4.28 Sóng nào sau đây đợc dùng trong truyền hình bằng sóng vô tuyến điện? A. Sóng dài.
B. Sóng trung. C. Sóng ngắn. D. Sóng cực ngắn.
4.29 Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào A. hiện tợng cộng hởng điện trong mạch LC.
B. hiện tợng bức xạ sóng điện từ của mạch dao động hở. C. hiện tợng hấp thụ sóng điện từ của môi trờng.
D. hiện tợng giao thoa sóng điện từ.
4.30 Sóng điện từ trong chân không có tần số f = 150kHz, bớc sóng của sóng điện từ đó là
A. λ =2000m. B. λ =2000km. C. λ =1000m. D. λ =1000km.
4.31 Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện C = 880pF và cuộn cảm L = 20μH. Bớc sóng điện từ mà mạch thu đợc là
A. λ = 100m. B. λ = 150m. C. λ = 250m. D. λ = 500m.
4.32 Mạch chọn sóng ở đầu vào của máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện C = 1nF và cuộn cảm L = 100μH (lấy π2 = 10). Bớc sóng điện từ mà mạch thu đợc là
A. λ = 300m. B. λ = 600m. C. λ = 300km. D. λ = 1000m.
4.33 Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L =1mH và một tụ điện có điện dung C = 0,1μF. Mạch thu đợc sóng điện từ có tần số nào sau đây?
A. 31830,9Hz. B. 15915,5Hz. C. 503,292Hz. D. 15,9155Hz.
* Các câu hỏi và bài tập tổng hợp kiến thức
4.34* Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng λ1 = 60m; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng λ2 = 80m. Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạch thu đợc sóng có b- ớc sóng là bao nhiêu?
A. λ = 48m. B. λ = 70m. C. λ = 100m. D. λ = 140m.
4.35* Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng λ1 = 60m; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng λ2 = 80m. Khi mắc C1 song song C2 với cuộn L thì mạch thu đợc sóng có b- ớc sóng là bao nhiêu?
A. λ = 48m. B. λ = 70m. C. λ = 100m. D. λ = 140m.
4.36* Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 6kHz; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là f2 = 8kHz. Khi mắc C1 song song C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là bao nhiêu?
A. f = 4,8kHz. B. f = 7kHz. C. f = 10kHz. D. f = 14kHz.
4.37* Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 6kHz; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là f2 = 8kHz. Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là bao nhiêu?
A. f = 4,8kHz. B. f = 7kHz. C. f = 10kHz. D. f = 14kHz.
4.38** Một mạch dao động gồm tụ điện C = 0,5μF và cuộn dây L = 5mH, điện trở thuần của cuộn dây là R = 0,1Ω. Để duy trì dao động trong mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ là 5V ta phải cung cấp cho mạch một công suất là bao nhiêu?
A. P = 0,125μW. B. P = 0,125mW. C. P = 0,125W. D. P = 125W.
III. Hớng dẫn giải và trả lời 4.1 ChọnD.
Hớng dẫn: Mạch dao động điện từ điều hoà LC có cấu tạo gồm tụ điện C và cuộn cảm L mắc thành mạch kín.
4.2 ChọnC.
Hớng dẫn: Chu kỳ dao động của mạch dao động LC là T=2π LC nh vậy chu kỳ T phụ thuộc vào cả độ tự cảm L của cuộn cảm và điện dung C của tụ điện. 4.3 ChọnB.
Hớng dẫn: Chu kỳ dao động của mạch dao động LC là T=2π LCkhi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch tăng lên 2 lần.
4.4 ChọnA.
Hớng dẫn: Tần số dao động của mạch dao động LC là
LC2 2 1 f π = khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 2 lần và giảm điện dung của tụ điện xuống 2 lần thì tần số dao động của mạch không thay đổi.
4.5 ChọnD.
Hớng dẫn: Mạch dao động điện từ điều hoà có tần số góc
LC1 1 =
ω .
4.6 ChọnD.
Hớng dẫn: Mạch dao động điện từ điều hoà LC luôn có: Điện tích trong mạch biến thiên điều hoà.
