50 câu trắc nghiệm Dao động và sóng điện từ nâng cao
-
690 lượt thi
-
25 câu hỏi
-
30 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Trong mạch dao động LC nếu điện tích cực đại trên tụ là Q và cường độ cực đại trong khung là I thì chu kì dao động diện trong mạch là:
Chọn C.
Tần số góc dao động của mạch dao động điện từ:
Chu kỳ:
Câu 2:
Mạch dao động lý tưởng LC. Dùng nguồn điện một chiều có suất điện động 10 V cung cấp cho mạch một năng lượng 25 μJ bằng cách nạp điện cho tụ thì dòng điện tức thời trong mạch cứ sau khoảng thời gian π/4000 s lại bằng không. Xác định độ tự cảm cuộn dây.
Chọn B.
Cứ sau khoảng thời gian t = thì i = 0, do đó
Câu 3:
Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng đang thực hiện dao động điện từ tự do. Điện tích cực đại trên một bản tụ là 2.10-6 C, cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 0,1π A. Chu kì dao động điện từ tự do trong mạch bằng:
Chọn D
Tần số góc của mạch dao động điện từ:
Chu kì dao động của mạch điện từ tự do:
Câu 4:
Sóng điện từ
Chọn B
Sóng điện từ có cùng tính chất với sóng cơ học nên mang năng lượng.
Câu 5:
Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có điện trở thuần 0,5 Ω, độ tự cảm 275 μH và một tụ điện có điện dung 4200 pF. Hỏi phải cung cấp cho mạch một công suất là bao nhiêu để duy trì dao động của nó với hiệu điện thế cực đại trên tụ là 6V
Chọn A.
Cần cung cấp cho mạch công suất:
Câu 6:
Ba mạch dao động điện từ LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với các cường độ dòng điện tức thời trong ba mạch lần lượt là (mA), (mA) và (mA). Tổng điện tích trên ba bản tụ trong ba mạch ở cùng một thời điểm có giá trị lớn nhất bằng
Chọn D
Sử dụng số phức dạng lượng giác, dùng máy tính Casio fx 570VN Plus ta được
Câu 7:
Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ1 = 60m. Khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ2 = 80m. Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng là
Chọn A.
Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng
Khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng .
Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng là ,
với , từ (1) đến (4) ta suy ra
Câu 8:
Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 6kHz. Khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là f2 = 8kHz. Khi mắc C1 song song C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là
Chọn A.
Tần số dao động của mạch là
→ C tỷ lệ với 1/f2
Mắc C1 song song C2 → C = C1 + C2 →1/f2 = 1/f12 + 1/f22 →f = 4,8Hz
Câu 9:
Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 6kHz. Khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là f2 = 8kHz. Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là
Chọn C.
Tần số dao động của mạch là
→ f2 tỷ lệ với 1/C
Mắc C1 nối tiếp C2 → 1/C = 1/C1 + 1/C2 →f2 = f12 + f22 →f = 10kHz.
Câu 10:
Một mạch dao động gồm tụ điện C = 0,5μF và cuộn dây L = 5mH, điện trở thuần của cuộn dây là R = 0,1Ω. Để duy trì dao động trong mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ là 5V ta phải cung cấp cho mạch một công suất là:
Chọn B.
Khi hiệu điện thế cực đại trên tụ là 5V thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là = 0,035355A.
Công suất tiêu thụ trong mạch là
P = RI2 = 1,25.10-4W = 0,125mW.
Muốn duy trì dao động trong mạch thì cứ sau mỗi chu kì dao động ta phải cung cấp một phần năng lượng bằng phần năng lượng đã bị mất tức là ta phải cung cấp một công suất đúng bằng 0,125mW.
Câu 11:
Ang ten sử dụng một mạch dao động LC lý tưởng để thu sóng điện từ, trong đó cuộn dây có L không 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 =1F thì suất điện động cảm ứng hiệu dụng trong mạch do sóng điện từ tạo ra là E1 = 4,5V, khi điện dung của tụ điện C2 = 9F thì suất điện động cảm ứng hiệu dụng do sóng điện từ tạo ra là
Chọn A.
