LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ NĂNG LƯỢNG CỦA MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 1) Năng lượng điện trường, (WC) Là lượng tích lũy tụ điện, tính công thức W C = q2 Cu = 2C 2) Năng lượng từ trường, (WL) Là lượng tích lũy cuộn cảm, tính công thức: W L = Li2 3) Năng lượng điện từ, (W) Là tổng lượng điện trường lượng từ trường, cho W = W L + WC = 2 Cu  Li 2 q  Li 2C 1 q.u  Li 2 4) Sự bảo toàn lượng điện từ mạch dao động điện từ lí tưởng q  Q cos(t ) Q cos (t ) q2  L Q0 sin(t ) = → W =  Li = 2C 2C i  q'  Q sin(t ) Giả sử  2 Q0 Q0 Q0 1 2 2 2 cos (t )  L Q0 sin (t ) = cos (t )  L Q0 sin (t )   const = 2C 2C LC 2C Vậy mạch dao động LC lượng chuyển hóa qua lại lượng điện trường lượng từ trường tổng chúng lượng điện từ bảo toàn Nhận xét: * Từ công thức tính ta thấy lượng điện từ lượng từ trường cực đại lượng điện trường cực đại Tuyensinh247.com Khi ta có W = WC max WL max  LC  2  Q0  Q 1   CU  QU0  LI   2C 2 2C → 2 → I     LI  CU   LI 0 2   U    Q0 I0 C U0 L L I0 C * Cũng giống động dao động cơ, mạch dao động biến thiên tuần hoàn với chu kỳ T, tần số f lượng điện trường lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với tần số 2f chu kỳ T/2 * Để tính giá trị tức thời (u, i) ta dựa vào phương trình bảo toàn lượng:  C U0  u 1 2 CU  Cu  Li  Li  CU  Cu  i  2 L 2 2 LI  Cu  Li  Cu  LI  Li  i  2  L I0  i C   * Để tính giá trị tức thời (i, q) ta dựa vào hệ thức liên hệ: q  Q cos(t )  q   i  →      Q   Q     i  q'  Q sin(t )  0  2 W  WC i  0; q  Q   WL  W  WL i  I0 ; q    WC  Từ ta có số cặp (i, q) liên hợp: I0 Q ;q   WC  3WL 2 I Q i   ; q   WL  3WC 2 I Q i ;q   WL  WC 2 i Dạng đồ thị lượng điện trường từ trường Các kết luận rút từ đồ thị: - Trong chu kì có lần động Tuyensinh247.com - Khoảng thời gian hai lần động liên tiếp T/4 - Từ thời điểm động cực đại cực đại đến lúc động T/8 - Động có đồ thị đường hình sin bao quanh đường thẳng m2 A - Đồ thị đường thẳng song song với trục Ot Ví dụ 1: (Trích Đề thi CĐ – 2011): Trong mạch dao động lí tưởng gồm tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L, có dao động điện từ tự Biết hiệu điện cực đại hai tụ U0 Khi hiệu điện hai tụ U0 cường độ dòng điện mạch có độ lớn A U0 3L C B U0 5C L C U0 5L C D U0 3C L Lời giải: Ta có:  1 1 11 2 CU  Cu  Li  CU  CU  Li 2 24 2 2 U LI  CU  i = 2 3C L Ví dụ 2: Mạch dao động lí tưởng gồm tụ điện có điện dung C = (μF) cuộn dây có độ từ cảm L = (mH) Trong trình dao động, cường độ dòng điện qua cuộn dây có độ lớn lớn 0,05 (A) Sau hiệu điện hai tụ điện có độ lớn lớn nhất, độ lớn bao nhiêu? Lời giải: * Thời gian từ lúc cường độ dòng điện đạt cực đại đến lúc hiệu điện đạt cực đại T/4 (T chu kì dao động riêng mạch) Vậy thời gian cần tìm Δt = 1 -4 2 LC = 2 10 6.10 2 = 1,57.10 (s) 4 * Bảo toàn lượng ta được: Tuyensinh247.com L Q0 I =… = 5V LI  → U0  C 2C Ví dụ 3: Mạch dao động LC có cường độ dòng điện cực đại I0 = 10 (mA), điện tích cực đại tụ điện Q0 = 4.10–8 (C) a) Tính tần số dao động riêng mạch b) Tính hệ số tự cảm cuộn dây, biết điện dung tụ điện C = 800 (pF) Lời giải: a) Ta có I = ωQ0 → ω = I0 =…=2,5.105 rad/s Q0 Từ tần số dao động riêng mạch f = ω =…= 40000 (Hz) 2π 2 Q2 Q  b) Từ phương trình bảo toàn lượng LI  → L    =…= 0,02 H 2C C  I0    Vậy hệ số tự cảm cuộn dây L = 0,02 (H) Ví dụ 4: Mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kì riêng T = 10 –4 (s), hiệu điện cực đại hai tụ U0 = 10 (V), cường độ dòng điện cực đại qua cuộn dây I0 = 0,02 (A) Tính điện dung tụ điện hệ số tự cảm cuộn dây Lời giải: 2 2 * Bảo toàn lượng ta được: LI  