TỔNG ÔN VỀ CHỦ ĐỀ
NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH DAO ĐỘNG
1. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
- Năng lượng mạch dao động:
+ Năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện:
\({{\rm{W}}_C} = \frac{1}{2}\frac{{{q^2}}}{C} = \frac{1}{2}C{u^2}\)
+ Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm:
\({{\rm{W}}_L} = \frac{1}{2}L{i^2}\)
Năng lượng điện từ:
\({\rm{W}} = {{\rm{W}}_C} + {{\rm{W}}_L} = \frac{{q_0^2}}{{2C}} = \frac{{LI_0^2}}{2} = const\)
- Dao động điện từ tắt dần – Dao động điện từ duy trì. Hệ tự dao động – Dao động điện từ cưỡng bức. Sự cộng hưởng:
- Dao động điện từ tắt dần: Thông thường trong mạch dao động luôn tồn tại điện trở R trên cuộn dây và dây nối.
Do mất mát năng lượng => Hệ dao động tắt dần
- Dao động điện từ duy trì. Hệ tự dao động: Mạch dao động duy trì sẽ cung cấp một phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng mất mát trong mỗi giai đoạn (khi có I giảm) của mỗi chu kì
- Dao động điện từ cưỡng bức. Sự cộng hưởng: Khi có nguồn xoay chiều mắc vào mạch thì q, i, u đều dao động theo tần số của nguồn xoay chiều (Ω)(Ω)
+ Khi Ω=ω0: Hệ xảy ra cộng hưởng.
2. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Chọn phát biểu sai khi nói về mạch dao động điện từ?
A. Năng lượng điện tập chung ở tụ điện, năng lượng từ tập chung ở cuộn cảm.
B. Năng lượng của mạch dao động luôn được bảo toàn.
C. Tần số góc của mạch dao động là \(\omega = \frac{1}{{\sqrt {LC} }}\)
D. Năng lượng điện và năng lượng từ luôn bảo toàn.
Câu 2: Nếu điện tích trên tụ của mạch LC biến thiên theo công thức q = Q0cos(ωt) C. Tìm biểu thức sai trong các biểu thức năng lượng của mạch LC sau đây?
A. Năng lượng điện trường WC =\(\frac{{C{u^2}}}{2} = \frac{{q.u}}{2} = \frac{{{q^2}}}{{2C}} = \frac{{Q_0^2}}{{2C}}{\cos ^2}\omega t = \frac{{Q_0^2}}{{4C}}(1 + \cos 2\omega t)\)
B. Năng lượng từ trường Wt =\(\frac{{L{i^2}}}{2} = \frac{{Q_0^2}}{{2C}}{\cos ^2}\omega t = \frac{{Q_0^2}}{{4C}}(1 - \cos 2\omega t)\)
C. Năng lượng dao động: W= WL +WC =\(\frac{{Q_0^2}}{{2C}}\) = const
D. Năng lượng dao động: W= WL +WC = \(\frac{{LI_0^2}}{2} = \frac{{L{\omega ^2}Q_0^2}}{2} = \frac{{Q_0^2}}{{2C}}\)
Câu 3: Công thức tính năng lượng điện từ của mạch dao động LC là
\(\begin{array}{l}
A.{\rm{W}} = \frac{{Q_0^2}}{{2L}}\\
B.{\rm{W}} = \frac{{Q_0^2}}{{2C}}\\
C.{\rm{W}} = \frac{{Q_0^2}}{L}\\
D.{\rm{W}} = \frac{{Q_0^2}}{C}
\end{array}\)
Câu 4: Biểu thức nào liên quan đến dao động điện từ sau đây là không đúng ?
A. Tần số của dao động điện từ tự do là f =\(\frac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }}\)
B. Tần số góc của dao động điện từ tự do là ω =\(\sqrt[]{{LC}}\)
C. Năng lượng điện trường tức thời WC =\(\frac{{C{u^2}}}{2}\)
D. Năng lượng từ trường tức thời:\({W_L} = \frac{{L{i^2}}}{2}\)
Câu 5: Nhận xét nào sau đây về đặc điểm của mạch dao động điện từ điều hoà LC là không đúng?
A. Điện tích trong mạch biến thiên điều hoà.
B. Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu ở tụ điện.
C. Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu ở cuộn cảm.
