VAT LY PHUONG PHAP GIAI CHUONG 4 DAO DONG DIEN TU

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.. Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần độ tự cảm L và tụ điện

CHƯƠNG 4: DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ CHỦ ĐỀ 1: MẠCH DAO ĐỘNG-DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

I LÝ THUYẾT CƠ BẢN:

1 Mạch dao động điện từ LC

 Mạch dao động : gồm một tụ điện mắc nối tiếp với một

cuộn cảm th{nh mạch kín

→ Nếu r rất nhỏ ( 0): mạch dao động lí tưởng

Muốn mạch hoạt động  tích điện cho tụ điện rồi cho nĩ

phĩng điện tạo ra một dịng điện xoay chiều trong mạch

Người ta sử dụng hiệu điện thế xoay chiều được tạo ra giữa hai bản của tụ điện bằng c|ch nối hai bản n{y với mạch

ngồi

2 Sự biến thiên điện áp, điện tích và dịng điện trong mạch LC

a) Điện tích tức thời của tụ:

qQ c os ( t )( C ) Với: Q0 ( ) :điện tích cực đại của tụ C

CHÚ Ý: Khi t = 0 nếu q đang tăng (tụ điện đang tích điện) thì q < 0; nếu q đang giảm (tụ điện đang phĩng điện) thì q > 0

b) Hiệu điện thế tức thời giữa hai bản tụ của mạch dao động LC:

q

  os (  )( ) 0

Q hay Q C U

0

Với: U0 ( ) :V hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ

CHÚ Ý: Ta thấy u q Khi t = 0 nếu u đang t thì u < 0; nếu u đang giảm thì u > 0

c) Cường độ dịng điện qua cuộn dây:

) ( )

q q

A



 

0

( t + ) (A) Với: I = Q C.U hay i = I cos( t + +

2

Với: I ( A ) :0 cường độ dòng điện cực đại CHÚ Ý: Khi t =0 nếu I đang tăng thì i < 0; nếu I đang giảm thì i > 0

 NHẬN XÉT:

 Vậy trong mạch q;u;i luơn biến thiên điều hồ cùng tần số nhưng lệch pha nhau:

3 Tần số gĩc riêng, chu kì riêng, tần số riêng của mạch dao động:

a) Tần số gĩc riêng của mạch dao động LC:

1

L C



. b) Chu kì riêng và tần số riêng của mạch dao động LC:

L C



.

f

L C



 

Trong đĩ: L H( ): Độ tự cảm của cuộn cảm; C F( ): Điện dung của tụ

CHÚ Ý: C|c cơng thức mở rộng:

+ 2



I = Q

+ Khi tụ phĩng điện thì q và u giảm và ngược lại

+ Quy ước: q > 0 ứng với bản tụ ta xét tích điện dương thì I > 0 ứng với dịng điện chạy đến bản tụ mà ta xét

+ Cơng thức độc lập với thời gian:

2



 

 

Chú ý:

C L  C + - q L

Luyện thi THPT QUỐC GIA 2014-2015 Giáo viên biên soạn: Trương Đình Den

 Dao động điện từ tắt dần

Trong c|c mạch dao động thực luôn có tiêu hao năng lượng, ví dụ do điện trở thuần R của d}y dẫn, vì vậy dao động sẽ dừng lại sau khi năng lượng bị tiêu hao hết Quan s|t dao động kí điện tử sẽ thấy biên độ dao động giảm dần đến 0 Hiện tượng n{y gọi l{ dao động điện từ tắt dần R c{ng lớn thì sự tắt dần c{ng nhanh, R rất lớn thì không có dao động

 Dao động điện từ duy trì

Hệ tự dao động: Muốn duy trì dao động, ta phải bù đủ v{ ung phần năng lượng bị tiêu hao trong mỗi chu kì.Ta có thể dung tranzito để điều khiển việc bù năng lượng từ pin cho khung dao động LC ăn nhịp với từng chu kì dao động của mạch Dao động trong khung LC được duy trì ổn định với tần số riêng ω0 của mạch, người ta gôi đó l{ một hệ tự dao động

 Dao động điện từ cưỡng bức

Sự cộng hưởng Dòng điện trong mạch LC buộc phải biến thiên theo tần số ω của nguồn điện ngo{i chứ không thể dao động theo tần số riêng ω0 được nữA Qu| trình n{y được gọi l{ dao động điện từ cưỡng bứC Khi thay đổi tần số ω của nguồn điện ngo{i thì biên độ của dao động điện trong khung thay đổi theo, đến khi ω = ω0 thì biên độ dao động điện trong khung đạt gi| trị cực đại Hiện tượng n{y gọi l{ sự cộng hưởng

II CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: CHU KÌ-TẦN SỐ CỦA MẠCH DAO ĐỘNG

 PHƯƠNG PHÁP GIẢI:

 Tần số góc của mạch dao động: 1 2

1

LC

T  LC hay T  LC

 Tần số của mạch dao động:

0 0

I

.