CU → * Theo giả thiết T = 2π LC → LC = L U0  =…= 25.10 (1) C I0 T2 = …= 2,5.10-10 (2) 4 Giải hệ (1) (2) ta L = 7,9 mH C = 31,6 mF Ví dụ 5: Mạch dao động LC gồm tụ C = (μF) cuộn cảm Biết giá trị cực đại điện áp hai đầu tụ điện U0 = 14 V Tại thời điểm điện áp hai tụ u = V, lượng từ trường mạch A WL = 588 μJ C WL = 39,6 μJ B WL = 396 μJ D WL = 58,8 μJ Lời giải: Bảo toàn lượng ta được: Tuyensinh247.com 1 CU  Cu  Li → 2 WL  1 2 Li  CU  Cu  C( U  u ) 2 2 Thay số ta lượng từ trường mạch WL = 6(142-82) = 396 μJ Bình luận: Trong ví dụ em thấy đáp án để đơn vị WL bội số μ nên phép tính toán ta không cần thiết phải đổi đơn vị điện dung C Fara Đó kĩ quan trọng làm trắc nghiệm: quan sát đáp án để có hướng tính toán hợp lý Ví dụ 6: (Trích Đề thi ĐH – 2011) Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm 50 mH tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự với cường độ dòng điện i = 0,12cos(2000t) (i tính A, t tính s) Ở thời điểm mà cường độ dòng điện mạch nửa cường độ hiệu dụng hiệu điện hai tụ có độ lớn A 14 V B 14 V C 12 V D V Ví dụ 7: (Trích Đề thi ĐH – 2011) Trong mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự Thời gian ngắn để lượng điện trường giảm từ cực đại xuống nửa giá trị cực đại 1,5.10-4 s Thời gian ngắn để điện tích tụ giảm từ giá trị cực đại xuống nửa giá trị A 4.10-4 s B 3.10-4 s C 12.10-4 s D 2.10-4 s Ví dụ 8: Tại thời điểm cường độ dòng điện qua cuộn dây mạch dao động có độ lớn 0,1 (A) hiệu điện hai tụ điện mạch (V) Tần số dao động riêng mạch 1000 (Hz) Tính giá trị cực đại điện tích tụ điện, hiệu điện hai đầu cuộn dây cường độ dòng điện qua cuộn dây, biết điện dung tụ điện 10 (μF) Lời giải: Tuyensinh247.com * Bảo toàn lượng ta Mà f = Q0  2 Q0 Li  Cu   Q0  LCi  C u (1) 2 2C 1 →LC = 2 , thay vào (1) ta 4 f 2 LC i2 -5  C u = …= 3,4.10 (C) 2 4 f * Hiệu điện cực đại cường độ dòng điện cực đại tính bởi: Q0  3,4 V C I  Q  2fQ   0,21A U0  Ví dụ 9: Một mạch dao động LC, cuộn dây có độ tự cảm L = (mH) tụ điện có điện dung C = 0,2 (μF) Cường độ dòng điện cực đại cuộn cảm I = 0,5 (A) Tìm lượng mạch dao động hiệu điện hai tụ điện thời điểm dòng điện qua cuộn cảm có cường độ i = 0,3 (A) Bỏ qua mát lượng trình dao động Lời giải: * Năng lượng điện từ mạch W = -3 LI = … = 0,25.10 (J) 1 * Mặt khác ta có W = Li2 + Cu2 →u = 2 2W  Li   40 V C Ví dụ 10: Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC lí tưởng i = 0,08cos(2000t) A Cuộn dây có độ tự cảm L = 50 (mH) a) Hãy tính điện dung tụ điện b) Xác định hiệu điện hai tụ điện thời điểm cường độ dòng điện tức thời mạch giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng Lời giải: a) Từ giả thiết ta có ω = 1 →C= =…= μF L2 LC b) Bảo toàn lượng ta được: Tuyensinh247.com 2 Li  Cu  LI 2 Tại thời điểm i = I = I0 L → u = I0 =…= V 2C Ví dụ 11: Mạch dao động điện từ LC có điện tích cực đại hai tụ điện Q0, cường độ dòng điện cực đại mạch I0 Tìm khoảng thời gian ngắn a) từ tụ bắt đầu phóng điện đến cường độ dòng điện qua cuộn dây cực đại b) từ thời điểm mà lượng điện trường cực đại đến thời điểm lượng điện trường lần lượng từ trường c) từ thời điểm lượng từ trường cực đại đến thời điểm lượng điện trường lượng từ trường d) từ thời điểm lượng từ trường ba lần lượng điện trường đền thời điểm lượng từ trường cực đại Lời giải: a) Tụ bắt đầu phóng điện q = Q0, cường độ dòng điện cực đại i = I0  q = Q0 ta Δt(q = Q0) → q = 0) → Δt = T 2 LC  LC = = 4 b) Năng lượng điện trường cực đại tức q = Q0 Khi lượng điện trường lần lượng từ trường W C = 3WL  q2  Q 3 Q0 → q =  Khi thời gian ngắn cần tìm thỏa mãn