›
›
›

Chuyên đề Vật lí 12 - Bài 21: Sóng điện từ (Có lời giải và đáp)

doc 51 trang xuanha23 07/01/2023 4550
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Chuyên đề Vật lí 12 - Bài 21: Sóng điện từ (Có lời giải và đáp)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docchuyen_de_vat_li_12_bai_21_song_dien_tu_co_loi_giai_va_dap.doc

Nội dung text: Chuyên đề Vật lí 12 - Bài 21: Sóng điện từ (Có lời giải và đáp)

  1. LÝ THUYẾT VỀ MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ DẠNG 1. TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG TRONG MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 2 T 2 LC 1 0  * Chu kỳ, tần số dao động riêng của mạch LC: ω0 = → LC 1  1 f0 T 2 2 LC Từ các công thức trên, chúng ta có thể tính toán được L, C, T, f của mạch dao động cũng như sự tăng giảm của chu kỳ, tần số. 2 LC T 2 LC 1 2 * Nếu C1 C C2 → 1 1 f 2 LC2 2 LC1 .S Chú ý: Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng là C , trong đó d là khoảng cách giữa hai bản k.4 d tụ điện. Khi tăng d (hoặc giảm d) thì C giảm (hoặc tăng), từ đó ta được mối liên hệ với T, f. Ví dụ 1: Nếu 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)? Hướng dẫn giải: C' 4C Từ công thức tính chu kỳ dao động và giả thiết ta có T 2 LC → T' 2 L.4C = 2T → Vậy chu T' 2 LC' kì tăng 2 lần. Nhận xét: Khi làm bài trắc nghiệm, không phải trình bày và tiết kiệm thời gian, ta có nhận định sau: Từ biểu thức tính chu kì ta thấy T tỉ lệ với căn bậc hai của điện dung 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 (hay giảm) 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. Ví dụ 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? Hướng dẫn giải: 1 f 2 LC 1 f ' 1 1 1 1 Theo giả thiết ta có 2 LC' → ƒ’ = = . = L 4 LC 2 2 LC C' 8C 2 .8C 2 L L' 2 Vậy tần số giảm đi hai lần. Ví dụ 3: Một cuộn dây có điện trở không đáng kể mắc với một tụ điện có điện dung 0,5 (μF) 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 a) 440 Hz. b) 90 MHz. Hướng dẫn giải: 1 1 Từ công thức ƒ = → L = 2 LC 4 2C.f 2
  2. 1 1 a) Khi f = 440 Hz → L = = = 0,26 H 4 2C.f 2 4 2 0,5.10 6.4402 1 1 b) Khi f = 90 MHz = 90.106 Hz → L = = = 6,3.10-12 (H) = 6,3 (pH). 4 2C.f 2 4 2 0,5.10 6.(90.106 )2 Ví dụ 4: Một mạch dao động gồm có một cuộn cảm có độ tự cảm L = 10-3 H và một tụ điện có điện dung điều chỉnh được trong khoảng từ 4 pF đến 400 pF (cho biết 1 pF = 10-12 F). Mạch này có thể có những tần số riêng như thế nào? Hướng dẫn giải: 1 Từ công thức f = ta nhận thấy tần số luôn nghịch biến theo C và L, nên fmax ứng với Cmin, Lmin và 2 LC fmin ứng với Cmax và Lmax. 1 1 f 2,52.105 (Hz) min 3 12 2 LCmax 2 10 .400.10 Như vậy ta có 1 1 f 2,52.106 (Hz) max 3 12 2 LCmin 2 10 .4.10 Tức là tần số biến đổi từ 2,52.105 (Hz) đến 2,52.106 (Hz). DẠNG 2. BÀI TOÁN GHÉP CÁC TỤ ĐIỆN NỐI TIẾP, SONG SONG 1 1 1 * Các tụ C1, C2 mắc nối tiếp thì ta có , tức là điện dung của bộ tụ giảm đi, Cb C1; Cb > C2. 1 1  LC L C C 1 2 Khi đó tần số góc, chu kỳ, tần số của mạch là T 2 L C1 C2 1 1 f 2 LC 2 L C C 1 2 * Giả sử: T1; f1 là chu kỳ, tần số của mạch khi mắc L với C1 T1; f1 là chu kỳ, tần số của mạch khi mắc L với C2 - Gọi Tnt; fnt là chu kỳ, tần số của mạch khi mắc L với (C1 nối tiếp C2). 1 1 1 T T  T 1 2 T2 T2 T2 nt 2 2 Khi đó nt 1 2 T1 T2 2 2 2 2 2 fnt f1 f2  fnt f1 f2 - Gọi Tss; fss là chu kỳ, tần số của mạch khi mắc L với (C1 song song C2).
  3. 2 2 2 2 2 Tss T1 T2  Tss T1 T2 Khi đó 1 1 1 f f  f 1 2 f 2 f 2 f 2 ss 2 2 ss 1 2 f1 f2 Nhận xét: Hướng suy luận được các công thức ở trên dựa vào việc suy luận theo C. T T T 1 2 nt 2 2 - Khi các tụ mắc nối tiếp thì C giảm, dẫn đến T giảm và f tăng từ đó ta được T1 T2 2 2 fnt f1 f2 T T2 T2 ss 1 2 - Khi các tụ mắc song song thì C tăng, dẫn đến T tăng và f giảm, từ đó ta được f f f 1 2 ss 2 2 f1 f2 Tnt .Tss T1.T2 → Từ các công thức tính Tnt , fnt và Tss , fss ta được fnt .fss f1.f2 Ví dụ 1: Cho mạch dao động LC có chu kỳ dao động riêng và tần số dao động riêng lần lượt là T và f. Ghép tụ C với tụ C’ như thế nào, có giá trị bao nhiêu để a) chu kỳ dao động tăng 3 lần? b) tần số tăng 2 lần? -6 Ví dụ 2: Cho mạch dao động LC có Q = 10 C, I0 = 10A a) Tính T, f. b) Thay tụ C bằng tụ C’ thì T tăng 2 lần. Hỏi T có giá trị bao nhiêu nếu + mắc hai tụ C và C’nối tiếp. + mắc C và C’song song. Ví dụ 3: Một mạch dao động gồm cuộn dây L và tụ điện C. Nếu dùng tụ C1 thì tần số dao động riêng của mạch là 60 kHz, nếu dùng tụ C2 thì tần số dao động riêng là 80 kHz. Hỏi tần số dao động riêng của mạch là bao nhiêu nếu a) hai tụ C1 và C2 mắc song song. b) hai tụ C1 và C2 mắc nối tiếp. Hướng dẫn giải: a) Hai tụ mắc song song nên C tăng → f giảm. 1 1 1 f f 60.80 Từ đó ta được:  f 1 2 = 48 kHz f 2 f 2 f 2 2 2 2 2 1 2 f1 f2 60 80 b) Hai tụ mắc nối tiếp nên C giảm → f tăng. 2 2 2 2 2 2 2 Từ đó ta được f f1 f2  f f1 f2 60 80 = 100 kHz Ví dụ 4: Một mạch dao động điện từ khi dùng tụ C 1 thì tần số dao động riêng của mạch là f1 = 3 (MHz). Khi mắc thêm tụ C 2 song song với C1 thì tần số dao động riêng của mạch là f ss = 2,4 (MHz). Nếu mắc thêm tụ C2 nối tiếp với C1 thì tần số dao động riêng của mạch sẽ bằng A. fnt = 0,6 MHz. B. fnt = 5 MHz. C. fnt = 5,4 MHz. D. fnt = 4 MHz. Hướng dẫn giải: 1 1 1 1 1 1 1 1 * Hai tụ mắc song song nên C tăng → f giảm → 2 2 2  2 2 2 2 2 →f = 4 (MHz). fss f1 f2 f2 fss f1 2,4 3
  4. 2 2 2 2 2 2 2 * Hai tụ mắc nối tiếp nên C giảm → f tăng → f f1 f2  f f1 f2 3 4 = 5 (MHz). Ví dụ 5: Một mạch dao động điện từ có cuộn cảm không đổi L. Nếu thay tụ điện C bởi các tụ điện C1, C2, với C1 nối tiếp C2; C1 song song C2 thì chu kỳ dao động riêng của mạch lần lượt là T 1, T2, Tnt = 4,8 (μs), Tss = 10 (μs). Hãy xác định T1, biết T1 > T2 ? Hướng dẫn giải: 2 2 2 2 * Hai tụ mắc song song nên C tăng → T tăng → Tss T1 T2 T1 T2 = 100 (1) T1T2 T1T2 * Hai tụ mắc nối tiếp nên C giảm → T giảm → T T1T2 = Tnt.Tss = 48 (2) nt 2 2 T T1 T2 ss T2 T2 100 (T T )2 2T T 100 * Kết hợp (1) và (2) ta được hệ phương trình: 1 2 1 2 1 2 T1T2 48 T1T2 48 T T 14 1 2 T1T2 48 T 6 2 Theo định lý Viet đảo ta có T1, T2 là nghiệm của phương trình T -14T + 48 = 0 → T 8 T1 8s Theo giả thiết, T1 > T2 → T2 6s DẠNG 3. PHƯƠNG PHÁP VIẾT BIỂU THỨC u, i, q TRONG MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ * Biểu thức điện tích hai bản tụ điện: q = Q0cos(ω + φ) C. * Biểu thức cường độ dòng điện chạy trong cuộn dây: i = q’ = I0cos(ω + φ + π/2) A; I0 = ωQ0. Q0 cos(t ) Q0 * Biểu thức hiệu điện thế hai đầu tụ điện: u = = = U0cos(ωt + φ)V; U0 = C C * Quan hệ về pha của các đại lượng: i q 2 u 2 u q Q U 0 Q CU 0 C * Quan hệ về các biên độ: 0 0 → I Q I 0 0  0 Q0 q Q0 cos(t) 2 2 q i * Phương trình liên hệ: → 1 i I0 cos t I0 sin(t) Q0 I0 2 Chú ý: +) Khi tụ phóng điện thì q và u giảm và ngược lại khi tụ nạp điện thì q và u tăng . +) Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà điện tích trên một bản tụ điện có độ lớn cực đại là Δt = +) Khoảng thời gian ngắn nhất Δt để điện tích trên bản tụ này tích điện bằng một nửa giá trị cực đại là Bảng đơn vị chuẩn: L: độ tự cảm, đơn vị henry(H) C:điện dung đơn vị là Fara (F) F:tần số đơn vị là Héc (Hz) 1mH = 10-3 H [mili (m) = 10-3 ] 1mF = 10-3 F [mili (m) =10-3 ] 1KHz = 103 Hz [ kilô =103 ] 1μH = 10-6 H [micrô( μ )=10-6 ] 1μF = 10-6 F [micrô( μ )= 10-6 ] 1MHz = 106 Hz [Mêga(M) =106 ] 1nH = 10-9 H [nanô (n) = 10-9 ] 1nF = 10-9 F [nanô (n) =10-9 ] 1GHz = 109 Hz [Giga(G) =109 ] 1pF = 10-12 F [picô (p) =10-12 ]
  5. Ví dụ 1: Cho mạch dao động điện từ lí tưởng. Biểu thức điện tích giữa hai bản tụ điện là q = 2.10-6 cos(105 t + ) C. Hệ số tự cảm của cuộn dây là L = 0,1 (H). Viết biểu thức cường độ dòng điện, điện áp giữa hai đầu cuộn cảm. Hướng dẫn giải: I Q 0 0 * Từ giả thiết ta có: 5 → i = 0,2cos(105t + ) A i q 2 3 2 6 * Biểu thức điện áp giữa hai đầu cuộn cảm cũng chính là điện áp giữa hai đầu tụ điện. 1 1 1 2 C 10 9 (F) LC 2L 1010.0,1 6 Q0 2.10 3 3 Ta có: U0 9 2.10 (V) → u = 2.10 cos(105t + ) V C 10 3 u i 3 Ví dụ 2: Một cuộn dây thuần cảm, có độ tự cảm L = 2/π (H), mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C = 3,18 (μF). Điện áp tức thời trên cuộn dây có biểu thức uL = 100cos(ωt – π/6) V. Viết biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch và điện tích giữa hai bản? Hướng dẫn giải: 1 1 Tần số góc dao động của mạch ω = ≈ 700 (rad/s). LC 2 .3,18.10 6 * Ta biết rằng điện áp giữa hai đầu cuộn dây cũng chính là điện áp giữa hai đầu tụ điện. -6 -4 Khi đó, Q0 = CU0 = 3,18.10 .100 = 3,18.10 (C). -4 Do u và q cùng pha nên φq = φu = - →q = 3,18.10 cos(700t - π/6) C. 6 I Q 700.3,18.10 4 0,22A 0 0 * Ta lại có → i = 0,22cos(700t + ) A i q 3 2 6 2 3 6 Ví dụ 3: Cho mạch dao động LC có q = Q0cos(2.10 t - ) C. a) Tính L biết C = 2 μF. b) Tại thời điểm mà i = 8 3 A thì q = 4.10-6 C. Viết biểu thức của cường độ dòng điện. Đ/s: a) L = 125 nH. 2 2 I0 Q0 16A q i -6 6 b) 1 → Q0= 8.10 C. Mà → i = 16cos(2.10 t + ) A. Q0 I0 i q 6 2 6 -12 Ví dụ 4: Một mạch dao động LC có ω = 107 rad/s, điện tích cực đại của tụ Q 0 = 4.10 C. Khi điện tích của tụ q = 2.10-12 C thì dòng điện trong mạch có giá trị A. 2 .10-5 A. B. 2 3 .10-5 A. C. 2.10-5 A. D. 2 2 .10-5 A. Ví dụ 5: Trong mạch dao động LC có dao động điện từ tự do (dao động riêng) với tần số góc 10 4 rad/s. -9 -6 Điện tích cực đại trên tụ điện là Q 0 = 10 C. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 6.10 A thì điện tích trên tụ điện là A. q = 8.10–10 C. B. q = 4.10 –10 C. C. q = 2.10 –10 C. D. q = 6.10 –10 C.