D. Tần số dao động của mạch thay đổi.
Câu 6: Một mạch dao động điện từ LC, có điện trở thuần không đáng kể. Điện áp giữa hai bản tụ biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số f. Phát biểu nào sau đây là sai ? Năng lượng điện từ
A. bằng năng lượng từ trường cực đại. B. không thay đổi.
C. biến thiên tuần hoàn với tần số f. D. bằng năng lượng điện trường cực đại.
Câu 7: Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích trên tụ điện biến thiên với chu kỳ T. Năng lượng điện trường ở tụ điện
A. biến thiên tuần hoàn với chu kì T. B. biến thiên tuần hoàn với chu kì T/2.
C. biến thiên tuần hoàn với chu kì 2T. D. không biến thiên theo thời gian.
Câu 8: Nhận xét nào sau đây liên quan đến năng lượng điện từ của mạch dao động là đúng ? Điện tích trong mạch dao động lí tưởng biến đổi với chu kỳ T thì
A. Năng lượng điện trường biến đổi với chu kỳ 2T.
B. Năng lượng từ trường biến đổi với chu kỳ 2T.
C. Năng lượng điện trường biến đổi với chu kỳ T/2.
D. Năng lượng điện từ biến đổi với chu kỳ T/2.
Câu 9: Cường độ dòng điện trong mạch dao động lí tưởng biến đổi với tần số f. Phát biểu nào sau đây là không đúng ?
A. Năng lượng điện trường biến đổi với tần số 2f.
B. Năng lượng từ trường biến đổi với tần số 2f.
C. Năng lượng điện từ biến đổi với tần sồ f/2.
D. Năng lượng điện từ không biến đổi.
Câu 10: Một mạch dao động điện từ LC, có điện trở thuần không đáng kể. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số f. Phát biểu nào sau đây là sai ?
A. Năng lượng điện từ bằng năng lượng từ trường cực đại.
B. Năng lượng điện từ biến thiên tuần hoàn với tần số f.
C. Năng lượng điện trường biến thiên tuần hoàn với tần số 2f.
D. Năng lượng điện từ bằng năng lượng điện trường cực đại.
Câu 11: Trong mạch dao động LC có điện trở thuần bằng không thì
A. Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kỳ bằng nửa chu kỳ dao động riêng của mạch.
B. Năng lượng điện trường tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của mạch.
C. Năng lượng từ trường tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kỳ bằng nửa chu kỳ dao động riêng của mạch.
D. Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của mạch.
Câu 12: Nhận xét nào sau đây liên quan đến năng lượng điện từ của mạch dao động là sai ?
A. Năng lượng của mạch dao động gồm năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm.
B. Tại mọi thời điểm, tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường là không đổi.
C. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến đổi tuần hoàn không theo một tần số chung.
D. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến đổi tuần hoàn với chu kỳ T/2.
Câu 13: Cho mạch LC dao động với chu kỳ T = 4.10–2 (s). Năng lượng từ trường trong cuộn dây thuần cảm L biến thiên điều hoà với chu kỳ T’ có giá trị bằng
A. T’ = 8.10–2 (s). B. T’ = 2.10–2 (s).
C. T’ = 4.10–2 (s). D. T’ = 10–2 (s).
Câu 14: Trong mạch dao động LC lý tưởng, gọi i và u là cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây tại một thời điểm nào đó, I0 là cường độ dòng điện cực đại trong mạch. Hệ thức biểu diễn mối liên hệ giữa i, u và I0 là
\(\begin{array}{l}
A.\left( {I_0^2 + {i^2}} \right)\frac{L}{C} = {u^2}\\
B.\left( {I_0^2 - {i^2}} \right)\frac{C}{L} = {u^2}\\
C.\left( {I_0^2 - {i^2}} \right)\frac{L}{C} = {u^2}\\
D.\left( {I_0^2 + {i^2}} \right)\frac{C}{C} = {u^2}
\end{array}\)
Câu 15: Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C đang thực hiện dao động điện từ tự do. Gọi U0 là điện áp cực đại giữa hai bản tụ; u và i là điện áp giữa hai bản tụ và cường độ dòng điện trong mạch tại thời điểm t. Hệ thức nào dưới đây được viết đúng?