Năng lợng điện trờng tập trung chủ yếu ở tụ điện. Năng lợng từ trờng tập trung chủ yếu ở cuộn cảm. Tần số dao động của mạch là LC 2 1 f π
= phụ thuộc vào hệ số tự cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện mà không phụ thuộc vào điện tích của tụ điện. 4.7 ChọnC.
Hớng dẫn: So sánh biểu thức cờng độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC là i = I0sin(ωt) với biểu thức i = 0,05sin2000t(A). Ta thấy tần số góc dao động của mạch là ω = 2000rad/s.
4.8 ChọnB.
Hớng dẫn: áp dụng công thức tính tần số dao động của mạch
LC2 2 1 f π = , thay L = 2mH = 2.10-3H, C = 2pF = 2.10-12F và π2 = 10 ta đợc f = 2,5.106H = 2,5MHz. 4.9 ChọnA.
Hớng dẫn: So sánh biểu thức cờng độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC là i = I0sin(ωt) với biểu thức i = 0,02cos2000t(A) biến đổi i về dạng hàm sin ta đ- ợc i = 0,02sin(2000t+
2
π). Ta thấy tần số góc dao động của mạch là ω = 2000rad/s.
áp dụng công thức tính tần số góc của mạch dao động LC: ω= LC1 , thay số C = 5μF = 5.10-6F, ω = 2000rad/s ta đợc L = 50mH.
4.10 ChọnA.
Hớng dẫn: Phơng trình điện tích trong mạch dao động là q = Q0cos(ωt + φ), ph- ơng trình cờng độ dòng điện trong mạch là i = q’ = - Q0ωsin(ωt + φ) = I0sin(ωt + φ), suy ra cờng độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đợc tính
0 0 0 0 U L 2 C LC 2 CU 2 Q 2 I I= = ω= = = 3,72.10-3A = 3,72mA. 4.11 ChọnB.
Hớng dẫn: So sánh phơng trình điện tích q = Q0cosωt với phơng trình q = 4cos(2π.104t)μC ta thấy tần số góc ω = 2π.104(rad/s), suy ra tần số dao động của mạch là f = ω/2π = 10000Hz = 10kHz.
4.12 ChọnD.
Hớng dẫn: áp dụng công thức tính tần số góc ω= LC1 , với C = 16nF = 16.10- 9F và L = 25mH = 25.10-3H.
4.13 ChọnB.
Hớng dẫn: Năng lợng ban đầu của tụ điện là W = CU2
21 1
= 5.10-3J = 5mJ. Khi dao động trong mạch tắt hẳn thì mạch không còn năng lợng. Năng lợng điện từ trong mạch đã bị mất mát hoàn toàn, tức là phần năng lợng bị mất mát là ΔW = 5mJ.
4.14 ChọnC.
Hớng dẫn: Muốn duy trì dao động điện từ trong mạch với tần số dao động riêng của mạch thì ta phải tạo ra dao động duy trì trong mạch tức là cứ sau mỗi chu kỳ ta lại cung cấp cho mạch một phần năng lợng bằng phần năng lợng đã bị mất mát trong chu kỳ đó. Cơ cấu để thực hiện nhiệm vụ này là máy phát dao động điều hoà dùng tranzito.
4.15 ChọnC.
Hớng dẫn: Hiện nay con ngời cha tìm ra từ trờng tĩnh. Từ trờng do nam châm vĩnh cửu đứng yên sinh ra cũng là từ trờng xoáy.
4.16 ChọnC.
Hớng dẫn: Một từ trờng biến thiên đều theo thời gian, nó sinh ra một điện trờng xoáy không đổi. Một từ trờng biến thiên tuần hoàn theo thời gian, nó sinh ra một điện trờng xoáy biến đổi.
4.17 ChọnD.
Hớng dẫn: Không thể dùng ampe kế để đo trực tiếp dòng điện dịch, mà phải đo gián tiếp thông qua dòng điện dẫn.
4.18 ChọnB.
Hớng dẫn: Điện trờng xoáy là điện trờng có các đờng sức là những đờng cong kín. Điện trờng tĩnh cũng có các đờng sức là những đờng cong.
