Tải bản đầy đủ (.pdf) (22 trang)

Bài tập dao động và sóng điện từ có lời giải chi tiết

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (883.43 KB, 22 trang )

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

Tuyensinh247.com 1


<b>Bài 1:</b> Cho mạch dao động gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2.10-4H, C =
8pF. Năng lượng của mạch là E = 2,5.10-7J. Viết biểu thức của cường độ dòng điện trong
mạch và biểu thức hiệu điện thế giữa 2 bản tụ. Biết O rằng tại thời điểm ban đầu cường
độ dòng điện trong mạch có gía trị cực đại.


<b>Lời giải:</b>


Tần số góc của mạch dao động là: =


12
4


10
.
8
.
10
.
2


1
LC


1 <sub> = 25.10</sub>6<sub> Rad/s </sub>


Biểu thức của điện tích trên tụ điện có dạng: q = Q0sin ( t + ) = Q0sin (25.10
6


+ ) (1)


i = I0cos(25.10


6


t + ) (2)
Theo đầu bài khi t = 0 ; i = I0 cos = 1 = 0


Năng lượng của mạch E =


C
2
Q
2


LT<sub>0</sub>2 2<sub>0</sub> <sub>. I</sub>


0= <sub>4</sub>


10
.
2


7
10
.
25
.
2
L



E


2 <sub> = 5.10</sub>-2


A
Q0= 2EC 2.2,5.10 7.8.10 12 = 2.10


-9


C.
i = 5.10-2cos (25.106t) (A) u =


C
Q<sub>0</sub>


sin(25.106t) = 250.sin (25.106t) (V)


<b>Bài 2: </b> Một mạch dao động điện từ lí tưởng đang có dao động
điện từ tự do. Tại thời điểm t = 0, tụ điện bắt đầu phóng điện.
Sau khoảng thời gian ngắn nhất t = 10-6<sub>s thì điện tích trên </sub>


một bản tụ điện bằng một nửa giá trị cực đại. Tính chu kì dao
động riêng của mạch.


<b>Lời giải:</b>


Ở thời điểm đầu (t = 0), điện tích trên một bản tụ là: q1 = qo


Sau khoảng thời gian ngắn nhất ∆t, điện tích trên một bản tụ điện là:
q2 =



2


<i>o</i>
<i>q</i>


;Ta có: <i>M</i>1<i>O</i>ˆ<i>M</i>2 Hay: ∆ =


3

rad => t = 3.2 6


<i>T</i>
<i>T</i>


Vậy, chu kì
dao động riêng của mạch là: T = 6∆t = 6.10-6


s


<b>Bài 3:</b> Một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Điện tích trên
một bản tụ điện có biểu thức: q = qocos(10


6


t - )


2 (C). Kể từ thời điểm ban đầu( t = 0),


<i>q </i>


-q o q2 q1qo



M1




O


M2


</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Tuyensinh247.com 2


sau một khoảng thời gian ngắn nhất là bao lâu thì năng lượng điện trường trên tụ điện
bằng ba lần năng lượng từ trường ở cuộn cảm?


<b>Lời giải:</b>


Ở thời điểm ban đầu t = 0, điện tích trên một bản tụ là q1 = 0.


Sau đó một khoảng thời gian ngắn nhất ∆t, thì WL =


3


1<sub>W</sub>


C


=> W =


3
1



WC + WC =


3
4


WC 


<i>C</i>


<i>q</i>


<i>C</i>



<i>q</i>

<i><sub>o</sub></i>


2


3


4


2



2
2
2


=> q2 =


2
3


qo



hoặc q2 =


-2
3


qo Ta có: <i>t</i> .với ∆ =

2


mà: cos =


2
3


2


<i>o</i>


<i>q</i>
<i>q</i>


=> =


6 => ∆ = 3.


Vậy: <i>t</i> <i>s</i>


3
10
10


.


3


6
6


<b>Bài 4:</b> Một mạch dao dộng LC lí tưởng có chu kì dao động là T. Tại một thời điểm điện
tích trên tụ điện bằng 6.10-7<sub>C, sau đó một khoảng thời gian t = 3T/4 cường độ dòng điện </sub>


trong mạch bằng 1,2 .10-3


A. Tìm chu kì T.


<b>Lời giải:</b>


Giả sử ở thời điểm ban đầu t1, điện tích trên tụ điện có giá trị q1.


Ở thời điểm t2, sau đó một khoảng thời gian ∆t = <i>T</i>


4
3


ta có


2
3
4
3
.


2 <i>T</i>



<i>T</i>


<i>t</i> <i><sub>rad</sub></i>


Theo giản đồ véc tơ: 1 + 2 =


2 => sin 2 = cos 1= q1/q0


Từ công thức: 2


2
2


2 <i>i</i>


<i>q</i>


<i>q<sub>o</sub></i> <sub>=> </sub>


<i>o</i>


<i>q</i>
<i>i</i><sub>2</sub>


2


sin


Do đó



<i>o</i>


<i>o</i>

<i>q</i>



<i>q</i>


<i>q</i>



<i>i</i>

<sub>2</sub> <sub>1</sub>


.

=> 6.10 2000


10
.
2
,
1


7
3


1
2
<i>q</i>


<i>i</i>


rad/s .
Vậy: T = 10-3



s


<b>Bài 5:</b> Cho mạch dao động điện LC: C = 5 F = 5.10-6F; L = 0,2 H
1) Xác định chu kì dao động của mạch.


<i>q </i>


-qo qo


O


M2


M1


q1 q2




<i>q </i>
-qo q2 q1 qo


O


M2
1
2


M1



2


<i>i</i>


</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Tuyensinh247.com 3


2) Tại thời điểm hđt giữa 2 bản tụ u = 2V và dao động chạy qua cuộc cảm i = 0,01 A.
Tính I0; U0


3) Nếu tụ C có dạng 1 tụ phẳng, khoảng cách giữa 2 bản tụ d = 1mm, = 1 thì diện tích
đối diện của mỗi bản tụ là.


4) Để mạch dao động thu được dải sóng ngắn từ 10m 50m người ta dùng 1 tụ xoay Cx
ghép với tụ C đã có . Hỏi Cx ghép nối tiếp hay song song với C và Cx biến thiên trong
khoảng nào?.


<b>Lời giải: </b>


1) Chu kì dao động của mạch: T = 2

LC

2

5

.

10

6

.

0

,

2

2

.

10

3 (s)
2) E = Eđ + Et =


2
U
2
LI
2


U
2



Cu2 2 2<sub>0</sub> 2<sub>0</sub>


I0=


2


,


0



)


01


,


0


.(


2


,


0


4


.


10


.


5


L



Li



Cu

2 2 6 2


= 0,01 2 (A)


U0=

2

2




10


.


5



10


.


4


C



Li


Cu



6
5
2


2


(V)
3) Biểu thức tính điện dung C: C =


d


k


4



S


.



Diện tích đối diện của mỗi bản tụ S =

C

.

4

k

d



Thay số S =


1



10


.


.


9


.


10


.


4


.


10


.