  6. Hướng dẫn giải: 2 2 q Q0 cos(t) q i Áp dụng hệ thức liên hệ ta được → 1 i q' Q0 sin(t) Q0 Q0 2 2 q 6.10 6 Thay số với ω = 104 ; i = 6.10-6 ; Q = 10-9 → 1 q = 8.10-10 C 0 9 5 10 10
  7. BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Mạch dao động điện từ điều hoà có cấu tạo gồm A. nguồn một chiều và tụ điện mắc thành mạch kín. B. nguồn một chiều và cuộn cảm mắc thành mạch kín. C. nguồn một chiều và điện trở mắc thành mạch kín. D. tụ điện và cuộn cảm mắc thành mạch kín. Câu 2: Mạch dao động điện từ điều hoà LC có chu kỳ A. phụ thuộc vào L, không phụ thuộc vào C. B. phụ thuộc vào C, không phụ thuộc vào L. C. phụ thuộc vào cả L và C. D. không phụ thuộc vào L và C. Câu 3: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 4 lần. D. giảm 2 lần. Câu 4: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì tần số dao động của mạch A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 4 lần. D. giảm 2 lần. Câu 5: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 4 lần. D. giảm 2 lần. Câu 6: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 4 lần thì tần số dao động của mạch A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 4 lần. D. giảm 2 lần. Câu 7: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C. Khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 2 lần và giảm điện dung của tụ điện đi 2 lần thì tần số dao động của mạch A. không đổi. B. tăng 2 lần. C. giảm 2 lần. D. tăng 4 lần. Câu 8: Mạch dao động điện từ gồm cuộn cảm L và tụ điện C. Khi tăng độ tự cảm lên 16 lần và giảm điện dung 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch dao động sẽ A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 2 lần. D. giảm 4 lần Câu 9: Mạch dao động điện từ gồm cuộn cảm L và tụ điện C. Khi tăng độ tự cảm lên 8 lần và giảm điện dung 2 lần thì tần số dao động của mạch sẽ A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 2 lần. D. giảm 4 lần Câu 10: Muốn tăng tần số dao động riêng mạch LC lên gấp 4 lần thì A. tăng điện dung C lên gấp 4 lần. B. giảm độ tự cảm L còn L/16. C. giảm độ tự cảm L còn L/4. D. giảm độ tự cảm L còn L/2. Câu 11: Tụ điện của một mạch dao động là một tụ điện phẳng. Khi khoảng cách giữa các bản tụ tăng lên 4 lần thì tần số dao động riêng của mạch sẽ A. tăng 2 lần. B. tăng 4 lần. C. giảm 2 lần. D. giảm 4 lần. Câu 12: Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C và cuộn cảm L, dao động tự do với tần số góc bằng 2 1 A. ω = 2π LC B. ω = C. ω = LC D. ω = LC LC Câu 13: Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C và cuộn cảm L, dao động tự do với chu kỳ bằng 2 1 1 A. T = 2π LC B. T = C. T = D. T = LC LC 2 LC Câu 14: Mạch dao động điện từ LC có tần số dao động f được tính theo công thức 1 1 2 1 L A. f = LC B. f = C. f = D. f = 2 2 LC LC 2 C Câu 15: Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,05sin(2000t) A. Tần số góc dao động của mạch là A. ω = 100 rad/s. B. ω = 1000π rad/s. C. ω = 2000 rad/s. D. ω = 20000 rad/s. Câu 16: Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,02cos(2000t) A. Tụ điện trong mạch có điện dung 5 μF. Độ tự cảm của cuộn cảm là A. L = 50 mH. B. L = 50 H. C. L = 5.10–6 H. D. L = 5.10–8 H. Câu 17: Mạch dao động LC có điện tích trong mạch biến thiên điều hoà theo phương trình q = 4cos(2π.104t) μC. Tần số dao động của mạch là
  8. A. f = 10 Hz. B. f = 10 kHz. C. f = 2π Hz. D. f = 2π kHz. Câu 18: Mạch dao động LC gồm tụ C = 16 nF và cuộn cảm L = 25 mH. Tần số góc dao động của mạch là: A. ω = 2000 rad/s. B. ω = 200 rad/s. C. ω = 5.104 rad/s. D. ω = 5.10–4 rad/s Câu 19: Một mạch dao động LC có tụ điện C = 0,5 (μF). Để tần số góc dao động của mạch là 2000 rad/s thì độ tự cảm L phải có giá trị là A. L = 0,5 H. B. L = 1 mH. C. L = 0,5 mH. D. L = 5 mH 2.10 3 Câu 20: Một mạch dao động có tụ điện C = (F) mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L. Để tần số dao động trong mạch bằng f = 500 Hz thì độ tự cảm L của cuộn dây phải có giá trị là 10 3 10 3 A. L = (H). B. L = 5.10–4 (H). C. (H). D. L = (H). 2 Câu 21: Một mạch dao động LC gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L = (H) và một tụ điện có điện dung C. Tần số dao động riêng của mạch là 1 MHz. Giá trị của C bằng 1 1 1 1 A. C = (pF). B. C = (F). C. C = (mF). D. C = (μF). 4 4 4 4 Câu 22: Mạch dao động có L = 0,4 (H) và C 1 = 6 (pF) mắc song song với C 2 = 4 (pF). Tần số góc của mạch dao động là A. ω = 2.105 rad/s. B. ω = 105 rad/s. C. ω = 5.105 rad/s. D. ω = 3.105 rad/s. Câu 23: Mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 2 (mH) và tụ điện có điện dung C = 2 (pF), 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 24: Một mạch dao động LC lý tưởng gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 1/π (mH) và một tụ điện 4 có điện dung C = (nF) . Chu kỳ dao động của mạch là A. T = 4.10–4 (s). B. T = 2.10 –6 (s). C. T = 4.10–5 (s). D. T = 4.10–6 (s). 1 Câu 25: Một mạch dao động LC gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = (H) và một tụ điện có điện 2 dung C. Tần số dao động riêng của mạch là f0 = 0,5 MHz. Giá trị của C bằng 1 2 2 2 2 A. C = (nF). B. C = (pF). C. C = (μF). D. C = (mF). Câu 26: Một mạch dao động LC có chu kỳ dao động là T, chu kỳ dao động của mạch sẽ là T' = 2T nếu A. thay C bởi C' = 2C. B. thay L bởi L' = 2L. C. thay C bởi C' = 2C và L bởi L' = 2L. D. thay C bởi C' = C/2 và L bởi L' =L/2. Câu 27: Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L không đổi và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Biết điện trở của dây dẫn là không đáng kể và trong mạch có dao động điện từ riêng. Khi điện dung có giá trị C1 thì tần số dao động riêng của mạch là f1. Khi điện dung có giá trị C2 = 4C1 thì tần số dao động điện từ riêng trong mạch là f1 f1 A. f2 = 4f1 B. f2 = C. f2 = 2f1 D. f2 = 2 4 Câu 28: 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 Q0 2 2 I0 A. T = 2π B. T = 2π I0Q0 C. T = 2π D. T = 2πQ0I0 I0 Q0 Câu 29: Điện tích cực đại và dòng điện cực đại qua cuộn cảm của một mạch dao động lần lượt là Q 0 = –11 0,16.10 C và I0 = 1 mA. Mạch điện từ dao động với tần số góc là A. 0,4.105 rad/s. B. 625.106 rad/s. C. 16.108 rad/s. D. 16.106 rad/s. Câu 30: Một khung dao động gồm một cuộn dây L và tụ điện C thực hiện dao động điện từ tự do. Điện –5 tích cực đại trên một bản tụ điện là Q0 = 10 C và cường độ dòng điện cực đại trong khung là I0 = 10 A. Chu kỳ dao động của mạch là A. T = 6,28.107 (s). B. T = 2.10-3 (s). C. T = 0,628.10–5 (s). D. T = 62,8.106 (s). Câu 31: Trong mạch dao động LC lí tưởng thì dòng điện trong mạch
  9. A. ngược pha với điện tích ở tụ điện. B. trễ pha π/2 so với điện tích ở tụ điện. C. cùng pha với điện điện tích ở tụ điện. D. sớm pha π/2 so với điện tích ở tụ điện. Câu 32: Một cuộn dây thuần cảm, có độ tự cảm L = 2/π (H), mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C = 3,18 (μF). Điện áp tức thời trên cuộn dây có biểu thức uL = 100cos(ωt – π/6) V. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch có dạng là A. i = cos(ωt + π/3)A. B. i = cos(ωt - π/6)A. C. i = 0,1 5 cos(ωt - π/3)A. D. i = 0,1 5 cos(ωt + π/3)A. Câu 33: Một mạch dao động LC gồm một cuộn cảm L = 640 μH và một tụ điện có điện dung C = 36 pF. 2 –6 Lấy π = 10. Giả sử ở thời điểm ban đầu điện tích của tụ điện đạt giá trị cực đại Q 0 = 6.10 C. Biểu thức điện tích trên bản tụ điện và cường độ dòng điện là A. q = 6.10-6cos(6,6.107t )C; i = 6,6cos(1,1.107t - π/2)A. B. q = 6.10-6cos(6,6.107t )C; i = 39,6cos(6,6.107t + π/2)A. C. q = 6.10-6cos(6,6.106t )C; i = 6,6cos(1,1.106t - π/2)A. D. q = 6.10-6cos(6,6.106t )C; i = 39,6cos(6,6.106t + π/2)A. Câu 34: Cường độ dòng điện tức thời trong một mạch dao động là i = 0,05cos(100πt) A. Hệ số tự cảm của cuộn dây là L = 2 (mH). Lấy π2 = 10. Điện dung và biểu thức điện tích của tụ điện có giá trị nào sau đây? 5.10 4 5.10 4 A. C = 5.10-2 (F); q = cos(100πt - π/2) C. B. C = 5.10-3 (F); q = cos(100πt - π/2) C. 5.10 4 5.10 4 C. C = 5.10-3 (F); q = cos(100πt + π/2) C. D. C = 5.10-2 (F); q = cos(100πt ) C. Câu 35: 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 động này có chu kì dao động riêng thay đổi trong khoảng từ A. T1 = 4π LC1 →T2 = 4π LC2 B. T1 = 2π LC1 →T2 = 2π LC2 C. T1 = 2 LC1 →T2 = 2 LC2 D. T1 = 4 LC1 →T2 = 4 LC2 Câu 36: Một mạch dao động LC gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 64 (mH) và tụ điện có điện dung C biến thiên từ 36 (pF) đến 225 (pF). Tần số riêng của mạch biến thiên trong khoảng nào? A. 0,42 kHz → 1,05 kHz. B. 0,42 Hz → 1,05 Hz. C. 0,42 GHz → 1,05 GHz. D. 0,42 MHz → 1,05 MHz. Câu 37: Mạch dao động điện từ lý tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C. Khi thay tụ C bằng hai tụ C1 và C2 mắc nối tiếp thì chu kỳ dao động riêng của mạch được tính bởi công thức 1 L 1 1 L A. T = 2π L C C B. T = C. T = 2 L D. T = 2 1 2 2 1 1 C C 1 1 1 2 C1 C2 C1 C2 Câu 38: Mạch dao động điện từ lý tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C. Khi thay tụ C bằng hai tụ C1 và C2 mắc nối tiếp thì tần số dao động riêng của mạch được tính bởi công thức 1 1 1 1 1 A. f = B. f = 2 L(C1 C2 ) 2 L C1 C2 1 1 1 L C. f = L D. f = 2 2 C C 1 1 1 2 C1 C2 Câu 39: Mạch dao động điện từ lý tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C. Khi thay tụ C bằng hai tụ C1 và C2 mắc song song thì chu kỳ dao động riêng của mạch được tính bởi công thức 1 L 1 1 L A. T = 2 L(C C ) B. T = C. T = 2 L D. T = 2 1 2 2 1 1 C C C C 1 2 1 2 C1 C2 Câu 40: Mạch dao động điện từ lý tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C. Khi thay tụ C bằng hai tụ C1 và C2 mắc song song thì tần số dao động riêng của mạch được tính bởi công thức
  10. 1 1 1 1 1 A. f = B. f = 1 1 2 L C1 C2 2 L C1 C2 1 1 L C. f = D. f = 2 1 1 2 L C1 C2 C1 C2 Câu 41: Một mạch dao động lý tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ C mắc nối tiếp. Để chu kỳ dao động của mạch tăng 2 lần thì phải ghép tụ C bằng một tụ C’ như thế nào và có giá trị bao nhiêu ? A. Ghép nối tiếp, C’ = 3C. B. Ghép nối tiếp, C’ = 4C. C. Ghép song song, C’ = 3C. D. Ghép song song, C’ = 4C. Câu 42: Một mạch dao động điện từ, tụ điện có điện dung C = 40 nF, thì mạch có tần số f = 2.104 Hz. Để mạch có tần số f’ = 104 Hz thì phải mắc thêm tụ điện C’ có giá trị A. C’ = 120 (nF) nối tiếp với tụ điện trước. B. C’ = 120 (nF) song song với tụ điện trước. C. C’ = 40 (nF) nối tiếp với tụ điện trước. D. C’ = 40 (nF) song song với tụ điện trước. Câu 43: Mạch dao động điện từ lý tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C. Khi thay tụ C bằng tụ C1 thì mạch có tần số dao động riêng là f1. Khi thay tụ C bằng tụ C2 thì mạch có tần số dao động riêng là f2. Khi ghép hai tụ trên song song với nhau thì tần số dao động của mạch khi đó thỏa mãn hệ thức nào sau đây ? 2 2 2 2 f1 f1 f1f2 A. f f f B. f C. f = f1 + f2 D. f 1 1 f f 2 2 1 2 f1 f1 Câu 44: Mạch dao động điện từ lý tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C. Khi thay tụ C bằng tụ C1 thì mạch có tần số dao động riêng là f1. Khi thay tụ C bằng tụ C2 thì mạch có tần số dao động riêng là f2. Khi ghép hai tụ trên nối tiếp với nhau thì tần số dao động của mạch khi đó thỏa mãn hệ thức nào sau đây ? 2 2 2 2 f1 f1 f1f2 A. f f f B. f C. f = f1 + f2 D. f 1 1 f f 2 2 1 2 f1 f1 Câu 45: Mạch dao động điện từ lý tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C. Khi thay tụ C bằng tụ C1 thì mạch có chu kỳ dao động riêng là f 1. Khi thay tụ C bằng tụ C 2 thì mạch có chu kỳ dao động riêng là f2. Khi ghép hai tụ trên nối tiếp với nhau thì chu kỳ dao động của mạch khi đó thỏa mãn hệ thức nào sau đây ? 2 2 2 2 T1 T1 T1T2 A. T T T B. T C. T = T1 + T2 D. T 1 1 T T 2 2 1 2 T1 T1 Câu 46: Mạch dao động điện từ lý tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C. Khi thay tụ C bằng tụ C1 thì mạch có chu kỳ dao động riêng là f 1. Khi thay tụ C bằng tụ C 2 thì mạch có chu kỳ dao động riêng là f2. Khi ghép hai tụ trên song song với nhau thì chu kỳ dao động của mạch khi đó thỏa mãn hệ thức nào sau đây ? 2 2 2 2 T1 T1 T1T2 A. T T T B. T C. T = T1 + T2 D. T 1 1 T T 2 2 1 2 T1 T1 Câu 47: Một mạch dao động lý tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ C mắc nối tiếp. Để chu kỳ dao động của mạch tăng 3 lần thì ta có thể thực hiện theo phương án nào sau đây ? A. Thay L bằng L’ với L’ = 3L. B. Thay C bằng C’ với C’ = 3C. C. Ghép song song C và C’ với C’ = 8C. D. Ghép song song C và C’ với C’ = 9C. Câu 48: Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 6 kHz; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là f2 = 8 kHz. Khi mắc C1 song song C2 rồi mắc với cuộn L thì tần số dao động của mạch là bao nhiêu? A. f = 4,8 kHz. B. f = 7 kHz. C. f = 10 kHz. D. f = 14 kHz. Câu 49: Một mạch dao động khi dùng tụ C1 thì tần số dao động của mạch là f1 = 30 kHz, khi dùng tụ C2 thì tần số dao động riêng của mạch là f2 = 40 kHz. Khi mạch dùng 2 tụ C1 và C2 mắc song song thì tần số dao động của mạch là