Δt : (q = Q0 → q = = T Q0 ) → Δt = 12  LC c) Năng lượng từ trường cực đại tức i = I0  q = 2 Khi lượng điện trường lượng từ trường WC = WL  q  Q → q=  Q0 2 Tuyensinh247.com Khi thời gian ngắn cần tìm thỏa mãn Δt: (q = Q0 → q =  = T Q0 ) → Δt =  LC d) Khi lượng từ trường lần lượng điện trường WL = 3WC  I 3 I0 → i =  i2  lượng từ trường cực đại, tức i = I0 Khi thời gian ngắn cần tìm thỏa mãn Δt: (i = T I0 → i = I0) → Δt = = 12  LC Ví dụ 12: Mạch dao động LC có L = 10 2 (H), C = (μF) Bỏ qua điện trở dây nối π  Tích điện cho tụ điện đến giá trị cực đại Q0, mạch có dao động điện từ riêng a) Tính tần số dao động mạch b) Khi lượng điện trường tụ điện lượng từ trường cuộn dây điện tích tụ điện phần trăm Q0? Lời giải: a) Tần số dao động riêng mạch f = = …= 5000 Hz 2 LC b) Khi lượng điện trường lượng từ trường ta có WC = WL  q2  Q 2 Q0 → q =  2 Vậy q ≈ 70%Q0 Ví dụ 13: Trong mạch dao động tụ điện cấp lượng W = (μJ) từ nguồn điện chiều có suất điện động e = (V) Cứ sau khoảng thời gian Δt = (μs) lượng tụ điện cuộn cảm lại Xác định độ tự cảm L cuộn dây ? Tuyensinh247.com A L = 32 (nH) 2 B L = 34 (μH) 2 C L = 32 (μH) 2 D L = 30 (μH) 2 Lời giải: Tụ nạp điện suất điện động chiều nên e = U = (V) Khi lượng điện trường lượng từ trường 2 WC = W L  q  Q → q =  Q0 2 Khoảng thời gian hai lần liên tiếp mà WL = WC thỏa mãn Δt : (q =  Q0 Q →q= ) 2 T → Δt = Từ ta T = 4.Δt = (μs)  2 U0 T U 2W 32 W  CU Mặt khác  →   L  = …= (μH) T 4 L 8 W  T  2 LC  T  4 LC  Ví dụ 14: Mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây có độ tự cảm 50 mH tụ điện có điện dung μF Nếu mạch có điện trở 10 -2 Ω, để trì dao động mạch với hiệu điện cực đại hai tụ điện 12 V phải cung cấp cho mạch công suất trung bình A 36 μW C 72 μW B 36 mW D 72 mW Lời giải: * I0 = U C = …= 0,12 A L * Công suất cần cung cấp: P = I2R = I0 R = …= 72 μW Ví dụ 15: Mạch dao động LC có L = 1,6.10-4 (H), C = μF, R ≠ Cung cấp cho mạch công suất P = 0,625 (mW) trì hiệu điện cực đại hai cực tụ Umax = V Điện trở mạch A 0,1 (Ω) Tuyensinh247.com B (Ω) C 0,12 (Ω) D 0,5 (Ω) Ví dụ 16: Một mạch dao động gồm tụ điện có C = 3500 pF cuộn dây có độ tự cảm L = 30 μH, điện trở R = 1,5 Ω Hiệu điện cực đại hai đầu tụ điện 15 V Phải cung cấp cho mạch công suất để trì dao động nó? A 13,13 mW B 16,69 mW C 19,69 mW D 23,69 mW III SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA DAO ĐỘNG CƠ VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ Các đại lượng tương tự dao động dao động điện từ thể qua bảng sau: Dao động học Dao động điện từ x q v i Ed = mv 2 WL= Li Et = kx Wt = q2 2C m L k C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM NĂNG LƯỢNG CỦA MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ Câu 1: Chọn phát biểu sai nói mạch dao động điện từ? A Năng lượng điện tập chung tụ điện, lượng từ tập chung cuộn cảm B Năng lượng mạch dao động bảo toàn C Tần số góc mạch dao động   LC D Năng lượng điện lượng từ bảo toàn Câu 2: Nếu điện tích tụ mạch LC biến thiên theo công thức q = Q0cos(ωt) C Tìm biểu thức sai biểu thức lượng mạch LC sau đây? Tuyensinh247.com 10 A WL = 0,4 μJ B WL = 0,5 μJ C WL = 0,9 μJ D WL = 0,1 μJ Câu 27: Mạch dao động LC gồm tụ C = (μF) cuộn cảm Biết giá trị cực đại điện áp hai đầu tụ điện U0 = 14 V Tại thời điểm điện áp hai tụ u = V, lượng từ trường mạch bằng: A WL = 588 μJ C WL = 39,6 μJ B WL = 396 μJ D WL = 58,8 μJ Câu 28: Mạch dao động LC có L = 0,2 H C = 10 μF thực dao động tự Biết cường độ cực đại dòng điện mạch I0 = 0,012 A Khi giá trị cường độ dòng tức thời i = 0,01 A giá trị hiệu điện A u = 0,94 V B