4.19 ChọnA.
Hớng dẫn: Một từ trờng biến thiên tuần hoàn theo thời gian sinh ra một điện trờng xoáy biến thiên ở các điểm lân cận, còn một từ trờng biến thiên đều theo thời gian sinh ra một điện trờng xoáy không đổi ở các điểm lân cận.
4.20 ChọnB.
Hớng dẫn: Sự biến thiên của điện trờng giữa các bản của tụ điện sinh ra một từ tr- ờng giống từ trờng đợc sinh ra bởi dòng điện trong dây dẫn nối với tụ. Đây chính là từ trờng do dòng điện dịch sinh ra.
4.21 ChọnD.
Hớng dẫn: Sóng điện từ truyền đợc trong tất cả các môi trờng kể cả chân không. Thực ra trong chân không sóng điện từ lạ có vận tốc là lớn nhất.
4.22 ChọnD.
Hớng dẫn: ánh sánh cũng là sóng điện từ do đó vận tốc của sóng điện từ trong một môi trờng nào đó chính là vận tốc ánh sáng trong môi trờng đó.
4.23 ChọnA.
Hớng dẫn: Khi một điện tích dao động sẽ tạo ra xung quanh nó một điện trờng biến thiên tuần hoàn, do đó điện từ trờng do một tích điểm dao động sẽ lan truyền trong không gian dới dạng sóng.
4.24 ChọnD.
Hớng dẫn: Véc tơ cờng độ điện trờng và cảm ứng từ biến thiên tuần hoàn cùng tần số, cùng pha và có phơng vuông góc với nhau.
4.25 ChọnD.
Hớng dẫn: Sóng cực ngắn có thể xuyên qua tầng điện li. 4.26 ChọnC.
Hớng dẫn: Sóng ngắn bị phản xạ mạnh nhất ở tầng điện li. 4.27 ChọnA.
Hớng dẫn: Sóng dài ít bị nớc hấp thụ nên thờng đợc dùng trong việc truyền thông tin trong nớc.
4.28 ChọnD.
Hớng dẫn: Sóng cực ngắn đợc dùng trong truyền hình bằng sóng vô tuyến điện 4.29 ChọnA.
Hớng dẫn: Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào hiện tợng cộng hởng điện trong mạch LC. 4.30 ChọnA. Hớng dẫn: áp dụng công thức tính bớc sóng 2000m 10 . 15 10 . 3 f c 4 8 = = = λ 4.31 ChọnC. Hớng dẫn: Bớc sóng điện từ mà mạch chọn sóng thu đợc là λ=2π.3.108. LC = 250m. 4.32 ChọnB.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 4.31 4.33 ChọnB. Hớng dẫn: Tần số mà mạch thu đợc là LC 2 1 f π = = 15915,5Hz. 4.34 ChọnA.
Hớng dẫn: Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng λ1 =2π.3.108. LC1 (1); khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng λ2 =2π.3.108. LC2 (2) . Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng là
LC. . 10 . 3 . 2π 8 = λ (3), với 2 1 C 1 C 1 C 1 = + (4), từ (1) đến (40) ta suy ra 2 2 2 1 2 1. λ + λ λ λ = λ = 68m. 4.35 ChọnC.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 4.34 với C = C1 + C2 ( C1 và C2 mắc song song) ta đợc 2 2 2 1+λ λ = λ = 100m. 4.36 ChọnA. Hớng dẫn: Tần số dao động của mạch là LC 2 1 f π
= , và sau đó làm tơng tự câu 4.35 4.37 ChọnC. Hớng dẫn: Tần số dao động của mạch là LC 2 1 f π
= , và sau đó làm tơng tự câu 4.34
4.38 ChọnB.
Hớng dẫn: Khi hiệu điện thế cực đại trên tụ là 5V thì cờng độ dòng điện hiệu
dụng trong mạch là 0 0 0 U0 L 2 C LC 2 CU 2 Q 2 I
I= = ω= = = 0,035355A. Công suất tiêu thụ trong mạch là P = RI2 = 1,25.10-4W = 0,125mW. Muốn duy trì dao động trong mạch thì cứ sau mỗi chu kỳ dao động ta phải cung cấp một phần năng lợng bằng phần năng lợng đã bị mất tức là ta phải cung cấp một công suất đúng bằng 0,125mW.