  11. A. 35 kHz. B. 24 kHz. C. 50 kHz. D. 48 kHz. Câu 50: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm không đổi, tụ điện có điện dung C thay đổi. Khi C = C1 thì tần số dao động riêng của mạch là f1 = 7,5 MHz và khi C = C2 thì tần số dao động riêng của mạch là f2 = 10 MHz. Nếu C = C1 + C2 thì tần số dao động riêng của mạch là A. f = 12,5 MHz. B. f = 2,5 MHz. C. f = 17,5 MHz. D. f = 6 MHz. Câu 51: Một mạch dao động khi dùng tụ C1 thì tần số dao động của mạch là f1 = 30 kHz, khi dùng tụ C2 thì tần số dao động riêng của mạch là f 2 = 40 kHz. Khi mạch dùng 2 tụ C 1 và C2 nối tiếp thì tần số dao động của mạch là A. 35 kHz. B. 24 kHz. C. 50 kHz. D. 48 kHz. Câu 52: Một mạch dao động điện từ khi dùng tụ C 1 thì tần số dao động riêng của mạch là f 1 = 3 MHz. Khi mắc thêm tụ C2 song song với C1 thì tần số dao động riêng của mạch là fss = 2,4 MHz. Nếu mắc thêm tụ C2 nối tiếp với C1 thì tần số dao động riêng của mạch sẽ bằng A. fnt = 0,6 MHz. B. fnt = 5 MHz. C. fnt = 5,4 MHz. D. fnt = 4 MHz. Câu 53: Một cuộn cảm L mắc với tụ C1 thì tần số riêng của mạch dao động f1 = 7,5 MHz. Khi mắc L với tụ C2 thì tần số riêng của mạch dao động là f 2 = 10 MHz. Tìm tần số riêng của mạch dao động khi ghép C1 nối tiếp với C2 rồi mắc vào L. A. f = 2,5 MHz. B. f = 12,5 MHz. C. f = 6 MHz. D. f = 8 MHz. Câu 54: Cho một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện C và một cuộn cảm L. Bỏ qua điện trở thuần của mạch. Nếu thay C bởi các tụ điện C1, C2 (C1 > C2) mắc nối tiếp thì tần số dao động riêng của mạch là fnt = 12,5 Hz, còn nếu thay bởi hai tụ mắc song song thì tần số dao động riêng của mạch là fss = 6 Hz. Xác định tần số dao động riêng của mạch khi thay C bởi C1 ? A. f = 10 MHz. B. f = 9 MHz. C. f = 8 MHz. D. f = 7,5 MHz. Câu 55: Mạch dao động gồm cuộn cảm và hai tụ điện C 1 và C2. Nếu mắc hai tụ C1 và C2 song song với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là fss = 24 kHz. Nếu dùng hai tụ C1 và C2 mắc nối tiếp thì tần số riêng của mạch là fnt = 50 kHz. Nếu mắc riêng lẽ từng tụ C1, C2 với cuộn cảm L thì tần số dao động riêng của mạch là A. f1 = 40 kHz và f2 = 50 kHz. B. f1 = 50 kHz và f2 = 60 kHz. C. f1 = 30 kHz và f2 = 40 kHz. D. f1 = 20 kHz và f2 = 30 kHz. Câu 56: Mạch dao động lý tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L không đổi và có tụ điện có điện dung C thay đổi được. Khi C = C1 thì tần số dao động riêng của mạch bằng 30 kHz và khi C = C2 thì tần C C số dao động riêng của mạch bằng 40 kHz. Nếu C = 1 2 thì tần số dao động riêng của mạch bằng C1 C2 A. 50 kHz. B. 24 kHz. C. 70 kHz. D. 10 kHz. Câu 57: Một mạch dao động điện từ gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và hai tụ điện C 1 và C2. Khi mắc cuộn dây riêng với từng tụ C1 và C2 thì chu kì dao động của mạch tương ứng là T1 = 3 (ms) và T2 = 4 (ms). Chu kỳ dao động của mạch khi mắc đồng thời cuộn dây với C1 song song C2 là A. Tss = 11 (ms) . B. Tss = 5 (ms). C. Tss = 7 (ms). D. Tss = 10 (ms). Câu 58: Một mạch dao động điện từ có cuộn cảm không đổi L. Nếu thay tụ điện C bởi các tụ điện C1, C2, C1 nối tiếp C2, C1 song song C2 thì chu kỳ dao động riêng của mạch lần lượt là T1, T2, Tnt = 4,8 (μs), Tss = 10 (μs). Hãy xác định T1, biết T1 > T2 ? A. T1 = 9 (μs). B. T1 = 8 (μs). C. T1 = 10 (μs). D. T1 = 6 (μs). Câu 59: Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2 mH và tụ điện có điện dung C = 0,2 μF. Biết dây dẫn có điện trở thuần không đáng kể và trong mạch có dao động điện từ riêng. Lấy π = 3,14. Chu kì dao động điện từ riêng trong mạch là A. 6,28.10-4 s. B. 12,56.10-4 s. C. 6,28.10-5 s. D. 12,56.10-5 s. -8 Câu 60: Một mạch dao động LC có điện tích cực đại trên một bản tụ là Q0 = 4.10 C, cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I0 = 0,314 A. Lấy π = 3,14. Chu kì dao động điện từ trong mạch là A. 8.10-5 s. B. 8.10-6 s. C. 8.10-7 s. D. 8.10-8 s. Câu 61: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5 μH và tụ điện có điện dung 5 μF. 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. 5π.10-6 s. B. 2,5π.10-6 s. C. 10π.10-6 s. D. 10-6 s. Câu 62: Mạch dao động (L, C1) có tần số riêng f1 = 7,5 MHz và mạch dao động (L, C2) có tần số riêng f2 = 10 MHz. Tìm tần số riêng của mạch mắc L với C1 ghép nối với C2
  12. A. 8,5 MHz B. 9,5 MHz C. 12,5 MHz D. 20 MHz Câu 63: Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm 4 μH và một tụ điện có điện dung biến đổi từ 10 pF đến 640 pF. Lấy π2 = 10. Chu kỳ dao động riêng của mạch này có giá trị A. từ 2.10-8 s đến 3,6.10-7 s B. từ 4.10-8 s đến 2,4.10-7 s C. từ 4.10-8 s đến 3,2.10-7 s C. từ 2.10-8 s đến 3.10-7 s Câu 64: Một mạch dao động điện từ lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Tại thời điểm t = 0, điện tích trên một bản tụ điện cực đại. Sau khoảng thời gian ngắn nhất Δt thì điện tích trên bản tụ này bằng một nửa giá trị cực đại. Chu kỳ dao động riêng của mạch dao động này là A. 4Δt B. 6Δt C. 3Δt D. 12Δt Câu 65: Phương trình dao động của điện tích trong mạch dao động LC là q = Q 0cos(ωt + φ) . Biểu thức của dòng điện trong mạch là: A. i = ωQ0cos(ωt + φ) B. i = ωQ0cos(ωt + φ + ) 2 C. i = ωQ0cos(ωt + φ - ) D. i = ωQ0sin(ωt + φ) 2 Câu 66: Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch dao động LC là i = I 0cos(ωt + φ). Biểu thức của điện tích trong mạch là: I0 A. q = ωI0 cos(ωt + φ) B. q = cos(ωt + φ - )  2 C. q = ωI0 cos(ωt + φ - ) D. q = Q0sin(ωt + φ) 2 Câu 67: Phương trình dao động của điện tích trong mạch dao động LC là: q = Q 0 cos(ωt + φ). Biểu thức của hiệu điện thế trong mạch là: Q0 A. u = ωQ0cos(ωt + φ) B. u = cos(ωt + φ) C C. u = ωQ0cos(ωt + φ - ) D. u = ωQ0sin(ωt + φ) 2 Câu 68: Mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 5 μF và cuộn dây thuần cảm có hệ số tử cảm L = 10 mH. Tụ điện được tích điện đến hiệu điện thế 12 V. Sau đó cho tụ phóng điện trong mạch. Lấy π 2 = 10, và góc thời gian là lúc tụ bắt đầu phóng điện. Biểu thức của dòng điện trong cuộn cảm là: A. i = 1,2.10-10cos(106πt + π/3) (A) B. i = 1,2π.10-6cos(106πt - π/2) (A) C. i = 1,2π.10-8cos(106πt - π/2) (A) D. i = 1,2.10-9cos(106πt) (A) Câu 69: Mạch dao động LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2 mH và tụ điện có điện dung C = 5 pF. Tụ được tích điện đến hiệu điện thế 10 V, sau đó người ta để cho tụ phóng điện trong mạch. Nếu chọn gốc thời gian là lúc tụ bắt đầu phóng điện thì biểu thức của điện tích trên bản tụ điện là: A. q = 5.10-11cos(106t) (C) C. q = 2.10-11cos(106t + π) (C) B. q = 5.10-11cos(106t + π/2) (C) D. q = 2.10-11cos(106t - π/2) (C) Câu 70: Cường độ dòng điện tức thời trong một mạch dao động LC lí tưởng là i = 0,08cos2000t(A). Cuộn dây có độ tự cảm là 50 mH. Xác định hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện tại thời điểm cường độ dòng điện tức thời bằng giá trị hiệu dụng ? A. 4 5 V B. 4 2 V C. 4 3 V D. 4V Câu 71: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm L và C mắc nối tiếp có dung kháng 100 Ω và cuộn cảm thuần có cảm kháng 50 Ω. Ngắt mạch, đồng thời giảm L đi 0,5 H rồi nối LC tạo thành mạch dao động thì tần số góc dao động riêng của mạch là 100 rad/s. Tính ω? A. 100 rad/s. B. 200 rad/s. C. 400 rad/s. D. 50 rad/s. Câu 72: Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1mH và tụ điện có điện dung μF . Tính khoảng thời gian từ lúc hiệu điện thế trên tụ cực đại U đến lức hiệu điện thế trên tụ U bằng 0 ? 2 A. 3 μs B. 1 μs C. 2 μs D. 6 μs Câu 73: Mạch LC lí tưởng gồm tụ C và cuộn cảm L đang hoạt động. Thời gian ngắn nhất để năng lượng
  13. điện truờng giảm từ giá trị cực đại xuống còn nửa giá trị cực đại là 0,5.10 -4 s. Chọn t = 0 lúc năng lượng điện trường bằng 3 lần năng lượng từ trường. Biểu thức điện tích trên tụ điện là A. q = Q0cos(5000πt + π/6) C B. q = Q0cos(5000πt - π/3) C C. q = Q0cos(5000πt + π/3) C D. q = Q0cos(5000πt + π/4) C Câu 74: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm L và C mắc nối tiếp có dung kháng 50 Ω và cuộn cảm thuần có cảm kháng 80 Ω. Ngắt mạch, đồng thời giảm C đi 0,125 mF rồi nối LC tạo thành mạch dao động thì tần số góc dao động riêng của mạch là 80 rad/s. Tính ω? A. 100 rad/s. B. 74 rad/s. C. 60 rad/s. D. 50 rad/s. Câu 75: Mạch LC lí tưởng gồm tụ C và cuộn cảm L đang hoạt động. Khi i = 10-3A thì điện tích trên tụ là q = 2.10-8 C. Chọn t = 0 lúc cường độ dòng điện có giá trị cực đại. Cường độ dòng điện tức thời có độ lớn bằng nửa cường độ dòng điện cực đại lần thứ 2012 tại thời điểm 0,063156 s. Phương trình dao động của địên tích là A. q = 2 2 .10-8cos(5.104 t + π/2) C B. q = 2 2 .10-8cos(5.104 t + π/3) C C. q = 2 2 .10-8cos(5.104 t + π/4) C D. q = 2 2 .10-8cos(5.104 t + π/6) C Câu 76: Một mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm thuần và tụ điện có điện dung thay đổi được. Trong mạch đang có dao động điện từ tự do. Khi điện dung của tụ điện có giá trị 20 pF thì chu kì dao động riêng của mạch dao động là 3 μs. Khi điện dung của tụ điện có giá trị 180 pF thì chu kì dao động riêng của mạch dao động là A. 9 μs. B. 27 μs. C. μs. D. μs. Câu 77: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm L và C mắc nối tiếp có dung kháng 100 Ω và cuộn cảm thuần có cảm kháng 50 Ω. Ngắt mạch, đồng thời tăng L thêm 0,5/π H rồi nối LC tạo thành mạch dao động thì tần số góc dao động riêng của mạch là 100π rad/s. Tính ω? A. 100π rad/s. B. 100 rad/s. C. 50π rad/s. D. 50 rad/s. Câu 78: Một mạch dao động điện từ có cuộn cảm không đổi L. Nếu thay tụ điện C bởi các tụ điện C1, C2, C1 nối tiếp C2, C1 song song C2 thì chu kỳ dao động riêng của mạch lần lượt là T1, T2, Tnt = 3 (μs), Tss = 4 3 (μs). Hãy xác định T1, biết C1 > C2 ? A. T1 = 1 (μs). B. T1 = 3 (μs). C. T1 = 2 3 (μs). D. T1 = 2 (μs). Câu 79: Mạch dao động LC đang thực hiện dao động điện từ tự do với chu kỳ T. Tại thời điểm nào đó dòng điện trong mạch có cường độ 8π (mA) và đang tăng, sau đó khoảng thời gian 3T/4 thì điện tích trên bản tụ có độ lớn 2.10-9 C. Chu kỳ dao động điện từ của mạch bằng A. 0,5ms. B. 0,25ms. C. 0,5μs. D. 0,25μs. Câu 80: Trong mạch dao động lý tưởng tụ có điện dung C = 2 nF. Tại thời điểm t1 thì cường độ dòng điện là 5 mA, sau đó T/4 hiệu điện thế giữa hai bản tụ là u = 10 V. Độ tự cảm của cuộn dây là: A. 0,04 mH B. 8 mH C. 2,5 mH D. 1 mH Câu 81: Trong một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,5 μH, tụ điện có điện dung C = 6 μF đang có dao động điện từ tự do. Tại thời điểm cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 20 mA thì điện tích của một bản tụ điện có độ lớn là 2.10 ─ 8 C. Điện tích cực đại của một bản tụ điện là A. 4.10 ─ 8 C. B. 2.5.10 ─ 9 C. C. 12.10─8 C. D. 9.10─9 C Câu 82: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm L và C mắc nối tiếp có dung kháng 2 Ω và cuộn cảm thuần có cảm kháng 200 Ω. Ngắt mạch rồi nối LC tạo thành mạch dao động thì tần số dao động riêng của mạch là 50 Hz. Tính ω? A. 100π rad/s. B. 200π rad/s. C. 1000π rad/s. D. 50π rad/s. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM 01. D 02. C 03. B 04. D 05. B 06. D 07. A 08. B 09. C 10. B 11. A 12. D 13. A 14. B 15. C 16. A 17. B 18. C 19. A 20. C 21. A 22. C 23. B 24. D 25. B 26. C 27. B 28. A 29. B 30. D 31. D 32. D 33. D 34. B 35. B 36. D 37. D 38. B 39. A 40. C 41. C 42. B 43. D 44. A 45. D 46. A 47. C 48. A 49. B 50. D 51. C 52. B 53. B 54. D 55. C 56. A 57. B 58. B 59. A 60. B 61. A 62. D 63. C 64. B 65. B 66. B 67. B 68. D 69. A 70. B
  14. 71. D 72. D 73. A 74. B 75. A 76. A 77. A 78. C 79. C 80. B 81. A 82. C NĂNG LƯỢNG CỦA MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 1) Năng lượng điện trường, (WC) 2 2 q Là năng lượng tích lũy trong tụ điện, tính bởi công thức WC = Cu = 2C 2) Năng lượng từ trường, (WL) 2 Là năng lượng tích lũy trong cuộn cảm, tính bởi công thức: WL = Li 3) Năng lượng điện từ, (W) Là tổng của năng lượng điện trường và năng lượng từ trường, cho bởi 1 1 Cu 2 Li2 2 2 2 q 1 2 W = WL + WC = Li 2C 2 1 1 q.u Li2 2 2 4) Sự bảo toàn năng lượng điện từ của mạch dao động điện từ lí tưởng 2 2 2 q Q0 cos(t) q 1 2 Q0 cos (t) 1 2 Giả sử → W = Li = L Q0 sin(t) = i q' Q0 sin(t) 2C 2 2C 2 Q2 1 Q2 1 1 Q2 = 0 cos2 (t) L2Q2 sin 2 (t) = 0 cos2 (t) L Q2 sin 2 (t) 0 const 2C 2 0 2C 2 LC 0 2C Vậy trong mạch dao động LC thì năng lượng có thể chuyển hóa qua lại giữa năng lượng điện trường và năng lượng từ trường nhưng tổng của chúng là năng lượng điện từ luôn được bảo toàn. Nhận xét: * Từ các công thức tính ở trên ta thấy năng lượng điện từ bằng năng lượng từ trường cực đại và cũng bằng năng lượng điện trường cực đại. 2 Q0 LC 2 2 2 I Q 1 1 1 Q 0 W 0 CU2 QU LI2 0 Cmax 2C 2 0 2 0 2 0 2C C Khi đó ta có W = → → I0 U0 1 2 1 2 1 2 L WLmax LI0 LI0 CU0 2 2 2 L U0 I0 C * Cũng giống như động năng và thế năng của dao động cơ, nếu mạch dao động biến thiên tuần hoàn với chu kỳ T, tần số f thì năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với tần số là 2f và chu kỳ là T/2. * Để tính các giá trị tức thời (u, i) ta dựa vào phương trình bảo toàn năng lượng: 1 1 1 C U2 u 2 CU2 Cu 2 Li2 Li2 CU2 Cu 2 i 0 2 0 2 2 0 L 1 1 1 L I2 i2 LI2 Cu 2 Li2 Cu 2 LI2 Li2 i 0 2 0 2 2 0 C * Để tính các giá trị tức thời (i, q) ta dựa vào hệ thức liên hệ: 2 2 q Q0 cos(t) q i → 1 i q' Q0 sin(t) Q0 Q0
  15. W WC i 0;q Q0 WL 0 W WL i I0 ;q 0 WC 0 I Q 3 Từ đó ta có một số các cặp (i, q) liên hợp: i 0 ;q 0 W 3W 2 2 C L I 3 Q i 0 ;q 0 W 3W 2 2 L C I 2 Q 2 i 0 ;q 0 W W 2 2 L C Dạng đồ thị của năng lượng điện trường và từ trường Các kết luận rút ra từ đồ thị: - Trong một chu kì có 4 lần động năng bằng thế năng - Khoảng thời gian giữa hai lần động năng bằng thế năng liên tiếp là T/4 - Từ thời điểm động năng cực đại hoặc thế năng cực đại đến lúc động năng bằng thế năng là T/8 - Động năng và thế năng có đồ thị là đường hình sin bao quanh m2A2 đường thẳng 4 - Đồ thị cơ năng là đường thẳng song song với trục Ot Ví dụ 1: (Trích Đề thi 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 thế cực đại giữa hai bản tụ là U0 U0. Khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ là thì cường độ dòng điện trong mạch có độ lớn bằng 2 U 3L U 5C U 5L U 3C A. 0 B. 0 C. 0 D. 0 2 C 2 L 2 C 2 L Lời giải: 1 1 1 1 1 1 1 1 3 U 3C Ta có: CU2 Cu 2 Li2 CU2 CU2 Li2 LI2 CU2 i = 0 2 0 2 2 2 0 2 4 0 2 2 0 4 0 2 L Ví dụ 2: Mạch dao động lí tưởng gồm tụ điện có điện dung C = 1 (μF) và cuộn dây có độ từ cảm L = 1 (mH). Trong quá trình dao động, cường độ dòng điện qua cuộn dây có độ lớn lớn nhất là 0,05 (A). Sau bao lâu thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện có độ lớn lớn nhất, độ lớn đó bằng bao nhiêu? Lời giải: * Thời gian từ lúc cường độ dòng điện đạt cực đại đến lúc hiệu điện thế đạt cực đại là T/4 (T là chu kì dao 1 1 động riêng của mạch). Vậy thời gian cần tìm là Δt = .2 LC = .2 10 6.10 2 = 1,57.10-4 (s). 4 4 1 Q2 L * Bảo toàn năng lượng ta được: LI2 0 → U I = = 5V 2 0 2C 0 C 0 Ví dụ 3: Mạch dao động LC có cường độ dòng điện cực đại I0 = 10 (mA), điện tích cực đại của tụ điện là –8 Q0 = 4.10 (C). a) Tính tần số dao động riêng của mạch. b) Tính hệ số tự cảm của cuộn dây, biết điện dung của tụ điện C = 800 (pF). Lời giải: I0 5 a) Ta có I = ωQ0 → ω = = =2,5.10 rad/s Q0 Từ đó tần số dao động riêng của mạch là f = = = 40000 (Hz).