5

6 9 3


= 565,2 (m2)


4) Khi chưa ghép Cx: = vT = 3.102


.2.10-2. = 6 .105 (m)
Khi ghép Cx: x = 10m 50m <


Lại có x = 2 v

LC

<sub>b</sub> Cb < C = 2 v LC


Vậy Cx nối tiếp C:


Cx



C


1


Cx



C



)


C


Cx


(


C


C



C



x

<sub>b</sub>


</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

Tuyensinh247.com 4


Cx


C


1


x


2


2


Cx= C

1



x



2


2


+ x = 10m Cx = <sub>2</sub> 6


5
6


10
.
4
,
1
1
10


10
.
6


10
.
5


(F)


+ x = 50m Cx = <sub>2</sub> 15


5


6


10
.
5
,
3
1
10


10
.
6


10
.
5


(F)


Kết luận: Cn + Cx: 1,4.10-16


C 3,5.10-15


<b>Bài 6:</b> Mạch chọn sóng của một máy thu vơ tuyến điện gồm một cuộc dây có độ tự cảm
L và một bộ tụ điện gồm tụ điện chuyển động C0 mắc // với tụ xoay Cx. Tụ xoay có có


điện dung biến thiên từ C1= 10pF đến C=2= 250pF khi góc xoay biến thiên từ 0 đến 120.


Nhờ vậy, mạch thu được sóng điện từ có bước sóng trong dài từ 1= 10m đến 2 = 30m.



Cho biết điện dung của tụ điện là hàm bậc nhất của góc xoay.
1. Tính L và C0


2. Để mạch thu được sóng có bước sóng 0= 20m thì góc xoay của bản tụ bằng bao


nhiêu?
c = 3.108m/s


<b>Lời giải: </b>


1. Từ Công Thức : = 2


b

LC


LG



c

LCb = <sub>2</sub> <sub>2</sub>


2
1

c


4



Khi Cx đạt giá trị C1= 10pF: LC (C1+ C0) = <sub>2</sub> <sub>2</sub>


2
1

c


4




Khi Cx = C2: L(C2+ C0) = <sub>2</sub> <sub>2</sub>


2
2


c


4



Thay C1= 10.10
-12


= 10-11pF; C2 = 10
-12


.250 = 25.10-11 F C0= 2.10
-11


F
L =


)


C


C


(


c



4

2 2 <sub>1</sub> <sub>0</sub>


2


1


</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Tuyensinh247.com 5


C3=


L


.


c


4

2 2


2


0 <sub>-C</sub>


0 = 10
-10


(F) = 100pF


2.Kí hiệu là góc xoay của bản tụ thì: Cx = C1+ k = 10 + k (pF)


Khi = 0 Cx = C1 = 10 pF


Khi = 1200 Cx = 10 + k.120 = 250pF k = 2.
Như vậy Cx = 10 + 2


Khi = 0 thì Cx = C3= 100pF


<b>Tụ điện ghép: </b>



<b>Bài 7:</b> Khung dao động gồm cuộn L và tụ C thực hiện dao động điện từ tự do, điện tích
cực đại trên 1 bản tụ là Q0 = 10-6C và chuyển động dao động cực đại trong khung là I0 =


10A.


a. Tính bước sóng của dao động tự do trong khung
b. Nếu thay tụ điện C bằng tụ C'


thì bước sóng của khung tăng 2 lần. Hỏi bước sóng của
khung là bao nhiêu nếu mắc C' và C song song, nối tiếp?


<b>Lời giải </b>


a. Tính bước sóng


Năng lượng điện từ trong khung dao động
E = Eđ + Et = 2


2


Li
2
1
C
2


q


E = Eđmax = Etmax



2
LT
C
2


Q2<sub>0</sub> <sub>0</sub>2


Do đó LC = <sub>2</sub>


0
2
0

I


Q



0
0

I


Q


LC



Bước sóng : T = 2π LC : = C.T = 2 .C LC = 2 .3.108.


10
10 6


188,4 m
b. Bước sóng của khung



+ Khi có tụ C: = 2πc LC


+ Khi có tụ C'


: ' = 2πc

LC

'




2


1


C



C


'


' <sub>4</sub>


1
C


C


' C


'


= 4C


</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

Tuyensinh247.com 6



+ Khi C nt C': Cb1 = C
5
4
C
5


C
4
C
C


C
.


C 2


'
'


Bước sóng 1 = 2


5
2
LC
c
5
4
C
5
4


.
L
.
c


. 1 = 168,5 m


+ Khi C // C': Cb2= C + C' = 5C


Bước sóng 2= 2πc

5

LC

5

<sub>1</sub> = 421,3 (m)


<b>Bài 8:</b> Cho một mạch dao động có L = 2.10-6H, C = 8pF = 8.10-12


1. Năng lượng của mạch E = 2,5.10-7<sub>J. Viết bt dòng điện trong mạch và bt hđt giữa 2 </sub>


bản tụ. Biết rằng tại t = 0 cường độ dao động là cực đại.


2. Thay C bằng C1 và C2 (C1 >C2). Nếu mắc C1 và C2 nối tiếp thì tần số dao động


của mạch bằng 12,5 MHz. Nếu mắc C1//C2 thì tần số dao động của mạch bằng 6 MHz.


Tính tần số của mạch khi chỉ dùng C1 và C2 với cuộn cảm L
<b>Lời giải </b>


1. Biểu thức năng lượng của mạch
E =


2
2



2
0
2


0 <i>CU</i>


<i>LI</i>


I 0 = 0,05


10
.
2


10
.
5
,
2
.
2
L


E
2


4
7


(A)



U0 = 250


10
.
8


10
.
5
,
2
.
2
C


E
2


12
7


(V)
+ Tại t = 0


i = I0cos = i O đạt cực đại cos = 1 = 0


+ Tính : =


12


4


10


.


8


.


10


.


2



1


LC



1



= 25.106 Rad/s


+ Vậy biểu thức dao động và hđt là
i0= 0,05 cos (25.106t)


u = 250sin (25.106t)


2. Khi mắc C1+ C2 thì f =


2
1


2
1



C
C


C
C
L
2


1
LC


</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

Tuyensinh247.com 7


Khi mắc C1//C=2 thì f
'


=


2
1


'

<sub>2</sub>

<sub>L</sub>

<sub>(</sub>

<sub>C</sub>

<sub>C</sub>



1


LC



2


1



Khi mắc C1 thì f1 =



2

LC


2



1



Khi mắc C2 thì f2 =


2
LC
2


1


Nhận thấy f21 + f
2


2 = f
2


= 12,52 f21 + f
2


2 = 12,5
2


<sub>2</sub>


2


2
1


2
2
2
1


f
f


f
.
f


(f')2= 62 f21.f22= 62. 12,52


Giải ra f21= 100 f21= 56,25


f22 = 56,25 f
2


2 = 100


f1= 10 Rad/s f2 = 10Rad/s


f2 = 7,5 Rad/s f2 = 7,5 Rad/s


<b>Bài 9:</b> Cho mạch LC: bộ tụ điện C1//C2 rồi mắc với cuộc cảm L mạch dao động với tần



số góc = 48 Rad/s. Nếu C1 nối tiếp C2 rồi mắc với cuộn cảm thì mạch dao động với


tần số góc '


= 100 Rad/s. Tính tần số dao động của mạch khi chỉ có một tụ mắc với 1
cuộn cảm.


<b>Lời giải </b>


Khi dùng C1// C2ta có: =


)
C
C
(
LC


1
LC


1


2
1


Khi dùng C1nối tiếp C2 ta có
'


=



2
1


2
1
'


C
C


C
C
.
L


1
LC


1


Khi dùng C1 ta có 1=


1

LC



1



hoặc


</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

Tuyensinh247.com 8



Khi dùng C2 ta có 2=


2

LC



1



Suy ra 21 +
2


2 = (
'


)2 21+
2


2 = 100
2<sub>π</sub>2


<sub>2</sub>


2
2
1


2
2
2



1 <sub> = </sub> 2<sub> </sub> 2
1.


