* Sự biến thiên ñiện tích và dòng ñiện trong mạch dao ñộng + Mạch dao ñộng LC là một mạch ñiện kín gồm cuộn cảm có ñộ tự cảm L mắc với một tụ ñiện có ñiện dung C.. Khoảng thời gian, giữ
Trang 1Biên soạn: VŨ ðÌNH HOÀNG
http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com ðT: 01689.996.187
BỒI DƯỠNG, ÔN LUYỆN THI VÀO ðẠI HỌC
Thái Nguyên,24/4/ 2012
Trang 2Thưa thầy cô cùng toàn thể các bạn học sinh!
SAU THỜI GIAN DÀI BIÊN TẬP CHỈNH SỬA LẠI, HÔM NAY XIN GỬI TỚI THẦY
CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH TRỌN BỘ TÀI LIỆU CỦA MÌNH
LẦN TÁI BẢN NÀY CẬP NHẬT PHÂN DẠNG TỪNG DẠNG BÀI TOÁN VỚI VÍ DỤ MINH HỌA CỤ THÊ CHO TỪNG DẠNG, CẬP NHẬT THÊM CÁC CHỦ ðỀ MỚI
Tài liệu ñược dày công biên soạn và ñã ñược thử nghiệm kiểm tra, tuyển chọn, chỉnh sửa qua nhiều thế hệ học sinh
VỚI TẤT CẢ TÂM HUYẾT VÀ SỨC LỰC CỦA MÌNH Mong rằng quí thầy cô, các bạn học sinh ñón nhận trân trọng nó Hy vọng ñây thực sự là 1 bộ tài liệu ñầy ñủ, chi tiết, công phu cho quí thầy cô cùng các bạn học sinh tham khảo
Bộ tài liệu sẽ giúp ích rất nhiều cho việc ôn tập, rèn luyện cho các em học sinh 12 trước kì thi ðại Học ñang tới gần
Cấu trúc gồm: 9 chương với 41 chuyên ñề
Chuong 1 co hoc vat ran (ñề số 0)
PHÂN DẠNG BÀI TẬP CƠ HỌC VẬT RẮN
ðỀ KIỂM TRA CƠ HỌC VẬT RẮN SỐ 1
ðỀ KIỂM TRA CƠ HỌC VẬT RẮN SỐ 2
Chuong 2 Dao dong co ( ñề số 1- 12)
Chu de 1 Dai cuong ve dao dong dieu hoa
Chu de 2 Con lac lo xo
Chu de 3 Con lac don
Chu de 4 Cac loai dao dong Cong huong co
Chu de 5 Do lech pha Tong hop dao dong
Chu de 6 CHUONG DAO DONG de thi ñh cac nam
Chuong 3 Song co ( ñề số 13- 16)
Chu de 1 Dai cuong ve song co
Chu de 2 Giao thoa song co
Chu de 3 Su phan xa song Song dung
Chu de 4 Song am Hieu ung Doppler
chu de 5 SÓNG CƠ HỌC – ðỀ THI ðAI HỌC + CAO ðẲNG CÁC NĂM
Chuong 4 Dong dien xoay chieu ( ñề số 17- 24)
Chu de 1 Dai cuong ve dong dien xoay chieu
Chu de 2 Hien tuong cong huong Viet bieu thuc
Chu de 3 Cong suat cua dong dien xoay chieu
Chu de 4 Mach co R, L , C hoac f bien doi
Chu de 5 Do lech pha BT hop den
Chu de 6 Phuong phap gian do vecto
Trang 3NĂM
Chuong 5 Mach dao dong Dao dong va song dien tu (ựề số 25-27)
Chu de 1 MẠCH DAO đỘNG DAO đỘNG đIỆN TỪ -số 1
Chu de 2 MẠCH DAO đỘNG DAO đỘNG đIỆN TỪ -số 2
Chu de 3 đIỆN TỪ TRƯỜNG SÓNG đIỆN TỪ TRUYỀN THÔNG
Chu de 4 SÓNG đIỆN TỪ Ờ đỀ THI đAI HỌC + CAO đẲNG CÁC NĂM
Chuong 6 Song anh sang ( ựề số 28-31)
CHỦ đỀ 1.TÁN SẮC ÁNH SÁNG
CHỦ đỀ 2.GIAO THOA ÁNH SÁNG Ờ SỐ 1, SỐ 2
CHỦ đỀ 3 QUANG PHỔ VÀ CÁC LOẠI TIA
CHỦ đỀ 4.SÓNG ÁNH SÁNG Ờ đỀ THI đAI HỌC + CAO đẲNG CÁC NĂM
Chuong 7 Luong tu anh sang (ựề số 32- 35)
CHỦ đỀ 1.HIỆN TƯỢNG QUANG đIỆN Ờ SỐ 1, SỐ 2
CHỦ đỀ 2 MẪU NGUYÊN TỬ BO QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ HYDRO CHỦ đỀ 3 HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ LỌC LỰA Ờ MÀU SẮC ÁNH SÁNG Ờ LAZE
CHỦ đỀ 4 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Ờ đỀ THI đAI HỌC + CAO đẲNG CÁC NĂM
Chuong 8 Hat nhan nguyen tu ( ựề số 36-39)
CHỦ đỀ 1 đẠI CƯƠNG VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
CHỦ đỀ 2 PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN
CHỦ đỀ 3 PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
CHỦ đỀ 4 PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH & PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH
CHỦ đỀ 5 HẠT NHÂN Ờ đỀ THI đAI HỌC + CAO đẲNG CÁC NĂM
Chuong 9 Tu vi mo den vi mo ( ựề số 40)
De so 40
đỀ KIỂM TRA Tu vi mo den vi mo
VI VĨ MÔ + PHẦN RIÊNG Ờ đỀ THI đAI HỌC, CAO đẲNG CÁC NĂM
Ước muốn thì nhiều mà sức người thì có hạn, trong quá trình biên soạn tài liệu, với suy nghĩ chủ quan theo cách hiểu bản thân nên chắc chắn không tránh khỏi ựiều sai sót đặc biệt trong quá trình chọn lọc và phân dạng bài tập
Mọi ý kiến ựóng góp và chia sẻ bản quyền file Word, ựể tài liệu thêm hoàn thiện hãy liên hệ trực tiếp cho thầy Vũ đình Hoàng
Mail:vuhoangbg@gmail.com forum: lophocthem.net đT: 01689.996.187 Vuhoangbg Chúc quắ thầy cô và các bạn mạnh khỏe, hạnh phúc bình an, chúc các em học sinh một mùa thi thành công, ựỗ ựạt! Xin chân thành cảm ơn!