  16. 2 1 Q2 1 Q 2 0 0 b) Từ phương trình bảo toàn năng lượng LI0 → L = = 0,02 H 2 2C C I0 Vậy hệ số tự cảm của cuộn dây là L = 0,02 (H). Ví dụ 4: Mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kì riêng T = 10 –4 (s), hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ U0 = 10 (V), cường độ dòng điện cực đại qua cuộn dây là I0 = 0,02 (A). Tính điện dung của tụ điện và hệ số tự cảm của cuộn dây. Lời giải: 2 1 2 1 2 L U0 4 * Bảo toàn năng lượng ta được: LI0 CU0 → 2 = = 25.10 (1). 2 2 C I0 T2 * Theo giả thiết T = 2π LC → LC = = = 2,5.10-10 (2). 4 2 Giải hệ (1) và (2) ta được L = 7,9 mH và C = 31,6 mF Ví dụ 5: Mạch dao động LC gồm tụ C = 6 (μF) và cuộn cảm thuần. Biết giá trị cực đại của điện áp giữa hai đầu tụ điện là U0 = 14 V. Tại thời điểm điện áp giữa hai bản của tụ là u = 8 V, năng lượng từ trường trong mạch bằng A. WL = 588 μJ. B. WL = 396 μJ. C. WL = 39,6 μJ. D. WL = 58,8 μJ. Lời giải: 1 1 1 1 1 1 1 Bảo toàn năng lượng ta được: CU2 Cu 2 Li2 → W Li2 CU2 Cu 2 C(U2 u 2 ) 2 0 2 2 L 2 2 0 2 2 0 2 2 Thay số ta được năng lượng từ trường của mạch là WL = 6(14 -8 ) = 396 μJ Bình luận: Trong ví dụ trên các em thấy được các đáp án đều để đơn vị của W L là bội số của μ nên trong phép tính toán ta không cần thiết phải đổi đơn vị của điện dung C ra Fara. Đó là một kĩ năng quan trọng của làm trắc nghiệm: hãy quan sát đáp án để có hướng tính toán hợp lý. Ví dụ 6: (Trích Đề thi ĐH – 2011) Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 50 mH và tụ điện có điện dung C. Trong mạch đang có dao động điện từ tự do với cường độ dòng điện i = 0,12cos(2000t) (i tính bằng A, t tính bằng s). Ở thời điểm mà cường độ dòng điện trong mạch bằng một nửa cường độ hiệu dụng thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ có độ lớn bằng A. 3 14 V. B. 5 14 V. C. 12 3 V. D. 6 2 V. Ví dụ 7: (Trích Đề thi ĐH – 2011) Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Thời gian ngắn nhất để năng lượng điện trường giảm từ cực đại xuống còn một nửa giá trị cực đại là 1,5.10 -4 s. Thời gian ngắn nhất để điện tích trên tụ giảm từ giá trị cực đại xuống còn một nửa giá trị đó là A. 4.10-4 s. B. 3.10-4 s. C. 12.10-4 s. D. 2.10 -4 s. Ví dụ 8: Tại thời điểm cường độ dòng điện qua cuộn dây trong một mạch dao động có độ lớn là 0,1 (A) thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện của mạch là 3 (V). Tần số dao động riêng của mạch là 1000 (Hz). Tính các giá trị cực đại của điện tích trên tụ điện, hiệu điện thế hai đầu cuộn dây và cường độ dòng điện qua cuộn dây, biết điện dung của tụ điện 10 (μF). Lời giải: 1 1 Q2 * Bảo toàn năng lượng ta được Li2 Cu 2 0 Q2 LCi2 C2u 2 (1) 2 2 2C 0 1 1 i2 Mà f = →LC = , thay vào (1) ta được Q C2u 2 = = 3,4.10-5 (C). 2 LC 4 2f 2 0 4 2f 2
  17. Q U 0 3,4 V * Hiệu điện thế cực đại và cường độ dòng điện cực đại được tính bởi: 0 C I0 Q0 2 fQ0 0,21A Ví dụ 9: Một mạch dao động LC, cuộn dây có độ tự cảm L = 2 (mH) và tụ điện có điện dung C = 0,2 (μF). Cường độ dòng điện cực đại trong cuộn cảm là I0 = 0,5 (A). Tìm năng lượng của mạch dao động và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện ở thời điểm dòng điện qua cuộn cảm có cường độ i = 0,3 (A). Bỏ qua những mất mát năng lượng trong quá trình dao động. Lời giải: 1 * Năng lượng điện từ của mạch W = LI2 = = 0,25.10-3 (J). 2 0 2W Li2 * Mặt khác ta cũng có W = Li2 + Cu2 →u = 40 V C Ví dụ 10: Cường độ dòng điện tức thời trong một mạch dao động LC lí tưởng là i = 0,08cos(2000t) A. Cuộn dây có độ tự cảm là L = 50 (mH). a) Hãy tính điện dung của tụ điện. b) Xác định hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện tại thời điểm cường độ dòng điện tức thời trong mạch bằng giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng. Lời giải: 1 1 a) Từ giả thiết ta có ω = → C = = = 5 μF LC L2 1 1 1 b) Bảo toàn năng lượng ta được: Li2 Cu 2 LI2 2 2 2 0 I L Tại thời điểm i = I = 0 → u = I = = 4 2 V 2 0 2C Ví dụ 11: Mạch dao động điện từ LC có điện tích cực đại giữa hai bản tụ điện là Q0, cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I0. Tìm khoảng thời gian ngắn nhất a) từ khi tụ bắt đầu phóng điện đến khi cường độ dòng điện qua cuộn dây cực đại. b) từ thời điểm mà năng lượng điện trường cực đại đến thời điểm năng lượng điện trường bằng 3 lần năng lượng từ trường. c) từ thời điểm năng lượng từ trường cực đại đến thời điểm năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường. d) từ thời điểm năng lượng từ trường bằng ba lần năng lượng điện trường đền thời điểm năng lượng từ trường cực đại. Lời giải: a) Tụ bắt đầu phóng điện thì q = Q0, cường độ dòng điện cực đại thì i = I0 q = Q0 khi đó ta được 2 LC LC Δt(q = Q0) → q = 0) → Δt = = = 4 2 b) Năng lượng điện trường cực đại tức q = Q0 2 3 2 Q0 3 Khi năng lượng điện trường bằng 3 lần năng lượng từ trường thì WC = 3WL q Q → q = 4 0 2 Q0 3 LC Khi đó thời gian ngắn nhất cần tìm thỏa mãn Δt : (q = Q0 → q = ) → Δt = = 2 6 c) Năng lượng từ trường cực đại tức i = I0 q = 0. 2 1 2 Q0 2 Khi năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường thì WC = WL q Q → q = 2 0 2 Q0 3 LC Khi đó thời gian ngắn nhất cần tìm thỏa mãn Δt: (q = Q0 → q = ) → Δt = = 2 4 2 3 2 I0 3 d) Khi năng lượng từ trường bằng 3 lần năng lượng điện trường thì WL = 3WC i I → i = 4 0 2 khi năng lượng từ trường cực đại, tức là i = I0.
  18. I0 3 LC Khi đó thời gian ngắn nhất cần tìm thỏa mãn Δt: (i = → i = I0) → Δt = = 2 6 10 2 Ví dụ 12: Mạch dao động LC có L = (H), C = (μF). Bỏ qua điện trở dây nối. Tích điện cho tụ điện đến giá trị cực đại Q0, trong mạch có dao động điện từ riêng. a) Tính tần số dao động của mạch. b) Khi năng lượng điện trường ở tụ điện bằng năng lượng từ trường ở cuộn dây thì điện tích trên tụ điện bằng bao nhiêu phần trăm Q0? Lời giải: 1 a) Tần số dao động riêng của mạch là f = = = 5000 Hz 2 LC 2 1 2 Q0 2 b) Khi năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường ta có WC = WL q Q → q = 2 0 2 Vậy q ≈ 70%Q0. Ví dụ 13: Trong mạch dao động tụ điện được cấp một năng lượng W = 1 (μJ) từ nguồn điện một chiều có suất điện động e = 4 (V). Cứ sau những khoảng thời gian như nhau Δt = 1 (μs) thì năng lượng trong tụ điện và trong cuộn cảm lại bằng nhau. Xác định độ tự cảm L của cuộn dây ? 32 34 32 30 A. L = (nH). B. L = (μH). C. L = (μH). D. L = (μH) 2 2 2 2 Lời giải: Tụ được nạp điện bằng suất điện động một chiều nên e = U0 = 4 (V). 2 1 2 Q0 2 Khi năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường thì WC = WL q Q → q = 2 0 2 Q0 2 Q0 2 Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà WL = WC thỏa mãn Δt :(q = → q = ) 2 2 → Δt = 2. . Từ đó ta được T = 4.Δt = 4 (μs). 1 W CU2 2 2 2 0 2W U0 T .U0 32 Mặt khác 2 → 2 2 L 2 = = 2 (μH). 2 2 T 4 L 8 W T 2 LC T 4 LC Ví dụ 14: Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây có độ tự cảm 50 mH và tụ điện có điện dung 5 μF. Nếu mạch có điện trở thuần 10-2 Ω, để duy trì dao động trong mạch với hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 12 V thì phải cung cấp cho mạch một công suất trung bình bằng A. 36 μW. B. 36 mW. C. 72 μW. D. 72 mW. Lời giải: C * I0 = U = = 0,12 A 0 L I2R * Công suất cần cung cấp: P = I2R = 0 = = 72 μW 2 Ví dụ 15: Mạch dao động LC có L = 1,6.10-4 (H), C = 8 μF, R ≠ 0. Cung cấp cho mạch một công suất P = 0,625 (mW) thì duy trì hiệu điện thế cực đại ở hai bản cực tụ là Umax = 5 V. Điện trở thuần của mạch là A. 0,1 (Ω). B. 1 (Ω). C. 0,12 (Ω). D. 0,5 (Ω). Ví dụ 16: Một mạch dao động gồm một tụ điện có C = 3500 pF và cuộn dây có độ tự cảm L = 30 μH, điện trở thuần R = 1,5 Ω. Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện là 15 V. Phải cung cấp cho mạch công suất bằng bao nhiêu để duy trì dao động của nó? A. 13,13 mW. B. 16,69 mW. C. 19,69 mW. D. 23,69 mW.
