MẠCH DAO ĐỘNG điện từ

MẠCH DAO ĐỘNG điện từ MẠCH DAO ĐỘNG điện từ MẠCH DAO ĐỘNG điện từ MẠCH DAO ĐỘNG điện từ MẠCH DAO ĐỘNG điện từ MẠCH DAO ĐỘNG điện từ MẠCH DAO ĐỘNG điện từ MẠCH DAO ĐỘNG điện từ MẠCH DAO ĐỘNG điện từ MẠCH DAO ĐỘNG điện từ MẠCH DAO ĐỘNG điện từ MẠCH DAO ĐỘNG điện từ

MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SĨNG ĐIỆN TỪ TĨM TẮT LÝ THUYẾT: Sự biến thiên điện tích mạch dao động : a.Phương trình dao động điện tích mạch dao động : q = q0 cos (ωt ) Cường độ dao động mạch: π i = q = q0ω cos (ωt + ’ ) Với I = q0ω Hiệu điện hai cực tụ điện: u= q = U 0cos(ωt + ϕ ) C U0 = ) Với q0 C π cường độ dòng điện I sớm pha điện tích q góc  b Tần số góc, chu kỳ, tần số: ω= LC ; f = T = 2π LC ; q02 = q + Cơng thức độc lập với thời gian: 2π LC i ω2 Năng lượng mạch dao động : Năng lượng mạch dao động gồm lượng điện trường Wđ tập trung tụ C, lượng từ trường Wt tập trung cuộn dây L Năng lượng điện từ trường : W = WL + WC =  WL WC biến thiên tuần hoàn tần số  Tổng lượng mạch dao động không đổi  Mạch dao động LC có tần số góc ω q02 2C = const , tần số f, chu kỳ T lượng điện trường biến thiên với tần số góc ω , = 2ω , tần số f' =2f , chu kỳ T' = T Điện từ trường: trường gồm hai thành phần biến thiên theo thời gian , liên qua mật thiết với điện trường biến thiên từ trường biến thiên Sóng điện từ : Điện từ trường lan truyền không gian dạng sóng gọi sóng điện từ Tính chất sóng điện từ : Sóng điện từ sóng ngang có    B⊥E⊥V 1* sóng điện từ truyền tất môi trường vật chất kể chân không 2* Vận tốc truyền sóng điện từ vận tốc ánh sáng c = 3.10 m/s c.T = Công thức tính bước sóng: λ = c f Sóng điện từ thông tin vô tuyến LOẠI SÓNG Bước sóng λ TẦN SỐ Ứng dụng Sóng dài 100 1Km - 300 KHz Năng lượng thấp, thông tin nước Sóng trung 1Km 100m 0.3 - MHz Ban ngày bò tầng điện ly hấp thụ nên không truyền xa Sóng ngắn 100 - 10 m - 30 MHz Phản xạ tầng điện ly →TTVô tuyến Sóng cực ngắn 10 - 0.1 m 30 –3.104 Không phản xạ tầng MHz điện ly → truyền lên vệ tinh → VTTH BÀI TẬP: DẠNG 1: X ÁC ĐỊNH CHU K Ỳ, T ẦN SỐ, ĐI ỆN DUNG C, ĐỘ TỰ CẢM L, BƯỚC SĨNG λ Phương pháp: Áp dụng cơng thức: ω= Tần số góc: Ta có:  ω:    ω :   LC L C ; Chu kỳ: T :  T : ; c.T = Bước sóng: : λ = λ = c.2π LC T = 2π LC f = ; Tần số: L C :  f :    f :   2π LC L C c f Với c = 3.108 m/s Hay Ghép tụ điện: f = f +f a Ghép C1 nối tiếp với C2 : 2 ; 1 = 2+ 2 T T1 T2 ; 1 = 2+ 2 λ λ1 λ2 Với: 1 = + C C1 C2 b Ghép C1 song song với C2 : 1 = 2+ 2 f f1 f2 ; T = T12 + T22 ; λ =λ +λ 2 2 Với: C = C1 + C2 π 0.8 π ( µ F ) Câu 1: Một mạch dao động gồm cuộn cảm L = mH tụ C = Tìm tần số riêng dao động mạch A 20kHz B 10kHz kHz D 12,5kHz Câu Điện dung C = µF , độ tự cảm L = 0,9 mH Xác định tần số: C A 2.103 Hz B 2,65.103 Hz C 3.103 Hz D 2,65.10 Hz Câu Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC có dạng i = 0,05sin2000t (A) Tần số góc dao động mạch : A 318,5 rad/s B 318,5 Hz C 2000 rad/s D 2000 Hz Câu4 Mạch dao động LC gồm cuộn cảm L = 2mH tụ điện có điện dung C = 2pF (lấy π2 = 10) Tần số dao động mạch : A 2,5Hz B 2,5MHz C.1Hz D 1MHz Câu Mạch dao động LC có điện tích mạch biến thiên điều hòa theo phương trình q = 4cos(2π.104t) µC Tần số