Trang 41.CHUYÊN ðỀ BÀI TẬP LTðH - THẦY ðỖ MINH TUỆ - BẮC GIANG
2 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM- Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 - Dương Văn ðổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận
3 Vật lí 12 - Nâng cao - Vũ Thanh Khiết (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011
4 Bài tập vật lí 12 - Nâng cao - Vũ Thanh Khiết (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011
9 Các ñề thi tốt nghiệp THPT và tuyển sinh ðH - Cð các năm 2009, 2010 và 2011
10 Các tài liệu truy cập trên các trang web thuvienvatly.com và violet.vn onthi.vn hocmai.vn tailieu.vn và các trang mạng học tập khác
11 Ôn tập LT+BT Sóng ánh sáng - Giáo viên: Trần Thanh Vân - Trường THPT Phú ðiền
12 SÁCH 200 BÀI TOÁN ðIỆN XOAY CHIỀU
13 SÁCH 206 BÀI TOÁN ðIỆN XOAY CHIỀU, DAO ðỘNG VÀ SÓNG ðIỆN TỪ -TS PHẠM THẾ DÂN
14 SÁCH MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHỌN LỌC GIẢI CÁC BÀI TOÁN VẬT LÝ SƠ CẤP – GS: VŨ THANH KHIẾT
15 ðề cương ôn tập Vật lí 12- Học kì II- Năm học 2010-2011- Tổ Vật lí - Trường THPT Trần Quốc Tuấn
16 SÓNG CƠ - Trần Quang Thanh - ðH Vinh -Nghệ An - 2011
17 Sáng kiến kinh nghiệm – NGUYỄ THANH VÂN
18 CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 12 – THẦY Nghĩa
19 PHÂN DẠNG VÀ HƯỚNG DẪ GIẢI TOÁN CƠ HỌC – ðIỆN XOAY CHIỀU
20 GIẢI TOÁN ðƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC - GV Trần Huy Dũng Trường THPT Thống Nhất
21 TÍNH CHẤT SÓNG ÁNH SÁNG - ThS Liên Quang Thịnh
22 SÁCH PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUANG LÍ-VẬT LÝ HẠT NHÂN – TRẦN TRỌNG HƯNG
Và nhiều nguồn tài liệu khác không rõ tác giả
Nếu có sự vi phạm bản quyền tác giả xin lượng thứ và thông báo lại với Hoàng theo ñịa chỉ mail ở trên
Trang 5
Họ và tên học sinh
:………Trường:THPT………
I.Kiến thức chung:
1 Dao ñộng ñiện từ
* Sự biến thiên ñiện tích và dòng ñiện trong mạch dao ñộng
+ Mạch dao ñộng LC là một mạch ñiện kín gồm cuộn cảm có ñộ tự cảm L mắc với một tụ ñiện có ñiện dung C
Muốn cho mạch hoạt ñộng thì ta tích ñiện cho tụ ñiện rồi cho nó phóng ñiện trong mạch
Tụ ñiện sẽ phóng ñiện qua lại trong mạch nhiều lần tạo ra dòng ñiện xoay chiều có tần số cao Ta nói trong mạch có dao ñộng ñiện từ tự do
+ ðiện tích trên tụ ñiện trong mạch dao ñộng: q = q0 cos(ωt + ϕ)
+ Cường ñộ dòng ñiện trên cuộn dây: i = q' = - ωq0sin(ωt + ϕ) = I0cos(ωt + ϕ + π 2 )
Với : ω = 1
LC ; T = 2π LC ; f = 1
2 π LC ; I0 = q0ω
* Năng lượng ñiện từ trong mạch dao ñộng
+ Năng lượng ñiện trường tập trung trong tụ ñiện: WC = 1
2
2
q
C = 1 2
2 0
từ toàn phần của mạch bị tiêu hao, dao ñộng ñiện từ trong mạch tắt dần ðể tạo dao ñộng duy trì trong mạch, phải bù ñắp phần năng lượng bị tiêu hao sau mỗi chu kì
2 ðiện từ trường
* Liên hệ giữa ñiện trường biến thiên và từ trường biến thiên
+ Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi ñó xuất hiện một ñiện
trường xoáy ðiện trường xoáy là ñiện trường có các ñường sức là ñường cong kín
MẠCH DAO ðỘNG DAO ðỘNG ðIỆN TỪ
25
Trang 6- ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com
+ Nếu tại một nơi có ñiện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi ñó xuất hiện một từ trường ðường sức của từ trường luôn khép kín
* ðiện từ trường
Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường sinh ra trong không gian xung quanh một ñiện trường xoáy biến thiên theo thời gian, ngược lại mỗi biến thiên theo thời gian của ñiện trường cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian xung quanh ðiện trường biến thiên và từ trường biến thiên cùng tồn tại trong không gian Chúng có thể chuyển hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất ñược gọi là ñiện từ trường
TÓM TẮT CÔNG THỨC
1 Dao ñộng ñiện từ
* ðiện tích tức thời q = q0cos(ωt + ϕ)
* Hiệu ñiện thế (ñiện áp) tức thời 0
0
q q
Trang 7+ Mạch dao ñộng có ñiện trở thuần R ≠ 0 thì dao ñộng sẽ tắt dần ðể duy trì dao ñộng cần cung
cấp cho mạch một năng lượng có công suất: 2 2 2 02 02
+ Khi tụ phóng ñiện thì q và u giảm và ngược lại
+ Quy ước: q > 0 ứng với bản tụ ta xét tích ñiện dương thì i > 0 ứng với dòng ñiện chạy ñến bản tụ mà ta xét
2 Phương trình ñộc lập với thời gian:
Mạch dao ñộng LC lí tưởng thực hiện dao ñộng ñiện từ
Khoảng thời gian, giữa hai lần liên tiếp, năng lượng ñiện
trường trên tụ ñiện bằng năng lượng từ trường trong cuộn
dây
Khi năng lượng ñiện trường trên tụ bằng năng lượng từ
trường trong cuộn cảm, ta có: W
2
1 W
Wñ = t = hay
2
2 Q q C
Q 2
1 2
1 C
q 2
1
0
2 0
q = ± 0 trên trục Oq, tương ứng với 4 vị trí trên ñường tròn, các vị trí này cách ñều nhau bởi các cung
π sau thời gian một chu kì T : Pha dao ñộng biến thiên ñược 2
Tóm lại, cứ sau thời gian
4
T năng lượng ñiện lại bằng năng lượng từ
3 Sự tương tự giữa dao ñộng ñiện và dao ñộng cơ
ðại lượng
cơ
ðại lượng ñiện Dao ñộng cơ Dao ñộng ñiện
3π
4 3π
Trang 8- ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com
Trang 91 1
f f
f s = + .⇒ Nếu 2 tụ ghép nối tiếp 2
2
2 1 2
f f
f nt = + + Bước sóng ñiện từ λ=c.T = 2π.c LC ðể thu ñược sóng ñiện từ tần số f thì tần số riêng của mạch dao ñộng phải bằng f
+ Năng lượng ñiện trường :
C
q Cu
W ñ
2 2
2
1 2
W ñ
2 0 2
0 max
2
1 2
1
LI
W t =+ Năng lượng ñiện từ : W = 2
2 0 2
0
2
1 2
I CU
Q = =
Bước sóng ñiện từ: trong chân không: λ = c
f ; trong môi trường: λ = v
f = c
nf Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến thu ñược sóng ñiện từ có: λ = c
f = 2πc LC Nếu mạch chọn sóng có cả L và C biến ñổi thì bước sóng mà máy thu vô tuyến thu ñược sẽ thay ñổi trong giới hạn từ: λmin = 2πc Lmin minC ñến λmax = 2πc LmaxCmax
Viết các biểu thức tức thời
i ( do r = 0) + Cường ñộ dòng ñiện i = q, = − ωq0sin( ωt+ ϕ )
Biểu thức ñiện tích q trên tụ: q = q0cos(ωt + ϕq) Khi t = 0 nếu q ñang tăng (tụ ñiện ñang tích ñiện) thì ϕq < 0; nếu q ñang giảm (tụ ñiện ñang phóng ñiện) thì ϕq > 0
Biểu thức của i trên mạch dao ñộng: i = I0cos(ωt + ϕi) = Iocos(ωt + ϕq +
2
π ) Khi t = 0 nếu i
ñang tăng thì ϕi < 0; nếu i ñang giảm thì ϕi > 0
Trang 10- ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com
Biểu thức ñiện áp u trên tụ ñiện: u = q
C = q0
C cos(ωt + ϕq) = U0cos(ωt + ϕu) Ta thấy ϕu =
ϕq Khi t = 0 nếu u ñang tăng thì ϕu < 0; nếu u ñang giảm thì ϕu > 0
C
q C
q Cu
2 2
1 2
W ñ t
4
2 0
VD2 mạch dao ñộng của một máy thu thanh với cuộn dây có ñộ tự cảm L = 5.10-6 H, tụ ñiện
có ñiện dung 2.10-8 F; ñiện trở thuần R = 0 Hãy cho biết máy ñó thu ñược sóng ñiện từ có bước sóng bằng bao nhiêu?