  19. III. SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA DAO ĐỘNG CƠ VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ Các đại lượng tương tự nhau của dao động cơ và dao động điện từ thể hiện qua bảng sau: Dao động cơ học Dao động điện từ x q v i 1 2 1 2 Ed = mv WL= Li 2 2 2 1 2 q Et = kx Wt = 2 2C m L 1 k C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM NĂNG LƯỢNG CỦA MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ Câu 1: Chọn phát biểu sai khi nói về mạch dao động điện từ? A. Năng lượng điện tập chung ở tụ điện, năng lượng từ tập chung ở cuộn cảm. B. Năng lượng của mạch dao động luôn được bảo toàn. 1 C. Tần số góc của mạch dao động là  LC D. Năng lượng điện và năng lượng từ luôn bảo toàn. Câu 2: Nếu điện tích trên tụ của mạch LC biến thiên theo công thức q = Q 0cos(ωt) C. Tìm biểu thức sai trong các biểu thức năng lượng của mạch LC sau đây? 2 2 2 2 Cu q.u q Q0 2 Q0 A. Năng lượng điện trường WC = cos t (1 cos 2t) 2 2 2C 2C 4C 2 2 2 Li Q0 2 Q0 B. Năng lượng từ trường Wt = cos t (1 cos 2t) 2 2C 4C 2 Q0 C. Năng lượng dao động: W= WL +WC = = const 2C 2 2 2 2 LI0 L Q0 Q0 D. Năng lượng dao động: W= WL +WC = = = 2 2 2C Câu 3: Công thức tính năng lượng điện từ của mạch dao động LC là Q2 Q2 Q2 Q2 A. W= 0 B. W= 0 C. W= 0 D. W= 0 2L 2C L C Câu 4: Biểu thức nào liên quan đến dao động điện từ sau đây là không đúng ? 1 A. Tần số của dao động điện từ tự do là f = 2 LC B. Tần số góc của dao động điện từ tự do là ω = LC Cu 2 C. Năng lượng điện trường tức thời WC = 2 Li2 D. Năng lượng từ trường tức thời: W L 2 Câu 5: Nhận xét nào sau đây về đặc điểm của mạch dao động điện từ điều hoà LC là không đúng? A. Điện tích trong mạch biến thiên điều hoà. B. Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu ở tụ điện. C. Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu ở cuộn cảm. D. Tần số dao động của mạch thay đổi. Câu 6: Một mạch dao động điện từ LC, có điện trở thuần không đáng kể. Điện áp giữa hai bản tụ biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số f. Phát biểu nào sau đây là sai ? Năng lượng điện từ
  20. A. bằng năng lượng từ trường cực đại. B. không thay đổi. C. biến thiên tuần hoàn với tần số f. D. bằng năng lượng điện trường cực đại. Câu 7: Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích trên tụ điện biến thiên với chu kỳ T. Năng lượng điện trường ở tụ điện A. biến thiên tuần hoàn với chu kì T. B. biến thiên tuần hoàn với chu kì T/2. C. biến thiên tuần hoàn với chu kì 2T. D. không biến thiên theo thời gian. Câu 8: Nhận xét nào sau đây liên quan đến năng lượng điện từ của mạch dao động là đúng ? Điện tích trong mạch dao động lí tưởng biến đổi với chu kỳ T thì A. Năng lượng điện trường biến đổi với chu kỳ 2T. B. Năng lượng từ trường biến đổi với chu kỳ 2T. C. Năng lượng điện trường biến đổi với chu kỳ T/2. D. Năng lượng điện từ biến đổi với chu kỳ T/2. Câu 9: Cường độ dòng điện trong mạch dao động lí tưởng biến đổi với tần số f. Phát biểu nào sau đây là không đúng ? A. Năng lượng điện trường biến đổi với tần số 2f. B. Năng lượng từ trường biến đổi với tần số 2f. C. Năng lượng điện từ biến đổi với tần sồ f/2. D. Năng lượng điện từ không biến đổi. Câu 10: Một mạch dao động điện từ LC, có điện trở thuần không đáng kể. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số f. Phát biểu nào sau đây là sai ? A. Năng lượng điện từ bằng năng lượng từ trường cực đại. B. Năng lượng điện từ biến thiên tuần hoàn với tần số f. C. Năng lượng điện trường biến thiên tuần hoàn với tần số 2f. D. Năng lượng điện từ bằng năng lượng điện trường cực đại. Câu 11: Trong mạch dao động LC có điện trở thuần bằng không thì A. Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kỳ bằng nửa chu kỳ dao động riêng của mạch. B. Năng lượng điện trường tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của mạch. C. Năng lượng từ trường tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kỳ bằng nửa chu kỳ dao động riêng của mạch. D. Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của mạch. Câu 12: 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. B. 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. D. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến đổi tuần hoàn với chu kỳ T/2. Câu 13: Cho mạch LC dao động với chu kỳ T = 4.10 –2 (s). Năng lượng từ trường trong cuộn dây thuần cảm L biến thiên điều hoà với chu kỳ T’ có giá trị bằng A. T’ = 8.10–2 (s). B. T’ = 2.10–2 (s). C. T’ = 4.10–2 (s). D. T’ = 10–2 (s). Câu 14: Trong mạch dao động LC lý tưởng, gọi i và u là cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây tại một thời điểm nào đó, I 0 là cường độ dòng điện cực đại trong mạch. Hệ thức biểu diễn mối liên hệ giữa i, u và I0 là L C L C A. I2 i2 u 2 B. I2 i2 u 2 C. I2 i2 u 2 D. I2 i2 u 2 0 C 0 L 0 C 0 C Câu 15: 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 điện trong mạch tại thời điểm t. Hệ thức nào dưới đây được viết đúng? C L A. i2 LC U2 u 2 B. i2 U2 u 2 C. i2 LC U2 u 2 D. i2 U2 u 2 0 L 0 0 C 0 Câu 16: Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có L và một tụ điện có điện dung C thực hiện dao động điện từ không tắt. Giá trị cực đại của hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện bằng Uo. Giá trị cực đại của cường độ dòng điện trong mạch là
  21. L C U A. I U LC B. I U C. I U D. I 0 0 0 0 0 C 0 0 L 0 LC Câu 17: 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 Qo là điện tích cực đại giữa hai bản tụ; q và i là điện tích và cường độ dòng điện trong mạch tại thời điểm t. Hệ thức nào dưới đây là đúng? 2 2 2 2 2 2 2 2 Q q Q0 q C Q q A. i LC Q q B. i 0 C. i D. i 0 0 LC LC L Câu 18: Một mạch dao động gồm một cuộn dây có độ tự cảm L = 5 (mH) và tụ điện có điện dung C = 50 (μF). Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là U0 = 10 V. Năng lượng của mạch dao động là: A. W = 25 mJ. B. W = 106 J. C. W = 2,5 mJ. D. W = 0,25 mJ. Câu 19: Trong mạch dao động lý tưởng, tụ điện có điện dung C = 5 (μF), điện tích của tụ có giá trị cực đại là 8.10–5 C. Năng lượng dao động điện từ trong mạch là A. 6.10–4 J. B. 12,8.10–4 J. C. 6,4.10–4 J. D. 8.10–4 J. Câu 20: Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ trong khung dao động bằng U 0 = 6 V, điện dung của tụ bằng C = 1 μF. Biết dao động điện từ trong khung năng lượng được bảo toàn, năng lượng từ trường cực đại tập trung ở cuộn cảm bằng A. W = 18.10–6 J. B. W = 0,9.10–6 J. C. W = 9.10–6 J. D. W = 1,8.10–6 J. Câu 21: Một tụ điện có điện dung C = 8 (nF) được nạp điện tới điện áp U 0 = 6 V rồi mắc với một cuộn cảm có L = 2 mH. Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm là A. I0 = 0,12 A. B. I0 = 1,2 mA. C. I0 = 1,2 A. D. I0 = 12 mA. Câu 22: Một mạch dao động LC gồm tụ điện có điện dung C = 10 (pF) và cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L = 10,13 (mH). Tụ điện được tích điện đến hiệu điện thế cực đại là U0 = 12 V. Sau đó cho tụ điện phóng điện qua mạch. Năng lượng cực đại của điện trường nhận giá trị nào ? A. W = 144.10–11 J. B. W = 144.10–8 J. C. W = 72.10–11 J. D. W = 72.10–8 J. Câu 23: Cho 1 mạch dao động gồm tụ điện C = 5 (μF) và cuộn dây thuần cảm kháng có L = 50 (mH). Tính năng lượng của mạch dao động khi biết hiệu điện thế cực đại trên tụ điện là U0 = 6 V. A. W = 9.10–5 J. B. W = 6.10–6 J. C. W = 9.10–4 J. D. W = 9.10–6 J. Câu 24: Mạch dao động điện từ điều hoà LC gồm tụ điện C = 30 (nF) và cuộn cảm L = 25 (mH). Nạp điện cho tụ điện 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 = 5,2 mA. D. I = 6,34 mA. Câu 25: Trong mạch LC lý tưởng cho tần số góc ω = 2.104 rad/s, L = 0,5 (mH), hiệu điện thế cực đại trên hai bản tụ U0 = 10 V. Năng lượng điện từ của mạch dao động là A. W = 25 J. B. W = 2,5 J. C. W = 2,5 mJ. D. W = 2,5.10–4 J. Câu 26: Một mạch dao động LC có điện trở thuần không đáng kể, tụ điện có điện dung C = 0,05 (μF). Dao động điện từ riêng (tự do) của mạch LC với hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện bằng U 0 = 6 V. Khi hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện là u = 4 V thì năng lượng từ trường trong mạch bằng A. WL = 0,4 μJ. B. WL = 0,5 μJ. C. WL = 0,9 μJ. D. WL = 0,1 μJ. Câu 27: Mạch dao động LC gồm tụ C = 6 (μF) và cuộn cảm thuần. Biết giá trị cực đại của điện áp giữa hai đầu tụ điện là U0 = 14 V. Tại thời điểm điện áp giữa hai bản của tụ là u = 8 V, năng lượng từ trường trong mạch bằng: A. WL = 588 μJ. B. WL = 396 μJ. C. WL = 39,6 μJ. D. WL = 58,8 μJ. Câu 28: Mạch dao động LC có L = 0,2 H và C = 10 μF thực hiện dao động tự do. Biết cường độ cực đại của dòng điện trong mạch là I0 = 0,012 A. Khi giá trị cường độ dòng tức thời là i = 0,01 A thì giá trị hiệu điện thế là A. u = 0,94 V. B. u = 20 V. C. u = 1,7 V. D. u = 5,4 V. Câu 29: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 50 (μF) và cuộn dây có độ tự cảm L = 5 (mH). Điện áp cực đại trên tụ điện là U0 = 6 V. Cường độ dòng điện trong mạch tại thời điểm điện áp trên tụ điện bằng u = 4 V là A. i = 0,32A. B. i = 0,25A. C. i = 0,6A. D. i = 0,45A. Câu 30: Khi trong mạch dao động LC có dao động tự do. Hiệu điện thế cực đại giữa 2 bản tụ là U0 = 2 V. Tại thời điểm mà năng lượng điện trường bằng 2 lần năng lượng từ trường thì hiệu điện thế giữa 2 bản tụ là
  22. A. u = 0,5 V. B. u = V. C. u = 1 V. D. u = 1,63 V. Câu 31: Một mạch dao động LC, gồm tụ điện có điện dung C = 8 (nF) và một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2 (mH). Biết hiệu điện thế cực đại trên tụ U0 = 6 V. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 6 (mA), thì hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn cảm gần bằng A. 4 V. B. 5,2 V. C. 3,6 V. D. 3 V. Câu 32: Trong mạch dao động LC có dao động điện từ tự do (dao động riêng) với tần số góc 10 4 rad/s. –9 –6 Điện tích cực đại trên tụ điện là Q 0 = 10 C. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng I 0 = 6.10 A thì điện tích trên tụ điện là A. q = 8.10–10 C. B. q = 4.10–10 C. C. q = 2.10–10 C. D. q = 6.10–10 C. Câu 33: Dao động điện từ trong mạch là dao động điều hoà. Khi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm bàng uL = 1,2 V thì cường độ dòng điện trong mạch bằng i = 1,8 (mA).Còn khi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm bằng uL = 0,9 V thì cường độ dòng điện trong mạch bằng i = 2,4 (mA). Biết độ tự cảm của cuộn dây L = 5 (mH). Điện dung của tụ và năng lượng dao động điện từ trong mạch bằng A. C = 10 (nF) và W = 25.10–10 J. B. C = 10 (nF) và W = 3.10–10 J. C. C = 20 (nF) và W = 5.10–10 J. D. C = 20 (nF) và W = 2,25.10–8 J. Câu 34: Cường độ dòng điện tức thời trong một mạch dao động LC lí tưởng là i = 0,08cos(2000t) A. Cuộn dây có độ tự cảm là L = 50 mH. Xác định hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện tại thời điểm cường độ dòng điện tức thời bằng giá trị hiệu dụng ? A. u = 4 5 V. B. u = 4 2 V. C. u = 4 3 V. D. u = 4 V. Câu 35: Mạch dao động lí tưởng LC gồm tụ điện có điện dung C = 25 (nF) và cuộn dây có độ tụ cảm L. Dòng điện trong mạch biến thiên theo phương trình i = 0,02cos(8000t) A. Năng lượng điện trường vào thời điểm t = (s) là A. WC = 38,5 μJ. B. WC = 39,5 μJ. C. WC = 93,75 μJ. D. WC = 36,5 μJ. Câu 36: Mạch dao động lí tưởng LC gồm tụ điện có điện dung C = 25 (nF) và cuộn dây có độ tụ cảm L. Dòng điện trong mạch biến thiên theo phương trình i = 0,02cos(8000t) A. Giá trị của L và năng lượng dao động trong mạch là A. L = 0,6 H, W = 385 μJ. B. L = 1 H, W = 365 μJ. C. L = 0,8 H, W = 395 μJ. D. L = 0,625 H, W = 125 μJ. Câu 37: Mạch dao động lí tưởng LC được cung cấp một năng lượng W = 4 μJ từ một nguồn điện một chiều có suất điện động e = 8 V. Điện dung của tụ điện có giá trị là A. C = 0,145 μF. B. C = 0,115 μF C. C = 0,135 μF. D. C = 0,125 μF. Câu 38: Mạch dao động lí tưởng LC được cung cấp một năng lượng W = 4 μJ từ một nguồn điện một chiều có suất điện động 8 V. Biết tần số góc của mạch dao động ω = 4000 rad/s. Độ tự cảm L của cuộn dây là A. L = 0,145 H. B. L = 0,5 H. C. L = 0,15 H. D. L = 0,35 H. Câu 39: Mạch dao động lí tưởng LC gồm tụ điện có điện dung C và cuộn dây có độ tụ cảm L = 0,125 H. Dùng nguồn điện một chiều có suất điện động e cung cấp cho mạch một năng lượng W = 25 μJ thì dòng điện tức thời trong mạch là i = I0cos(4000t) A. Giá trị của suất điện động e là A. e = 12 V. B. e = 13 V. C. e = 10 V. D. e = 11 V. Câu 40: Trong một mạch dao động điện từ LC, điện tích của tụ biến thiên theo hàm số q = Q osin(πt) C. Q Khi điện tích của tụ điện là q = 0 thì năng lượng điện trường 2 A. bằng hai lần năng lượng từ trường B. bằng ba lần năng lượng từ trường C. bằng một nửa năng lượng từ trường D. bằng năng lượng từ trường Câu 41: Trong một mạch dao động điện từ LC, điện tích của tụ biến thiên theo hàm số q = Q 0cos(πt) C. Q Khi điện tích của tụ điện là q = 0 thì năng lượng từ trường 2 A. bằng hai lần năng lượng điện trường B. bằng ba lần năng lượng điện trường C. bằng bốn lần năng lượng điện trường D. bằng năng lượng từ trường Câu 42: Trong mạch dao động LC lí tưởng, khi năng lượng điện trường gấp ba lần năng lượng từ trường thì độ lớn điện tích q của mạch được cho bởi
  23. Q Q 3Q 3Q A. q = 0 B. q = 0 C. q = 0 D. q = 0 2 3 2 4 Câu 43: Trong mạch dao động LC lí tưởng, khi năng lượng điện trường gấp ba lần năng lượng từ trường thì cường độ dòng điện của mạch được cho bởi I 3I 3I I A. i = 0 B. i = 0 C. i = 0 D. i = 0 2 2 4 2 Câu 44: Trong mạch LC điện tích của tụ điện biến thiên điều hoà với giá trị cực đại bằng Q 0. Điện tích của tụ điện khi năng lượng từ trường gấp 3 lần năng lượng điện trường là Q Q Q 2 Q A. q = 0 B. q = 0 C. q = 0 D. q = 0 3 4 2 2 Câu 45: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T. Quãng thời gian ngắn nhất từ khi tụ bắt đầu phóng điện đến thời điểm mà cường độ dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại là: A. Δt = T/2. B. Δt = T/6. C. Δt = T/4. D. Δt = T. Câu 46: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T. Quãng thời gian ngắn nhất từ khi cường độ dòng điện trong mạch cực đại đến thời điểm mà điện tích giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại là A. Δt = T/2. B. Δt = T/4. C. Δt = T/3. D. Δt = T/6. Câu 47: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T. Quãng thời gian ngắn nhất từ khi tụ bắt đầu phóng điện đến thời điểm mà năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường là A. Δt = T/2. B. Δt = T/6. C. Δt = T/4. D. Δt = T/8. Câu 48: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T. Quãng thời gian ngắn nhất từ thời điểm năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường đến thời điểm mà năng lượng điện trường của mạch đạt giá trị cực đại là A. Δt = T/2. B. Δt = T/4. C. Δt = T/12. D. Δt = T/8. Câu 49: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T. Quãng thời gian ngắn nhất từ thời điểm năng lượng điện trường bằng 3 lần năng lượng từ trường đến thời điểm mà năng lượng điện trường của mạch đạt giá trị cực đại là A. Δt = T/6. B. Δt = T/4. C. Δt = T/12. D. Δt = T/2. Câu 50: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T. Quãng thời gian ngắn nhất từ thời điểm năng lượng từ trường bằng 3 lần năng lượng điện trường đến thời điểm mà năng lượng điện trường của mạch đạt giá trị cực đại là A. Δt = T/6. B. Δt = T/4. C. Δt = T/12. D. Δt = T/2. Câu 51: Xét mạch dao động lí tưởng LC. Khoảng thời gian ngắn nhất kể từ lúc năng lượng điện trường cực đại đến lúc năng lượng từ trường cực đại là LC LC A. Δt = LC B. Δt = C. Δt = D. Δt = 2 LC 4 2 Câu 52: Cho mạch dao động lí tưởng LC. Khoảng thời gian ngắn nhất từ thời điểm năng lượng điện trường cực đại đến thời điểm năng lượng từ trường gấp 3 lần năng lượng điện trường là LC LC LC A. Δt = B. Δt = C. Δt = D. Δt = 2 LC 3 4 2 Câu 53: Cho mạch dao động lí tưởng LC. Khoảng thời gian ngắn nhất từ thời điểm năng lượng điện trường cực đại đến thời điểm năng lượng từ trường bằng năng lượng điện trường là LC LC LC LC A. Δt = B. Δt = C. Δt = D. Δt = 6 8 4 2 Câu 54: Một mạch dao động LC có hệ số tự cảm của cuộn dây là L = 5 (mH), điện dung của tụ điện là C = 50 (μF). Khoảng thời gian ngắn nhất kể từ thời điểm tụ bắt đầu phóng điện đến thời điểm năng lượng của mạch tập trung hoàn toàn ở cuộn cảm là A. Δt = (s) B. Δt = (s) C. Δt = (s) D. Δt = (s) Câu 55: Cho một mạch dao động lí tưởng LC. Khoảng thời gian ngắn nhất kể từ thời điểm cường độ dòng điện chạy trong cuộn dây đạt cực đại đến thời điểm mà năng lượng từ trường của mạch bằng năng lượng điện trường là 10–6 (s). Chu kỳ dao động của mạch là A. T = 10–6 (s). B. T = 4.10–6 (s). C. T = 3.10–6 (s). D. T = 8.10–6 (s).
