TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ
CÁC LOẠI DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
I. LÝ THUYẾT
1. Dao động điện từ trong mạch dao động LC
- Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thành một mạch điện kín gọi là mạch dao động LC.
- Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi như bằng không thì mạch là mạch dao động lí tưởng.
- Muốn cho mạch dao động hoạt động thì ta tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện trong mạch. Tụ điện sẽ phóng điện qua lại nhiều lần, tạo ra một dòng điện xoay chiều trong mạch.
- Người ta sử dụng điện áp xoay chiều được tạo ra giữa hai bản tụ điện bằng cách nối hai bản này với mạch ngoài.
2. Dao động điện từ tắt dần
- Nguyên nhân: Do mạch có R ≠ 0, do sự bức xạ sóng điện từ ra không gian.
- Mạch dao động có điện trở thuần R ≠ 0 thì dao động sẽ tắt dần. R càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh, R rất lớn thì không có dao động.
+ Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất:
\(\Delta {\rm{W}} = {I^2}R = \frac{{{\omega ^2}.{C^2}.{U_o}^2}}{2}.R = \frac{{C.R.{U_o}^2}}{{2L}}\)
+ Nhiệt lượng tỏa ra: Q = W trước – W sau.
3. Dao động điện từ duy trì. Hệ tự dao động
- Nguyên tắc duy trì: Phải bù cho mạch dao động một năng lượng đúng bằng năng lượng đã tiêu hao sau mỗi chu kì.
- Để làm việc này ta dùng một tranzito để điều khiển việc bù năng lượng từ pin cho mạch dao động LC ăn nhịp với từng chu kì dao động của mạch.
- Dao động trong khung LC được duy trì ổn định với tần số riêng ωO của mạch. Người ta gọi đây là một hệ tự dao động.
4. Dao động điện từ cưỡng bức
Nếu tạo ra trong mạch dao động RLC một suất điện động xoay chiều có tần số góc ω (khác với tần số góc ω0 của mạch) thì trong mạch xuất hiện một dòng điện xoay chiều có tần số góc ω, tức là một dao động điện từ có tần số góc ω. Dao động điện từ này gọi là dao động điện từ cưỡng bức.
5. Hiện tượng cộng hưởng điện từ
- Nếu tần số góc ω của suất điện động cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của mạch LC thì tổng trở Z của mạch sẽ nhỏ nhất và bằng điện trở thuần của mạch : Zmin = R.
- Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều (do đó biên độ của dao động điện từ) trong mạch sẽ lớn nhất. Đó là hiện tượng cộng hưởng điện từ.
- Nếu điện trở thuần R của mạch rất nhỏ thì cực đại của biên độ dao động cộng hưởng sẽ rất lớn so với biên độ ở những điểm lân cận. Sự cộng hưởng này gọi là sự cộng hưởng nhọn.
- Nếu điện trở thuần R của mạch rất lớn thì sự chênh lệch giữa biên độ dao động cộng hưởng với biên độ của các biên độ dao động điện từ cưỡng bức khác sẽ không lớn lắm. Sự cộng hưởng này gọi là sự cộng hưởng tù.
II. TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG
1. Một mạch dao động gồm một cuộn dây có độ tự cảm 4 μH và một tụ điện có điện dung 2000 pF. Điện tích cực đại trên tụ là 5 μC. Nếu mạch có điện trở thuần 0,1 Ω thì để duy trì dao động trong mạch ta phải cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất bằng bao nhiêu?
A. 15,625 W.
B. 36 μW.
C. 156,25 W.
D. 36mW.
2. Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích của tụ điện biến thiên điều hoà với chu kỳ T. Năng lượng điện trường ở tụ điện
A. biến thiên điều hoà với chu kỳ 2T
B. không biến thiên điều hoà theo thời gian
C. biến thiên điều hoà với chu kỳ T/2
D. biến thiên điều hoà với chu kỳ T
3. Một mạch dao động gồm một tụ điện C = 50μF và một cuộn dây có độ tự cảm L = 5mH. Hãy tính năng lượng toàn phần của mạch điện và điện tích cực đại trên bản cực của tụ điện khi hiệu điện thế cực đại giữa hai bản cực của tụ điện bằng 6V. Nếu cuộn dây có điện trở R = 0,1Ω, muốn duy trì dao động điều hòa trong mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ điện vẫn bằng 6V thì phải bổ sung cho mạch một năng lượng có công suất bằng bao nhiêu?
A. 1,8.10-2 W
B. 3,6.102 W
C. 1,8.103 W
D. 3,6.10-2 W
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 hiệu điện thế xoay chiều.
B. Đặt vào mạch một hiệu điện thế một chiều không đổi.
C. Dùng máy phát dao động điện từ điều hoà.
D. Tăng thêm điện trở của mạch dao động.
...
---Để xem đầy đủ nội dung Trắc nghiệm vận dụng, vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---
Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Tổng hợp lý thuyết và bài tập về Các loại Dao động điện từ môn Lý 12 năm 2020. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Chúc các em học tập tốt !