2


2= 1800
2<sub>π</sub>2


Giải ra 2


1= 2360


2


2 = 2360


2


2


= 97640 21 = 79640


Vậy 1= 48,6 Rad/s 1= 312 Rad/s


2= 312 Rad/s 2= 48,6 Rad/s


<b>Bài 10:</b>


1) Trong mạch dao động LC lý tưởng dao động theo phương trình q = Q0sin t. Viết biểu



thức năng lượng điện trường trong tụ điện và năng lượng từ trường trong cuộn dây.
2) Trong mạch dao động (h.vẽ) bộ tụ điện gồm 2 tụ


C1giống nhau được cấp năng lượng W0 = 10


-6<sub>J. Từ nguồn </sub>


điện 1 chiều có dao động E = 4V. Chuyển K từ VT1 sang


VT2. Cứ sau những khoảng thời gian như nhau: T1= 10
-6


s
thì năng lượng trong tụ điện, cuộn cảm bằng nhau.


a) Xác định cường độ dòng điện cực đại trong cuộn dây


b) Đóng K1 vào lúc cđdđ cuộn dây đạt max. Tính lại hđt cực đại trên cuộn dây.
<b>Lời giải </b>


1) Phương trình: q = Q0 sin t


Biểu thức năng lượng điện trường trong tụ C: Wc=


C
2
Q
C
2



q2 2<sub>0</sub>


sin t = W0 sin2 t


Biểu thức năng lượng từ trường trong cuộn cảm L:


WL = .cos t


C
2
Q
t
cos
)
Q
(
L
2
1
)
q
(
L
2
1
Li
2


1 2



2
0
2


2
0
2


'
2


= W0 cos
2


t
2. a) Tìm chu kì biên độ Wc = WL


E C1


C<sub>2 </sub> k1


k2


1


</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

Tuyensinh247.com 9


Wc= WL cos t


2


LT
t
sin
C
2


Q 2 <sub>0</sub>2


2


0 <sub>cos</sub>2<sub> t- sin</sub>2 <sub>t = 0 </sub> <sub> cos (2 t) = 0 </sub>


2 t=


200
k
200


1
.
2
t
k
2


Chu kì bt Wc= WL là: t = tk+1 - tk=


4


T




2

. Do đó T = 4T1= 4.10


-6


Điện dung của bộ tụ Cb=


2


C

<sub>1</sub>


W0=
2


U
C
2
1 <sub>1</sub> 2<sub>0</sub>


với U0là hđt cựcđại của bộ tụ U0= E = 4V


Suy ra C1= <sub>2</sub>
6
2


0
0


4
10
.
4


U


W
4


= 0,25.10-6 F => Cb= 0,125.10
-6


(F)


T = 2 2C<sub>b</sub>
f


1


L =


b
2


2
C
4


T


W0 =


2


LT

<sub>0</sub>2


I0= a b


0

<sub>2</sub>

<sub>W</sub>

<sub>C</sub>



T


2


L


W


2



Thay số: I0= 0,785 A


b) Tại tiếp điểm đóng k1, cddđ trong mạch cực đại nên điện tích các tụ = 0, khi đóng k1,


tụ C1bị nối tắt nhưng nl của mạch vẫn là W0.


Hđt cực đại U1giữa 2 đầu cuộn cảm cũng là hiệu điện thế cực đại giữa 2 bản tụ C1


W0=


2
4
2
U
U
U


C
4


1
U
C
2


1 <sub>0</sub>


1
2


0
2
2


1


1 V


<b>Bài 11:</b> Cho mạch dao động gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2.10-4H, và
tụ C = 8pF. Năng lượng của mạch là E = 2,5.10-7<sub>J. Viết biểu thức của cường độ dòng </sub>


điện trong mạch và biểu thức hiệu điện thế giữa 2 bản tụ. Biết rằng tại thời điểm ban
đầu cường độ dòng điện trong mạch có gía trị cực đại.


<b>Lời giải: </b>


Tần số góc của mạch dao động là: =


12
4



10


.


8


.


10


.


2



1


LC



1



= 25.106 Rad/s


Biểu thức của điện tích trên tụ điện có dạng:


q = Q0sin ( t + ) = Q0sin (25.10
6


</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

Tuyensinh247.com 10


i = I0cos(25.10
6


t + ) (2)
Theo đb khi t = 0 ; i = I0 cos = 1 = 0


Năng lượng của mạch E = 02 02



2 2


<i>LI</i> <i>Q</i>


<i>C</i> => I0=

<sub>2</sub>

<sub>.</sub>

<sub>10</sub>

4


7


10


.


25


.


2


L



E


2



= 5.10-2 A


Q0=

2

EC

2

.

2

,

5

.

10

7

.

8

.

10

12 = 2.10-9C i = 5.10-2cos (25.106t) A


U =


C
Q<sub>0</sub>


sin(25.106t) = 250.sin (25.106t) (V)


<b>Bài 12:</b> Một mạcch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn dây có độ tự cảm L và tụ điện


có điện dung C = 0,02 F. Khi dao động trong mạch ổn định, giá trị cực đại của hiệu điện
thế giữa hai bản tụ điện và của cường độ dòng điện trogn mạch lần lượt là U<sub>o</sub> 1V và


o


I 200 mA. Hãy tính tần số dao động và xác định hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện tại
thời điểm cường độ dịng điện trong mạch có giá trị bằng 100mA.


<b>Giải:</b> Năng lượng điện từ của mạch là:


2 2 -6 2 -8


0 0


1 1


W = CU = LI = 0, 5x0, 02x10 x1 = 10 J


2 2


Suy ra:


2


-6 -7


0


2 2



0


U 1


L = C = 0, 02x10 x = 5x10 H


I 0, 2


Tần số dao động của mạch là: <sub>f =</sub> 1 <sub>= (2π LC)</sub>-1<sub>= 1,59x10 Hz</sub>6


T


Ta có: 1LI +2 1CU = W = 10 J2 -8


2 2


2 -8 -7 2


-6
2W - LI 2x10 - 5x10 x0,1


U = = = 0, 5 3V


C <sub>0, 02x10</sub> hay U =
0,866V.


<b>Mạch chọn sóng: </b>


<b>Bài 13:</b> Một tụ điện xoay có điện dung bt liên tục và tỉ lệ thuận với góc quay từ gt C1=



10pF đến C2= 490 pF khi góc quay của các bản tăng dần từ 0 đến 180. Tụ điện được


mắc với một cuộcn dây có điện trở 1.10-3


, hệ số tự cảm L = 2 H để làm thành Mạch
dao động ở lối vào của 1 một máy thu vơ tuyến điện (mạch chọn sóng).


a. Xác định khoảng bước sóng của tải sóng thu được với mạch trên.


</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

Tuyensinh247.com 11


động hiệu dụng trong mạch lúc cộng hưởng.


<b>Lời giải </b>


a. Khoảng bước sóng của sóng thu được với mạch dao động
Bước sóng của sóng vơ tuyến: = 2 c LC


+ Xét C = C1 = 10pH = 10
-11


F: 1 = 2

c

LC

<sub>1</sub> = 2 .3.10


8 6 11


10


.


