến gồm một tụ điện C0 = 2000pF và cuộn cảm L = 8,8.10-6H
a) Mạch trên có thể bắt được sóng có bước sóng bằng bao nhiêu? Sóng đó thuộc dải sóng nào, Tính tần số f0
b) Để thu được sóng có bước sóng trong khoảng ( 10m-50m) cần ghép thêm tụ điện có điện dung là bao nhiêu? Ghép như thế nào?
Bài 6: Tụ điện của một mạch dao động có điện dung C = 0,1 μ F ban đầu được tích điện ở điện áp là U0 = 100V Sau đó khung dao động tắt dần Tính phần năng lượng mất mát sau khi dao động trong mạch tắt hẳn.?
Bài 7: Một mạch dao động gồm cuộn dây L và tụ điện C Nếu dùng tụ điện C1 thì tần số dao động riêng là 60kHz Nếu
dùng tụ C2 thì tần số là 80kHz Hỏi tần số dao động của mạch là bao nhiêu nếu dùng đồng thời cả 2 tụ trong 2 TH
a, C1 song song C2 b, C1 nt C2
Bài 8: Một mạch dao động có tụ điện có điện dung 10nF và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 10mH.Biết cường độ dòng điện cực đại trong mạch có giá trị là 5mA và tại thời điểm t= 0 điện tích trên các bản tụ là cực đại Viết phương trình của điện tích, cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện.Vẽ đồ thị mô
tả sự biến thiên của các đại lượng trên?
Bài 9 : Một mạch dao động LC gồm một cuộn dây thuần cảm có L=0,03H, tụ điện có điện dung 300pF Tích điện
ban đầu cho tụ điện đến hiệu điện thế 20V Chọn t = 0 lúc tụ điện có u = 10V và dòng điện trong mạch đang tăng.
a Viết phương trình của q,i, u.
b Tính năng lượng của mạch dao động Tính năng lượng địên trường và từ trường khi điện tích giữa hai
bản tụ bằng 1/2qmax.
c Tìm cường độ dòng điện, điện tích và hiệu điện thế giữa hai bản tụ khi WC = 4WL?
d Viết phương trình của năng lượng điện trường, năng lượng từ trường Vẽ đồ thị mô tả sự biến đổi của
chúng theo thời gian?
Bài 10: Một mạch dao động lí tưởng gồm một cuộn dây thuần cảm có L=1mH, biết I0 = 100mA và ω =106 rad/s.
a Tìm điện dung của tụ, điện tích và hiệu điện thế cực đại giữa hai bản của tụ điện?
b Tính năng lượng điện trường, từ trường, điện tích, cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa hai bản tụ
Bài tập trắc nghiệm
Câu 1 Nhận xét nào sau đây liên quan đến năng lượng điện từ của mạch dao động là sai ?
A Năng lượng của mạch dao động gồm năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở
cuộn cảm
1B Tại mọi thời điểm, tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường là không đổi
C Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến đổi tuần hoàn không theo một tần số chung
Trang 2D Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến đổi tuần hoàn với chu kỳ T/2
(T là chu kỳ dao động riêng của mạch)
Câu 2 Công thức tính năng lượng điện từ của mạch dao động LC là
A W = Q02
2 L B W =
Q02
2 C C W =
Q20
L D W =
Q20
C
Câu 3 Biểu thức nào liên quan đến dao động điện từ sau đây là không đúng ?
A Tần số của dao động điện từ tự do là f = 1/(2 √ LC ) B Tần số góc của dao động điện từ tự do là = √ LC
C Năng lượng điện trường tức thời: Wđ = Cu2/2 D Năng lượng từ trường tức thời: Wt = Li2 /2
Câu 4 Trong mạch dao động điện từ, nếu điện tích cực đại trên tụ điện là Q0 và cường độ dòng điện cực đại trong mạch là
I0 thì chu kỳ dao động điện từ trong mạch là: A T = 2 (Q0/I0) B T = 2 I20Q02 C T = 2(I0/Q0) D T =
2Q0I0
Câu 5 Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,05cos2000t (A) Tần số góc dao động của
mạch là A 318,5 rad/s B 318,5 Hz C 2000 rad/s D 2000 Hz.
Câu 6 Mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 2 mH và tụ điện có điện dung C = 2pF, (lấy π2=10 ¿ Tần
số dao động của mạch là A f = 2,5 Hz B. f = 2,5 MHz C f = 1 Hz D f = 1 MHz
Câu 7 Một mạch dao động LC lý tưởng gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L=1/ (mH) và một tụ điện có điện dung
C = 4/ (nF) Chu kì dao động của mạch là: A 4.10-4 s B 2.10-6 s C 4.10-5 s D 4.10-6 s
Câu 8 Một mạch dao động LC gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 1/2 (H) và một tụ điện có điện dung C.