  24. Câu 56: Mạch dao động LC lí tưởng dao động với tần số riêng f o = 1 MHz. Năng lượng từ trường trong mạch có giá trị bằng nửa giá trị cực đại của nó sau những khoảng thời gian là A. Δt = 1 (μs). B. Δt = 0,5 (μs). C. Δt = 0,25 (μs). D. Δt = 2 (μs). 10 3 Câu 57: Một tụ điện có điện dung C = (F) được nạp một lượng điện tích nhất định. Sau đó nối 2 bản 2 tụ vào 2 đầu 1 cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = (H). Bỏ qua điện trở dây nối. Sau khoảng thời gian ngắn nhất bao nhiêu giây (kể từ lúc nối) năng lượng từ trường của cuộn dây bằng 3 lần năng lượng điện trường trong tụ? A. Δt = (s). B. Δt = (s). C. Δt = (s). D. Δt = (s). Câu 58: Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1mH và tụ điện có điện 0,1 dung C = (μF). Tính khoảng thời gian từ lúc hiệu điện thế trên tụ cực đại U0 đến lức hiệu điện thế trên U tụ u = 0 ? 2 A. Δt = 3 (μs). B. Δt = 1 (μs). C. Δt = 2 (μs). D. Δt = 6 (μs). Câu 59: Trong mạch dao động LC có điện trở thuần không đáng kể, chu kỳ dao động của mạch là T = 10–6 (s), khoảng thời gian ngắn nhất để năng lượng điện trường lại bằng năng lượng từ trường A. Δt = 2,5.10–5 (s). B. Δt = 10–6 (s). C. Δt = 5.10–7 (s). D. Δt = 2,5.10–7 (s). Câu 60: Một mạch dao động LC lí tưởng có L = 2 (mH), C = 8 (pF), lấy π2 = 10. Thời gian ngắn nhất kể từ lúc tụ bắt đầu phóng điện đến thời điểm mà năng lượng điện trường của mạch bằng ba lần năng lượng từ trường là 10 5 10 6 A. Δt = 2.10–7 (s). B. Δt = 10–7 (s). C. Δt = s D. Δt = s 75 15 Câu 61: Trong mạch dao động tụ điện được cấp một năng lượng W = 1 (μJ) từ nguồn điện một chiều có suất điện động e = 4 V. Cứ sau những khoảng thời gian như nhau Δt = 1 (μs) thì năng lượng trong tụ điện và trong cuộn cảm lại bằng nhau. Xác định độ tự cảm L của cuộn dây ? 34 35 32 30 A. L = (μH). B. L = (μH). C. L = (μH). D. L = (μH). 2 2 2 2 Câu 62: Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ có điện dung. Dùng nguồn điện một chiều có suất điện động e = 6 V cung cấp cho mạch một năng lượng W = 5 (μJ) thì cứ sau khoảng thời gian ngắn nhất Δt = 1 (μs) dòng điện trong mạch triệt tiêu. Giá trị của L là 3 2,6 1,6 3,6 A. L = (μH). B. L = (μH). C. L = (μH). D. L = (μH). 2 2 2 2 Câu 63: Mạch dao động LC lí tưởng, cường độ dòng điện tức thời trong mạch biến thiên theo phương trình i = 0,04cos(ωt) A. Xác định giá trị của C biết rằng, cứ sau những khoảng thời gian nhắn nhất Δt = 0,8 0,25 (μs) thì năng lượng điện trường và năng lượng từ trường bằng nhau và bằng (μJ). 125 100 120 25 A. C = (pF). B. C = (pF). C. C = (pF). D. C = (pF). 2 2 2 2 2 Câu 64: Điện tích của tụ điện trong mạch dao động LC biến thiên theo phương trình q = Q0cos t . T Tại thời điểm t = T/4, ta có A. hiệu điện thế giữa hai bản tụ bằng 0. B. dòng điện qua cuộn dây bằng 0. C. điện tích của tụ cực đại. D. năng lượng điện trường cực đại. Câu 65: Dao động điện từ tự do trong mạch dao động LC được hình thành là do hiện tượng nào sau đây? A. Hiện tưởng cảm ứng điện từ. B. Hiện tượng tự cảm. C. Hiện tưởng cộng hưởng điện. D. Hiện tượng từ hoá. Câu 66: Chọn kết luận đúng khi so sánh dao động tự do của con lắc lò xo và dao động điện từ tự do trong mạch dao động LC ? A. Khối lượng m của vật nặng tương ứng với hệ số tự cảm L của cuộn dây. B. Độ cứng k của lò xo tương ứng với điện dung C của tụ điện.
  25. C. Gia tốc a ứng với cường độ dòng điện i. D. Vận tốc v tương ứng với điện tích q. Câu 67: Khi so sánh dao động của con lắc lò xo với dao động điện từ trong trường hợp lí tưởng thì độ cứng của lò xo tương ứng với A. hệ số tự cảm L của cuộn dây. B. nghịch đảo điện dung C của tụ điện. C. điện dung C của tụ điện. D. điện tích q của bản tụ điện. Câu 68: Tụ điện có điện dung C, được tính điện đến điện tích cực đại Qmax rồi nối hai bản tụ với cuộn dây có độ tự cảm L thì dòng điện cực đại trong mạch là L 1 C A. I LC.Q B. I .Q C. I .Q D. I .Q max max max C max max LC max max L max Câu 69: Trong mạch dao động LC lí tưởng với L = 2,4 mH; C = 1,5 mF. Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp mà năng lượng từ trường bằng 5 lần năng lượng điện trường là? A. 1,76 ms. B. 1,6 ms. C. 1,54 ms. D. 1,33 ms. Câu 70: Một mạch dao động gồm có cuộn dây L thuần cảm kháng và tụ điện C thuần dung kháng. Nếu gọi Imax là dòng điện cực đại trong mạch, hiệu điện thế cực đại Umax giữa hai đầu tụ điện liên hệ với Imax như thế nào? Hãy chọn kết quả đúng trong các kết quả sau: L L L A. U .I B. U .I C. U .I D. Một giá trị khác. Cmax C max Cmax C max Cmax 2 C max Câu 71: 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: Q0 2 2 I0 A. T 2 B. T 2 Q0I0 C. T 2 D. T 2 Q0I0 I0 Q0 Câu 72: Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Thời gian ngắn nhất để năng lượng điện trường giảm từ cực đại xuống còn một nửa giá trị cực đại là 2.10-4 s. Thời gian ngắn nhất giữa hai lần điện tích trên tụ giảm triệt tiêu là A. 2.10-4 s. B. 4.10-4 s. C. 8.10-4 s. D. 6.10-4 s. Câu 73: Một mạch dao động gồm có cuộn dây L thuần điện cảm và tụ điện C. Nếu gọi I 0 dòng điện cực đại trong mạch, hiệu điện thế cực đại U0C giữa hai đầu tụ điện liên hệ với I0 như thế nào? L L C C A. U .I B. U I C. U I D. U I 0C 2C 0 0C 0 C 0C 0 L 0C 0 2L Câu 74: Trong mạch dao động LC lí tưởng với L = 2,4 mH; C = 1,5 mF. Gọi I 0 là cường độ dòng điện cực đại trong mạch. Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp mà i = I0/3 là A. 4,76 ms. B. 0,29 ms. C. 4,54 ms. D. 4,67 ms. Câu 75: Gọi I0 là giá trị dòng điện cực đại, U 0 là giá trị hiệu điện thế cực đại trên hai bản tụ trong một mạch dao động LC. Tìm công thức đúng liên hệ giữa I0 và U0. L L A. U I LC B. I U C. U I D. I U LC 0 0 0 0 C 0 0 C 0 0 Câu 76: Trong mạch dao động không có thành phần trở thuần thì quan hệ về độ lớn của năng luợng từ trường cực đại với năng lượng điện trường cực đại là 1 1 1 1 1 1 1 1 A. LI2 CU2 B. LI2 CU2 C. LI2 CU2 D. W = LI2 CU2 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 Câu 77: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng đang thực hiện dao động điện từ tự do. Điện tích cực đại trên một bản tụ là 2.10-6C, cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 0,1πA. Chu kì dao động điện từ tự do trong mạch bằng 10 6 10 3 A. s B. sC. 4.10 7 s D. 4.10 5 s 3 3 Câu 78: Trong mạch dao động LC lí tưởng với điện tích cực đại trên tụ là Q 0. Trong một nửachu kỳ, khoảng thời gian mà độ lớn điện tích trên tụ không vượt quá 0,5Q 0 là 4 μs. Năng lượng điện trường biến thiên với chu kỳ bằng A. 1,5 μs. B. 6 μs. C. 12 μs. D. 8 μs. Câu 79: Trong mạch điện dao động điện từ LC, dòng điện tức thời tại thời điểm Wt = nWđ được tính theo
  26. biểu thức: I Q I I A. i 0 B. i 0 C. i 0 D. i 0 n 1 n 1 n 1 2 n 1 Câu 80: Trong mạch điện dao động điện từ LC, điện tích trên tụ tại thời điểm W đ = Wt được tính theo biểu thức: Q 2Q Q 2Q A. q 0 B. q 0 C. q 0 D. q 0 n 1 C n 1 n 1 n 1 Câu 81: Trong mạch điện dao động điện từ LC, hiệu điện thế trên tụ tại thời điểm W đ = Wt được tính theo biểu thức: U U A. u 0 n 1 B. u U n 1 C. u 2U n 1 D. u 0 n 1 2 0 0  Câu 82: Nếu điện tích trong tụ của mạch LC biến thiên theo công thức: q = Q 0cosωt . Tìm biểu thức sai trong các biểu thức năng lượng trong mạch LC sau đây: 2 2 Q0 2 Q0 2 A. Năng lượng điện: Wđ = sin ωt B. Năng lượng từ: Wt = cos ωt 2C 2C 2 2 2 LI0 Q0 Q0 C. Năng lượng dao động: W = = D. Năng lượng dao động: W = Wđ + Wt = 2 2C 4C Câu 83: Trong mạch điện dao động điện từ LC, khi điện tích giữa hai bản tụ có biểu thức: q = - Q 0cosωt thì năng lượng tức thời của cuộn cảm và của tụ điện lần lượt là: 2 2 2 2 2 Q0 2 2 2 2 Q0 2 A. Wt = Lω Q sin ωt và Wđ = cos ωt B. Wt = Lω Q sin ωt và Wđ = cos ωt 0 2C 0 C 2 2 2 Q0 2 Q0 2 Q0 2 2 2 2 C. Wt = sin ωtvà Wđ = cos ωt D. Wt = cos ωt và Wđ = Lω Q sin ωt 2C 2C C 0 Câu 84: Một mạch dao động điện từ có điện dung của tụ là C = 4μF . 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 9V thì năng lượng từ trường của mạch là: A. 2,88.10-4 J B. 1,62.10-4 J C. 1,26.10-4 J D. 4,5.10-4 J Câu 85: Hiệu điện thế cực đại giữa 2 bản tụ điện của 1 mạch dao động là U 0 = 12 V. Điện dung của tụ điện là C = 4 μF. Năng lượng từ của mạch dao động khi hiệu điện thế giữa 2 bản tụ điện là U = 9V là A. 1,26.10-4 J B. 2,88.10-4 J C. 1,62.10-4 J D. 0,18.10-4 J Câu 86: Mạch dao động LC có điện tích cực đại trên tụ là 9 nC. Điện tích của tụ điện vào thời điểm năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường bằng: A. 3 nC B. 4,5 nC C. 2,5 nC D. 5 nC Câu 87: Mạch dao động LC có hiệu điện thế cực đại trên tụ là 5 2 V. Hiệu điện thế của tụ điện vào thời điểm năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường bằng: A. 5 2 V B. 2 5 V C. 10 2 V D. 2 2 V Câu 88: Mạch dao động LC có dòng điện cực đại qua mạch là 12 mA. Dòng điện trên mạch vào thời điểm năng lượng từ trường bằng 3 năng lượng điện trường bằng: A. 4 mA B. 5,5 mA C. 2 mA D. 6 mA Câu 89: Mạch chọn sóng máy thu thanh có L = 2 μH; C = 0,2 nF. Điện trở thuần R = 0. Hiệu điện thế cực đại 2 bản tụ là 120 mV. 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 90: Mạch dao động LC, với cuộn dây có L = 5 μH . Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 2A. Khi cường độ dòng điện tức thời trong mạch là 1A thì năng lượng điện trường trong mạch là A. 7,5.10-6J. B. 75.10-4J. C. 5,7.10-4J. D. 2,5.10-5J. Câu 91: Mạch dao động LC gồm tụ C = 5 μF, cuộn dây có L = 0,5 mH. Điện tích cực đại trên tụ là 2.10- 5 C. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là A. 0,4A. B. 4A C. 8A D. 0,8A. Câu 92: Tính độ lớn của cường độ dòng điện qua cuộn dây khi năng lượng điện trường của tụ điện bằng 3 lần năng lượng từ trường của cuộn dây. Biết cường độ cực đại khi qua cuộn dây là 36 mA A. 18mA B. 12mA C. 9mA D. 3mA.