10


.




2

= 8,4 m


+ Xét C = C2= 790pF = 49.10-11F: 2 = 2 c LC<sub>2</sub> 2 .3.10 8 2.10 6.49.10 11 = 59m


Vậy mạch dao động này thu được sóng từ 8,4m đến 59m.
b) Vị trí xoay để máy bắt được sóng có = 19,1m


Ta có = 2 c LC 2= 4 2c2LC


C = <sub>8</sub> <sub>2</sub> <sub>6</sub>


2
2


2
2


10
.
2
.
)
10
.
3
.(
10
.
4



)
2
,
19
(
L


c
H


4 ~51,9.10


-12


F = 51,9 pF
Từ C1 = 10 pF đến C=2= 490 pF phải xoay các bản di động 180


0


Vậy phải xoay góc : =

15

,

7


10



490



)


10


9


,


51


(



180



Cường độ hiệu dụng trong mạch khi bắt sóng (cộng hưởng)


Z = R Imax = <sub>3</sub>


6


10
10
R


l
R
U


= 10-2A = 1mA


<b>Bài 14:</b> Trong mạch dao động của vơ tuyến điện, tụ điện biến thiên có thể biến đổi điện
dung từ 56pF đến 667pF. Muốn cho máy thu bắt sóng từ 40m đến 2600m, bộ cuộn cảm
trong mạch phải có độ tự cảm nằm trong các gíơi hạn nào?


<b>Lời giải </b>


Bước sóng: = vT = c.2 LC


+ lớn nhất khi L và C lớn nhất
+ nhỏ nhất khi L, C nhỏ nhất


Độ tự cảm L được xác định: L = <sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub>



</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

Tuyensinh247.com 12


+ Muốn bắt được sóng nhỏ nhất thì điện dung C nhỏ nhất, độ tự cảm nhỏ nhất và bằng.


L1= <sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>8</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>12</sub> 6


2


10
.
8
)
10
.
56
.(
4
.
)
10
.
3
(


40
C


.
4


.


C H = 8 H


+ Muốn bắt được sóng lớn nhất thì điện dung C lớn nhất, độ tự cảm L lớn nhất và bằng:
L2=


3
12


2
2
8


2
2


2
2
2


2


10
.
86
,
2
)
10


.
667
.(
4
.
)
10
.
3
(


2600
C


.
4
.


C H


Vậy độ tự cảm L nằm trong giới hạn: 8 H L 2,84mH


<b>Bài 15:</b> Mạch chọn sóng của một máy thu thanh gồm cuộn dây có độ tự cảm L =
2.10-6H, tụ điện có điện dung C = 2.10-10F. Xác định tổng năng lượng điện từ trong
mạch, biết rằng hđt cực đại giữa 2 bản tụ điện bằng 120mv. Để máy thu thanh chỉ có
thể thu được các sóng điện từ có bước sóng từ 57m (coi bằng 18 m) đến 753 (coi
bằng 240 m). Hỏi điện dung tụ điện này biết thiên trong khoảng nào.


<b>Lời giải </b>



* Tổng năng lượng điện từ trong mạch:E = Eđmax=


2



)


10


.


120


(


10


.


2


2



CU

2<sub>0</sub> 10 3 2


= 1,44.10-12


+ Máy thu thanh thu được sóng khi trong mạch chọn sóng xảy ra cộng hưởng. Tần số
sóng tới bằng tần số riêng của mạch dao động. f =


LC
2


1
f


C


0



C =


L


c


4

2 2


2


Với = 1= 18 thì: C1= <sub>2</sub> <sub>8</sub> <sub>2</sub> <sub>1</sub>
2


10
.
2
.
)
10
.
3
(
4


)
18
(


= 0,45.10-9F


Với = 2= 240 (m) thì:C2= <sub>2</sub> <sub>8</sub> <sub>2</sub> <sub>6</sub> 9


2


10
.
80
10


.
2
.
)
10
.
3
.(
4


)
240
(


F
Vậy 0,45 nF C 80nF.


<b>TRẮC NGHIỆM NÂNG CAO</b>


<b>Tụ điện bị-ngắt-Nối tắt-ĐL BT Năng Lượng? </b>


<b>Câu 1.</b> Hai tụ điện C1 = C2 mắc song song. Nối hai đầu bộ tụ với ắc qui có suất điện động



</div>
<span class='text_page_counter'>(13)</span><div class='page_container' data-page=13>

Tuyensinh247.com 13


mạch dao động. Sau khi dao động trong mạch đã ổn định, tại thời điểm dòng điện qua
cuộn dây có độ lớn bằng một nữa giá trị dòng điện cực đại, người ta ngắt khóa K để cho
mạch nhánh chứa tụ C2 hở. Kể từ đó, hiệu điện thế cực đại trên tụ còn lại C1 là:


A. 3 3. V B.3. V C.3 5.V D. 2<sub>V </sub>
<b>Giải: </b>


Gọi C0 là điện dung của mỗi tụ điên. Năng lượng của mạch dao động khi chư ngắt tụ C2


W0 = 0


2
0
2


36
2


2


2 <i>C</i>


<i>E</i>
<i>C</i>
<i>CU</i>


Khi i =



2
0


<i>I</i> <sub>, năng lượng từ trường W</sub>


L = Li2 = 0


0
2


0 <sub>9</sub>


4
2


4
1


<i>C</i>
<i>W</i>
<i>LI</i>


Khi đó năng lượng điên trường: WC = 0
0


27
4
3


<i>C</i>


<i>W</i>


;
năng ượng điên trường của mỗi tụ: WC1 =WC2 = 13,5C0


Sau khi ngắt một tụ năng lượng còn lại của mạch là: W = WL +WC1 = 22,5C0


W = 0


2
1
0
2
1
1


5
,
22
2


2 <i>C</i>


<i>U</i>
<i>C</i>
<i>U</i>
<i>C</i>


=> U1
2



= 45=> U1 = <b>3</b> 5 (V), Chọn C


<b>Câu 2.</b> Hai tụ điện C1 = 3C0 và C2 = 6C0 mắc nối tiếp. Nối hai đầu bộ tụ với pin có suất


điện động E = 3V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L tạo
thành mạch dao động điện từ tự do. Tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng
một nửa giá trị dịng điện đạt cực đại, thì người ta nối tắt hai cực của tụ C1. Điện áp cực


đại trên tụ C2 của mạch dao động sau đó:


A.


2
6


V B.