HD Ta có: λ = 2πc LC = 600 m
VD3 Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến ñiện gồm một cuộn dây có ñộ tự cảm L
= 4 µH và một tụ ñiện C = 40 nF
a) Tính bước sóng ñiện từ mà mạch thu ñược
b) ðể mạch bắt ñược sóng có bước sóng trong khoảng từ 60 m ñến 600 m thì cần phải thay tụ ñiện C bằng tụ xoay CV có ñiện dung biến thiên trong khoảng nào? Lấy π2 = 10; c = 3.108 m/s
4 π
λ
= 25.10-9 F Vậy phải sử dụng tụ xoay CV có ñiện dung biến thiên từ 0,25 pF ñến 25
pF
VD4 Cho một mạch dao ñộng ñiện từ LC ñang dao ñộng tự do, ñộ tự cảm L = 1 mH Người
ta ño ñược ñiện áp cực ñại giữa hai bản tụ là 10 V, cường ñộ dòng ñiện cực ñại trong mạch là
1 mA Tìm bước sóng ñiện từ mà mạch này cộng hưởng
HD
Trang 114 π
λ
= 800.10-10 F
Vậy C biến thiên từ 4,5.10-10 F ñến 800.10-10 F
VD6. Một mạch dao ñộng gồm tụ ñiện có ñiện dung C = 25 pF và cuộn dây thuần cảm có ñộ
tự cảm L = 10-4 H Giả sử ở thời ñiểm ban ñầu cường ñộ dòng ñiện ñạt giá trị cực ñại và bằng
40 mA Tìm biểu thức cường ñộ dòng ñiện, biểu thức ñiện tích trên các bản tụ ñiện và biểu thức ñiện áp giữa hai bản tụ
HD
Ta có: ω = 1
LC = 105 rad/s; i = I0cos(ωt + ϕ); khi t = 0 thì i = I0 cosϕ = 1
ϕ = 0 Vậy i = 4.10-2cos105t (A); q0 = I0
VD7 Cho mạch dao ñộng lí tưởng với C = 1 nF, L = 1 mH, ñiện áp hiệu dụng của tụ ñiện là
UC = 4 V Lúc t = 0, uC = 2 2 V và tụ ñiện ñang ñược nạp ñiện Viết biểu thức ñiện áp trên
tụ ñiện và cường ñộ dòng ñiện chạy trong mạch dao ñộng
Trang 12- ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com
Hướng dẫn: So sánh biểu thức cường ñộ dòng ñiện tức thời trong mạch dao ñộng LC là i
= I0sin(ωt) với biểu thức i = 0,05sin2000t(A) Ta thấy tần số góc dao ñộng của mạch là ω= 2000rad/s.=> ChọnC
VD10. Một mạch LC ñang dao ñộng tự do Người ta ño ñược ñiện tích cực ñại trên hai bản tụ ñiệnlà Q0 và dòng ñiện cực ñại trong mạch là I0 Biểu thức chu kì của dao ñộng
0 0
2 q
T I
π
= => Chọn B
VD11: Một mạch dao ñộng gồm một tụ ñiện có ñiện dung C và cuộn cảm L ðiện trở
thuần của mạch R = 0 Biết biểu thức của dòng ñiện qua mạch là: i = 4.10-2Cos(2.107t) (A ) ðiện tích của tụ:
VD12: Cường ñộ dòng ñiện tức thời trong mạch dao ñộng LC có dạng i =
0,02cos2000t(A) Tụ ñiện trong mạch có ñiện dung 5µF ðộ tự cảm của cuộn cảm là :
VD13: Mạch dao ñộng LC gồm cuộn cảm có ñộ tự cảm L = 2mH và tụ ñiện có ñiện dung C
= 2pF, (lấy π2 = 10) Tần số dao ñộng của mạch là
A f = 2,5Hz B f = 2,5MHz C f = 1Hz D f = 1MHz
ChọnB
Hướng dẫn: Áp dụng công thức tính tần số dao ñộng của mạch
LC 2
1 f π
= , thay L = 2mH = 2.10-3H, C = 2pF = 2.10-12F và π2 = 10 ta ñược f = 2,5.106H = 2,5MHz
Trang 13VD14: Mạch dao ñộng LC có ñiện tích trong mạch biến thiên ñiều hoà theo phương trình q
= 4cos(2π.104t)µC Tần số dao ñộng của mạch là
A f = 10(Hz) B f = 10(kHz) C f = 2π(Hz) D f = 2π(kHz) ChọnB.Hướng dẫn: So sánh phương trình q = Q0cosωt với phương trình q =
10 3 f
VD17: Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến ñiện gồm tụ ñiện C = 880pF và cuộn cảm L
= 20µH Bước sóng ñiện từ mà mạch thu ñược l
A λ = 100m B λ = 150m C λ = 250m D λ = 500m ChọnC
Hướng dẫn: Bước sóng ñiện từ mà mạch chọn sóng thu ñược là λ = 2 π 3 108 LC= 250m
VD18: Một mạch dao ñộng gồm một cuộn cảm có ñộ tự cảm L =1mH và một tụ ñiện có ñiện dung C = 0,1µF Mạch thu ñược sóng ñiện từ có tần số nào sau ñây?