I. Hệ thống kiến thức trong chơng 1. Chuyển động quay đều:
Vận tốc góc ω = hằng số. Toạ độ góc φ = φ0 + ωt.
2. Chuyển động quay biến đổi đều: Gia tốc góc β = hằng số.
Vận tốc góc ω = ω0 + βt. Toạ độ góc φ = φ0 + ω0t + βt2/2.
3. Liên hệ giữa vận tốc dài, gia tốc dài của một điểm trên vật rắn với vận tốc góc, gia tốc góc:
v= rω; at = rβ; a= r2ω4+r2β2 =r ω4+β2
4. Mômen:
Mômen lực đối với một trục M = F.d Mômen quán tính đối với một trục =∑ 2
i ir m
I .
Mômen động lợng đối với một trục L = I.ω
5. Hai dạng phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định:
M = Iβ và M = dt dL 6. Định luật bảo toàn mômen động lợng:
Nếu M = 0 thì L = hằng số.
áp dụng cho hệ vật: L1 + L2 = hằng số.
áp dụng cho vật có mômen quán tính thay đổi: I1ω1 = I2ω2. 7. Động năng của vật rắn: Wđ = 2 C 2 mv 2 1 I 2 1 ω + m là khối lợng của vật, vC là vận tốc khối tâm. 8. Điều kiện cân bằng của vật rắn:
Vật rắn cân bằng tĩnh khi có hai điều kiện sau:
Tổng véctơ ngoại lực bằng không: F1+F2 +...+Fn =0
Tổng đại số các mômen lực đặt lên vật đối với ba trục toạ độ x, y, z có gốc tại một điểm bất kỳ bằng không: Mx = M1x + M2x +.... Mnx = 0
My = M1y + M2y +.... Mny = 0
Mz = M1z + M2z +.... Mnz = 0
9. Các trờng hợp riêng của vật cân bằng tĩnh dới tác dụng của các hệ lực: a. Hệ hai lực: F1,F2 :
Hai lực cùng giá, cùng độ lớn, ngợc chiều: F1+F2 =0 b. Hệ ba lực đồng phẳng không song song:
Ba lực đồng phẳng phải đồng quy và thoả mãn: F1+F2 +F3 =0 c. Hệ ba lực song song:
Lực thứ ba phải cùng giá, cùng độ lớn, và ngợc chiều với hợp của hai lực kia và phải thoả mãn: F1+F2+F3 =0
d. Cân bằng của vật có trục quay cố định:
Tổng đại số các mômen ngoại lực đối với trục quay đó phải bằng không:
M1 + M2 +.... Mn = 0 II. Câu hỏi và bài tập
Chủ đề 1: Chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định
5.1 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn có cùng góc quay.
B. Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn có cùng chiều quay.
C. Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn đều chuyển động trên các quỹ đạo tròn.
D. Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn đều chuyển động trong cùng một mặt phẳng
5.2 Chọn câu đúng:
Trong chuyển động quay có vận tốc góc ω và gia tốc góc β chuyển động quay nào sau đây là nhanh dần?
A. ω = 3 rad/s và β = 0
B. ω = 3 rad/s và β = - 0,5 rad/s2
C. ω = - 3 rad/s và β = 0,5 rad/s2
D. ω = - 3 rad/s và β = - 0,5 rad/s2
5.3 Một vật rắn quay đều xung quanh một trục, một điểm M trên vật rắn cách trục quay một khoảng R thì có
A. tốc độ góc ω tỉ lệ thuận với R B. tốc độ góc ω tỉ lệ nghịch với R C. tốc độ dài v tỉ lệ thuận với R D. tốc độ dài v tỉ lệ nghịch với R
5.4 Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút. Coi nh các kim quay đều. Tỉ số tốc độ góc của đầu kim phút và đầu kim giờ là
A. 12B. 1/12 B. 1/12 C. 24 D. 1/24
5.5 Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút. Coi nh các kim quay đều. Tỉ số giữa vận tốc dài của đầu kim phút và đầu kim giờ là
A. 1/16B. 16 B. 16 C. 1/9 D. 9
5.6 Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút. Coi nh các kim quay đều. Tỉ số gia tốc hớng tâm của đầu kim phút và đầu kim giờ là