  27. Câu 93: Một mạch dao động LC có cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 400 mH và tụ điện có điện dung C = 40 μF. Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 50V. Cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch bằng: A. 0,25A. B. 1A C. 0,5A D. 0,5 2 A. Câu 94: Mạch dao động điện từ điều hòa LC gồm tụ điện C = 30 nF và cuộn cảm L = 25 mH. Nạp điện cho tụ điện đến hiệu điện thế 4,8V rồi cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là : A. I = 3,72mA B. I = 4,28mA C. I = 5,20mA D. I = 6,34mA Câu 95: Một mạch dao động gồm một tụ 20 nF và một cuộn cảm 80μH, điện trở không đáng kể. Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện là U0 = 1,5V. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua trong mạch. A. 53mA B. 43mA C. 63mA D. 73mA Câu 96: Mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung 0,125 μF và một cuộn cảm có độ tự cảm 50 μH. Điện trở thuần của mạch không đáng kể. Hiệu điện thế cực đại giữa 2 bản của tụ điện là 3V. Cường độ cực đại trong mạch là: A. 7,5 2 mA B. 7,5 2 A C. 15mA D. 0,15A Câu 97: Một mạch dao động LC có cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 0,2H và tụ điện có điện dung C = 80μF. Cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức: i = cos100πt (A). Ở thời điểm năng lượng từ trường gấp 3 lần năng lượng điện trường trong mạch thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ có độ lớn bằng A. 12 2 V B. 25 V. C. 25 2 V D. 50 V. Câu 98: Mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C = 10μF và một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 0,1H. Khi hiệu điện thế ở hai đầu tụ là 4V thì cường độ dòng điện trong mạch là 0,02A. Hiệu điện thế trên hai bản tụ điện là: A. 4V B. 5V C. 2 5 V D. 5 2 V Câu 99: Trong mạch dao động LC lý tưởng đang có dao động điện từ tự do. Thời gian ngắn nhất giữa 2 lần liên tiếp năng lượng từ trường bằng 3 lần năng lượng điện trường là 10 -4 s .Thời gian giữa 3 lần liên tiếp dòng điện trên mạch có giá trị lớn nhất là: A. 3.10-4 s B. 9.10-4 s C. 6.10-4 s D. 2.10-4 s Câu 100: Trong mạch dao động LC lý tưởng có dao động điện từ tự do, điện tích cực đại của một bản tụ I0 là q0 và dòng điện cực đại qua cuộn cảm là I0. Khi dòng điện qua cuộn cảm bằng thì điện tích một bản n tụ có độ lớn: n 2 1 2n 2 1 2n 2 1 n 2 1 A. q q B. q q C. q q D. q q 2n 0 n 0 2n 0 n 0 Câu 101: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5 μH và tụ điện có điện dung 5μF. 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. 5π.10-6s. B. 2,5π.10-6s. C.10π.10 -6s. D. 10-6s. Câu 102: Mạch dao động có cuộn thuần cảm L = 0,1H, tụ điện có điện dung C = 10μF. Trong mạch có dao động điện từ. Khi điện áp giữa hai bản tụ là 8V thì cường độ dòng điện trong mạch là 60mA. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch dao động là A. I0 = 500mA B. I0 = 40mA C. I0 = 20mA D. I0 = 0,1A. Câu 103: Trong mạch dao động bộ tụ điện gômg hai tụ điện C1, C2 giống nhau được cấp một năng lượng 1 μJ từ nguồn điện một chiều có suất điện động 4 V. Chuyển khoá K từ vị trí 1 sang vị trí 2. 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 cường độ dòng điện cực đại trong cuộn dây? A. 0,787A B. 0,785A C. 0,786A D. 0,784A ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM 01. D 02. B 03. B 04. B 05. D 06. B 07. B 08. C 09. C 10. B 11. A 12. C 13. B 14. C 15. B 16. C 17. B 18. C 19. C 20. A 21. D 22. C 23. A 24. A 25. D 26. B 27. B 28. A 29. D 30. D 31. B 32. A 33. D 34. B 35. C 36. D 37. D 38. B 39. C 40. D
  28. 41. B 42. C 43. D 44. D 45. C 46. B 47. D 48. D 49. C 50. A 51. C 52. A 53. C 54. D 55. D 56. C 57. A 58. D 59. D 60. D 61. C 62. D 63. A 64. A 65. B 66. D 67. B 68. C 69. B 70. B 71. A 72. C 73. B 74. D 75. C 76. B 77. D 78. C 79. C 80. A 81. B 82. D 83. A 84. C 85. A 86. B 87. C 88. D 89. A 90. D 91. B 92. C 93. A 94. D 95. B 96. C 97. D 98. C 99. C 100. D 101. A 102. D 103. B NẠP NĂNG LƯỢNG CHO MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ Câu 1: Cho mạch điện gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 4.10-3 H, tụ điện có điện dung C = 0,1 µF, nguồn điện có suất điện động E = 3 mV và điện trở trong r = 1 Ω. Ban đầu khóa k đóng, khi có dòng điện chạy ổn định trong mạch, ngắt khóa k. Tính điện tích trên tụ điện khi năng lượng từ trong cuộn dây gấp 3 lần năng lượng điện trường trong tụ điện. A. 3.10-8 C B. 2,6.10-8 C C. 6,2.10-7 C D. 5,2.10-8 C Câu 2: Nếu nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với điện trở thuần R = 1 Ω vào hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động không đổi và điện trở trong r = 1 Ω thì trong mạch có dòng điện không đổi cường độ I. Dùng nguồn điện này để nạp điện cho một tụ điện có điện dung C = 1 μF. Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần L thành một mạch dạo động thì trong mạch có dao động điện từ tự do với tần số góc bằng 106 rad/s I và cường độ dòng điện cực đại bằng I. Tính tỉ số 0 ? I A. 2 B. 2,5 C. 1,5 D. 3 Câu 3: Một mạch dao động LC lí tưởng. Ban đầu nối hai đầu cuộn cảm thuần với nguồn điện có r = 2 Ω, suất điện động E. Sau khi dòng điện qua mạch ổn định, người ta ngắt cuộn dây với nguồn và nối nó với tụ điện thành mạch kín thì điện tích cực đại của tụ là 4.10 -6 C. Biết khoảng thời gian ngắn nhất kể từ khi năng lượng từ trường đạt giá trị cực đại đến khi năng lượng trên tụ bằng 3 lần năng lượng trên cuộn cảm là .10-6 (s). Giá trị của suất điện động E là: A. 2V. B. 6V. C. 8V. D. 4V Câu 4: Trong mạch dao động bộ tụ điện gômg hai tụ điện C1, C2 giống nhau được cấp một năng lượng 1 μJ từ nguồn điện một chiều có suất điện động 4 V. Chuyển khoá K từ vị trí 1 sang vị trí 2. 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 cường độ dòng điện cực đại trong cuộn dây ? A. 0,787A B. 0,785A C. 0,786A D. 0,784A Câu 5: Trong mạch dao động tụ điện được cấp một năng lượng 1 μJ từ nguồn điện một chiều có suất điện động 4V. 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? 34 35 32 30 A. μH B. μH C. μH D. μH 2 2 2 2 Câu 6: Nếu nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với điện trở thuần R = 1 Ω vào hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động không đổi và điện trở trong r thì trong mạch có dòng điện không đổi cường độ I. Dùng nguồn điện này để nạp điện cho một tụ điện có điện dung C = 2.10 -6 F. Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần L thành một mạch dạo động thì trong mạch có dao động điện từ tự do với chu kì bằng π.10 -6 s và cường độ dòng điện cực đại bằng 8I. Giá trị của r bằng: A. 1 Ω B. 2 Ω C. 2,5 Ω D. 0,5 Ω Câu 7: Một mạch dao động lý tưởng gồm cuộn dây có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C, cung cấp cho tụ một năng lượng bằng cách ghép tụ vào nguồn điện không đổi có suất điện động E = 2 V. Mạch -8 2 thực hiện dao động điện từ với biểu thức năng lượng từ WL = 2.10 cos ωt(J). Điện dung của tụ (F) là : A. 5.10-7 F B. 2,5.F C. 4. F D. 10-8 F Câu 8: Một mạch dao động lý tưởng gồm cuộn dây có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C = 20 nF,
  29. cung cấp cho tụ một năng lượng bằng cách ghép tụ vào nguồn điện không đổi có suất điện động E. Mạch 2 6 thực hiện dao động điện từ với biểu thức năng lượng từ W L = sin (2.10 t) (μJ). Giá trị lớn nhất của điện tích trên bản tụ là A. 2 μC B. 0,4 μC C. 4 μC D. 0,2 μC Câu 9: Nếu nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với điện trở thuần R = 1 Ω vào hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động không đổi và điện trở trong r thì trong mạch có dòng điện không đổi cường độ I. Dùng nguồn điện này để nạp điện cho một tụ điện có điện dung C = 1 μF. Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần L thành một mạch dạo động thì trong mạch có dao động điện từ tự do với tần số góc bằng 106 rad/s và cường độ dòng điện cực đại bằng 2,5I. Giá trị của r bằng: A. 1 Ω B. 2 Ω C. 1,5 Ω D. 0,5 Ω Câu 10: Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ có điện dung. Dùng nguồn điện một chiều có suất điện động 6 V cung cấp cho mạch một năng lượng 5 μJ thì cứ sau khoảng thời gian ngắn nhất 1 μs dòng điện trong mạch triệt tiêu. Xác định L ? 3 3,6 1,6 3,6 A. μH B. μH C. μH D. μH 2 2 2 2 Câu 11: Nếu nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L = 1 μH mắc nối tiếp với điện trở thuần R = 2 Ω vào hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động không đổi và điện trở trong r = 1 Ω thì trong mạch có dòng điện không đổi cường độ I. Dùng nguồn điện này để nạp điện cho một tụ điện có điện dung C. Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần L thành một mạch dạo động thì trong mạch có dao động điện từ tự do với tần số góc bằng 10 6 rad/s và I cường độ dòng điện cực đại bằng I . Tính tỉ số 0 ? I A. 2 B. 2,5 C. 1,5 D. 3 Câu 12: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm L và tụ C = 0,1/π 2 pF. Nối hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động E và điện trở trong r = 1 Ω vào hai đầu cuộn cảm. Sau khi dòng điện qua mạch ổn định, người ta ngắt cuộn dây với nguồn và nối nó với tụ điện thành mạch kín thì mạch LC dao động với năng lượng bằng 4,5 mJ. Khoảng thời gian ngắn nhất kể từ khi năng lượng điện trường cực đại đến khi năng lượng từ trường cực đại bằng 5 ns. Tính giá trị của E? A. 3 V. B. 6 V. C. 5 V. D. 4 V Câu 13: Nếu nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với điện trở thuần R = 1 Ω vào hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động không đổi và điện trở trong r = 1 Ω thì trong mạch có dòng điện không đổi cường độ I = 1,5A. Dùng nguồn điện này để nạp điện cho một tụ điện có điện dung C = 1 μF. Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần L thành một mạch dạo động thì trong mạch có dao động điện từ tự do với tần số góc bằng 10 6 rad/s và cường độ dòng điện cực đại bằng I0. Tính I0? A. 2 A B. 1,5 A C. 3 A D. 2,5 A Câu 14: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm L = 0,1 mH và bộ tụ gồm hai tụ điện có cùng điện dung C mắc song song với nhau. Nối hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động E và điện trở trong r = 4 Ω vào hai đầu cuộn cảm. Sau khi dòng điện qua mạch ổn định, người ta ngắt cuộn dây với nguồn và nối nó với tụ điện thành mạch kín thì mạch LC dao động với hiệu điện thế cực đại giữa hai đầu cuộn cảm bằng E. Tính giá trị C? A. 3,125 μF B. 3,375 μF C. 3,175 μF D. 3,3125 μF Câu 15: Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ có điện dung. Dùng nguồn điện một chiều có suất điện động 10 V cung cấp cho mạch một năng lượng 25 μJ bằng cách nạp cho tụ thì cứ sau khoảng thời gian s dòng điện trong mạch lại triệt tiêu. Tính giá trị của L ? A. 0,2 H B. 0,25 H C. 0,125 H D. 0,5 H Câu 16: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm L và tụ C = 0,1/π 2 pF. Nối hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động E và điện trở trong r = 2 Ω vào hai đầu cuộn cảm. Sau khi dòng điện qua mạch ổn định, người ta ngắt cuộn dây với nguồn và nối nó với tụ điện thành mạch kín thì mạch LC dao động với năng lượng bằng 4,5 mJ. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp năng lượng điện trường và từ trường bằng nhau là 5 ns. Tính giá trị của E?
  30. A. 3 V. B. 6 V. C. 5 V. D. 4 V Câu 17: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm L và bộ tụ gồm hai tụ điện C 1 và C2 ghép nối tiếp. Nối hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động E và điện trở trong r = 4 Ω vào hai đầu cuộn cảm. Sau khi dòng điện qua mạch ổn định, người ta ngắt cuộn dây với nguồn và nối nó với tụ điện thành mạch kín thì mạch LC dao động với hiệu điện thế cực đại giữa hai đầu cuộn cảm bằng 6E. Tính giá trị C1 biết C1 = 2C2? A. 0,375 μF B. 0,9375 μF C. 0,6375 μF D. 0,9675 μF Câu 18: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm L và tụ C = 0,1/π 2 nF. Nối hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động E và điện trở trong r = 2 Ω vào hai đầu cuộn cảm. Sau khi dòng điện qua mạch ổn định, người ta ngắt cuộn dây với nguồn và nối nó với tụ điện thành mạch kín thì mạch LC dao động với năng lượng bằng 45 mJ. Biết rằng cứ sau khoảng thời gian ngắn nhất là 1 μs thì điện tích trên tụ triệt tiêu. Tính giá trị của E? A. 8 V. B. 6 V. C. 5 V. D. 4 V ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM 01. A 02. A 03. C 04. B 05. C 06. A 07. D 08. D 09. C 10. D 11. D 12. A 13. C 14. B 15. C 16. A 17. B 18. B BÀI TOÁN NGẮT TỤ Câu 1: Hai tụ điện C1 = C2 mắc song song. Nối hai đầu bộ tụ với ắc qui có suất điện động E = 6 V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L để tạo thành mạch dao động. Sau khi dao động trong mạch đã ổn định, tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng một nữa giá trị dòng điện cực đại, người ta ngắt khóa K để cho mạch nhánh chứa tụ C 2 hở. Kể từ đó, hiệu điện thế cực đại trên tụ còn lại C1 là: A. 3 3 V B. 3 V C. 3 5 V D. 2 V Câu 2: Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm và hai tụ điện giống hệt nhau ghép nối tiếp. Hai bản của một tụ được nối với nhau bằng khóa K. Ban đầu khóa K mở Cung cấp năng lượng cho mạch dao động thì điện áp cực đại giữa hai đầu cuộn cảm là 6 6 V. Sau đó vào đúng thời điểm dòng điện qua cuộn dây có cường độ bằng giá trị hiệu dụng thì đóng khóa K. Hiệu điện thế cực đại giũa hai đầu cuộn dây sau khi đóng khóa K A. 9 3 (V). B. 9 (V). C. 12 (V). D. 12 6 (V) Câu 3: Một mạch dao động gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ C giống nhau mắc nối tiếp. Mạch đang hoạt động thì ở thời điểm năng lượng điện trường gấp đôi năng lượng từ trường thì một tụ bị đánh thủng hoàn toàn. Năng lượng toàn phần của mạch sau đó bằng bao nhiêu lần so với ban đầu? A. 2/3 B. 1/4 C. 3/4 D. 1/2 Câu 4: Hai tụ điện C1 = 3C0 và C2 = 6C0 mắc nối tiếp. Nối hai đầu bộ tụ với pin có suất điện động E = 6 V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L tạo thành mạch dao động điện từ tự do. Tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng một nửa giá trị dòng điện đạt cực đại, thì người ta nối tắt hai cực của tụ C1. Điện áp cực đại trên tụ C2 của mạch dao động sau đó: 6 3 3 A. V B. V C. 6 V D. 3 V 2 2 Câu 5: Một mạch dao động gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ C giống nhau mắc nối tiếp. Mạch đang hoạt động thì ở thời điểm năng lượng điện trường bằng một nửa năng lượng từ trường thì một tụ bị đánh thủng hoàn toàn. Năng lượng toàn phần của mạch sau đó bằng bao nhiêu lần so với ban đầu? A. 1/6 B. 5/6 C. 3/4 D. 1/4 Câu 6: Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm và hai tụ điện giống hệt nhau ghép nối tiếp. Hai bản của một tụ được nối với nhau bằng khóa K. Ban đầu khóa K mở. Cung cấp năng lượng cho mạch dao động thì điện áp cực đại giữa hai đầu cuộn cảm là 8 6 V. Sau đó vào đúng thời điểm dòng điện qua cuộn dây có cường độ bằng giá trị hiệu dụng thì đóng khóa K. Hiệu điện thế cực đại giũa hai đầu cuộn dây sau khi đóng khóa K A. 12 3 (V). B. 12 (V). C. 16 (V). D. 14 6 (V) Câu 7: Hai tụ điện C1 = 3C0 và C2 = 6C0 mắc nối tiếp. Nối hai đầu bộ tụ với pin có suất điện động E = 3
  31. V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L tạo thành mạch dao động điện từ tự do. Tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng một nửa giá trị dòng điện đạt cực đại, thì người ta nối tắt hai cực của tụ C1. Điện áp cực đại trên tụ C2 của mạch dao động sau đó: 6 3 3 A. V B. V C. 6 V D. 3 V 2 2 Câu 8: Một mạch dao động gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ C giống nhau mắc nối tiếp, khóa K mắc ở hai đầu một tụ C. Mạch đang hoạt động thì ta đóng khóa K ngay tại thời điểm năng lượng điện trường và năng lượng từ trường trong mạch đang bằng nhau. Năng lượng toàn phần của mạch sau đó sẽ: A. giảm còn 3/4 B. giảm còn 1/4 C. không đổi D. giảm còn 1/2 Câu 9: Một mạch dao động gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ C 1 = 2C2 mắc nối tiếp, (hình vẽ). Mạch đang hoạt động thì ta đóng khóa K ngay tại thời điểm năng lượng trong cuộn cảm triệt tiêu. Năng lượng toàn phần của mạch sau đó sẽ A. không đổi. B. giảm còn 1/3. C. giảm còn 2/3. D. giảm còn 4/9. Câu 10: Mạch dao động điện từ gồm cuộn dây có độ tự cảm L và hai tụ điện giống hệt nhau ghép nối tiếp. Mạch dao động với hiệu điện thế cực đại ở hai đầu cuộn dây là U 0, vào lúc năng lượng điện trường trên các tụ bằng năng lượng từ trường trong cuộn dây thì người ta nối tắt một tụ. Hiệu điện thế cực đại trong mạch là bao nhiêu? U 3 U 3 2U A. 0 B. 0 C. U D. 0 2 2 0 8 3 Câu 11: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ điện C giống nhau mắc nối tiếp. Mạch đang hoạt động thì ngay tại thời điểm nặng lượng điện trường trong tụ gấp đôi năng lượng từ trường trong cuộn cảm, một tụ bị đánh thủng hoàn toàn. Điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm đó sẽ bằng bao nhiêu lần so với lúc đầu? A. B. 1 2 C. D. 3 3 Câu 12: Hai tụ C1 = 3C0 và C2 = 6C0 mắc nối tiếp. Nối 2 đầu bộ tụ với pin có suất điện động E =3 V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L tạo thành mạch dao động điện từ tự do.Khi dòng điện trong mạch dao động đạt cực đại thì người ta nối tắt 2 cực của tụ C1. Hiệu điện thế cực đại trên tụ C2 của mạch dao động sau đó là: A. 1 V B. 3 V C. 2 V D. 3 V Câu 13: Hai tụ điện C1 = C2 mắc song song. Nối hai đầu bộ tụ với ắc qui có suất điện động E = 10 V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L để tạo thành mạch dao động. Sau khi dao động trong mạch đã ổn định, tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng một nữa giá trị dòng điện cực đại, người ta ngắt khóa K để cho mạch nhánh chứa tụ C2 hở. Kể từ đó, hiệu điện thế cực đại trên tụ còn lại C1 là: A. 3 3 V B. 3 V C. 5 5 .V D. 2 V Câu 14: Một mạch dao động gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ C giống nhau mắc nối tiếp. Mạch đang hoạt động thì ở thời điểm năng lượng điện trường gấp đôi năng lượng từ trường thì một tụ bị đánh thủng hoàn toàn. Điện tích cực đại trên tụ sau đó bằng bao nhiêu lần so với ban đầu? 1 2 A. B. C. D. 3 3 Câu 15: Một mạch dao động gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ C 1 = 3C0; C2 = 2C0 mắc nối tiếp. Mạch đang hoạt động thì ở thời điểm năng lượng điện trường gấp đôi năng lượng từ trường thì tụ C 1 bị đánh thủng hoàn toàn. Điện tích cực đại trên tụ sau đó bằng bao nhiêu lần so với ban đầu? 4 A. B. C. D. 5 3 Câu 16: Một mạch dao động gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ C giống nhau mắc nối tiếp. Mạch đang hoạt động thì ở thời điểm năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường thì một tụ bị đánh thủng hoàn toàn. Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn dây sau đó bằng bao nhiêu lần so với ban đầu?