u = 20 V C u = 1,7 V D u = 5,4 V Câu 29: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 50 (μF) cuộn dây có độ tự cảm L = (mH) Điện áp cực đại tụ điện U = V Cường độ dòng điện mạch thời điểm điện áp tụ điện u = V A i = 0,32A B i = 0,25A C i = 0,6A D i = 0,45A Câu 30: Khi mạch dao động LC có dao động tự Hiệu điện cực đại tụ U0 = V Tại thời điểm mà lượng điện trường lần lượng từ trường hiệu điện tụ A u = 0,5 V B u = V C u = V D u = 1,63 V Câu 31: Một mạch dao động LC, gồm tụ điện có điện dung C = (nF) cuộn dây cảm có độ tự cảm L = (mH) Biết hiệu điện cực đại tụ U = V Khi cường độ dòng điện mạch (mA), hiệu điện đầu cuộn cảm gần A V B 5,2 V C 3,6 V D V Câu 32: Trong mạch dao động LC có dao động điện từ tự (dao động riêng) với tần số góc 104 rad/s Điện tích cực đại tụ điện Q0 = 10–9 C Khi cường độ dòng điện mạch I0 = 6.10–6 A điện tích tụ điện A q = 8.10–10 C Tuyensinh247.com B q = 4.10–10 C C q = 2.10–10 C D q = 6.10–10 C 16 Câu 33: Dao động điện từ mạch dao động điều hoà Khi hiệu điện hai đầu cuộn cảm bàng uL = 1,2 V cường độ dòng điện mạch i = 1,8 (mA).Còn hiệu điện hai đầu cuộn cảm uL = 0,9 V cường độ dòng điện mạch i = 2,4 (mA) Biết độ tự cảm cuộn dây L = (mH) Điện dung tụ lượng dao động điện từ mạch A C = 10 (nF) W = 25.10–10 J B C = 10 (nF) W = 3.10–10 J C C = 20 (nF) W = 5.10–10 J D C = 20 (nF) W = 2,25.10–8 J Câu 34: Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC lí tưởng i = 0,08cos(2000t) A Cuộn dây có độ tự cảm L = 50 mH Xác định hiệu điện hai tụ điện thời điểm cường độ dòng điện tức thời giá trị hiệu dụng ? A u = V B u = V C u = V D u = V Câu 35: Mạch dao động lí tưởng LC gồm tụ điện có điện dung C = 25 (nF) cuộn dây có độ tụ cảm L Dòng điện mạch biến thiên theo phương trình i = 0,02cos(8000t) A Năng lượng điện trường vào thời điểm t = π (s) 48000 A WC = 38,5 μJ C WC = 93,75 μJ B WC = 39,5 μJ D WC = 36,5 μJ Câu 36: Mạch dao động lí tưởng LC gồm tụ điện có điện dung C = 25 (nF) cuộn dây có độ tụ cảm L Dòng điện mạch biến thiên theo phương trình i = 0,02cos(8000t) A Giá trị L lượng dao động mạch A L = 0,6 H, W = 385 μJ B L = H, W = 365 μJ C L = 0,8 H, W = 395 μJ D L = 0,625 H, W = 125 μJ Câu 37: Mạch dao động lí tưởng LC cung cấp lượng W = μJ từ nguồn điện chiều có suất điện động e = V Điện dung tụ điện có giá trị A C = 0,145 μF C C = 0,135 μF B C = 0,115 μF D C = 0,125 μF Tuyensinh247.com 17 Câu 38: Mạch dao động lí tưởng LC cung cấp lượng W = μJ từ nguồn điện chiều có suất điện động V Biết tần số góc mạch dao động ω = 4000 rad/s Độ tự cảm L cuộn dây A L = 0,145 H B L = 0,5 H C L = 0,15 H D L = 0,35 H Câu 39: Mạch dao động lí tưởng LC gồm tụ điện có điện dung C cuộn dây có độ tụ cảm L = 0,125 H Dùng nguồn điện chiều có suất điện động e cung cấp cho mạch lượng W = 25 μJ dòng điện tức thời mạch i = I0cos(4000t) A Giá trị suất điện động e A e = 12 V B e = 13 V C e = 10 V D e = 11 V Câu 40: Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích tụ biến thiên theo hàm số q = Qosin(πt) C Khi điện tích tụ điện q = Q0 lượng điện trường A hai lần lượng từ trường B ba lần lượng từ trường C nửa lượng từ trường D lượng từ trường Câu 41: Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích tụ biến thiên theo hàm số q = Q0cos(πt) C Khi điện tích tụ điện q = Q0 lượng từ trường A hai lần lượng điện trường B ba lần lượng điện trường C bốn lần lượng điện trường D lượng từ trường Câu 42: Trong mạch dao động LC lí tưởng, lượng điện trường gấp ba lần lượng từ trường độ lớn điện tích q mạch cho Tuyensinh247.com 18 A q = Q0 B q = Q0 3Q C q = D q = 