CHƯƠNG IV. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ. SÓNG ĐIỆN TỪ I. NHỮNG ĐIỀU CẦN NHỚ 1. Mạch dao động LC. Dao động điện từ - Giả sử trong mạch dao động có điện tích ở bản tụ điện biến thiên theo biểu thức: t q q cos 0 . - Điện áp giữa hai tụ điện: t C q C q u cos 0 - Cường độ dòng điện qua mạch là: ) 2 cos( sin ) ( ' 0 0 t I t q t q dt dq i Với: 0 0 q I ; LC 1 gọi là tần số góc của mạch dao động. Điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i qua mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian; i sớm pha 2 so với q và u; q cùng pha với u Sự biến thiên điều hòa theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i (hoặc cường độ điện trường E và cảm ứng từ B ) trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ tự do. - Chu kỳ: LC T 2 . - Tần số: LC f 2 1 . - Năng lượng điện trường; t C q C q W C 2 2 0 2 cos 2 1 2 1 . - Năng lượng từ trường: t LI Li W L 2 2 0 2 sin 2 1 2 1 . - Năng lượng điện từ: 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 cos sin 2 2 2 2 2 C L q q W W W t LI t LI qU C C hằng số. - C W , L W dao động điều hòa cùng tần số và bằng hai lần tần số dao động của q, i, u hay chu kỳ dao động bằng nửa chu kỳ dao động của q, i, u. Tổng năng lượng điện trường và từ trường của mạch dao động là một số không đổi. Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điên từ trong mạch sẽ được bảo toàn. 2. Điện từ trường
20
Embed
CHƯƠNG IV. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ. SÓNG ĐIỆ Ừthptvinhtrachts.edu.vn/upload/100846/20200226/CHuoNG_IV_KHoI_1… · Mạch dao động LC. Dao động điện từ - Giả
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
CHƯƠNG IV. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ. SÓNG ĐIỆN TỪ
I. NHỮNG ĐIỀU CẦN NHỚ
1. Mạch dao động LC. Dao động điện từ
- Giả sử trong mạch dao động có điện tích ở bản tụ điện biến thiên theo biểu thức:
tqq cos0 .
- Điện áp giữa hai tụ điện: tC
q
C
qu cos0
- Cường độ dòng điện qua mạch là: )2
cos(sin)(' 00
tItqtq
dt
dqi
Với: 00 qI ; LC
1 gọi là tần số góc của mạch dao động.
Điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i qua mạch dao động biến thiên điều
hòa theo thời gian; i sớm pha 2
so với q và u; q cùng pha với u
Sự biến thiên điều hòa theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ
dòng điện i (hoặc cường độ điện trường E
và cảm ứng từ B
) trong mạch dao động được gọi là
dao động điện từ tự do.
- Chu kỳ: LCT 2 .
- Tần số: LC
f2
1 .
- Năng lượng điện trường; tC
q
C
qWC 2
2
0
2
cos2
1
2
1 .
- Năng lượng từ trường: tLILiWL 22
0
2 sin2
1
2
1 .
- Năng lượng điện từ: 2 2
2 2 2 20 00 0 0 0
1 1 1 1 1cos sin
2 2 2 2 2C L
q qW W W t LI t LI q U
C C hằng số.
- CW , LW dao động điều hòa cùng tần số và bằng hai lần tần số dao động của q, i, u hay chu
kỳ dao động bằng nửa chu kỳ dao động của q, i, u.
Tổng năng lượng điện trường và từ trường của mạch dao động là một số không đổi. Nếu
không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điên từ trong mạch sẽ được bảo toàn.
2. Điện từ trường
- Từ trường ( B
) thay đổi sinh ra điện trường ( E
) xoáy, điện trường ( E
) thay đổi sinh ra từ
trường ( B
) xoáy.
- Dòng điện dẫn là dòng điện do các hạt mang điện chuyển động sinh ra, dòng điện dẫn làm
xuất hiện xung quanh nó một từ trường.