Từ thông xuất hiện trong mạch
Suất điện động cảm ứng xuất hiện
với tần số góc của mạch dao động
là suất điện động hiệu dụng xuất hiện trong mạch
Câu 12:
Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn thuần cảm và hai tụ điện giống nhau mắc nối tiếp hai bản của một tụ được nối với nhau bằng một khóa K. Ban đầu khóa K mở, cung cấp năng lượng cho mạch dao động thì điện áp cực đại giữa 2 đầu cuộn dây là 8V. Sau đó đúng vào lúc thời điểm dòng điện qua cuộn dây có cường độ bằng giá trị hiệu dụng thì đóng khóa K. Điện áp cực đại giữa 2 đầu cuộn dây sau khi K đóng
Chọn A.
Gọi C là điện dung của mỗi tụ, U0 là điện áp cực đại giữa 2 đầu cuộn dây trước khi đóng K (= điện áp cực đại của bộ tụ)
→ Điện dung của bộ 2 tụ ghép nối tiếp là: Cb = C/2
Năng lượng ban đầu của mạch:
Ngay tại thời điểm, ta có:
Năng lượng của cuộn cảm
Năng lượng của mỗi tụ điện: WC1 = WC2 = 0,5(W0 - WL) = 24C.
Ngay sau khi đóng khóa K, một trong hai tụ bị đoản mạch (giả sử tụ C2), phóng năng lượng ra ngoài.
Năng lượng của mạch dao động sau khi đóng khoá K là:
Câu 13:
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 bộ 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?
Chọn A.
Năng lượng ban đầu của mạch:
W0 = = WC1 + WC2 + WL (Ở đây WC1 = WC2, do 2 tụ giống nhau).
Vào lúc WC1 + WC2 = WL = W0/2, nối tắt một tụ (giả sử tụ C2), năng lượng của mạch sau đó là:
W = WC1 + WL = W0 = = W' =.
Do đó
Câu 14:
Hai tụ điện C1 = C2 mắc song song. Nối hai đầu bộ tụ với ắc qui có suất điện động E = 6V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L để tạo thành 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
Chọn C.
Gọi C0 là điện dung của mỗi tụ điện.
Năng lượng của mạch dao động khi chưa ngắt tụ C2 là:
Khi , năng lượng từ trường , khi đó năng lượng điện trường
→ năng lượng điện trường của mỗi tụ là: WC1 =WC2 = 13,5C0
Sau khi ngắt một tụ năng lượng còn lại của mạch là:
mà
Câu 15:
Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến gồm một cuộn dây và một tụ xoay. Điện trở thuần của mạch là R (R có giá trị rất nhỏ). Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị Co để bắt được sóng điện từ có tần số góc ω. Sau đó xoay tụ một góc nhỏ để suất điện động cảm ứng có giá trị hiệu dụng không đổi nhưng cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch thì giảm xuống n lần. Hỏi điện dung của tụ thay đổi một lượng bao nhiêu?
Chọn B
Để bắt được sóng điện từ tần số góc w, cần phải điều chỉnh tụ điện C đến giá trị C0 thì trong mạch dao động điện từ có hiện tượng cộng hưởng:
Suất điện động xuất hiện trong mạch có giá trị hiệu dụng E.
Tổng trở tăng lên (với DC độ biến dung của tụ điện)
Cường độ hiệu dụng trong mạch
Vì R rất nhỏ nên R2 » 0 và tụ xoay một góc nhỏ nên
Câu 16:
Mạch chọn sóng của một máy thu thanh gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2.9H và tụ điện có điện dung C = 490pF. Để máy thu được dải sóng từ λm = 10m đến λM = 50m, người ta ghép thêm một tụ xoay CV biến thiên từ Cm = 10pF đến CM = 490pF. Muốn mạch thu được sóng có bước sóng λ= 20m, thì phải xoay các bản di động của tụ CV từ vị trí ứng với điện dung cực đại CM một góc là:
Chọn C.
Khi chưa mắc tụ xoay sóng mà máy có thể thu được
Để thu được dải sóng từ
đến cần phải giảm điện dung của tụ, cần phải mắc nối tiếp thêm tụ xoay Cv.
Điện dung của bộ tụ:
Để thu được sóng có bước sóng
Nếu tính từ vị trí ứng với điện dung cực đại CM thì góc xoay là β = 1680
Câu 17:
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:
Chọn C.