3Q Câu 43: Trong mạch dao động LC lí tưởng, lượng điện trường gấp ba lần lượng từ trường cường độ dòng điện mạch cho A i = I0 B i = 3I C i = 3I D i = I0 Câu 44: Trong mạch LC điện tích tụ điện biến thiên điều hoà với giá trị cực đại Q0 Điện tích tụ điện lượng từ trường gấp lần lượng điện trường A q =  Q0 B q =  Q0 C q =  Q0 2 D q =  Q0 Câu 45: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T Quãng thời gian ngắn từ tụ bắt đầu phóng điện đến thời điểm mà cường độ dòng điện mạch đạt giá trị cực đại là: A Δt = T/2 B Δt = T/6 C Δt = T/4 D Δt = T Câu 46: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T Quãng thời gian ngắn từ cường độ dòng điện mạch cực đại đến thời điểm mà điện tích hai tụ điện đạt giá trị cực đại A Δt = T/2 B Δt = T/4 C Δt = T/3 D Δt = T/6 Câu 47: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T Quãng thời gian ngắn từ tụ bắt đầu phóng điện đến thời điểm mà lượng điện trường lượng từ trường A Δt = T/2 B Δt = T/6 C Δt = T/4 D Δt = T/8 Câu 48: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T Quãng thời gian ngắn từ thời điểm lượng điện trường lượng từ trường đến thời điểm mà lượng điện trường mạch đạt giá trị cực đại A Δt = T/2 B Δt = T/4 C Δt = T/12 D Δt = T/8 Câu 49: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T Quãng thời gian Tuyensinh247.com 19 ngắn từ thời điểm lượng điện trường lần lượng từ trường đến thời điểm mà lượng điện trường mạch đạt giá trị cực đại A Δt = T/6 B Δt = T/4 C Δt = T/12 D Δt = T/2 Câu 50: Một mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kỳ T Quãng thời gian ngắn từ thời điểm lượng từ trường lần lượng điện trường đến thời điểm mà lượng điện trường mạch đạt giá trị cực đại A Δt = T/6 B Δt = T/4 C Δt = T/12 D Δt = T/2 Câu 51: Xét mạch dao động lí tưởng LC Khoảng thời gian ngắn kể từ lúc lượng điện trường cực đại đến lúc lượng từ trường cực đại A Δt =  LC B Δt =  LC C Δt =  LC D Δt = 2 LC Câu 52: Cho mạch dao động lí tưởng LC Khoảng thời gian ngắn từ thời điểm lượng điện trường cực đại đến thời điểm lượng từ trường gấp lần lượng điện trường A Δt =  LC B Δt =  LC C Δt =  LC D Δt = 2 LC Câu 53: Cho mạch dao động lí tưởng LC Khoảng thời gian ngắn từ thời điểm lượng điện trường cực đại đến thời điểm lượng từ trường lượng điện trường A Δt =  LC C Δt =  LC B Δt =  LC D Δt =  LC Câu 54: Một mạch dao động LC có hệ số tự cảm cuộn dây L = (mH), điện dung tụ điện C = 50 (μF) Khoảng thời gian ngắn kể từ thời điểm tụ bắt đầu phóng điện đến thời điểm lượng mạch tập trung hoàn toàn cuộn Tuyensinh247.com 20 cảm A Δt = π (s) 1000 C Δt = π (s) 3000 B Δt = π (s) 2000 D Δt = π (s) 4000 Câu 55: Cho mạch dao động lí tưởng LC Khoảng thời gian ngắn kể từ thời điểm cường độ dòng điện chạy cuộn dây đạt cực đại đến thời điểm mà lượng từ trường mạch lượng điện trường 10–6 (s) Chu kỳ dao động mạch A T = 10–6 (s) B T = 4.10–6 (s) C T = 3.10–6 (s) D T = 8.10–6 (s) Câu 56: Mạch dao động LC lí tưởng dao động với tần số riêng fo = MHz Năng lượng từ trường mạch có giá trị nửa giá trị cực đại sau khoảng thời gian A Δt = (μs) B Δt = 0,5 (μs) Câu 57: Một tụ điện có điện dung C = C Δt = 0,25 (μs) D Δt = (μs) 10 3 (F) nạp lượng điện tích 2 định Sau nối tụ vào đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 5π (H) Bỏ qua điện trở dây nối Sau khoảng thời gian ngắn giây (kể từ lúc nối) lượng từ trường cuộn dây lần lượng điện trường tụ? A Δt = (s) 300 B Δt = (s) 300 C Δt = (s) 100 D Δt = (s) 300 Câu 58: Mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm 1mH tụ điện có điện dung C = 0,1 (μF) Tính khoảng thời