dao động mạch : A.10Hz B.10kHz C 2πHz D 2πkHz Câu Mạch dao động LC có điện tích mạch biến thiên điều hòa theo π phương trình q = 2.10-9 (2.107t + ) C Cường độ dòng điện cực đại mạch : A.10 mA B.40 mA C mA D.0,04 mA Câu Tụ điện mạch điện từ gồm tụ điện C = 16nF cuộn cảm L = 25mH Tần số góc dao động mạch là: A 200Hz B 200rad/s C 5.10-5Hz D 5.104rad/s Câu 8: Mạch dao động LC máy thu vơ tuyến điện gồm cuộn cảm L = 1mH tụ xoay Cx Tìm giá trị Cx để mạch thu sóng vơ tuyến có bước sóng ngắn λ π = 10 = 75m ( Lấy ) A 2,25pF B 1,56 pF C 5,55pF D 4,58pF Câu 9: Một mạch dao động gồm cuộn cảm L = 2mH tụ xoay Cx Tìm 1µ s π = 10 giá trị Cx để chu kì riêng mạch T = ( Lấy ) A 10pF B 27,27pF C 12,5 pF D 21,21pF Câu 10: Sóng FM Đài Tiếng Nói Việt Nam có tần số 100MHz Tìm bước sóng λ A 10m B 3m C 5m D 1m Câu 11: Trong mạch dao động cường độ dòng điện dao động Hệ số tự cảm cuộn dây 0,2H Tính điện dung C tụ điện ? ( Lấy −4 7.10 F −4 5.10 F i = 0, 01cos100π t π = 10 ) 5.10−5 F A 0,001F B C D Câu 12 Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC có dạng i = 0,02cos2000t (A) Tụ điện mạch có điện dung 5µF Độ tự cảm cuộn cảm : A 50mH B 50H C 5.10-6H D 5.10-8H Câu13 Mạch chọn sóng đầu vào máy thu vơ tuyến điện gồm tụ điện C = 1nF cuộn cảm L = 100µH (lấy π2 = 10) Bước sóng điện từ mà mạch thu : A 300m B 600m C 300m D 1000m Câu 14 Sóng điện từ chân khơng có tần số 150kHz, bước sóng sóng điện từ : A 2000m B 2000km C 1000m D 1000km Câu 15 Mạch chọn sóng máy thu vơ tuyến điện gồm C = 880pF cuộn cảm L = 20µH Bước sóng điện từ mà mạch thu : A 100m B 150m C 250m D 500m Câu341 Một cuộn cảm L mắc với tụ C1 khung dao động có tần số f1 = 7,5MHz Khi mắc cuộn cảm L với tụ C2 khung dao động có tần số f2 = 10MHz Tần số riêng khung mắc cuộn cảm L với hai tụ C1 C2 ghép nối tiếp là: A 15MHz B 12,5MHz C 6MHZ D 17,5MHZ Câu342 Một cuộn cảm L mắc với tụ C1 khung dao động có tần số f1 = 12 KHz Tần số riêng khung mắc cuộn cảm L với hai tụ C1 C2 ghép nối tiếp 35 KHz Tần số dao động mạch mắc cuộn cảm L với tụ C2 ? A 10 KHz B 28 KHz C 14 KHz D 20 KHz Câu 343 Một cuộn cảm L mắc với tụ C1 khung dao động có tần số f1 = 21 KHz Khi mắc cuộn cảm L với tụ C2 khung dao động có tần số f2 = 16 KHz Tần số riêng khung mắc cuộn cảm L với hai tụ C1 C2 ghép song song là: A 9,6 KHz B 28 KHz C KHz D 20 KHz (A) 2 nF π Câu 344 Mạch dao động máy thu vơ tuyến có C = Tần số dao động riêng mạch biến thiên từ kHz đến 1MHz Độ tự cảm mạch biến thiên khoảng nào? A Từ C Từ 125 µH π đến 125 mH π 125 H π B Từ 25 H π 25 mH π đến 15 µH π 125 H π 15 H π đến D Từ đến DẠNG 2: VIẾT CÁC PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG Phương pháp: + Viết pt tổng qt: Pt điện tích cực tụ điện: q = q0 cos(ωt + ϕ ) Pt hiệu điện hai cực tụ điện: U0 = u = U cos(ωt + ϕ ) ; với q0 C pt cường độ dòng điện chạy mạch LC : π i = q ' = − q0ω sin(ω t + ϕ ) = I cos(ω t + ϕ + ) ; với I = q0 ω + Tìm Các biên độ q0 , U0 , I0 + Tìm tần số góc + Tìm ϕ ω ω= : với LC : Dựa vào điều kiện ban đầu Câu 352 Cho điện dung C = 500 pF, độ tự cảm L = 0,2mH Tại t = , tụ có điện tích cực đại 7,5.10- 10C Viết biểu thức q theo thời gian? A q = 7,5.10−10 cos106 π t B q = 5,5.10−10 