 

 



f

LC



 



CHÚ Ý:

 Mạch dao động gồm 1 1

2 1







LC f nếu L C nt C  1 2 thì :

1 2





nt nt

nt

C C C

f f f

 



 

 Mạch dao động gồm 1 1

2 1







LC f nếu L C  1/ / C2 thì : / / 1 2

/ / 1 2 / / 1 2

/ / 1 2

 

 Nếu mạch dao động có L biến đổi từ Lmin L max v{ C biến đổi từ Cmin C max thì:

L: độ tự cảm, đơn vị henry(H) C:điện dung đơn vị l{ Fara (F) f:tần số đơn vị l{ Héc (Hz)

1mH = 10-3 H [mili (m) = 3

10 ] 1mF = 10-3 F [mili (m) = 3

10 ] 1KHz = 103 Hz [ kilô = 3

10 ]

1H = 10-6 H [micrô()= 6

10 ] 1F = 10-6 F [micrô()= 6

10 ] 1MHz = 106 Hz [Mêga(M) = 6

10 ] 1nH = 10-9 H [nanô (n) = 9

10 ] 1nF = 10-9 F [nanô (n) = 9

10 ] 1GHz = 109 Hz [Giga(G) = 9

10 ] 1pF = 10-12 F [picô (p) = 12

10 ]

Câu 1 Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn d}y thuần cảm có độ tự cảm L không đổi v{ 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

A f2 = 4f1 B f2 = f1/2 C f2 = 2f1 D f2 = f1/4

Câu 2 Điện tích của tụ điện trong mạch dao động LC biến thiên theo phương trình q = qocos( 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 3 Tần số dao động của mạch LC tăng gấp đôi khi:

A Điện dung tụ tăng gấp đôi B Độ tự cảm của cuộn dây tăng gấp đôi

C Điên dung giảm còn 1 nửa D Chu kì giảm một nửa

= 10

Câu 5 Muốn tăng tần số dao động riêng mạch LC lên gấp 4 lần thì:

A Ta tăng điện dung C lên gấp 4 lần B Ta giảm độ tự cảm L còn L

16

C Ta giảm độ tự cảm L còn L

Câu 6 Một tụ điện C 0,2mF Để mạch có tần số dao động riêng 500Hz thì hệ số tự cảm L phải có giá trị bằng bao nhiêu ? Lấy 2 10

Câu 7 Một mạch dao động LC gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L 1  H và một tụ điện có điện dung C Tần số dao

động riêng của mạch là 1MHz Giá trị của C bằng:

4

4

4

4

C  F

Câu 8 Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2mH và tụ điện có điện dung C =

0,2F Biết dây dẫn có điện trở thuần không đáng kể và trong mạch có dao động điện từ riêng Chu kì dao động điện từ

riêng trong mạch là

A 6,28.10-4s B 12,57.10-4s C 6,28.10-5s D 12,57.10-5s

Câu 9 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 7,5 MHz và khi C = C2 thì tần số dao động riêng của mạch là 10 MHz Nếu C = C1 + C2 thì tần số dao động riêng của mạch là

A 12,5 MHz B 2,5 MHz C 17,5 MHz D 6,0 MHz

Câu 10 Một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do Biết điện tích cực đại của một bản tụ điện có độ

lớn là 10-8

C và cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm thuần là 62,8 mA Tần số dao động điện từ tự do của mạch là

A 2,5.103 kHz B 3.103 kHz C 2.103 kHz D 103 kHz

Câu 11 Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm không đổi và tụ điện có điện dung thay đổi đượC Điện trở của dây dẫn 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

A f2 = 0,25f1 B f2 = 2f1 C f2 = 0,5f1 D f2 = 4f1

Câu 12 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 được

A từ 4  LC1đến 4  LC2 .B từ 2  LC1đến 2  LC2 C từ 2 LC1 đến 2 LC2 D từ 4 LC1 đến 4 LC2

Câu 13 Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L = 1mH và một tụ điện có điện dung C = 0,1F Tần số riêng của mạch có giá trị nào sau đây?