gian từ lúc hiệu điện  tụ cực đại U0 đến lức hiệu điện tụ u = A Δt = (μs) B Δt = (μs) U0 ? C Δt = (μs) D Δt = (μs) Câu 59: Trong mạch dao động LC có điện trở không đáng kể, chu kỳ dao Tuyensinh247.com 21 động mạch T = 10–6 (s), khoảng thời gian ngắn để lượng điện trường lại lượng từ trường A Δt = 2,5.10–5 (s) C Δt = 5.10–7 (s) B Δt = 10–6 (s) D Δt = 2,5.10–7 (s) Câu 60: Một mạch dao động LC lí tưởng có L = (mH), C = (pF), lấy π2 = 10 Thời gian ngắn kể từ lúc tụ bắt đầu phóng điện đến thời điểm mà lượng điện trường mạch ba lần lượng từ trường A Δt = 2.10–7 (s) B Δt = 10–7 (s) C Δt = 10 5 s 75 D Δt = 10 6 s 15 Câu 61: Trong mạch dao động tụ điện cấp lượng W = (μJ) từ nguồn điện chiều có suất điện động e = V Cứ sau khoảng thời gian Δt = (μs) lượng tụ điện cuộn cảm lại Xác định độ tự cảm L cuộn dây ? A L = 34 (μH) 2 B L = 35 (μH) 2 C L = 32 (μH) 2 D L = 30 (μH) 2 Câu 62: Mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ có điện dung Dùng nguồn điện chiều có suất điện động e = V cung cấp cho mạch lượng W = (μJ) sau khoảng thời gian ngắn Δt = (μs) dòng điện mạch triệt tiêu Giá trị L A L = (μH) 2 B L = 2,6 (μH) 2 C L = 1,6 (μH) 2 D L = 3,6 (μH) 2 Câu 63: Mạch dao động LC lí tưởng, cường độ dòng điện tức thời mạch biến thiên theo phương trình i = 0,04cos(ωt) A Xác định giá trị C biết rằng, sau khoảng thời gian nhắn Δt = 0,25 (μs) lượng điện trường lượng từ trường A C = 125 (pF) 2 B C = 0,8 (μJ)  100 (pF) 2 C C = 120 (pF) 2 D C = 25 2 (pF) Tuyensinh247.com 22 Câu 64: Điện tích tụ điện mạch dao động LC biến thiên theo phương 2  t    Tại thời điểm t = T/4, ta có T  trình q = Q0cos   A hiệu điện hai tụ B dòng điện qua cuộn dây C điện tích tụ cực đại D lượng điện trường cực đại Câu 65: Dao động điện từ tự mạch dao động LC hình thành tượng sau đây? A Hiện tưởng cảm ứng điện từ B Hiện tượng tự cảm C Hiện tưởng cộng hưởng điện D Hiện tượng từ hoá Câu 66: Chọn kết luận so sánh dao động tự lắc lò xo dao động điện từ tự mạch dao động LC ? A Khối lượng m vật nặng tương ứng với hệ số tự cảm L cuộn dây B Độ cứng k lò xo tương ứng với điện dung C tụ điện C Gia tốc a ứng với cường độ dòng điện i D Vận tốc v tương ứng với điện tích q Câu 67: Khi so sánh dao động lắc lò xo với dao động điện từ trường hợp lí tưởng độ cứng lò xo tương ứng với A hệ số tự cảm L cuộn dây B nghịch đảo điện dung C tụ điện C điện dung C tụ điện D điện tích q tụ điện Câu 68: Tụ điện có điện dung C, tính điện đến điện tích cực đại Qmax nối hai tụ với cuộn dây có độ tự cảm L dòng điện cực đại mạch A I max  LC.Qmax B I max  L Q max C C I max  Q max LC D I max  C Q max L Câu 69: Trong mạch dao động LC lí tưởng với L = 2,4 mH; C = 1,5 mF Khoảng thời gian ngắn hai lần liên tiếp mà lượng từ trường lần Tuyensinh247.com 23 lượng điện trường là? A 1,76 ms B 1,6 ms C 1,54 ms D 1,33 ms Câu 70: Một mạch dao động gồm có cuộn dây L cảm kháng tụ điện C dung kháng Nếu gọi Imax dòng điện cực đại mạch, hiệu điện cực đại Umax hai đầu tụ điện liên hệ với Imax nào? Hãy chọn kết kết sau: A U C max  L I max C B U C max  L I max C C U C max  L I max 2C D Một giá trị khác Câu 71: Trong mạch dao động điện từ, điện tích cực đại tụ điện Q0 cường độ dòng điện cực đại mạch I chu kỳ dao động điện từ mạch là: A T  2 Q0 I0 C T  2 I0 Q0 D T  2Q0 I0 2 B T  2Q0 I0 Câu 72: Trong mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự Thời gian ngắn để lượng điện trường giảm từ cực đại xuống nửa giá trị cực đại 2.10-4 s Thời gian ngắn hai lần điện tích tụ giảm triệt tiêu A 2.10-4 s B 4.10-4 s C 8.10-4 s D 6.10-4 s Câu 73: Một mạch dao