2
3
3


V C. 6 V D. 3 V


<b>Giải:</b> Điện dung của bộ tụ C = 2C0 . Điện tích của bộ tụ Q0 = EC = 6C0


Năng lượng ban đầu của mạh W0 =


<i>C</i>
<i>Q</i>



2
2
0


= 9C0


Khi i = I0/2 WL =


2
2


<i>Li</i>
=


8
2
0


<i>LI</i>
=


4


0


<i>W</i>


= 2,25C0



Năng lượng của hai tụ khi đó WC1 + WC2 =
4
3<i>W</i><sub>0</sub>


= 6,75C0


Mặt khác khi hai tụ mắc nối tiếp


2
1
<i>C</i>
<i>C</i>


<i>W</i>
<i>W</i>


=


1
2


<i>C</i>
<i>C</i>


= 2 => WC2 = 2,25C0


Sau khi nối tắt tụ C1 năng lượng của mạch LC2 W = WL + WC2 = 4.5C0


W =



2
2


m ax
2
2<i>U</i>


<i>C</i>


=> 4,5C0 =


2


6 2


m ax
2
0<i>U</i>


<i>C</i>


=> <b>U2max = </b>
2


</div>
<span class='text_page_counter'>(14)</span><div class='page_container' data-page=14>

Tuyensinh247.com 14
<b>Câu 3.</b> Hai tụ C1=3C0 và C2= 6C0 mắc nối tiếp.Nối 2 đầu bộ tụ với pin có suất điện động


E= 3V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L tạo thành mạch
dao động điện từ tự do. Khi dòng điện trong mạch dao động đạt cực đại thì người ta nối
tắt 2 cực của tụ C1. Hiệu điện thế cực đại trên tụ C2 của mạch dao động sau đó là:



A.1 V B. 3 V C. 2 V D. 3 V


<b>Giải:</b> Điện tích của bộ tụ sau khi nối với pin: Q = CBE = 0 0
2


1
2
1


6


2<i>C</i> <i>E</i> <i>C</i>


<i>E</i>
<i>C</i>
<i>C</i>


<i>C</i>
<i>C</i>


(V)
Năng lượng của mạch dao động W = <sub>0</sub>


0
2
0
2


9


4


36


2 <i>C</i> <i>C</i>


<i>C</i>
<i>C</i>


<i>Q</i>


<i>B</i>


Năng lượng của mạch sau khi nối tắt C1: W= 3 3


6
18
2


2 <sub>0</sub> 0


0
2


2
0
2
2


0 <i><sub>U</sub></i>



<i>C</i>
<i>C</i>
<i>C</i>


<i>W</i>
<i>U</i>


<i>C</i>
<i>U</i>


(V),


<b>Chọn B </b>


<b>Câu 4: </b>Hai tụ C1=3C0 và C2=6C0 mắc nối tiếp.Nối 2 đầu bộ tụ với pin có suất điện động


E=3 V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L tạo thành mạch
dao động điện từ tự do.Khi dòng điện trong mạch dao động đạt cực đại thì người ta nối
tắt 2 cực của tụ C1.Hiệu điện thế cực đại trên tụ C2 của mạch dao động sau đó là:


A.1 V B.1,73 V C. 2 V D. 3 V


<b>GIẢI:</b> Điện tích của bộ tụ sau khi nối với pin: Q = CBE =


0
0


2
1



2
1


6


2<i>C</i> <i>E</i> <i>C</i>


<i>E</i>
<i>C</i>
<i>C</i>


<i>C</i>


<i>C</i> (V)


Năng lượng của mạch dao động W =


0
0


2
0
2


9
4


36



2 <i>C</i> <i>C</i>


<i>C</i>
<i>C</i>


<i>Q</i>


<i>B</i>




Năng lượng của mạch sau khi nối tắt C1 W=


3
3


6
18
2


2 <sub>0</sub> 0


0
2


2
0
2
2



0 <i><sub>U</sub></i>


<i>C</i>
<i>C</i>
<i>C</i>


<i>W</i>
<i>U</i>


<i>C</i>


<i>U</i> (V),


Chọn B.


<b>Tụ điện bị Đánh thủng, Nối tắt-ĐL BT Năng Lượng? </b>


<b>Câu 5:</b> Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm và hai tụ điện giống hệt
nhau ghép nối tiếp. Hai bản của một tụ được nối với nhau bằng khóa K. Ban đầu khóa K
mở Cung cấp năng lượng cho mạch dao động thì điện áp cực đại giữa hai đầu cuộn cảm
là 8 6V. Sau đó vào đúng thời điểm dịng điện qua cuộn dây có cường độ bằng giá trị


</div>
<span class='text_page_counter'>(15)</span><div class='page_container' data-page=15>

Tuyensinh247.com 15


A. 12 3 (V). B. 12 (V). C. 16 (V). D. 14 6 (V)


<b>Giải:</b> Năng lượng ban đầu của mạch: W0 =


2



2
0


0


2


2 4


<i>C</i>
<i>U</i>


<i>CU</i>


= 96C
Khi nối tắt một tụ (đóng khố k). WL =


2
2


<i>LI</i>
=


2
1


2
2
0



<i>LI</i>
=


2
1


W0 = 48C


Năng lượng của tụ còn lai WC =


2
1


(W0 – WL) = 24C


Năng lượng của mạch sau khi đóng khóa K : W = WL + WC =>


2
2
m ax


<i>CU</i>


= 48C + 24C =
72C


=> (Umax)2 = 144 => <b>Umax =12V. Chọn B? </b>


<b>Câu 5b:</b> Một mạch dao động gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ C giống nhau mắc nối tiếp,
khóa K mắc ở hai đầu một tụ C (hình vẽ). Mạch đang hoạt động thì ta đóng khóa K ngay


tại thời điểm năng lượng điện trường và năng lượng từ trường trong mạch đang bằng
nhau. Năng lượng tồn phần của mạch sau đó sẽ:


A. giảm còn 3/4
B. giảm còn 1/4
C. khơng đổi


D. giảm cịn 1/2


<b>Câu 5c:</b> Mạch dao động điện từ gồm cuộn dây có độ tự cảm L và hai tụ điện giống hệt
nhau ghép nối tiếp . Mạch dao động với hiệu điện thế cực đại ở hai đầu cuộn dây là U0,


vào lúc năng lượng điện trường trên các tụ bằng năng lượng từ trường
trong cuộn dây thì người ta nối tắt một tụ. Hiệu điện thế cực đại trong
mạch là bao nhiêu?.ĐA. <i>U</i><sub>0</sub> 3/2 hay


8
3
0


<i>U</i>


<b>Giải: </b> Năng lượng ban đầu của mạch: W0 =


2


2
0


0



2


2 4


<i>C</i>
<i>U</i>


<i>CU</i>


Khi nối tắt một tụ (đóng khoá k): Năng lượng của mạch W =3


4W0 =


2
0
3


4 4


<i>CU</i>


W =


'2


' 0


0
W



2


<i>CU</i>


Do đo U’0 =


8
3
0


<i>U</i> <sub> </sub>


<i>L</i>


<i>C</i> <i>C</i>


<i>K</i>


<i>L</i>


<i>C</i> <i>C</i>


<i>K</i>


<i>L</i>


<i>C</i> <i>C</i>


</div>
<span class='text_page_counter'>(16)</span><div class='page_container' data-page=16>

Tuyensinh247.com 16


<b>Câu 6.</b> Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ điện C giống


nhau mắc nối tiếp. Mạch đang hoạt động thì ngay tại thời điểm nặng lượng điện trường
trong tụ gấp đôi năng lượng từ trường trong cuộn cảm, một tụ bị đánh thủng hoàn toàn.
Điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm đó sẽ bằng bao nhiêu lần so với lúc đầu?
A. 2/3 B. 1/3 C. 1


3 D.


2
3


<b>Giải: </b>Gọi U0 là điện áp cực đại lúc đầu giữa hai đầu cuộn cảm cũng chính là điện áp cực


đại giữa hai đầu bộ tụ; C là điện dung của mỗi tụ. Năng lượng ban đầu của mạch dao
động W0 =


2
0


C
U
2


2 =


2
0
C



U
4


Theo giả thuyết, khi năng lượng điện trường WC trong tụ gấp đôi năng lượng từ trường


WL trong cuộn cảm, thì WC1 = WC2 = WL =


3
1


W0 .