  32. 3 1 1 2 A. B. C. D. 2 2 3 3 Câu 17: Một mạch dao động gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ C 1 = 3C0; C2 = 2C0 mắc song song. Mạch đang hoạt động thì ở thời điểm năng lượng điện trường bằng nửa năng lượng từ trường thì tụ C1 được tháo nhanh khỏi mạch. Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn dây sau đó bằng bao nhiêu lần so với ban đầu? A. 0,92 B. 0,89 C. 0,78 D. 0,56 Câu 18: Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm và hai tụ điện giống hệt nhau ghép nối tiếp. Hai bản của một tụ được nối với nhau bằng khóa K. Ban đầu khóa K mở Cung cấp năng lượng cho mạch dao động thì điện áp cực đại giữa hai đầu cuộn cảm là 16 V. Sau đó vào đúng thời điểm dòng điện qua cuộn dây có cường độ bằng nửa giá trị cực đại thì đóng khóa K. Hiệu điện thế cực đại giũa hai đầu cuộn dây sau khi đóng khóa K A. 8 3 (V). B. 8 (V). C. 4 5 (V). D. 16 (V) ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM 01. C 02. B 03. A 04. C 05. B 06. B 07. A 08. A 09. C 10. C 11. C 12. B 13. C 14. D 15. B 16. A 17. B 18. C BÀI TOÁN VỀ MẠCH DAO ĐỘNG CÓ ĐIỆN TRỞ Câu 1: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về mạch dao động tắt dần ? A. Năng lượng của mạch dao động luôn được bảo toàn. B. Nguyên nhân tắt dần của mạch dao động là do cuộn cảm có điện trở. C. Tổng năng lượng điện và năng lượng từ của mạch dao động giảm dần theo thời gian. D. Giá trị cực đại của cường độ dòng điện trong mạch giảm dần theo thời gian. Câu 2: Cho mạch dao động LC gồm có nguồn điện có suất điện động E = 12 V, điện trở trong r = 1 Ω, tụ có điện dung C = 200 μF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,2 H và điện trở là R0 = 4 Ω; điện trở R = 20 Ω. Ban đầu K đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá K. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn? A. 11,06 mJ B. 30,26 mJ C. 28,48 mJ D. 24,74 mJ Câu 3: Một mạch đao động gồm một tụ điện có điện dung C = 3500 (pF), một cuộn cảm có độ tự cảm L = 30 (μH) và một điện trở thuần r = 1,5 Ω. Phải cung cấp cho mạch một công suất bằng bao nhiêu để duy trì dao động của nó, khi hiệu điện thế cực đại trên tụ điện là U0 = 15 V? A. P = 19,69.10-3 W. B. P = 16,9.10-3 W. C. P = 21,69.10-3 W. D. P = 19,6.10-3 W. Câu 4: Mạch dao động gồm cuộn dây có L = 2.10-4 H và C = 8 nF, vì cuộn dây có điện trở thuần nên để duy trì một hiệu điện thế cực đại 5 V giữa 2 bản cực của tụ phải cung cấp cho mạch một công suất P = 6 mW. Điện trở của cuộn dây có giá trị A. 100 Ω B. 10 Ω C. 50 Ω. D. 12 Ω Câu 5: Mạch dao động gồm L = 4 μH và C = 2000 pF, điện tích cực đại của tụ là Q 0 = 5 μC. Nếu mạch có điện trở R = 0,1 Ω, để duy trì dao động trong mạch thì trong một chu kì phải cung cấp cho mạch một năng lượng là A. 360 J B. 720 mJ C. 360 μJ D. 0,89 mJ Câu 6: Cho mạch LC. Tụ có điện dung C = 1 μF, cuộn dây không thuần cảm có L = 1 mH và điện trở thuần r = 0,5 Ω . Điện áp cực đại ở hai đầu tụ U 0 = 8 V. Để duy trì dao động trong mạch, cần cung cấp cho mạch một công suất A. 16 mW B. 24 mW C. 8 mW D. 32 mW Câu 7: Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có điện trở r = 0,5 Ω, độ tự cảm 275 μH, và một tụ điện có điện dung 4200 pF. Hỏi phải cung cấp cho mạch một công suất bao nhiêu để duy trì dao động với điện áp cực đại trên tụ là 6 V. A. 513 μW B. 2,15 mW C. 137 mW D. 137 μW Câu 8: Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 1,2.10-4 H và một tụ điện có điện dung C = 3 nF. Điện trở của mạch là R = 0,2 Ω. Để duy trì dao động điện từ trong mạch với hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là U0 = 6 V thì trong mỗi chu kì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng bằng A. 1,5 mJ B. 0,09 mJ C. 1,08π.10-10 J D. 0,06π.10-10 J Câu 9: Mạch dao động LC thực hiện dao động điện từ tắt dần chậm. Sau 20 chu kì dao động thì độ giảm
  33. tương đối năng lượng điện từ là 19%. Độ giảm tương đối hiệu điện thế cực đại trên hai bản tụ tương ứng bằng A. 4,6 %. B. 10 %. C. 4,36 %. D. 19 %. Câu 10: Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E = 12 V điện trở trong r = 1 Ω, tụ có điện dung C = 100 μF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,2 H và điện trở là R0 = 5 Ω; điện trở R = 18 Ω. Ban đầu K đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá K. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn? A. 25 mJ B. 28,45 mJ C. 24,74 mJ D. 5,175 mJ Câu 11: Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E = 24 V, r = 1 Ω, tụ điện có điện dung C = 100 μF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,2 H và điện trở R0 = 5 Ω, điện trở R = 18 Ω. Ban đầu khoá k đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá k. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt khoá k đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn. A. 98,96 mJ B. 24,74 mJ C. 126,45 mJ D. 31,61 mJ Câu 12: Một nguồn điện có suất điện động 3 V, điện trở trong 2 Ω, được mắc vào hai đầu mạch gồm một cuộn dây có điện trở thuần 3 Ω mắc song song với một tụ điện. Biết điện dung của tụ là 5 μF và độ tự cảm là 5 μH. Khi dòng điện chạy qua mạch đã ổn định, người ta ngắt nguồn điện khỏi mạch. Lúc đó nhiệt lượng lớn nhất toả ra trên cuộn dây bằng bao nhiêu? A. 9 μJ B. 9 mJ C. 0,9 mJ D. 0,9 μJ Câu 13: Cho mạch điện LC gồm có nguồn điện có suất điện động E = 12 V, điện trở trong r = 1 Ω, tụ có điện dung C = 0,1 mF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,02 H và điện trở là R0 = 5 Ω; điện trở R = 4 Ω. Ban đầu K đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá K. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn? A. 89,9 mJ B. 8,99 mJ C. 24,74 mJ D. 5,175 mJ Câu 14: Dao động điện từ trong mạch LC tắt càng nhanh khi A. tụ điện có điện dung càng lớn. B. mạch có điện trở càng lớn. C. mạch có tần số riêng càng lớn. D. cuộn dây có độ tự cảm càng lớn. Câu 15: Cho mạch dao động LC gồm có nguồn điện có suất điện động E = 12 V, điện trở trong r = 1 Ω, tụ có điện dung C = 100 μF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,2 H và điện trở là R0 = 5 Ω; điện trở R = 18 Ω. Ban đầu K đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá K. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R và R0 trong thời gian từ khi ngắt K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn? A. 25 mJ B. 28,45 mJ C. 24,74 mJ D. 31,6 mJ Câu 16: Cho mạch dao động LC gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 20 μH, điện trở thuần R = 4 Ω và tụ có điện dung C = 2 nF. Hiệu điện thế cực đại giữa hai đầu tụ điện là 5 V. Để duy trì dao động của mạch người ta dùng một pin có suất điện động 5 V, điện lượng dữ trữ là 30 C, hiệu suất sử dụng là 100%. Hỏi pin có thể duy trì dao động của mạch trong thời gian tối đa bao lâu? A. 5000 phút B. 500 phút C. 2000 phút D. 1000 phút. Câu 17: Cho mạch dao động LC gồm có nguồn điện có suất điện động E = 12 V, điện trở trong r = 1 Ω, tụ có điện dung C = 0,1 mF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,02 H và điện trở là R0 = 5 Ω; điện trở R = 4 Ω. Ban đầu K đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá K. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R và R0 trong thời gian từ khi ngắt K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn? A. 11,24 mJ B. 28,44 mJ C. 20,23 mJ D. 24,74 mJ Câu 18: Cho mạch dao động LC gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 6 μH, điện trở thuần R = 1 Ω và tụ có điện dung C = 6 nF. Hiệu điện thế cực đại giữa hai đầu tụ điện là 10 V. Để duy trì dao động của mạch người ta dùng một pin có suất điện động 10 V, điện lượng dữ trữ là 300 C. Biết rằng cứ sau 10 giờ hoạt động thì lại phải thay pin, hiệu suất hoạt động của pin là A. 80% B. 60% C. 90% D. 84%. Câu 19: Có hai tụ giống nhau chưa tích điện và một nguồn điện một chiều có suất điện động E. Lần thứ nhất, hai tụ mắc song song, lần thứ hai, hai tụ mắc nối tiếp, rồi nối với nguồn điện để tích điện. Sau đó tháo hệ tụ ra khỏi nguồn và khép kín mạch với một cuộn dây thuần cảm để tạo ra mạch dao động điện từ. Khi hiệu điện thế trên các tụ trong hai trường hợp bằng nhau và bằng E/4 thì tỉ số năng lượng từ trường trong 2 mạch là A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
  34. Câu 20: Một khung dao động gồm một tụ điện và một cuộn dây thuần cảm được nối với một bộ pin điện trở trong r = 0,5 Ω qua một khóa điện k. Ban đầu khóa k đóng. Khi dòng điện đã ổn định, người ta mở khóa và trong khung có dao động điện với chu kì T = 2.10-6 s. Biết rằng điện áp cực đại giữa hai bản tụ điện lớn gấp 10 lần suất điện động của bộ pin. Tính điện dung C của tụ điện và độ tự cảm L của cuộn dây. 1 5 1 5 1 5 1 A. μF, H B. μF, H C. μF, μH D. μF, 5 μH 5 5 5 Câu 21: Một mạch dao động có tụ với C = 3500 pF, cuộn cảm có L= 30 μH và điện trở hoạt động R = 15 Ω. Hiệu điện thế cực đại trên tụ là 15 V. Để duy trì dao động của mạch như ban dầu thì cần nguồn cung cấp cho mạch có công suất A. 19,69.10-3 W B. 1,969.10-3 W C. 20.10-3 W D. 0,2 W Câu 22: Mạch dao động có L = 3,6.10-4 H; C = 18 nF. Mạch được cung cấp một công suất 6 mW để duy trì dao động điện từ với hiệu điện thế cực đại trên hai bản tụ là 10 V. Điện trở của mạch là: A. 2 Ω. B. 1,2 Ω. C. 2,4 Ω D. 1,5 Ω. Câu 23: Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 20 μH, điện trở thuần R = 4 Ω và tụ điện có điện dung C = 2 nF. Cần cung cấp cho mạch công suất là bao nhiêu để duy trì dao động điện từ trong mạch, biết rằng hiệu điện thế cực đại giữa hai tụ là 5 V A. P = 0,05W B. P = 5 mW C. P = 0,5 W D. P = 0,5 mW 01. C 02. C 03. C 04. C 05. B 06. A 07. B 08. D 09. D 10. A 11. D 12. D 13. D 14. D 15. A 16. B 17. C 18. D 19. C 20. C 21. B 22. A 23. C 24. C 25. C 26. D 27. C 28. A 29. B 30. C 31. D 32. A 33. D 34. C 35. D 36. C 37. B 38. C 39. B 40. B ĐIỆN TỪ TRƯỜNG- SÓNG đIỆN TỪ I. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 1) Các giả thuyết của Măcxoen Giả thuyết 1: - Mọi từ trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một điện trường xoáy. - điện trường xoáy là điện trường mà các đường sức bao quanh các đường cảm ứng từ. Giả thuyết 2: - Mọi điện trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một từ trường biến thiên. - Từ trường xoáy là từ trường mà các đường cảm ứng từ bao quanh các đường sức của điện trường. 2) Điện từ trường * Phát minh của Măcxoen dẫn đến kết luận không thể có điện trường hoặc từ trường tồn tại riêng biệt, độc lập với nhau. Điện trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại từ trường biến thiên nào cũng sinh ra điện trường biến thiên. * Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một loại trường duy nhất gọi là điện từ trường. 3) Sự lan truyền tương tác điện từ Giả sử tại 1 điểm O trong không gian có một điện trường biến thiên E 1 không tắt dần. Nó sinh ra ở các điểm lân cận một từ trường xoáy B 1; từ trường biến thiên B1 lại gây ra ở các điểm lân cận nó một điện trường biến thiên E2 và cứ thế lan rộng dần ra. điện từ trường lan truyền trong không gian ngày càng xa điểm O. Kết luận: Tương tác điện từ thực hiện thông qua điện từ trường phải tốn một khoảng thời gian để truyền được từ điểm nọ đến điểm kia. II. SÓNG ĐIỆN TỪ 1) Sóng điện từ a) Sự hình thành sóng điện từ khi một điện tích điểm dao động điều hòa Khi tại một điểm O có một điện tích điểm dao động điều hòa với tần số f theo phương thẳng đứng Nó tạo ra tại O một điện trường biến thiên điều hòa với tần số f. Đ iện trường này phát sinh một từ trường