cos106 π t q = 7,5.10−10 cos105 π t q = 7,5.10−10 cos102 π t C D Câu 353 Mạh LC có C = 200 pF, L = mH Lúc mạch dao động hiệu điện cực đại hai tụ 2V Tại thời điểm ban đầu t = 0, điện tích tụ có giá trị cực đại Lập biểu thức điện tích tụ? A q = 4.10−7 cos(105 π t )(C ) B (C) π q = 4.10−7 cos(5.104 t + ) q = 5.10 cos(5.10 t + π ) −7 q = 4.10−7 cos(5.104 t ) C (C) D (C) Câu 354 Mạh LC có C = 200 pF, L = mH Lúc mạch dao động hiệu điện cực đại hai tụ 2V Tại thời điểm ban đầu t = 0, điện tích tụ có giá trị cực đại Lập biểu thức cường độ dòng điện qua mạch? A π i = 0, 02cos(5.10 t + )( A) B π i = 0, 2cos(5.104 t + )( A) i = 0, 02cos(5.104 t )( A) i = 0, 02cos(5.104 t + π )( A) C D Câu 355 Cường độ tức thời dòng điện i = 10sin5000t (mA) Biểu thức điện tích cực tụ điện là: -6 A q = 2.10 cos(5000t - π ) (C) π B q = 50cos(5000t π π ) (C) C q = 2.10-3cos(5000t + ) (C)D q = 2.10-6cos(5000t - ) (C) DẠNG 3: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ DỊNG ĐIỆN , HIỆU ĐIỆN THẾ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ Phương pháp: Áp dụng cơng thức: 1.Cường độ đòn điện cực đại: I = q0ω U0 = Hiệu điện cực đại hai cực tụ : q0 C I= Giá trị hiệu dụng: I0 U= ; U0 Năng lượng điện trường tập trung tụ điện: WC ( max ) Năng lượng điện trường cực đại: q2 WC = = Cu 2 C q02 = = CU 02 C Năng lượng từ trường tập trung cuộn cảm: WL = Li 2 WL ( max ) = L.I 02 Năng lượng từ trường cực đại: Năng lượng điện từ trường mạch LC: q2 1 W = WL + WC = = CU 02 = L.I 02 = const C 2 W = WL + WC = WL ( max ) = WC ( max ) Ta có: Khoảng thời gian để lượng từ trường WL lượng điện trường WC : T Năng lượng điện trường biến thiên với tần số góc T' = T ω , = 2ω , tần số f ' =2f , chu kỳ Câu Mạch dao động điện từ điều hòa LC gồm tụ điện C = 30nF cuộn cảm L = 25mH Nạp điện cho tụ điện đến hiệu điện 4,8V cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cường độ dòng điện hiệu dụng mạch : A 3,72mA B 4,28mA C 5,20mA D 6,34mA Câu Mạch dao động điện từ điều hòa LC gồm tụ điện C = 100 pF cuộn cảm L = 10 mH Lúc mạch dao động hiệu điện cực đại hai tụ 50V Biết mạch khơng bị mát lượng Cường độ dòng điện cực đại là: A 10 mA B mA C mA D 20 mA Câu Mạch dao động điện từ điều hòa LC gồm tụ điện C = 25 pF cuộn cảm L = 10-4 H dao động với cường độ cực đại 40 mA Hiệu điện cực đại hai cực tụ điện là: A 40 V B 50 V C 80 V D 100 V µ Câu Cho điện dung C = 20 nF, độ tự cảm L = H Điện trở r = Nạp điện cho tụ điện đến hiệu điện 1,5 V, cho tụ phóng điện qua cuộn cảm Tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là: A 53mA B 48mA C 65mA D 72 mA -6 µF Câu Cho điện tích cực đại tụ điện 2.10 C , điện dung C = , độ tự cảm L Xác định lượng mạch dao động? A 5.10-6 (J) B 0,05.10-6 (J) C 0,5.10-6 (J) D 0,5.10-5 (J) Câu6 Mạch dao động điện từ điều hòa LC gồm tụ điện C = 200 pF Hiệu điện cực đại hai cực tụ điện 200 V Tìm lượng điện từ mạch? A 4.10-6 (J) B 5.10-6 (J) C 3.10-6 (J) D 4.10-5 (J) Câu Mạch dao động điện từ điều hòa LC có cuộn cảm L = 0,02 H tụ điện có điện dung C Biết sau khoảng thời gian 10 -6 (s) lượng từ trường lượng điện trường Tìm điện dung C tụ điện? A 20.10-11 F B 2,02.10-11 F C 2,02.10-12 F D -10 2.10 F