Khi một tụ bị đánh thủng hồn tồn thì năng lượng của mạch: W =


3
2


W0 =


3


2 2


0
C


U


4 =



2
0
C


U
6


Mặt khác W = 2
0
C


U'


2 →


2
0
C


U'


2 =


2
0
C


U


6 → U’0 =


0
U


3. <b>Chọn C</b>


<b>Câu 7</b>. Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ điện C giống


nhau mắc nối tiếp.Mạch đang hoạt động thì ngay tại thời điểm nặng lượng điện trường
trong tụ gấp đôi năng lượng từ trường trong cuộn cảm, một tụ bị đánh thủng hoàn tồn.
Điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm đó sẽ bằng bao nhiêu lần so với lúc đầu?


A. 2/3 B. 1/3 C.1/ 3 D. 2/ 3


<b>Giải: </b>Gọi Uo là điện áp cực đại lú đầu giữa hai đầu cuộn cảm cũng chính là điện áp cực


đại giữa hai đầu bộ tụ.; C là điện dung của mỗi tụ<b> </b>Năng lượng ban đầu của mạch dao


động W0 =
2
2


2
0


<i>U</i>
<i>C</i>


= 2
0



4<i>U</i>


<i>C</i>


Khi năng lượng điện trường trong tụ gấp đôi năng lượng từ trường trong cuộn cảm, thì
WC1 = WC2 = WL =


3
1


W0 . Khi một tụ bị đánh thủng hoàn toàn thì năng lượng của mạch


W =


3
2


W0 =


3


2 2


0


4<i>U</i>


<i>C</i>


= 2


0


6<i>U</i>


<i>C</i>


Mặt khác W = 2
0
'


2<i>U</i>


<i>C</i>


=> 2
0
'


2<i>U</i>


<i>C</i>


= 2
0


6<i>U</i>


<i>C</i>


--> U’0 =



3
0


<i>U</i>
.


</div>
<span class='text_page_counter'>(17)</span><div class='page_container' data-page=17>

Tuyensinh247.com 17
<b>Câu 8:</b> Mạch dao động điện từ gồm cuộn cảm và một bộ hai tụ điện có cùng điện dung C


= 2,5 F mắc song song. Trong mạch có dao động điện từ tự do, hiệu điện thế cực đại
giữa hai bản tụ điện là Uo = 12 V. Tại thời điểm hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm uL = 6 V


thì một tụ điện bị bong ra vì đứt dây nối. Tính năng lượng cực đại trong cuộn cảm sau đó
A. 0,27 mJ. B. 0,135 mJ. C. 0,315J. D. 0,54 mJ.


<b>Giải:</b> Năng lượng ban đầu của mạch dao động
W0 =


2
2
0


<i>U</i>
<i>Cb</i>


=


2
2<i>CU</i>02



= CU0
2


= 2,5.10-6 144 = 360.10-6J
W0 = 0,360 mJ


Năng lượng của cuộn cảm khi uL = 6V:=> uC = uL


WC =


2
2<i>Cu<sub>L</sub></i>2


= CuL
2


= 90.10-6 J = 0,090mJ
WL = W0 – WC = 0,360 – 0,090 = 0,270 mJ


Khi một tụ bị hỏng, năng lượng của mạch:
W = WL +


2


<i>C</i>


<i>W</i>


= 0,270 + 0,045 = 0,315 mJ Do đó WLmax = W = 0,315 mJ.<b> Chọn C </b>


<b>Câu 9.</b> Một mạch dao động gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ C1=2C2 mắc nối tiếp, (hình


vẽ ). Mạch đang hoạt động thì ta đóng khóa K ngay tại thời điểm năng lượng trong cuộn
cảm triệt tiêu. Năng lượng toàn phần của mạch sau đó sẽ
A. khơng đổi. B. giảm cịn 1/3. C. giảm còn 2/3. D. giảm còn 4/9.


<b>Giải</b>:


Gọi Q0 là điện tích cực đại trong mạch


Năng lượng ban đầu của mạch: W0 =


<i>C</i>
<i>Q</i>


2
2
0


=


1
2
0


2
3
<i>C</i>
<i>Q</i>



=


2
2
0


4
3
<i>C</i>
<i>Q</i>


(1)
Khi năng lượng cuộn cảm triệt tiêu q = Q0


W0 = W1 + W2 với W2 =


2
2
0


2C
<i>Q</i>


.


Khi đóng khóa K thi năng lượng toàn phấn của mạch W = W2 =


2
2
0



2C
<i>Q</i>


(2)
Từ đó suy ra


0


<i>W</i>
<i>W</i>


=


3
2


=> W =


3
2


W0 <b>Chọn C </b>


<b>ĐL BT Năng Lượng </b>


<b>Cõu 10.</b> Một mạch dao động lý t-ởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và hai tụ C giống
nhau mắc nối tiếp. Mạch đang hoạt động bình th-ờng với c-ờng độ dịng điện cực đại
trong mạch <i>I</i>0 thì đúng lúc năng l-ợng từ tr-ờng bằng ba lần năng l-ợng điện tr-ờng thì



K


L
C2


C1


C
C


L


</div>
<span class='text_page_counter'>(18)</span><div class='page_container' data-page=18>

Tuyensinh247.com 18


một tụ bị đánh thủng hoàn toàn sau đó mạch vẫn hoạt động với c-ờng độ dòng điện
cực đại '


0


<i>I</i> . Quan hệ giữa '
0


<i>I</i> và <i>I</i>0 lµ?


A: 0


'


0 0,94<i>I</i>



<i>I</i> B: 0


'


0 1,07<i>I</i>


<i>I</i> C: 0


'


0 0,875<i>I</i>


<i>I</i> D: 0


'


0 1,14<i>I</i>


<i>I</i>


<b>Giải</b>: Năng lượng từ trường bằng 3 lần năng lượng điện trường


4
3<i>E</i>
<i>E<sub>t</sub></i> và


4


<i>E</i>
<i>E<sub>đ</sub></i>



Nếu một tụ bị đánh thủng hoàn tồn thì năng lượng của tụ bị mất hồn tồn khỏi mạch,
lúc này tụ bị đánh thủng có năng lượng


8


<i>E</i>
<i>Ethung</i>


Năng lượng còn lại của mạch 0 0


'
0
2
0
2


'


0 0,94


8
7
2


1
.
8
7
2



1
8


7


' <i>E</i> <i>LI</i> <i>LI</i> <i>I</i> <i>I</i> <i>I</i>


<i>E</i>


<b>Câu 11</b>. Ang ten sử dụng một mạch dao động LC lý tưởng để thu sóng điện từ, trong đó


cuộn dây có L khơng đổi, tụ điện có điện dung C thay đổi được. mỗi sóng điện từ đều tạo
ra trong mạch dao động một suất điện động cảm ứng. xem rằng các sóng điện từ có biên
độ cảm ứng từ đều bằng nhau. Khi điện dung của tụ điện C1 =1 F thì suất điện động cảm


ứng hiệu dụng trong mạch do sóng điện từ tạo ra là E1 = 4,5 V. khi điện dung của tụ


điện C2 =9 F thì suất điện động cảm ứng hiệu dụng do sóng điện từ tạo ra là


A. E2 = 1,5 V B. E2 = 2,25 V C. E2 = 13,5 V D. E2 = 9 V


<b>Giải</b>: Tù thông xuất hiện trong mạch = NBScos t. Suất điện động cảm ứng xuất hiện
e = - ’ = NBS cos( t -