- Xung quanh một tụ điện C có điện áp giữa hai bản tụ điện thay đổi, tức trong lòng tụ điện
có điện trường ( E
) thay đổi, dẫn đến xung quanh tụ điện có một từ trường ( B
) thay đổi tươg
ứng trong lòng tụ điện có một dòng điện. Người ta gọi dòng điện tường ứng ấy là dòng điện dịch,
nên có thể nói dòng điện dịch do điện truờng ( E
) biến thiên sinh ra.
Không thể đo trực tiếp dòng điện dịch bằng Ampe kế như dòng điện dẫn.
3. Sóng điện từ
- Sóng điện từ là quá trình lan truyền của điện từ trường biến thiên trong không gian. Nó là
sóng ngang, có mang năng lượng. Sóng điện từ có đầy đủ mọi tính chất của sóng như mọi loại
sóng khác: Phản xạ, giao thoa, nhiễu xạ, …
- Sóng điện từ truyền được trong chân không với vận tốc smcv /10.3 8 .
- Sóng cực ngắn xuyên qua được tầng điện li, ứng dụng liên lạc trong vũ trụ.
- Sóng ngắn phản xạ tốt trong tầng điện li và giữa tầng điện li với mặt đất nên liên lạc được
trên mặt đất.
- Sóng trung ban đêm phản xạ tốt ở tầng điện li so với ban ngày nên ban đêm nghe đài
(Radio) rõ hơn.
- Sóng dài ít bị nước hấp thụ nên liên lạc dưới nước.
4. Sự phát và thu sóng điện từ
- Sóng truyền hình là sóng cực ngắn, sóng truyền thanh gồm đủ bước sóng khác nhau.
- Nguyên tắc thu sóng điện từ là dựa vào hiện tượng cộng hưởng trong mạch LC.
- Liên hệ giữa f
cTcfTc .:,,,,
II. PHẦN TRẮC NGHIỆM
BÀI 20. MẠCH DAO ĐỘNG LC. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
1. Mạch dao động điện từ điều hòa 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.
2. Chọn ý đúng.
Trong mạch dao động có sự biến thiên tương hỗ giữa
A. Điện trường và từ trường. B. điện áp và cường độ dòng điện.
C. điện tích và dòng điện. D. năng lượng điện trường và năng lượng từ
trường.
3. Mạch dao động điện từ điều hòa gồm cuộn cảm L và tụ điện C. Khi tăng độ tự cảm của cuộn
cảm lên hai 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 hai lần. D. tăng 4 lần
4. Người ta dùng cách nào sau đây để duy trì dao động điện từ trong mạch với tần số riêng của
nó ?
A. Đặt vào mạch một điện áp thế xoay chiều.
B. Đặt vào mạch một hiệu điện thế không đổi.
C. Dùng máy phát dao động điện từ điều hòa với các thông số phù hợp.
D. Tăng thêm điện trở của mạch dao động.
5. Độ lệch pha giữa dòng điện xoay chiều trong mạch LC và điện tích biến thiên trên tụ là:
A. 3
B.
2
C.
6
D.
4
6. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động điện từ trong mạch dao động ?
A. Năng lượng trong mạch dao động gồm năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng
lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm.
B. Năng lượng từ trường và năng lượng điện trường cùng biến thiên tuần hòan theo tần số
chung.
C. Tần số LC
1 chỉ phụ thuộc vào đặc tính của mạch.
D. A, B và C đều đúng.
7. Chọn phát biểu đúng về mạch dao động.
A. Mạch dao động gồm một cuộn cảm, một điện trở mắc song song với một tụ điện.
B. Năng lượng điện từ toàn phần của mạch dao động biến thiên điều hòa.
C. Nếu điện dung của tụ điện trong mạch càng nhỏ thì tần số dao động điệnn từ càng lớn.
D. Nếu độ tự cảm của cuộn dẩytong m,ạch càng nhỏ thì chu kì dao động điện từ càng lớn.
8. Trong mạch dao động, tính từ lúc hiệu điện thế giữa 2 bản tụ bằng 0, sau một phần tư cu kì
của dao động điện từ thì các đại lượng nhận giá trị bằng 0 là:
Năng lượng từ trường trong cuộn cảm.