A 1,6.104Hz B 3,2.104Hz C 1,6.103Hz D 3,2.103Hz

Câu 14 Mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1 mH và tụ điện có điiện dung 0,1 F Dao động điện từ riên của mạch có tần số góc

A 3.105 rad/s B 2.105 rad/s C 105 rad/s D 4.105 rad/s

Câu 15 Mạch dao động LC gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 2H và tụ điện có điện dung 8F Tần số dao động riêng của mạch bằng

10

8 Hz B 6  

10

10

10

4 Hz

Câu 16 Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L không đổi và tụ điện có điện dung C thay đổi đượC Điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị C1 thì tần số dao động riêng của mạch là f1 Để tần số dao động riêng của

mạch là 5f1 thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị

C 5

Luyện thi THPT QUỐC GIA 2014-2015 Giáo viên biên soạn: Trương Đình Den

Câu 17 Mạch dao động được tạo thành từ cuộn cảm L và hai tụ điện C1 và C2 Khi dùng L và C1 thì mạch có tần số riêng

là f1 = 3MHz Khi dùng L và C2 thì mạch có tần số riêng là f2 = 4MHz Khi dùng L và C1, C2 mắc song song thì tần số riêng của mạch là

Câu 18 Mạch dao động được tạo thành từ cuộn cảm L và hai tụ điện C1 và C2 Khi dùng L và C1 thì mạch có tần số riêng

là f1 = 3MHz Khi dùng L và C2 thì mạch có tần số riêng là f2 = 4MHz Khi dùng L và C1, C2 mắc nối tiếp thì tần số riêng của mạch là

Câu 19 Một mạch dao động LC gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 1  

 H và một tụ điện có điện dung C Tần số

dao động riêng của mạch là 1 MHz Giá trị của C bằng:

A C = 1

4 F B C = 14 mF C C = 14 μF D C = 14 pF

Câu 20 Một mạch dao động điện từ gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 0,1H Cường độ dòng điện qua mạch có biểu

thức iI c0 os2000 t Lấy 2

10

  Tụ trong mạch có điện dung C bằng

A 0, 25 F B 0, 25 pF C 0, 4 F D 4 pF

Câu 21 Tụ điện của một mạch dao động có thể thay đổi điện dung từ C156pF đến C2670pF Độ tự cảm của cuộn cảm cần thay đổi trong phạm vi nào để tần số dao động của mạch có thể thay đổi từ f12,5MHzđến f27,5MHz?

A Từ 0, 735 H đến 7, 25 H B Từ 0, 673 H đến 7,5 H

C Từ 0, 673 H đến 72, 4 H D Từ 0, 763 H đến 72, 4 H

Câu 22 Trong một mạch dao động cường độ dòng điện dao động là i0, 01 os100 tc  (A) Hệ số tự cảm của cuộn dây là 0,2H Tính điện dung C của tụ điện

A 0,001F B 7.10 F4 C 5.10 F4 D 5.10 F5

Câu 23 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 12,5Hz, còn nếu thay bởi hai tụ mắc song song thì tần số dao động riêng của mạch là 6Hz Xác định tần số dao động riêng của mạch khi thay C bởi C1 ?

Câu 24 Một mạch dao động điện từ, tụ điện có điện dung 40nF, thì mạch có tần số 2.104 Hz Để mạch có tần số 104Hz thì phải mắc thêm tụ điện có giá trị

A 120nF nối tiếp với tụ điện trước B 120nF song song với tụ điện trướC

C 40nF nối tiếp với tụ điện trước D 40nF song song với tụ điện trước

Câu 25 Một mạch dao động gồm một cuộn cảm L = 2 mH và tụ xoay Cx Giá trị Cx để chu kì riêng của mạch là T = 1 s

là

Câu 26 Một mạch dao động LC gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L không đổi và một tụ điện có điện dung C thay đổi

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 riêng của mạch là

4

 f

2

 f

f D f2 4 f1

Câu 27 Một mạch dao động LC gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 640mH và tụ điện có điện dung C biến thiên từ

36pF đến 225pF Tần số riêng của mạch biến thiên trong khoảng:

A 0,42kHz – 1,05kHz B 0,42Hz – 1,05Hz C 0,42GHz – 1,05GHz D 0,42MHz – 1,05MHz

Câu 28 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 kì dao động riêng của mạch lần lượt là T1, T2, Tnt = 48 s, Tss = 10 s Hãy xác định T1, biết T1 > T2 ?