\(\begin{array}{l}
A.{i^2} = LC\left( {U_0^2 - {u^2}} \right)\\
B.{i^2} = \frac{C}{L}\left( {U_0^2 - {u^2}} \right)\\
C.{i^2} = \sqrt {LC} \left( {U_0^2 - {u^2}} \right)\\
D.{i^2} = \frac{L}{C}\left( {U_0^2 - {u^2}} \right)
\end{array}\)
Câu 16: Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có L và một tụ điện có điện dung C thực hiện dao động điện từ không tắt. Giá trị cực đại của hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện bằng Uo. Giá trị cực đại của cường độ dòng điện trong mạch là
\(\begin{array}{l}
A.{I_0} = {U_0}\sqrt {LC} \\
B.{I_0} = {U_0}\sqrt {\frac{L}{C}} \\
C.{I_0} = {U_0}\sqrt {\frac{C}{L}} \\
D.{I_0} = \frac{{{U_0}}}{{\sqrt {LC} }}
\end{array}\)
Câu 17: Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C đang thực hiện dao động điện từ tự do. Gọi Qo là điện tích cực đại giữa hai bản tụ; q và i là điện tích và cường độ dòng điện trong mạch tại thời điểm t. Hệ thức nào dưới đây là đúng?
\(\begin{array}{l}
A.i = \sqrt {LC\left( {Q_0^2 - {q^2}} \right)} \\
B.i = \sqrt {\frac{{\left( {Q_0^2 - {q^2}} \right)}}{{LC}}} \\
C.i = \frac{{\sqrt {\left( {Q_0^2 - {q^2}} \right)} }}{{LC}}\\
D.i = \sqrt {\frac{{C\left( {Q_0^2 - {q^2}} \right)}}{L}}
\end{array}\)
Câu 18: Một mạch dao động gồm một cuộn dây có độ tự cảm L = 5 (mH) và tụ điện có điện dung C = 50 (μF). Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là U0 = 10 V. Năng lượng của mạch dao động là:
A. W = 25 mJ. B. W = 106 J. C. W = 2,5 mJ. D. W = 0,25 mJ.
Câu 19: Trong mạch dao động lý tưởng, tụ điện có điện dung C = 5 (μF), điện tích của tụ có giá trị cực đại là 8.10–5 C. Năng lượng dao động điện từ trong mạch là
A. 6.10–4 J. B. 12,8.10–4 J. C. 6,4.10–4 J. D. 8.10–4 J.
Câu 20: Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ trong khung dao động bằng U0 = 6 V, điện dung của tụ bằng C = 1 μF. Biết dao động điện từ trong khung năng lượng được bảo toàn, năng lượng từ trường cực đại tập trung ở cuộn cảm bằng
A. W = 18.10–6 J. B. W = 0,9.10–6 J. C. W = 9.10–6 J. D. W = 1,8.10–6 J.
Câu 21: Một tụ điện có điện dung C = 8 (nF) được nạp điện tới điện áp U0 = 6 V rồi mắc với một cuộn cảm có L = 2 mH. Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm là
A. I0 = 0,12 A. B. I0 = 1,2 mA. C. I0 = 1,2 A. D. I0 = 12 mA.
Câu 22: Một mạch dao động LC gồm tụ điện có điện dung C = 10 (pF) và cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L = 10,13 (mH). Tụ điện được tích điện đến hiệu điện thế cực đại là U0 = 12 V. Sau đó cho tụ điện phóng điện qua mạch. Năng lượng cực đại của điện trường nhận giá trị nào ?
A. W = 144.10–11 J. B. W = 144.10–8 J. C. W = 72.10–11 J. D. W = 72.10–8 J.
Câu 23: Cho 1 mạch dao động gồm tụ điện C = 5 (μF) và cuộn dây thuần cảm kháng có L = 50 (mH). Tính năng lượng của mạch dao động khi biết hiệu điện thế cực đại trên tụ điện là U0 = 6 V.
A. W = 9.10–5 J. B. W = 6.10–6 J. C. W = 9.10–4 J. D. W = 9.10–6 J.
Câu 24: Mạch dao động điện từ điều hoà LC gồm tụ điện C = 30 (nF) và cuộn cảm L = 25 (mH). Nạp điện cho tụ điện đến hiệu điện thế 4,8 V rồi cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là
A. I = 3,72 mA. B. I = 4,28 mA. C. I = 5,2 mA. D. I = 6,34 mA.
Câu 25: Trong mạch LC lý tưởng cho tần số góc ω = 2.104 rad/s, L = 0,5 (mH), hiệu điện thế cực đại trên hai bản tụ U0 = 10 V. Năng lượng điện từ của mạch dao động là