1 f π
Trang 14- ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com
* Các công thức:
Năng lượng ñiện trường: WC = 1
2Cu
2 = 1 2
2
q
C Năng lượng từ trường: Wt =1
2Li
2 Năng lượng ñiện từ: W= WC + Wt =1
2
2 0
Năng lượng ñiện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với tần số góc
ω’ = 2ω = 2
LC , với chu kì T’ = 2
T
= π LC Nếu mạch có ñiện trở thuần R ≠ 0 thì dao ñộng sẽ tắt dần ðể duy trì dao ñộng cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất: P = I2R =
L
RC U R U C
22
2 0
2 0 2 2
=
ω
Liên hệ giữa q0, U0, I0: q0 = CU0 = I0
ω = I0 LC
VÍ DỤ MINH HỌA
VD1. Cho một mạch dao ñộng ñiện từ gồm một tụ ñiện có ñiện dung C = 5 µF và một cuộn thuần cảm có ñộ tự cảm L = 50 mH Biết ñiện áp cực ñại trên tụ là 6 V Tìm năng lượng ñiện trường và năng lượng từ trường trong mạch khi ñiện áp trên tụ ñiện là 4 V và cường ñộ dòng ñiện i khi ñó
VD3. Một mạch dao ñộng ñiện từ gồm một tụ ñiện có ñiện dung 0,125 µF và một cuộn cảm
có ñộ tự cảm 50 µH ðiện trở thuần của mạch không ñáng kể ðiện áp cực ñại giữa hai bản
tụ ñiện là 3 V Tính cường ñộ dòng ñiện cực ñại, cường ñộ dòng ñiện, năng lượng ñiện trường, năng lượng từ trường trong mạch lúc ñiện áp giữa hai bản tụ là 2 V
HD
Trang 15HD
Ta có: I = E
R r + ; T = 2π LC L =
2 24
T C
= 1,39.10-6 W
VD6. Mạch dao ñộng ñiện từ LC gồm một cuộn dây có ñộ tự cảm 50 mH và tụ ñiện có ñiện dung 5 µF Nếu mạch có ñiện trở thuần 10-2 Ω, ñể duy trì dao ñộng trong mạch với hiệu ñiện thế cực ñại giữa hai bản tụ ñiện là 12 V thì phải cung cấp cho mạch một công suất trung bình bằng bao nhiêu?
HD
Chu kỳ dao ñộng: T = 2π LC = 10π.10-6 = 31,4.10-6 s Trong một chu kì có 2 lần ñiện tích trên bản tụ ñạt giá trị cực ñại nên khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà ñiện tích trên bản
Trang 16- ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com
tụ ñạt cực ñại là ∆t =
2
T = 5π.10-6 = 15,7.10-6s Trong một chu kì có 4 lần năng lượng ñiện trường bằng năng lượng từ trường nên khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà năng lượng ñiện trường bằng năng lượng từ trường là:
T = 8∆t = 12.10-6 s Thời gian ngắn nhất ñể ñiện tích trên
tụ giảm từ giá trị cực ñại q0 xuống còn 0
VD9. Cường ñộ dòng ñiện tức thời trong một mạch dao ñộng LC lí tưởng là i
= 0,08cos2000t (A) Cuộn dây có ñộ tự cảm L = 50 mH Hãy tính ñiện dung của tụ ñiện Xác ñịnh ñiện áp giữa hai bản tụ ñiện tại thời ñiểm cường ñộ dòng ñiện tức thời trong mạch bằng giá trị cường ñộ dòng ñiện hiệu dụng
I
= 0,8.10-4 J;
WC = W – Wt = 0,8.10-4 J; u = 2 WC
C = 4 2V
VD10. Một mạch dao ñộng LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có ñộ tự cảm 50 mH và tụ ñiện
có ñiện dung C Trong mạch ñang có dao ñộng ñiện từ tự do với cường ñộ dòng ñiện i = 0,12cos2000t (i tính bằng A, t tính bằng s) Tính ñộ lớn hiệu ñiện thế giữa hai bản tụ vào thời ñiểm mà cường ñộ dòng ñiện trong mạch bằng một nửa cường ñộ hiệu dụng
I C
Trang 17= Thế (2) vào (1) : W = 4Wd 02 4 2
ñộ dòng ñiện cực ñại I0 = 0,05 A Tính ñiện áp giữa hai bản tụ ở thời ñiểm i = 0,03 A
và cường ñộ dòng ñiện trong mạch lúc ñiện tích trên tụ có giá trị q = 30 µC
Câu 1: Dao ñộng ñiện từ tự do trong mạch dao ñộng LC ñược hình thành là do hiện tượng
nào sau ñây ?