Câu 29 Một mạch dao động lý tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thực hiện dao động điện từ

với chu kỳ T= 10-4s Nếu mắc nối tiếp thêm vào mạch một tụ điện và một cuộn cảm giống hệt tụ điện và cuộn cảm trên thì mạch sẽ dao động điện từ với chu kỳ

A 0,5.10-4s B 2.10-4s C 2.10-4s D 10-4s

Câu 30 Mạch dao động gồm cuộn cảm và hai tụ điện C1 và C2 Nếu mắc hai tụ C1 và C2 song song với cuộn cảm L thì tần

số dao động của mạch là f1 = 24kHz Nếu dùng hai tụ C1 và C2 mắc nối tiếp thì tần số riêng của mạch là f2 = 50kHz Nếu mắc riêng lẽ từng tụ C1, C2 với cuộn cảm L thì tần số dao động riêng của mạch là

A f1 = 40kHz và f2 = 50kHz B f1 = 50kHz và f2 = 60kHz C f1 = 30kHz và f2 = 40kHz D f1 = 20kHz và f2 = 30kHz

Dạng 2: VIẾT BIỂU THỨC ĐIỆN TÍCH, CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ

 PHƯƠNG PHÁP GIẢI:

1 Điện tích tức thời của tụ:

qQ c os ( t )( C )

Với: Q0 ( ) :điện tích cực đại của tụ C

CHÚ Ý: Khi t = 0 nếu q đang tăng (tụ điện đang tích điện) thì q < 0; nếu q đang giảm (tụ điện đang

phĩng điện) thì q > 0

2 Hiệu điện thế tức thời giữa hai bản tụ của mạch dao động LC:

q

  os (  )( ) 0

Q hay Q C U

0

Với: U0 ( ) :V hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ

CHÚ Ý: Ta thấy u = q Khi t = 0 nếu u đang tăng thì u < 0; nếu u đang giảm thì u > 0

3 Cường độ dịng điện qua cuộn dây:

) ( )

q q

A



 

0

( t + ) (A) Với: I = Q C.U hay i = I cos( t + +

2

Với: I ( A ) :0 cường độ dòng điện cực đại CHÚ Ý: Khi t =0 nếu i đang tăng thì i < 0; nếu i đang giảm thì i > 0 Với:

2



   + + q;u cùng pha nhau u q

/2 Nên ta cĩ:

      

+ Quy ước: q > 0 ứng với bản tụ ta xét tích điện dương thì i > 0 ứng với dịng điện đến bản tụ ta xét

+ Liên hệ giữa gi| trị biên độ v{ hiệu dụng: U0 = U 2; I0 = I 2 A

Câu 1 Một cuộn dây thuần cảm, cĩ độ tự cảm L 2  H , mắc nối tiếp với một tụ điện cĩ điện dung C 3,18F Điện áp tức thời trên cuộn dây cĩ biểu thức uL 100 cos(100 t )(V)

6



   Biểu thức của cường độ dịng điện trong mạch cĩ dạng là:

A i cos(100 t )

3



3



C i 0,1 5 cos(100 t 2 )

3



3



Câu 2 Mạch dao động gồm tụ điện cĩ điện dung C và cuộn dây cĩ độ tự cảm L = 10 -4

H Điện trở thuần của cuộn dây và các dây nối khơng đáng kể Biết biểu thức của điện áp giữa hai đầu cuộn dây là: u = 80cos(2.106

t - /2)V, biểu thức của dịng điện trong mạch là:

A i = 4sin(2.106t )A B i = 0,4cos(2.106t - )A C i = 0,4cos(2.106t)A D i = 40sin(2.106t -

2

 )A

Câu 3 Mạch dao động gồm tụ điện cĩ điện dung C10Fvà cuộn dây thuần cảm cĩ hệ số tử cảm L10 mH Tụ điện được tích điện đến hiệu điện thế 12V Sau đĩ cho tụ phĩng điện trong mạch Lấy 2

10

  và gĩc thời gian là lúc tụ bắt đầu phĩng điện Biểu thức của dịng điện trong cuộn cảm là :

1, 2.10 cos 10 ( )

3



2

s 10



1, 2 10 cos 10 ( )

2



1, 2.10 cos10 ( )

i  t A

Câu 4 Mạch dao động LC gồm cuộn dây thuần cảm cĩ độ tự cảm L2mH và tụ điện cĩ điện dung C5pF Tụ được tích điện đến hiệu điện thế 10V, sau đĩ người ta để cho tụ phĩng điện trong mạch Nếu chọn gốc thời gian là lúc tụ bắt đầu phĩng điện thì biểu thức của điện tích trên bản tụ điện là:

A q5.1011cos106t C( ) B 11  6 

5.10 cos 10 ( )

q  t C

2.10 cos 10 ( )

2



2.10 cos 10 ( )

2



Câu 5 Trong mạch dao động LC lí tưởng thì dịng điện trong mạch

Luyện thi THPT QUỐC GIA 2014-2015 Giáo viên biên soạn: Trương Đình Den

A ngược pha với điện tích ở tụ điện B trễ pha

3

 so với điện tích ở tụ điện

C cùng pha với điện điện tích ở tụ điện D sớm pha

2

 so với điện tích ở tụ điện

Dạng 3: LIÊN QUAN ĐẾN CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ

 PHƯƠNG PHÁP GIẢI:

Hay công thức độc lập với thời gian:

2

2 2 0

2 2 0

q





          

 C|c công thức mở rộng:



I = Q + 0 0

 Sự tương tự giữa dao động điện v{ dao động cơ

0

0

q'' q

m

LC



s

'  s  

    i q  ' Q in t0.s    qA

( )v



0  ( )i



Câu 1 Một mạch dao động gồm một tụ 20nF và một cuộn cảm 8H, 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

Câu 2 Một mạch dao động LC lí tưởng có L = 40mH, C = 25µF, điện tích cực đại của tụ q0 = 6.10-10C Khi điện tích của

tụ bằng 3.10-10C thì dòng điện trong mạch có độ lớn

A 5 10-7 A B 6.10-7A C 3.10-7 A D 2.10-7A

Câu 3 Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C 50F và cuộn dây có độ tự cảm L = 5mH Điện áp cực đại trên tụ điện là 6V Cường độ dòng điện trong mạch tại thời điểm điện áp trên tụ điện bằng 4V là:

Câu 4 Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC lí tưởng là i = 0,08cos(2000t)(A) Cuộn dây có độ tự cảm L

= 50mH Hiệu điện thế giữa hai bản tụ tại thời điểm cường độ dòng điện tức thời trong mạch bằng cường độ dòng điện hiệu dụng là.:

Câu 5 Khi trong mạch dao động LC có dao động tự do Hiệu điện thế cực đại giữa 2 bản tụ là Uo=2V Tại thời điểm mà năng lượng điện trường bằng 2 lần năng lượng từ trường thì hiệu điện thế giữa 2 bản tụ là

Câu 6 Trong một mạch dao động LC không có điện trở thuần, có dao động điện từ tự do (dao động riêng) Hiệu điện thế

cực đại giữa hai bản tụ và cường độ dòng điện cực đại qua mạch lần lượt là U0 và I0 Tại thời điểm cường độ dòng điện trong mạch có giá trị I0/2 thì độ lớn hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là

Câu 7 Cho mạch dao động LC lí tưởng có độ tự cảm L = 10 mH Khi trong mạch có một dao động điện từ tự do thì đo

được cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 10 mA, hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 10V Điện dung C của tụ điện có giá trị là

A 10F B 10 nF C 10 pF D 0,1 pF

Câu 8 Khung dao động (C = 10F; L = 0,1H) Tại thời điểm uC = 4V thì i = 0,02A Cường độ cực đại trong khung bằng:

A 4,5.10–2A B 4,47.10–2A C 2.10–4A D 20.10–4A

Câu 9 Một mạch dao động điện từ, cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm 0,5mH, tụ điện có điện dung 0,5nF Trong mạch

có dao động điện từ điều hòa.Khi cường độ dòng điện trong mạch là 1mA thì điện áp hai đầu tụ điện là 1V Khi cường độ dòng điện trong mạch là 0 A thì điện áp hai đầu tụ là:

Câu 10: Tại thời điểm ban đầu, điện tích trên tụ điện của mạch dao động LC có gía trị cực đại q0 = 10-8C Thời gian để tụ

phóng hết điện tích là 2s Cường độ hiệu dụng trong mạch là:

A 7,85mA B 78,52mA C 5,55mA D 15,72mA

Câu 11 Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,02cos2000t (A).Tụ điện trong mạch có điện

dung 5µF Độ tự cảm của cuộn cảm là

A L = 50 H B L = 5.106H C L = 5.108H D L = 50mH

Câu 12 Một mạch dao động LC, gồm tụ điện có điện dung C = 8nF và một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2mH

Biết hiệu điện thế cực đại trên tụ 6V Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 6mA, thì hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn cảm gần bằng

Câu 13 Trong mạch dao động LC có dao động điện từ tự do (dao động riêng) với tần số góc 104rad/s Điện tích cực đại trên tụ điện là 10-9

C Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 6.10-6A thì điện tích trên tụ điện là

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

Câu 14 Một mạch dao động LC có =107rad/s, điện tích cực đại của tụ q0 = 4.10-12

C Khi điện tích của tụ q = 2.10-12C thì dòng điện trong mạch có giá trị:

A 2.10 A5 B 2 3.10 A5 C 2.10 A5 D 2 2.10 A5

Câu 15 Một tụ điện có điện dung C = 8nF được nạp điện tới điện áp 6V rồi mắc với một cuộn cảm có L = 2mH Cường

độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm là

Câu 16 Một mạch dao động gồm cuộn dây thuần cảm và tụ điện thì hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện U0C liên hệ với cường độ dòng điện cực đại I0 bởi biểu thức:

A

C

L

U C



1

L

L

πC

Câu 17 Một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung 0,125F và một cuộn cảm có độ tự cảm 50H Điện trở thuần của mạch không đáng kể Điện áp cực đại giữa hai bản tụ là 3V Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là

Câu 18 Một mạch dao động điện tử có L = 5mH; C = 31,8μF, hiệu điện thế cực đại trên tụ là 8V Cường độ dòng điện

trong mạch khi hiệu điện thế trên tụ là 4V có giá trị:

Câu 19 Mạch dao động gồm tụ điện có C = 125nF và một cuộn cảm có L = 50H Điện trở thuần của mạch không đáng

kể Điện áp cực đại giữa hai bản tụ điện U0 = 1,2V Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là

Câu 20 Mạch dao động gồm tụ điện có điện dung 4500pF và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 5μH Điện áp cực đại ở hai

đầu tụ điện là 2V Cường độ dòng điện cực đại chạy trong mạch là

Câu 21 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 50mH Xác định hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện tại thời điểm cường độ dòng điện tức thời bằng giá trị hiệu dụng

?

Câu 22 Một mạch dao động gồm một tụ 20nF và một cuộn cảm 80 H , 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

Dạng 4:ÁP DỤNG MỐI LIÊN HỆ GIỮA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA VÀ CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU

Câu 1 Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5 H và tụ điện có điện dung 5F 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 5.10-6s B 2,5.10-6s C.10.10-6s D 10-6s

Câu 2 Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5 H và tụ điện có điện dung 5F 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

Luyện thi THPT QUỐC GIA 2014-2015 Giáo viên biên soạn: Trương Đình Den

A 5.10-6 s B 2,5.10-6 s C.10.10-6 s D 10-6 s

Câu 3 Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1mH và tụ điện có điện dung 0,1 F Tính khoảng thời gian từ lúc hiệu điện thế trên tụ cực đại U0 đến lức hiệu điện thế trên tụ U0

2

Câu 4 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 kì dao động riêng của mạch dao động này là

Câu 5 Xét hai mạch dao động điện từ lí tưởng Chu kì dao động riêng của mạch thứ nhất là T1, của mạch thứ hai là T 2 = 2T1 Ban đầu điện tích trên mỗi bản tụ điện có độ lớn cực đại Q0 Sau đó mỗi tụ điện phóng điện qua cuộn cảm của mạch Khi điện tích trên mỗi bản tụ của hai mạch đều có độ lớn bằng q (0 < q < Q0) thì tỉ số độ lớn cường độ dòng điện trong mạch thứ nhất

và độ lớn cường độ dòng điện trong mạch thứ hai là

Câu 6 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 giá trị cực đại xuống còn một nửa giá trị cực đại là 1,5.10-4s Thời gian ngắn nhất để điện tích trên tụ giảm từ giá trị cực đại xuống còn một nửa giá trị đó là

A 2.10-4s B 6.10-4s C 12.10-4s D 3.10-4s

Câu 7 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

Câu 8 Một mạch dao động điện từ lí tưởng đang có dao động điện từ tự do Biết điện tích cực đại trên một bản tụ điện là

4 2C và cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 0,5 2A Thời gian ngắn nhất để điện tích trên một bản tụ giảm

từ giá trị cực đại đến nửa giá trị cực đại là

A 4  .

3 s

Câu 9 Một mạch dao động lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với chu kì dao động T Tại thời điểm t = 0, điện tích

trên một bản tụ điện đạt giá trị cực đại Điện tích trên bản tụ này bằng 0 ở thời điểm đầu tiên (kể từ t = 0) là

A

8

2

6

4

T

Câu 10 Một mạch dao dộng LC lí tưởng có chu kì dao động là T Tại một thời điểm điện tích trên tụ điện bằng 6.10-7C, sau đó một khoảng thời gian t = 3T/4 cường độ dòng điện trong mạch bằng 1,2.10-3A Tìm chu kì T

T = 10-3s

Câu 11 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 8 ( mA) và đang tăng, sau đó khoảng thời gian 3 / 4T thì điện tích trên bản tụ có độ lớn 9

2.10 C Chu kỳ dao động điện từ của mạch bằng

Câu 11 Trong mạch dao động lý tưởng tụ có điện dung C=2nF Tại thời điểm t1 thì cường độ dòng điện là 5mA, sau đó T/4 hiệu điện thế giữa hai bản tụ là u=10V Độ tự cảm của cuộn dây là:

CHỦ ĐỀ 2: SÓNG ĐIỆN TỪ

A LÝ THUYẾT:

I ĐIỆN TỪ TRƯỜNG

1 Liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên

Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó

xuất hiện một điện trường xo|y

Điện trường xo|y l{ điện trường có c|c đường sức l{ đường cong kín

Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó

xuất hiện một từ trường

Đường sức của từ trường luôn khép kín

2 Điện từ trường :Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường

sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường xo|y biến

thiên theo thời gian, ngược lại mỗi biến thiên theo thời gian của

điện trường cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời

gian trong không gian xung quanh

Điện trường biến thiên v{ từ trường biến thiên cùng tồn tại trong không gian Chúng có thể chuyển hóa lẫn

nhau trong một trường thống nhất được gọi l{ điện từ trường

II Sóng điện từ - Thông tin liên lạc bằng vô tuyến

 Khái niệm : Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian

1 Đặc điểm của sóng điện từ

+ Sóng điện từ lan truyền được trong ch}n không với vận tốc bằng vận tốc |nh s|ng (c  3.108m/s) Sóng điện từ lan truyền được trong c|c điện môi Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong c|c điện môi nhỏ hơn trong ch}n không v{ phụ thuộc v{o hằng số điện môi

+ Sóng điện từ l{ sóng ngang Trong qu| trình lan truyềnE và Bluôn luôn vuông góc với nhau v{ vuông góc với phương truyền sóng Tại mỗi điểm dao động của điện trường v{ từ trường luôn cùng pha với nhau

+ Khi sóng điện từ gặp mặt ph}n c|ch giữa hai môi trường thì nó cũng bị phản xạ v{ khúc xạ như |nh s|ng Ngo{i ra cũng có hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ sóng điện từ

+ Sóng điện từ mang năng lượng Khi sóng điện từ truyền đến một anten, l{m cho c|c electron tự do trong anten dao động

+Nguồn ph|t sóng điện từ rất đa dạng, như tia lửa điện, cầu dao đóng, ngắt mạch điện, trời sấm sét

2 Thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

a) Sóng vô tuyến l{ c|c sóng điện từ dùng trong vô tuyến, có bước sóng từ v{i m đến v{i km Theo bước sóng,

người ta chia sóng vô tuyến th{nh c|c loại: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung v{ sóng d{i

 Tầng điện li l{ lớp khí quyển bị ion hóa mạnh bởi |nh s|ng Mặt Trời v{ nằm trong khoảng độ cao từ 80 km

đếm 800 km, có ảnh hưởng rất lớn đến sự truyền sóng vô tuyến điện

+ C|c ph}n tử không khí trong khí quyển hấp thụ rất mạnh c|c sóng d{i, sóng trung v{ sóng cực ngắn nhưng ít hấp thụ c|c vùng sóng ngắn C|c sóng ngắn phản xạ tốt trên tầng điện li v{ mặt đất

Sóng dài 3 - 300 KHz 10 - 10 m5 3 Năng lượng nhỏ, ít bị nước hấp thụ, dùng thông tin

liên lạc dưới nước

Sóng trung 0,3 - 3 MHz 10 - 10 m3 2 Ban ng{y tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm ít bị

hấp thụ => ban đêm nghe đ{i sóng trung rõ hơn ban ngày

Sóng ngắn 3 - 30 MHz 10 - 10 m2 Năng lượng lớn, bị tầng điện li v{ mặt đất phản xạ

nhiều lần => thông tin trên mặt đất kể cả ngày và

đêm

Sóng cực ngắn 30 - 30000 MHz 10 - 10 m-2 Có năng lượng rất lớn, không bị tầng điện li hấp

thụ, xuyên qua tầng điện li nên dùng thông tin vũ

trụ, vô tuyến truyền hình

b) Nguyên tắc chung của thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến điện:

 Biến điệu sóng mang: Biến }m thanh (hoặc hình ảnh) muốn truyền đi th{nh c|c dao động điện từ có tần số

thấp gọi l{ tín hiệu }m tần (hoặc tín hiệu thị tần)

 Trộn sóng: Dùng sóng điện từ tần số cao (cao tần) để mang (sóng mang) c|c tín hiệu }m tần hoặc thị tần đi

xa Muốn vậy phải trộn sóng điện từ }m tần hoặc thị tần với sóng điện từ cao tần (biến điệu) Qua anten ph|t, sóng điện từ cao tần đ~ biến điệu được truyền đi trong không gian

 Thu sóng : Dùng m|y thu với anten thu để chọn v{ thu lấy sóng điện từ cao tần muốn thu