Năng lương điện trường trong tụ điện.
Hiệu điện thế giữa hai bản tụ.
Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây.
9. Trong mạch dao động LC, nếu tăng điện dung của tụ điện lên 12 lần và giảm độ tự cảm của
cuộn cảm thuần xuống 3 lần thì tần số dao động của mạch
A. Giảm 4 lần. B. Tăng 4 lần.
C. Giảm 2 lần. D. Tăng 2 lần.
10. Tụ điện của một mạch dao động là một tụ điện phẳng.Khi khoảng cách giữua các bản tụ tăng
lên 2 lần thì tần số dao động riêng của mạch
A. Tămg 2 lần. B. Tăng 2 lần.
C. Giảm 2 lần. D. Giảm 2 lần.
11. Một mạch dao động gồm một cuộn cảm thuần L và một tụ điện có điện dung C. Nếu mắc
thêm một tụ điện có điện dung 3C song song với tụ điện trong mạch thì chu kì dao động của
mạch sẽ
A. Tăng 2 lần B. Tăng 4 lần.
C. Giảm 2 lần. D. Giảm 4 lần.
12. Một mạch dao động gồm tụ điện mắc với cuộn dây có lõi sắt. Nếu rút lõi sắt ra khỏi cuộn dây
thì tần số dao động điện từ trong mạch sẽ
A. Không đổi. B. Giảm.
C. Tăng. D. Không xác định được.
13. Phát biểu nào dưới đây không đúng ?
Trong mạch LC, đại lượng biến thiên tuần hoàn với chu kì 2T LC là
Điện tích q của một bản tụ điện.
Cường độ dòng điện trong mạch.
Hiệu điên thế giữa hai đầu cuộn cảm.
Năng lượng từ trường trong cuộn cảm thuần.
14. Trong mạch dao động điện từ, các đại lượng dao động điều hòa đồng pha với nhau là
A. Điện tích của một bản tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện.
B. Cường độ dòng điện trong mạch và điện tích của bản tụ điện.
C. Năng lượng điện trường trong tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch.
D. Năng lượng từ trường của cuộn cảm và năng lượng điện trường trong tụ điện.
15. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch dao động là hai động
điều hòa.
A. Cùng pha. B. Ngược pha.
C. Lệch pha nhau / 2 . D. Lệch pha nhau / 4 .
16. Trong mạch dao động diện từ, sau 3/4 chu kì kể từ khi tụ
điện bắt đầu phóng điện, năng lượng của mạch dao động tập rung ở đâu ?
A. Tụ điện. B. Cuộn cảm.
C. Tụ điện và cuộn cảm. D. Bức xạ ra không gian xung quanh.
17. Tìm câu phát biểu sai về mạch dao động LC.
A. Tại mọi thời điểm, tổng của năng lượng điện trường và năng lượng từ trường là không đổi.
B. Tần số dao động của mạch chỉ phụ thuộc đặc tính của mạch dao động.
C. Năng lượng điện từ toàn phần gồm năng lượng điện truờng ở tụ điện và năng lượng từ
trường ở cuộn cảm.
D. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trườg ở cuộn cảm biến thiên tuần hoàn cùng tần
số với dòng điện trong mạch.
18. Chọn phát biểu sai về năng lượng điện từ trường tronh mạch dao động LC.
A. Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu giữa hai bản tụ điện.
B. Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu bên trong cuọn cảm.
C. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên đồng pha.
D. Năng lượng điện trường và từ trường biến thiên tuần hoàn với cùng tần số.
19. Trong mạch dao động
A. Năng lượng điện trường biến thiên tuần hoàn với chu kì 2 .T LC
B. Năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với tần số 1
.2
fLC
C. Năng lượng toàn phần biến thiên với tần số bằng 2 lần tần số của dòng điện.
D. Năng lượng điện trường cực đại bằng năng lượng từ trường cực đại.
20. Trong mạch dao động LC, khi cường độ dòng đienẹ chạy quacuộn dây đạt giá trị cực đại thì
A. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường đều đạt cực đại.
B. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường đều đạt cực tiểu.
C. Năng lượng từ trường đạt cực đại còn năng lượng điện trường bằng 0.
D. Năng lượng điện trường của mạch đạt cực đại còn năng lượng từ trường bằng 0.
21. Tần số dao động riêng của mạch được xác định bởi công thức:
A. LCf 2 B. C
Lf 2 C.
C
Lf
2
1 D.
LCf
2
1
22. Mạch dao động điện từ điều hòa gồm cộm cảm L và tụ điện C, dao động tự do với tần số góc:
A. LC 2 B. LC
2 C. LC D.
LC
1
23. Chu kỳ dao động điện từ tự do trong mạch LC đựợc xác định bởi biểu thức nào sau đây ?
A. C
LT 2 B.
L
CT C.
LCT
2
D. LCT 2
24. Mạch dao động điện từ điều hòa 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 lên 4 lần. B. tăng lên 2 lần C. giảm đi 4 lần D. giảm đi 2 lần.
25. Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng )(2000sin05,0 Ati . Tần số
góc dao động trong mạch là:
A. 318,5 rad/s B. 318,5 Hz C. 2000 rad/s D. 2000 Hz
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
26. Mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 2 mH và tụ điện có điện dung C = 2 PF,
(lấy 102 ). 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
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
27. Mạch dao động LC có điện tích trong mạch biến thiên điều hòa theo phương trình
Ctq )10.2cos(4 4
Tần số dao động của mạch là:
A. f = 10 Hz B. f = 10 KHz C. f = 2 Hz D. f = 2 KHz
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
28. Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C = 16 nF và cuộn cảm L = 25 mH. Tần số góc dao động
của mạch là:
A. Hz200 B. srad /200 C. Hz510.5 D. srad /10.5 4
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
29. Tần số riêng cảu mạch dao động gồm cuộn cảm 2
L mH
và tụ 0,8
C F
là:
A. 25 kHz B. 15 kHz C. 7,5 kHz D. 12,5 kHz
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
30. Một mạch dao động gồm một tụ điện có tụ điện C biến thiên và một cuộn cảm có độ tự cảm L
cũng biến thiên. Điều chỉnh cho L = 15 mH và C = 300pF. Tần số dao động của mạch nhận
giá trị nào trong các giá trị sau ?
A. f = 7,5075 kHz B. f = 57,075 kHz C. f = 75,075 kHz D. f = 750,75 kHz
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
31. Mạch dao động để chọn sóng của một máy thu thanh gồm một cuộn dây có độ tự cảm L =
1,76 mH và một tụ điện có điện dung C = 10pF. Mạch dao động trên bắt được sóng có tần số
dao động là bao nhiêu ?
A. 60,8.10 Hz B. 610 Hz C. 61,2.10 Hz D. 61,4.10 Hz
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
32. Mạch dao động gồm một tụ điện và một cuộn cảm thuần
có độ tự cảm L = 0,1 Mh. Biểu thứchiệu điện thế, giữa hai đầu tụ điện là 616cos 2.10u t V .
Biểu thức của dòng điện trong mạch là:
A. 60, 4 os 2.102
i c t A
B. 60,4 os 2.10 .i c t A
C. 60,08 os 2.10 .i c t A D. 60,08 os 2.10 .2
i c t A
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
33. Một mạch dao động LC có tần số dao động riêng là
1 60f kHz nếu dùng tụ điện C1 và có tần số f2 = 80 kHz nếu dùng tụ điện C2. Khi dùng cả C1
và C2 ghép song song thì tần số dao động riêng của mạch là:
A. 140 Khz. B. 48 kHz. C. 20 kHz. D. 24 kHz.
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
34. Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C và cuộn
cảm thuần có độ tự cảm L. Cường độ dòng điện trong là 0 os .t
i I cLC
Biểu thức của đại
lượng nào dưới đây không đúng ?
A. Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm: 0 os .2
L
C tU I c
L LC
B. Điện tích trên bản tụ điện: 0 os .2
tq I LCc
LC
C. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện: 0 os .