2 ) = E 2cos( t - 2 ) với = <i>LC</i>


1


tần số góc của mạch dao


động


E = NBS là suất điện động hiệu dụng xuất hiện trong mạch
=>


2
1


<i>E</i>
<i>E</i>


=


2
1 <sub> = </sub>


1
2


<i>C</i>
<i>C</i>


= 3 => E2 =
3


1


<i>E</i>


= 1,5 V. <b>Chọn A </b>



<b>Câu 12. </b> Một mạch dao động LC lí tưởng. Ban đầu nối hai đầu cuộn cảm thuần với
nguồn điện có r = 2 , suất điện động E . Sau khi dòng điện qua mạch ổn định, người ta
ngắt cuộn dây với nguồn và nối nó với tụ điện thành mạch kín thì điện tích cực đại của tụ
là 4.10-6C. Biết khoảng thời gian ngắn nhất kể từ khi năng lượng từ trường đạt giá trị cực
đại đến khi năng lượng trên tụ bằng 3 lần năng lượng trên cuộn cảm là 6


10
.


6 (s). Giá trị


của suất điện động E <b>là: </b>


</div>
<span class='text_page_counter'>(19)</span><div class='page_container' data-page=19>

Tuyensinh247.com 19
<b>Giải: </b>Cường độ dòng điện cực đại qua mạch I0 = E/r Năng lượng ban đầu của mạch: W0


=


2
2
0


<i>LI</i>
=


<i>C</i>
<i>Q</i>


2


2
0


Khi năng lượng của tụ wC = 3wl =>


<i>C</i>
<i>q</i>


2
2


=


4
3


<i>C</i>
<i>Q</i>


2
2
0


=> q =


2
3


Q0



Thời gian điện tích giảm từ Q0 đến


2
3


Q0 là t = T/12 => T = 2 .10
-6


(s)
T = 2 <i>LC</i> = 2 .10-6 (s)=> <i>LC</i> = 10-6


2
2
0


<i>LI</i>
=


<i>C</i>
<i>Q</i>


2
2
0 <sub>=> I</sub>


0 =


<i>LC</i>
<i>Q</i>0



= <sub>6</sub>


6
10


10
.
4


= 4 (A)
=> <b>E = I0 r = 8 (V), Chọn C</b>


<b>Câu 13.</b> Cho mạch điện như hình vẽ bên. Cuộn dây thuần cảm có
độ tự cảm L 4.103H, tụ điện có điện dung C = 0,1µF, nguồn điện


có suất điện động E = 3mV và điện trở trong r = 1 . Ban đầu khóa
k đóng, khi có dịng điện chạy ổn định trong mạch, ngắt khóa k.
Tính điện tích trên tụ điện khi năng lượng từ trong cuộn dây gấp 3
lần năng lượng điện trường trong tụ điện.


<b>A. </b>3.10-8C <b>B. </b>2,6.10-8C<b> </b> <b>C. </b>6,2.10-7C<b> D.</b> 5,2.10-8C


<b>Giải:</b> Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm I0 = E/r = 3mA = 3.10-3A


Năng lượng từ trường bằng 3 lần năng lượng điên trường có nghĩa là
Wc =


1
4W0 =



2
0
1
4 2


<i>LI</i>


hay


2


2 3 7


3 8


0


0


1 4.10 .10


3.10 3.10


2 4 2 4 4


<i>LI</i>


<i>q</i> <i>LC</i>


<i>q</i> <i>I</i>



<i>C</i> (C) <b>Chọn A</b>.


<b>Câu 14:</b> Một mạch dao động LC có L = 2mH, C=8pF, lấy 2=10. Thời gian từ lúc tụ bắt


đầu phóng điện đến lúc có năng lượng điện trường bằng ba lần năng lượng từ trường là:


A. 2.10-7s B. 10-7s C.


5
10


75 <i>s</i> <b>D. </b>


6
10


15 <i>s</i>


<b>Giải :</b> Ta có: 3 12 7


2 2 2.10 .8.10 8.10


<i>T</i> <i>LC</i> s


Đề cho: Wc =3Wt => Wt= Wc/3
W = WC + WL =


<i>C</i>
<i>q</i>



2
2


+


2
2


<i>Li</i>


<=>


2
0
2


<i>q</i>


<i>C</i> = <i>C</i>
<i>q</i>


2
2


+


2
1
3 2



<i>q</i>


<i>C</i> <=> 0


3
2


<i>q</i> <i>q</i>


Hình vẽ cho ta góc qt : = /6


Ứng với thời gian : 8.107 2 7 1 6


10 10


12 12 3 15


<i>T</i>


<i>t</i> <i>s</i> <b>Chọn D </b>


E,
r
C


L


k



/ 6


0 q


0


3
2


</div>
<span class='text_page_counter'>(20)</span><div class='page_container' data-page=20>

Tuyensinh247.com 20
<b>Lưu ý : </b>t=0 ,q=qo thì 0 mà w<i>d</i>=3w<i>t</i>thì q= 0


2
3


<i>q</i> có thoi gian là <i>T</i><sub>12</sub> .


<b>Câu 15.</b> Mạch dao động LC đang thực hiện dao động điện từ tự do với chu kỳ T. Tại thời
điểm nào đó dịng điện trong mạch có cường độ 8 (mA) và đang tăng, sau đó khoảng
thời gian 3T/4 thì điện tích trên bản tụ có độ lớn 2.10-9


C Chu kỳ dao động điện từ của


mạch bằng


A. 0,5 ms B. 0,25ms C. 0,5 s D. 0,25 s


<b>Giải : </b>Năng lượng của mạch dao động
W = wC + wL =



<i>C</i>
<i>q</i>


2
2


+


2
2


<i>Li</i>


Đồ thị biến thiên của wC và wL như


hình vẽ. Ta thấy sau


4
3<i>T</i>


: wC2 = wL1


<i>C</i>
<i>q</i>


2
2


=



2
2


<i>Li</i>


=> LC = <sub>2</sub>


2


<i>i</i>
<i>q</i>


Do đó T = 2 <i>LC</i> = 2
<i>i</i>
<i>q</i>


= 2 <sub>3</sub>


9
10
.
8


10
.
2


= 0,5.10-6 (s) = 0,5 s Chọn C


<b>Câu 16:</b> Trong mạch dao động LC có điện trở thuần khơng đáng kể, chu kỳ dao động


của mạch là T = 10-6<sub>s, khoảng thời gian ngắn nhất để năng lượng điện trường lại bằng </sub>


năng lượng từ trường


A. 2,5.10-5s B. 10-6s C. 5.10-7s D. 2,5.10-7s


<b>Giải :</b> Đề cho: Wc =Wt
W = WC + WL =


<i>C</i>
<i>q</i>


2
2


+


2
2


<i>Li</i>


<=>


2
0
2


<i>q</i>



<i>C</i> = <i>C</i>
<i>q</i>


2
2


+


2
2


<i>q</i>


<i>C</i> <=> 0


2
2


<i>q</i> <i>q</i>


Hình vẽ vịng lượng gíác cho ta góc quét từ lúc năng lượng điện trường cực đại
đến năng lượng Điện trường bàng năng lượng từ rường là: = /4