Tần số dao động riêng của mạch là 0,5MHz Giá trị của C bằng:A 2/ (nF) B 2/ (pF) C 2/ (F) D 2/
(mF)
Câu 9 Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn thuần cảm có độ tự cảm L thì mạch thu được sóng điện từ có bước sóng
λ1=60 m; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng điện từ có bước sóng λ1=80 m Khi mắc C1 song song với C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng điện từ có bước sóng là bao nhiêu ?
A λ=48 m B λ=70 m C λ=100 m D λ=140 m
Câu 10 Mạch chọn sóng máy thu thanh có L = 2.10-6(H); C = 2.10-10(F) Điện trở thuần R = 0 Hiệu điện thế cực đại giữa 2
bản tụ là 120mV Tổng năng lượng điện từ của mạch là:
A 144.10-14 (J) B 24.10-12 (J) C 288.10-4 (J) D Tất cả đều sai
Câu 11 Hiệu điện thế cực đại giữa 2 bản tụ điện của 1 mạch dao động là U0 = 12 V Điện dung của tụ điện là C=4F Năng lượng từ của mạch dao động khi hiệu điện thế giữa 2 bản tụ điện là U = 9V là
A 1,26.10-4J B 2,88.10-4J C 1,62.10-4J D 0,18.10-4J
Câu 12 Mạch dao động điện từ điều hoà LC gồm tụ điện có điện dung C = 30nF và cuộn cảm có độ tự cảm L = 25 mH.
Nạp điện cho tụ điện đến đến hiệu điện thế 4,8 V rồi cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là A I = 3,72 mA B I = 4,28 mA C I = 5,20 mA D I = 6,34 mA.
Câu 13 Một tụ xoay có điện dung biến thiên từ 10pF đến 490pF được mắc vào cuộn cảm có L = 2μF làm thành mạch chọn
sóng của máy thu vô tuyến Cho vận tốc ánh sáng C = 3.108 (m/s) Khoảng bước sóng của dải sóng thu được với mạch này là: A 8,4 (µm) ≤ λ ≤ 52 (µm) B 8,4 (m) ≤ λ ≤ 59 (m) C 18 (m) ≤ λ ≤ 52 (m) D 52 (m) ≤ λ ≤ 160 (m) Câu 14 Mạch chọn sóng một radio gồm L = 2.10-6(H) 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 4,5.10-12 (F) ≤ C ≤ 8.10-10 (F) B 9.10-10 (F) ≤ C ≤ 16.10-8 (F) C 4,5.10-10 (F) ≤ C ≤ 8.10-8 (F) D Tất cả đều sai
Câu 15 Một mạch dao động có độ tự cảm L Khi tụ điện có điện dung C1 thì tần số riêng của mạch là
f1= 60KHz, thay C1 bằng tụ C2 thì tần số riêng của mạch là f2 = 80 KHz Ghép các tụ C1, C2 song song rồi mắc vào cuộn cảm thì tần số riêng của mạch là: A 100 KHz B 140 KHz C 48 MHz D 48 kHz
Câu 16 Một mạch dao động LC gồm cuộn thuần cảm và một tụ điện có điện dung C = 4(nF) Để bước sóng dao động tự
do của mạch giảm hai lần thì phải mắc thêm một tụ điện C0 như thế nào và có điện dung bao nhiêu ?
A C0 = 12nF, nối tiếp với C B C0 = 4/3 nF, nối tiếp với C C C0 = 12nF, song song với C D C0 = 4nF, song song với
C
Câu 17 Một tụ xoay có điện dung biến thiên liên được mắc vào cuộn dây độ tự cảm L = 2μH để làm thành mạch dao động
ở lối vào của một máy thu vô tuyến điện Biết vận tốc ánh sáng là c = 3.108 m/s, điện trở cuộn cảm không đáng kể Điện dung cần thiết để mạch có thể bắt được làn sóng 8,4 (m) là: A 10-4/ (F) B 10μF C 10 pF
D 480pF
Câu 18 Một mạch dao động gồm 1 tụ điện có điện dung 36pF, cuộn dây có độ tự cảm L = 0.1mH Tại thời điểm ban đầu
(t0 = 0) cường độ dòng điện có giá trị cực đại I0 = 50mA và chạy theo chiều dương quy ướC Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là: A i = 5.10-2cos( 108
6 t +
π
2 )(A) B i = 5.10-2cos( 10
8
Trang 3C i = 5.10-3cos( 108
6 t + )(A) D i = 5.10
-2cos( 108
Câu 19 Một mạch dao động điện tử LC gồm cuộn thuần cảm L = 0,1H, C = 1mF Cường độ cực đại qua cuộn cảm là
0,314A Hiệu điện thế tức thời giữa 2 bản tụ khi dòng điện trong mạch có cường độ 0,1A là
A 3V B 1/3 V C 9V D 1/9 V