A Hiện tượng cảm ứng ñiện từ B Hiện tượng tự cảm
C Hiện tượng cộng hưởng ñiện D Hiện tượng từ hoá
Câu 2: Gọi U0 là hiệu ñiện thế cực ñại giữa hai bản tụ ñiện, I0 là cường ñộ dòng ñiện cực ñại qua cuộn cảm Biểu thức liên hệ giữa U0 và I0 của mạch dao ñộng LC là
Câu 3: Mạch dao ñộng ñiện từ dao ñộng tự do với tần số góc là ω Biết ñiện tích cực ñại trên
tụ ñiện là q0 Cường ñộ dòng ñiện qua cuộn dây có giá trị cực ñại là
1
π D f =
C
L 2π
Câu 5: Trong một mạch dao ñộng ñiện từ không lí tưởng, ñại lượng có thể coi như không
ñổi theo thời gian là
A biên ñộ B chu kì dao ñộng riêng
C năng lượng ñiện từ D pha dao ñộng
Câu 6: Chọn ñiều kiện ban ñầu thích hợp ñể ñiện tích của tụ ñiện trong mạch dao ñộng LC
có dạng q = q0cosωt Phát biểu nào sau ñây là ñúng khi nói về năng lượng ñiện trường tức
thời trong mạch dao ñộng ?
A Wñ =
C 2
q 2
0 cos2ωt B Wt = 2
0
2 q L 2
1
ω cos2ωt
C W0ñ =
C 2
q 2
0
LI 2
1
Trang 18- ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com
Câu 7: Một mạch dao ñộng ñiện từ LC, gồm cuộn dây có lõi thép sắt từ, ban ñầu tụ ñiện
ñược tích ñiện q0 nào ñó, rồi cho dao ñộng tự do Dao ñộng của dòng ñiện trong mạch là dao ñộng tắt dần là vì:
A Bức xạ sóng ñiện từ;
B Toả nhiệt do ñiện trở thuần của cuộn dây;
C Do dòng Fucô trong lõi thép của cuộn dây;
D Do cả ba nguyên nhân trên
Câu 8: Chọn câu phát biểu sai Trong mạch LC dao ñộng ñiện từ ñiều hoà
A luôn có sự trao ñổi năng lượng giữa tụ ñiện và cuộn cảm
B năng lượng ñiện trường cực ñại của tụ ñiện có giá trị bằng năng lượng từ trường cực ñại của cuộn cảm
C tại mọi ñiểm, tổng năng lượng ñiện trường trong tụ ñiện và năng lượng từ trường của cuộn cảm luôn bằng không
D cường ñộ dòng ñiện trong mạch luôn sớm pha π/2 so với ñiện áp giữa hai bản tụ ñiện
Câu 9: Khi mạch dao ñộng LC thực hiện dao ñộng ñiện từ thì quá trình nào sau ñây diễn ra ?
A Năng lượng ñiện trường ñược thay thế bằng năng lượng từ trường
B Biến ñổi theo quy luật hàm số sin của cường ñộ dòng ñiện trong mạch theo thời gian
C Biến ñổi không tuần hoàn của ñiện tích trên tụ ñiện
D Biến ñổi không tuần hoàn của cường ñộ dòng ñiện qua cuộn dây
Câu 10: Trong dao ñộng ñiện từ và dao ñộng cơ học, cặp ñại lượng cơ - ñiện nào sau ñây có
vai trò không tương ñương nhau ?
A Li ñộ x và ñiện tích q B Vận tốc v và ñiện áp u
C Khối lượng m và ñộ tự cảm L D ðộ cứng k và 1/C
Câu 11: Dao ñộng trong máy phát dao ñộng ñiều hoà dùng tranzito là
A dao ñộng tự do B dao ñộng tắt dần
C dao ñộng cưỡng bức D sự tự dao ñộng
Câu 12: Dao ñộng ñiện từ trong mạch dao ñộng LC là quá trình
A biến ñổi không tuần hoàn của ñiện tích trên tụ ñiện
B biến ñổi theo hàm mũ của cường ñộ dòng ñiện
C chuyển hoá tuần hoàn giữa năng lượng từ trường và năng lượng ñiện trường
D bảo toàn hiệu ñiện thế giữa hai cực tụ ñiện
Câu 13: Trong mạch dao ñộng LC lí tưởng năng lượng ñiện từ trường của mạch dao ñộng
A biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì 2T
B biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T
C biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T/2
D không biến thiên tuần hoàn theo thời gian
Câu 14: Chọn câu trả lời ñúng Dao ñộng ñiện từ và dao ñộng cơ học
Trang 19Câu 16: Trong một mạch dao ñộng ñiện từ LC, ñiện tích của một bản tụ biến thiên theo thời
gian theo hàm số q = q0cosωt Khi năng lượng ñiện trường bằng năng lượng từ trường thì ñiện tích các bản tụ có ñộ lớn là
A q0/2 B q0/ 2 C q0/4 D q0/8
Câu 17: Chọn câu trả lời sai Trong mạch dao ñộng LC, bước sóng ñiện từ mà mạch ñó có
thể phát ra trong chân không là
Câu 19: ðể dao ñộng ñiện từ của mạch dao ñộng LC không bị tắt dần, người ta thường dùng
biện pháp nào sau ñây?