động gồm có cuộn dây L điện cảm tụ điện C Nếu gọi I0 dòng điện cực đại mạch, hiệu điện cực đại U0C hai đầu tụ điện liên hệ với I0 nào? A U 0C  B U 0C  I L I 2C C U 0C  I C L L C D U 0C  I C 2L Câu 74: Trong mạch dao động LC lí tưởng với L = 2,4 mH; C = 1,5 mF Gọi I Tuyensinh247.com 24 cường độ dòng điện cực đại mạch Khoảng thời gian ngắn hai lần liên tiếp mà i = I0/3 A 4,76 ms B 0,29 ms C 4,54 ms D 4,67 ms Câu 75: Gọi I0 giá trị dòng điện cực đại, U0 giá trị hiệu điện cực đại hai tụ mạch dao động LC Tìm công thức liên hệ I U0 A U  I0 LC C U  I L C B I  U L C D I0  U LC Câu 76: Trong mạch dao động thành phần trở quan hệ độ lớn luợng từ trường cực đại với lượng điện trường cực đại A 2 LI  CU 2 C 2 B LI  CU 2 LI  CU 2 D W = 2 LI  CU 2 Câu 77: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng thực dao động điện từ tự Điện tích cực đại tụ 2.10-6C, cường độ dòng điện cực đại mạch 0,1πA Chu kì dao động điện từ tự mạch A 10 6 s B 10 3 s C 4.107 s D 4.105 s Câu 78: Trong mạch dao động LC lí tưởng với điện tích cực đại tụ Q Trong nửachu kỳ, khoảng thời gian mà độ lớn điện tích tụ không vượt 0,5Q0 μs Năng lượng điện trường biến thiên với chu kỳ A 1,5 μs B μs C 12 μs D μs Câu 79: Trong mạch điện dao động điện từ LC, dòng điện tức thời thời điểm Wt = nWđ tính theo biểu thức: A i  I n 1 Tuyensinh247.com B i  Q0 n 1 25 I0 n 1 C i  D i  I0 2 n  Câu 80: Trong mạch điện dao động điện từ LC, điện tích tụ thời điểm Wđ = W tính theo biểu thức: n t B q  C q  2Q C n  Q n 1 D q  Q0 n 1 A q  2Q n 1 Câu 81: Trong mạch điện dao động điện từ LC, hiệu điện tụ thời điểm Wđ = Wt tính theo biểu thức: n A u  U0 C u  2U n  n 1 D u  B u  U n  U0  n 1 Câu 82: Nếu điện tích tụ mạch LC biến thiên theo công thức: q = Q0cosωt Tìm biểu thức sai biểu thức lượng mạch LC sau đây: Q0 A Năng lượng điện: Wđ = sin2ωt 2C B Năng lượng từ: Wt = Q0 cos2ωt 2C C Năng lượng dao động: W = 2 LI Q = 2C D Năng lượng dao động: W = Wđ + Wt = Q0 4C Câu 83: Trong mạch điện dao động điện từ LC, điện tích hai tụ có biểu thức: q = - Q0cosωt lượng tức thời cuộn cảm tụ điện là: 2 2 Q0 A Wt = Lω Q sin ωt Wđ = cos2ωt 2C Tuyensinh247.com 26 Q2 B Wt = Lω2 Q sin2ωt Wđ = cos2ωt C 2 Q0 Q0 C Wt = sin ωtvà Wđ = cos2ωt 2C 2C D Wt = Q0 cos2ωt Wđ = Lω2 Q sin2ωt C Câu 84: Một mạch dao động điện từ có điện dung tụ C = 4μF Trong trình dao động, hiệu điện cực đại hai tụ 12V Khi hiệu điện hai tụ 9V lượng từ trường mạch là: A 2,88.10-4 J B 1,62.10-4 J C 1,26.10-4 J D 4,5.10-4 J Câu 85: Hiệu điện cực đại tụ điện mạch dao động U = 12 V Điện dung tụ điện C = μF Năng lượng từ mạch dao động hiệu điện tụ điện U = 9V A 1,26.10-4 J B 2,88.10-4 J C 1,62.10-4 J D 0,18.10-4 J Câu 86: Mạch dao động LC có điện tích cực đại tụ nC Điện tích tụ điện vào thời điểm lượng điện trường A nC B 4,5 nC lượng từ trường bằng: C 2,5 nC D nC Câu 87: Mạch dao động LC có hiệu điện cực đại tụ V Hiệu điện tụ điện vào thời điểm lượng điện trường lượng từ trường bằng: A V B V C 10 V D 2 V Câu 88: Mạch dao động LC có dòng điện cực đại qua mạch 12 mA Dòng điện mạch vào thời điểm lượng từ trường lượng điện trường bằng: A mA B 5,5 mA C mA D mA Câu 89: Mạch chọn sóng máy thu có L = μH; C = 0,2 nF Điện trở R = Hiệu điện cực đại tụ 120 mV Tổng lượng điện từ mạch Tuyensinh247.com 27 A 144.10-14 J C 288.10-4 J B 24.10-12 J D Tất sai Câu 90: Mạch dao động LC, với cuộn dây có L = μH Cường độ dòng điện cực đại mạch 2A Khi cường độ dòng điện tức thời mạch 1A lượng điện trường mạch A 7,5.10-6J B 75.10-4J C 5,7.10-4J D 2,5.10-5J Câu 91: Mạch dao động LC gồm tụ C = μF, cuộn