 Tách sóng: T|ch tín hiệu ra khỏi sóng cao tần (t|ch sóng) rồi dùng loa để nghe }m thanh truyền tới hoặc

dùng m{n hình để xem hình ảnh

 Khuếch đại:Để tăng cường độ của sóng truyền đi v{ tăng cường độ của tín hiệu thu được người ta dùng c|c

mạch khuếch đại

c) Sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản

Ăng ten phát: l{ khung dao động hở (c|c vòng d}y của cuộn L hoặc 2 bản tụ C xa nhau), có cuộn d}y mắc xen gần

cuộn d}y của m|y ph|t Nhờ cảm ứng, bức xạ sóng điện từ cùng tần số m|y ph|t sẽ ph|t ra ngo{i không gian

a) Sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản

Ăng ten thu: l{ 1 khung dao động hở, nó thu được nhiều sóng, có tụ C thay đổi Nhờ sự cộng hưởng với tần số

sóng cần thu ta thu được sóng điện từ có f = f0

3 Bước sóng điện từ thu và phát:

2

1

3 4 5

1 2 3 4

5

1.Micrô 2.Mạch phát sóng điện từ cao tần

3.Mạch biến điệu

4.Mạch khuếch đại

5.Anten phát

1.Anten thu 2.Mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần

3.Mạch tách sóng

4.Mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần 5.Loa

Luyện thi THPT QUỐC GIA 2014-2015 Giáo viên biên soạn: Trương Đình Den

f

3.10 m c

s

 vận tốc của |nh s|ng trong ch}n không

 CHÚ Ý:

 Mạch dao động có L biến đổi từ L Min  L Max v{ C biến đổi từ C Min  C Max thì bước sóng  của sóng điện từ ph|t (hoặc thu):

Min tương ứng với LMin và CMin : min  c2 LminCmin

Max tương ứng với LMax và CMax : max   c2 LmaxCmax

9  : Tụ xoay có điện dung C tỉ lệ theo hàm số bậc nhất đối với góc xoay  :

0

C a. b a.C

 CHÚ Ý:

+ Từ c|c dữ kiện min ;  max ; C min ; C max ta tìm được 2 hệ số a và b

+ Từ c|c dữ kiện λ và L ta tìm được C rồi thay v{o: C    a b, suy ra góc xoay 

Hoặc:

max min max min

C C

max min max min



2

2

0 x

C + C

-

DẠNG 1 SỰ PHÁT VÀ THU SÓNG ĐIỆN TỪ Câu 1 Mạch chọn sóng của một máy thu thanh gồm một cuộn dây thuần cảm và một tụ điện có điện dung biến đổi đượC

Khi đặt điện dung của tụ điện có giá trị 20pF thì bắt được sóng có bước sóng 30m Khi điện dung của tụ điện giá trị 180pF thì sẽ bắt được sóng có bước sóng là

Câu 2 Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một tụ điện có điện dung 0,1nF và cuộn cảm có độ tự cảm

30H Mạch dao động trên có thể bắt được sóng vô tuyến thuộc dải

A sóng trung B sóng dài C sóng ngắn D sóng cực ngắn

Câu 3 Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một tụ điện có điện dung thay đổi từ 10  pF đến

 

160 pF và cuộn dây có độ tự cảm 2 5,    H Mạch trên có thể bắt được sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng nào ?

A 2 m    12 m B 3 m    12 m C 3 m    15 m D 2 m    15 m

Câu 12 Một máy thu thanh có mạch chọn sóng là mạch dao động LC lí tưởng, với tụ C có giá trị C1 thì sóng bắt được có bước sóng 300m, với tụ C có giá trị C2 thì sóng bắt được có bước sóng 400m Khi tụ C gồm tụ C1 mắc nối tiếp với tụ C2 thì bước sóng bắt được là

Câu 13 Một mạch chọn sóng gồm cuộn dây có hệ số tự cảm không đổi và một tụ điện có điện dung biến thiên Khi điện

dung của tụ là 20nF thì mạch thu được bước sóng 40m Nếu muốn thu được bước sóng 60m thì phải điều chỉnh điện dung của tụ

A Giảm 4nF B Giảm 6nF C Tăng thêm 25nF D Tăng thêm 45nF

Câu 14 Khi mắc tụ điện C1 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ1 = 60m; Khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ2 = 80m Khi mắc C1 nối tiếp C2 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng là bao nhiêu ?

Câu 15 Mạch dao động LC trong máy thu vô tuyến có điện dung C0 =8,00.10-8F và độ tự cảm L = 2.10-6 H, thu được sóng điện từ có bước sóng 240m Để thu được sóng điện từ có bước sóng 18m người ta phải mắc thêm vào mạch một tụ điện có điện dung C bằng bao nhiêu và mắc như thế nào ?

A Mắc nối tiếp và C = 4,53.10-10F B Mắc song song và C = 4,53.10-10F