2C
L tu I c
C LC
D. Năng lượng điện từ toàn phần của mạch: 2
0w .2
LI
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
35. Mạch dao động LC gồm cuộn cảm thuần có tự cảm L =
6Mh, năng lượng của mạch bằng7,5 J. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch bằng:
A. 0,0025 A. B. 0,10 A. C. 0,15 A. D. 0,05 A.
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
36. Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,2
H và tụ điện có điện dung C = 0,4 F . Khi dòng điện qua cuộn dây là 10mA thì hiệu điện thế
giữa hai bản của tụ điện là 10 V. Năng lượng điện từ toàn phần của mạch bằng
A. 51.10 J . B. 52.10 .J C. 53.10 .J D. 54.10 .J
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
37. Mạch dao động điện từ gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện có
điện dung C = 5 F . Biết giá trị cưc đại của hiệu điện thế giữa ai bản tụ là U0 = 6 V. Tại thời
điểm hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là uC = 4 V thì năng lượng điện trường và năng lượng
từ trường của hai mạch tại thời điểm đó lần lượt bằng:
A. 54.10 J và 59.10 .J B. 54.10 J và 55.10 .J
C. 52.10 J và 54,5.10 .J D. 52.10 J và 52,5.10 .J
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
38. Một mạch dao động gồm một cuộn dây có độ tự cảm L = 5
mH và một tụ điện. Mạch dao động tự do nhờ được cung cấp năng lượng 2.10- 6
J. Tại thời
điểm năng lượng từ trường bằng năng lượng điện trường thì cường độ dòng điện trong mạch
là:
A. 0,05 A. B. 0,01 A. C. 0,02 A. D. 0,4 A.
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
39. Cường độ dòng điện trong một mạch dao động biến đổi với tần
số là f. Năng lượng điện truờng trong tụ điện biến thiên tuần hoàn với tần số
A. f/2. B. f. C. 2f. D. 4f.
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
40. Cöôøng ñoä doøng ñieän töùc thôøi trong maïch dao ñoäng LC coù daïng I =
0,02 sin 2000t (A). Tuï ñieän trong maïch coù ñieän dung 5 F . Ñoä töï caûm cuûa cuoän
caûm laø
A. L = 50 mH. B. L = 50 H. C. L = 5.10 – 6
H. D. L = 5.10 – 8
H.
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
41. Một mạch dao động gồm cuộn cảm L và tụ điện 0, 2C F . Mạch có tần số dao động riêng
500Hz, hệ số tự cảm L có giá trị:
A. 0,3 H B. 0,4 H C. 0,5 H D. 1 H
42. Cường độ dòng điện tức thời của một mạch dao động là ( ) 65sin(2500 ) ( )3
i t t mA
. Tụ điện
trong mạch có điện dung C = 750 nF. Độ tự cảm của cuộn cảm là bao nhiêu ?
A. 213 mH B. 548 mH C.125 mH D. 374 Mh
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
43. Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C và một cuộn cảm có độ tự cảm L cũng
biến thiên. Mạch dao động này được dùng trong máy thu vô tuyến. Người ta điều chỉnh L và
C để bắt được sóng có bước sóng 25 m, biết L = 10-6
H. Điện dung C của tụ điện khi đó phải
nhận giá trị nào sau đây ?
A. 1017,6.10C F B. 121,76.10C F C. 101,5.10C F D. 101,76.10C F
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
44. Mạch dao động gồm cuộn cảm L = 2 mH và một tụ xoay CX . Tìm giá trị của CX để chu kỳ
riêng của mạch là 1T s .
A. 12,66mF B. 12,66 F C. 12,66 pF D. 12,66F
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………..
45. Maïch dao ñoäng ñieän töø ñieàu hoaø LC goàm tuï ñieän C = 30nF vaø cuoän caûm L = 25
mH. Naïp ñieän cho tuï ñieän ñeán ñeán hieäu ñieän theá 4,8 V roài cho tuï phoùng ñieän qua