A. W = 25 J. B. W = 2,5 J. C. W = 2,5 mJ. D. W = 2,5.10–4 J.
Câu 26: Một mạch dao động LC có điện trở thuần không đáng kể, tụ điện có điện dung C = 0,05 (μF). Dao động điện từ riêng (tự do) của mạch LC với hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện bằng U0 = 6 V. Khi hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện là u = 4 V thì năng lượng từ trường trong mạch bằng
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 = 6 (μF) và cuộn cảm thuần. Biết giá trị cực đại của điện áp giữa hai đầu tụ điện là U0 = 14 V. Tại thời điểm điện áp giữa hai bản của tụ là u = 8 V, năng lượng từ trường trong mạch bằng:
A. WL = 588 μJ. B. WL = 396 μJ. C. WL = 39,6 μJ. D. WL = 58,8 μJ.
Câu 28: Mạch dao động LC có L = 0,2 H và C = 10 μF thực hiện dao động tự do. Biết cường độ cực đại của dòng điện trong mạch là I0 = 0,012 A. Khi giá trị cường độ dòng tức thời là i = 0,01 A thì giá trị hiệu điện thế là
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) và cuộn dây có độ tự cảm L = 5 (mH). Điện áp cực đại trên tụ điện là U0 = 6 V. Cường độ dòng điện trong mạch tại thời điểm điện áp trên tụ điện bằng u = 4 V là
A. i = 0,32A. B. i = 0,25A. C. i = 0,6A. D. i = 0,45A.
Câu 30: Khi trong mạch dao động LC có dao động tự do. Hiệu điện thế cực đại giữa 2 bản tụ là U0 = 2 V. Tại thời điểm mà năng lượng điện trường bằng 2 lần năng lượng từ trường thì hiệu điện thế giữa 2 bản tụ là
A. u = 0,5 V. B. u = 2/3V. C. u = 1 V. D. u = 1,63 V.
Câu 31: Một mạch dao động LC, gồm tụ điện có điện dung C = 8 (nF) và một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2 (mH). Biết hiệu điện thế cực đại trên tụ U0 = 6 V. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 6 (mA), thì hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn cảm gần bằng
A. 4 V. B. 5,2 V. C. 3,6 V. D. 3 V.
Câu 32: Trong mạch dao động LC có dao động điện từ tự do (dao động riêng) với tần số góc 104 rad/s. Điện tích cực đại trên tụ điện là Q0 = 10–9 C. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng I0 = 6.10–6 A thì điện tích trên tụ điện là
A. q = 8.10–10 C. B. q = 4.10–10 C. C. q = 2.10–10 C. D. q = 6.10–10 C.
Câu 33: Dao động điện từ trong mạch là dao động điều hoà. Khi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm bàng uL = 1,2 V thì cường độ dòng điện trong mạch bằng i = 1,8 (mA).Còn khi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm bằng uL = 0,9 V thì cường độ dòng điện trong mạch bằng i = 2,4 (mA). Biết độ tự cảm của cuộn dây L = 5 (mH). Điện dung của tụ và năng lượng dao động điện từ trong mạch bằng
A. C = 10 (nF) và W = 25.10–10 J.
B. C = 10 (nF) và W = 3.10–10 J.
C. C = 20 (nF) và W = 5.10–10 J.
D. C = 20 (nF) và W = 2,25.10–8 J.
...
ĐÁP ÁN
| 01. D | 02. B | 03. B | 04. B | 05. D | 06. B | 07. B | 08. C | 09. C | 10. B |
| 11. A | 12. C | 13. B | 14. C | 15. B | 16. C | 17. B | 18. C | 19. C | 20. A |
| 21. D | 22. C | 23. A | 24. A | 25. D | 26. B | 27. B | 28. A | 29. D | 30. D |
| 31. B | 32. A | 33. D | 34. B | 35. C | 36. D | 37. D | 38. B | 39. C | 40. D |
| 41. B | 42. C | 43. D | 44. D | 45. C | 46. B | 47. D | 48. D | 49. C | 50. A |
| 51. C | 52. A | 53. C | 54. D | 55. D | 56. C | 57. A | 58. D | 59. D | 60. D |
| 61. C | 62. D | 63. A | 64. A | 65. B | 66. D | 67. B | 68. C | 69. B | 70. B |
| 71. A | 72. C | 73. B | 74. D | 75. C | 76. B | 77. D | 78. C | 79. C | 80. A |
| 81. B | 82. D | 83. A | 84. C | 85. A | 86. B | 87. C | 88. D | 89. A | 90. D |
| 91. B | 92. C | 93. A | 94. D | 95. B | 96. C | 97. D | 98. C | 99. C | 100. D |
| 101. A | 102. D | 103. B |
|
|
|
|
|
|
|
--(Nội dung đầy đủ và chi tiết, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về)--
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Tổng ôn về chủ đề Năng lượng điện từ trong mạch dao động môn Vật Lý 12 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc 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.