A Ban ñầu tích ñiện cho tụ ñiện một ñiện tích rất lớn
B Cung cấp thêm năng lượng cho mạch bằng cách sử dụng máy phát dao ñộng dùng tranzito
C Tạo ra dòng ñiện trong mạch có cường ñộ rất lớn
D Sử dụng tụ ñiện có ñiện dung lớn và cuộn cảm có ñộ tự cảm nhỏ ñể lắp mạch dao ñộng
Câu 20: Trong mạch dao ñộng ñiện từ tự do, năng lượng từ trường trong cuộn dây biến thiên
ñiều hoà với tần số góc
A
LC
1 2
Câu 22: Trong mạch dao ñộng ñiện từ LC lí tưởng, mạch dao ñộng với tần số là f thì năng
lượng ñiện trường và năng lượng từ trường biến thiến tuần hoàn
A cùng tần số f’ = f và cùng pha B cùng tần số f’ = 2f và vuông pha
Câu 23: Trong mạch dao ñộng ñiện từ tự do LC, so với dòng ñiện trong mạch thì ñiện áp
giữa hai bản tụ ñiện luôn
A cùng pha B trễ pha hơn một góc π/2
C sớm pha hơn một góc π/4 D sớm pha hơn một góc π/2
Câu 24: Trong thực tế, các mạch dao ñộng LC ñều tắt dần Nguyên nhân là do
A ñiện tích ban ñầu tích cho tụ ñiện thường rất nhỏ
B năng lượng ban ñầu của tụ ñiện thường rất nhỏ
C luôn có sự toả nhiệt trên dây dẫn của mạch
D cường ñộ dòng ñiện chạy qua cuộn cảm có biên ñộ giảm dần
Câu 26: Một mạch dao ñộng gồm một tụ ñiện có C = 18nF và một cuộn dây thuần cảm có L
= 6µH Hiệu ñiện thế cực ñại ở hai ñầu tụ ñiện là 4V Cường ñộ dòng ñiện cực ñại trong mạch là
A 87,2mA B 219mA C 12mA D 21,9mA
Trang 20- ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com
Câu 27: Dòng ñiện trong mạch dao ñộng LC có biểu thức: i = 65sin(2500t +π/3)(mA) Tụ ñiện trong mạch có ñiện dung C = 750nF ðộ tự cảm L của cuộn dây là
A 426mH B 374mH C 213mH D 125mH
Câu 28: Dòng ñiện trong mạch LC có biểu thức i = 0,01cos(2000t)(mA) Tụ ñiện trong
mạch có ñiện dung C = 10µF ðộ tự cảm L của cuộn dây là
Câu 29: Một mạch dao ñộng LC gồm một cuộn thuần cảm có ñộ tự cảm L = 1/πH và một tụ ñiện có ñiện dung C Tần số dao ñộng riêng của mạch là 1MHz Giá trị của C bằng
A 1/4πF B 1/4πmF C 1/4π µF D 1/4πpF
Câu 30: Một mạch dao ñộng gồm một tụ ñiện có ñiện dung C và cuộn cảm L ðiện trở thuần
của mạch R = 0 Biết biểu thức của dòng ñiện qua mạch là i = 4.10-2cos(2.107t)(A) ðiện tích cực ñại là
Câu 34: Một mạch dao ñộng LC gồm cuộn cảm có hệ số tự cảm L = 0,4mH và tụ có ñiện
dung C = 4pF Chu kì dao ñộng riêng của mạch dao ñộng là
A 2,512ns B 2,512ps C 25,12µs D 0,2513µs
Câu 35: Mạch dao ñộng gồm tụ C có hiệu ñiện thế cực ñại là 4,8V; ñiện dung C = 30nF; ñộ
tự cảm L = 25mH Cường ñộ dòng ñiện hiệu dụng trong mạch là
Câu 36: Mạch dao ñộng gồm cuộn dây có ñộ tự cảm L, R = 0, tụ có C = 1,25µ F Dao ñộng ñiện từ trong mạch có tần số góc ω = 4000(rad/s), cường ñộ dòng ñiện cực ñại trong mạch I0
= 40mA Năng lượng ñiện từ trong mạch là
A 2.10-3J B 4.10-3J C 4.10-5J D 2.10-5J
Câu 37: Một mạch dao ñộng gồm một tụ ñiện có ñiện dung C = 10µF và một cuộn dây thuần cảm có ñộ tự cảm L = 0,1H Khi hiệu ñiện thế ở hai ñầu tụ ñiện là 4V thì cường ñộ dòng ñiện trong mạch là 0,02A Hiệu ñiện thế cực ñại trên bản tụ là
A 4V B 4 2V C 2 5V D 5 2V
Câu 38: Tụ ñiện ở khung dao ñộng có ñiện dung C = 2,5µF, hiệu ñiện thế giữa hai bản của