Vậy từ lúc năng lượng điện trường bàng năng lượng từ trường đến lúc
năng lượng điện trường bàng năng lượng từ trường lần kế tiếp là:


= /2 ( xem hình vẽ từ M0 đến M1)


Ứng với thời gian 10 6 7
2, 5.10



4 4


<i>T</i>


<i>t</i> <i>s</i> <b>Chọn D </b>


<b>Câu 17. </b>Trong mạch dao động LC lý tưởng đang có dao động điện từ tự do.Thời gian


ngắn nhất giữa 2 lần liên tiếp năng lượng từ trường bằng 3 lần năng lượng điện trường là


4


10 <i>s</i>.Thời gian giữa 3 lần liên tiếp dòng điện trên mạch có giá trị lớn nhất là:
A,3. 4


10 <i>s</i> B.9. 4


10 <i>s</i> C.6. 4


10 <i>s</i> D.2. 4


10 <i>s</i>



t1


4


<i>T</i>





2


<i>T</i>




4
3<i>T</i>


t2 T
WC


WL


0 q


0
2


2


<i>Q</i>


</div>
<span class='text_page_counter'>(21)</span><div class='page_container' data-page=21>

Tuyensinh247.com 21


<b>Giải: </b>Ta có 4 4



10 6.10


6


<i>T</i>


<i>s</i> <i>t</i> <i>T</i> <b>Chọn C</b>


<b>Câu 18:</b> Trong mạch dao động LC có điện trở thuần không đáng kể, cứ sau những
khoảng thời gian bằng 0,25.10-4<sub>s thì năng lượng điện trường lại bằng năng lượng từ </sub>


trường. Chu kì dao động của mạch là


<b>A</b>. 10-4s. <b>B</b>. 0,25.10-4s. <b>C</b>. 0,5.10-4s <b>D</b>. 2.10-4s


<b>Giải : </b>


Tương tự câu trên ta có: Ứng với thời gian 4 4


4 4.0, 25.10 10


4


<i>T</i>


<i>t</i> <i>T</i> <i>t</i> <i>s</i> <b>Chọn A</b>


<b>Duy trì dao động khi mạch có điện trở R</b>


- Cơng suất cung cấp cho mạch P=I2.R với 2 2


2
1
2


1


<i>CU</i>
<i>LI</i>


- Năng lượng để cung cấp cho mạch nhằm duy trì dao động trong thời gian t
W=P.t= I2.R.t


<b>Câu 19.</b> Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E=12V điện trở trong r =
1Ω, tụ có điện dung C=100μF, cuộn dây có hệ số tự cảm L=0,2H và điện trở là
R0= 5Ω; điện trở R=18Ω. Ban đầu K đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người


ta ngắt khố K. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt K đến
khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn?


A: 25 mJ B: 28,45 mJ
C: 24,74 mJ D.5,175mJ


<b>Giải:</b> Khi K đóng I = E/(R +r+R0) =12/( 18+1+5)=0,5A
Điện áp 2 đầu tụ C lúc đầu: Uo = I( R +Ro) =0,5 .23=11,5V
Năng lượng lúc đầu của mạch:


2 2 4 2 2


2



0 0 10 .11,5 0, 2.0,5


0, 66125.10 0, 025 0, 0316125


2 2 2 2


<i>CU</i> <i>LI</i>


<i>W</i> <i>J</i> .


Năng lượng tỏa ra trên R và R0 tỉ lệ thuận với điện trở.:


Khi mạch tắt hồn tồn thì năng lượng W chuyển thành nhiệt lượng tỏa ra trên


R và R0 nên ta có:Nhiệt lượng tỏa ra trên R tỉ lệ thuận với điện trở R:


18 18


.0, 0316125 0, 024740217 0, 02474


23 23


<i>Q</i> <i>W</i> <i>J</i> <i>J</i> =24,74 mJ . Đáp án C


<b>Câu 20:</b> Cho mạch điện như hình vẽ 1, nguồn có suất điện động E = 24 V, r = 1 , tụ
điện có điện dung C = 100 F, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,2H và điện trở R0 5 ,


điện trở R = 18 . Ban đầu khố k đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta


R



E, r C


K


R0,L


Hình vẽ 44


R


E, r C


K


</div>
<span class='text_page_counter'>(22)</span><div class='page_container' data-page=22>

Tuyensinh247.com 22


ngắt khoá k. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt khoá k đến khi
dao động trong mạch tắt hoàn toàn.


<b>A. </b>98,96 mJ <b>B. </b>24,74 mJ <b>C. </b>126,45 mJ <b>D. </b>31,61 mJ


<b>Giải 1: </b> Cường độ dòng điện qua mạch trước khi mở khóa k
I0 =


<i>r</i>
<i>R</i>
<i>R</i>


<i>E</i>



0


=


24
24


= 1 A


Điện áp giữa hai bản cực tụ điện U = I(R + R0) = 23 V


Năng lượng của mạch dao động sau khi ngắt khóa k
W0 =


2
2
0


<i>LI</i>
+


2
2


<i>CU</i>


= 0,1J + 0,02645J = 126,45mJ


Trong thời gian từ khi ngắt khoá k đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn. năng


lượng này biến thành nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R và trên R0 của cuộn dây.


Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R là: QR =


0
0


<i>R</i>
<i>R</i>


<i>W</i>


R =


23
45
,
126


.18 = 98,96 mJ.<b> Đáp án A </b>


<b>Giải 2: </b> 1 <sub>2</sub> 1 2 18


W W W . .1 . . 24 1 0,12645 .0,12645 98,96


2 2 23


<i>L</i> <i>C</i> <i>L</i> <i>C</i> <i>J</i> <i>QR</i> <i>mJ</i>


<b> </b>


<b>Câu 21:</b> Một nguồn điện có suất điện động 3V, điện trở trong 2 , được mắc vào hai đầu
mạch gồm một cuộn dây có điện trở thuần 3 mắc song song với một tụ điện. Biết điện
dung của tụ là 5 F và độ tự cảm là 5 H . Khi dòng điện chạy qua mạch đã ổn định,
người ta ngắt nguồn điện khỏi mạch. Lúc đó nhiệt lượng lớn nhất toả ra trên cuộn dây
bằng bao nhiêu?


<b>Giải: </b>Khi dòng điện qua mạch ổn định (qua cuộn dây):


)
(
5
3


<i>A</i>
<i>r</i>


<i>r</i>
<i>E</i>
<i>I</i>


<i>d</i>
<i>n</i>


( Hay:I = E /(R + r) = 3/5 = 0,6 (A))


Hđt ở hai đầu cuộn dây cũng chính là hđt 2 đầu tụ: UAB = U0 = IR= 1,8 (V)


Năng lượng dao động của mạch lúc ngắt nguồn: ???? 4,5.10 ( )
2



1
2


1 2 2 6


<i>J</i>
<i>CU</i>


<i>LI</i>
<i>W</i>


Nhiệt lượng lớn nhất tỏa ra trên cuộn dây bằng (W )năng lượng dao động lúc đầu của
mạch


Lúc đó nhiệt lượng lớn nhất toả ra trên cuộn dây bằng năng lượng của mạch khi đó
Qmax = W =


2
2
0


<i>CU</i>
+


2
2


<i>LI</i>


= 8,1.10-6 + 0,9.10-6 = 9.10-6 (J) = 9 J



<b>B </b>


L; R
<b>C </b>
E; r


</div>

<!--links-->

×