dây có L = 0,5 mH Điện tích cực đại tụ 2.10-5 C Cường độ dòng điện cực đại mạch A 0,4A B 4A C 8A D 0,8A Câu 92: Tính độ lớn cường độ dòng điện qua cuộn dây lượng điện trường tụ điện lần lượng từ trường cuộn dây Biết cường độ cực đại qua cuộn dây 36 mA A 18mA B 12mA C 9mA D 3mA Câu 93: Một mạch dao động LC có cuộn cảm có độ tự cảm L = 400 mH tụ điện có điện dung C = 40 μF Hiệu điện cực đại hai tụ 50V Cường độ hiệu dụng dòng điện qua mạch bằng: A 0,25A B 1A C 0,5A D 0,5 A Câu 94: Mạch dao động điện từ điều hòa LC gồm tụ điện C = 30 nF cuộn cảm L = 25 mH 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 I = 3,72mA C I = 5,20mA B I = 4,28mA D I = 6,34mA Câu 95: Một mạch dao động gồm tụ 20 nF cuộn cảm 80μH, điện trở không đáng kể Hiệu điện cực đại hai đầu tụ điện U = 1,5V Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua mạch A 53mA B 43mA C 63mA D 73mA Câu 96: Mạch dao động điện từ gồm tụ điện có điện dung 0,125 μF Tuyensinh247.com 28 cuộn cảm có độ tự cảm 50 μH Điện trở mạch không đáng kể Hiệu điện cực đại tụ điện 3V Cường độ cực đại mạch là: A 7,5 mA B 7,5 A C 15mA D 0,15A Câu 97: Một mạch dao động LC có cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,2H tụ điện có điện dung C = 80μF Cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức: i = 2 cos100πt (A) Ở thời điểm lượng từ trường gấp lần lượng điện trường mạch hiệu điện hai tụ có độ lớn A 12 V B 25 V C 25 V D 50 V Câu 98: Mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 10μF cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 0,1H Khi hiệu điện hai đầu tụ 4V cường độ dòng điện mạch 0,02A Hiệu điện hai tụ điện là: A 4V B 5V C V D V Câu 99: Trong mạch dao động LC lý tưởng có dao động điện từ tự Thời gian ngắn lần liên tiếp lượng từ trường lần lượng điện trường 10-4 s Thời gian lần liên tiếp dòng điện mạch có giá trị lớn là: A 3.10-4 s B 9.10-4 s C 6.10-4 s D 2.10-4 s Câu 100: Trong mạch dao động LC lý tưởng có dao động điện từ tự do, điện tích cực đại tụ q0 dòng điện cực đại qua cuộn cảm I0 Khi dòng điện qua cuộn cảm I0 điện tích tụ có độ lớn: n A q  n2 1 q0 2n C q  2n  q0 2n B q  2n  q0 n D q  n2 1 q0 n Câu 101: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm μH tụ điện có điện dung 5μF Trong mạch có dao động điện từ tự Tuyensinh247.com 29 Khoảng thời gian hai lần liên tiếp mà điện tích tụ điện có độ lớn cực đại A 5π.10-6s B 2,5π.10-6s C.10π.10-6s D 10-6s Câu 102: Mạch dao động có cuộn cảm L = 0,1H, tụ điện có điện dung C = 10μF Trong mạch có dao động điện từ Khi điện áp hai tụ 8V cường độ dòng điện mạch 60mA Cường độ dòng điện cực đại mạch dao động A I0 = 500mA C I0 = 20mA B I0 = 40mA D I0 = 0,1A Câu 103: Trong mạch dao động tụ điện gômg hai tụ điện C1, C2 giống cấp lượng μJ từ nguồn điện chiều có suất điện động V Chuyển khoá K từ vị trí sang vị trí Cứ sau khoảng thời gian μs lượng tụ điện cuộn cảm lại Xác định cường độ dòng điện cực đại cuộn dây? A 0,787A B 0,785A C 0,786A D 0,784A ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM 01 D 11 A 21 D 31 B 41 B 51 C 61 C 71 A 81 B 91 B 101 A 02 B 12 C 22 C 32 A 42 C 52 A 62 D 72 C 82 D 92 C 102 D 03 B 13 B 23 A 33 D 43 D 53 C 63 A 73 B 83 A 93 A 103 B Tuyensinh247.com 04 B 14 C 24 A 34 B 44 D 54 D 64 A 74 D 84 C 94 D 05 D 15 B 25 D 35 C 45 C 55 D 65 B 75 C 85 A 95 B 06 B 16 C 26 B 36 D 46 B 56 C 66 D 76 B 86 B 96 C 07 B 17 B 27 B 37 D 47 D 57 A 67 B 77 D 87 C 97 D 08 C 18 C 28 A 38 B 48 D 58 D 68 C 78 C 88 D 98 C 09 C 19 C 29 D 39 C 49 C 59 D 69 B 79 C 89 A 99 C 30 10 B 20 A 30 D 40 D 50 A 60 D 70 B 80 A 90 D 100 D