tụ ñiện có giá trị cực ñại là 5V Khung gồm tụ ñiện C và cuộn dây thuần cảm L Năng lượng cực ñại của từ trường tập trung ở cuộn dây tự cảm trong khung nhận giá trị nào sau ñây
Câu 39: Trong mạch dao ñộng LC ñiện tích dao ñộng theo phương trình q = 5.10-7cos(100πt +π/2)(C) Khi ñó năng lượng từ trường trong mạch biến thiên tuần hoàn với chu kì là
A 0,02s B 0,01s C 50s D 100s
Trang 21Câu 40: Một mạch dao ñộng với tụ ñiện C và cuộn cảm L ñang thực hiện dao ñộng tự do
ðiện tích cực ñại trên bản tụ là q0 = 2.10-6C và dòng ñiện cực ñại trong mạch là I0 = 0,314A Lấy π 2 = 10 Tần số dao ñộng ñiện từ tự do trong khung là
Câu 41: Một mạch dao ñộng LC gồm cuộn thuần cảm có ñộ tự cảm L = 640µH và một tụ ñiện có ñiện dung C biến thiên từ 36pF ñến 225pF Lấy π 2 = 10 Chu kì dao ñộng riêng của mạch có thể biến thiên từ
A 960ms ñến 2400ms B 960µs ñến 2400µs
Câu 42: Khung dao ñộng LC(L = const) Khi mắc tụ C1 = 18µF thì tần số dao ñộng riêng của khung là f0 Khi mắc tụ C2 thì tần số dao ñộng riêng của khung là f = 2f0 Tụ C2 có giá trị bằng
Câu 43: Một mạch dao ñộng gồm một cuộn dây L và tụ ñiện C thực hiện dao ñộng ñiện từ tự
do ðể tần số dao ñộng riêng của mạch dao ñộng giảm ñi 2 lần thì phải thay tụ ñiện C bằng
Câu 44: Trong mạch dao ñộng LC có ñiện trở thuần không ñáng kể Sau những khoảng thời
gian bằng 0,2.10-4 S thì năng lượng ñiện trường lại bằng năng lượng từ trường Chu kỳ dao ñộng của mạch là
A 0,4.10-4 s B 0,8.10-4 s C 0,2.10-4 s D 1,6.10-4 s
Câu 45: Trong một mạch dao ñộng cường ñộ dòng ñiện dao ñộng là i = 0,01cos100πt(A)
Hệ số tự cảm của cuộn dây là 0,2H ðiện dung C của tụ ñiện là
Trang 22- ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com
HD
Thời gian từ lúc cường ñộ dòng ñiện ñạt cực ñại ñến lúc hiệu ñiện thế ñạt cực ñại là T
4
1 (T là chu kì dao ñộng riêng của mạch) Vậy thời gian cần tìm là
s 10 57 , 1 10 10 2 4
1 LC c 2 4
2
0 LI
2
1 CU
2
1
=Suy ra
V 5 10
10 05 , 0 C
L I
1 LI
2
0 2
0 =
2 0
2
0 16 10 I
Q
kHz 40 f hay Hz 40000 10
16 2
1 LC
2
1 f
π
= π
=
−
Hệ số tự cảm L
H 02 , 0 C
10 16
Trang 23Từ công thức 2
0
2
0 CU 2
1 LI 2
1
= , suy ra
4 2
0
2
0 25 10 I
8 2
2
10 5 , 2 4
10 4
T
π
= π
HD
Từ công thức
C
Q 2
1 Cu 2
1 Li 2
0 2
2 + = , suy ra 2
2 2 2
0 LCi C u
f 4
1 LC LC
C 10 4 , 3 3 ) 10 10 ( 1000 4
1 , 0 u
C f 4
i
2 2
2 2
2 2 2
2 0
−
+ π
= +
π
=
Hiệu ñiện thế cực ñại:
V 4 , 3 10
10 4 , 3 C
Q
5 0
0 = = − =
−
Cường ñộ dòng ñiện cực ñại:
A 21 , 0 10 4 , 3 1000 2 fQ 2 Q
0 0
0 = ω = π = π − =
VD5
Một mạch dao ñộng LC, F Cường ñộ dòng cuộn dây có ñộ tự cảm L = 2mH và tụ ñiện có ñiện dung C = 0,2 ñiện cực ñại trong cuộn cảm là I0 = 0,5A Tìm năng lượng của mạch dao ñộng và hiệu ñiện thế giữa hai bản tụ ñiện ở thời ñiểm dòng ñiện qua cuộn cảm có cường ñộ
i = 0,3A Bỏ qua những mất mát năng lượng trong quá trình dao ñộng
HD
Năng lượng ñiện từ của mạch
J 10 25 , 0 5 , 0 10 2 2
1 LI 2
3 , 0 10 2 10 25 , 0 2 C
Li W 2
u = − 2 = −3 − −6 −3 2 =
VD6 Cường ñộ dòng ñiện tức thời trong một mạch dao ñộng LC lí tưởng là i =
0,08cos(2000t)A Cuộn dây có ñộ tự cảm là L = 50mH Hãy tính ñiện dung của tụ ñiện Xác ñịnh hiệu ñiện thế giữa hai bản tụ ñiện tại thời ñiểm cường ñộ dòng ñiện tức thời trong mạch bằng giá trị cường ñộ dòng ñiện hiệu dụng