Gọi Q0 là điện tích cực đại trong mạch
Năng lượng ban đầu của mạch
Khi năng lượng cuộn cảm triệt tiêu
(2 tụ ghép nối tiếp)
Ta có: và
Khi đóng khóa K thì năng lượng toàn phần của mạch W’0 = WC2 = 2W0/3
Câu 18:
Mạch dao động LC đang thực hiện dao động điện từ tự do với chu kỳ T. Tại thời điểm nào đó dòng 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
Chọn C.
Tại thời điểm t1 bất kỳ, ta luôn có q1 và i1 vuông pha nhau
Tại thời điểm t1 + 3T/4, q1 và q2 vuông pha nhau
Từ (1) và (2)
Câu 19:
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 năng 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?
Chọn C.
Gọi Uo 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. Hai tụ ghép nối tiếp → Cb = C/2
Năng lượng ban đầu của mạch dao động
Khi năng lượng điện trường trong tụ gấp đôi năng lượng từ trường trong cuộn cảm, thì:
WC1 + WC2 = 2WL → WC1 = WC2 = 2WL = W0.
Khi một tụ (giả sử tụ C1) bị đánh thủng hoàn toàn thì năng lượng của mạch
Mặt khác
Câu 20:
Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp năng lượng từ trường bằng ba lần năng lượng điện trường là 10-4s. Thời gian giữa ba lần liên tiếp dòng điện trên mạch có giá trị lớn nhất là
Chọn D.
Sử dụng vòng tròn biểu thị dao động điều hòa cho điện tích q, ta thấy thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp năng lượng từ trường bằng ba lần năng lượng điện trường là ∆t = T/6
→ T = 6.10-4 s
Thời gian giữa 3 lần liên tiếp dòng điện trên mạch có giá trị cực đại chính là 2T = 1,2.10-4
Câu 21:
Một tụ xoay có điện dung tỉ lệ theo hàm bậc nhất với góc quay các bản tụ. Tụ có giá trị điện dung C biến đổi giá trị C1 = 120pF đến C2 = 600pF ứng với góc quay của các bản tụ là α các bản tăng dần từ 200 đến 1800. Tụ điện được mắc với một cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L =2µH để làm thành mạch dao động ở lối vào của một máy thu vô tuyến điện. Để bắt được sóng 58,4m phải quay các bản tụ thêm một góc α là bao nhiêu tính từ vị trí điện dung C bé nhất
Chọn C
Tụ xoay có điện dung tỉ lệ theo hàm bậc nhất với góc quay các bản tụ nên điện dung của tụ điện:
Câu 22:
Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và một bộ tụ gồm tụ C0 cố định ghép song song với tụ xoay Cx. Tụ xoay Cx có điện dung biến thiên từ C1=20pF đến C2=320pF khi góc xoay biến thiên từ được từ 00 đến 1500. Nhờ vậy mạch thu được sóng điện từ có bước sóng từ λ1=10m đến λ2=40m. Biết điện dung của tụ xoay là hàm bậc nhất của góc xoay. Để mạch thu được sóng điện từ có bước sóng λ=20m thì góc xoay của bản tụ là:
Chọn A
Áp dụng công thức:
Điện dung của tụ xoay là hàm bậc nhất của góc xoay nên ta có:
Điện dung của bộ tụ: CB = C0 + Cx
Vì điện dung C tỷ lệ với λ2, nên ta có dãy tỷ số
Từ và C0 = 0 → CB = Cx = 0,2. 400 = 80 pF
Mà Cx = 20 + 2a = 80 → a = 300.
Câu 23:
Một tụ xoay gồm 10 tấm, diện tích đối diện giữa 2 bản là S = 3,14cm2, khoảng cách giữa 2 tấm liên tiếp là d = 0,5mm, giữa các bản là không khí. Tụ này được mắc vào 2 đầu của 1 cuộn dây thuần cảm có L=5mH. Bước sóng điện từ mà khung này thu được là:
Chọn D
Điện dung của một tụ
Điện dung của bộ tụ xoay (gồm 9 tụ mắc song song)
Bước sóng điện từ mà khung này thu được
Câu 24:
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 dòng 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:
Chọn A
Điện dung của bộ tụ C = 2C0. Điện tích của bộ tụ Q0 = E.C = 6C0
Năng lượng ban đầu của mạch
Khi i = I0/2 thì
Năng lượng của hai tụ khi đó
Mặt khác khi hai tụ mắc nối tiếp
Sau khi nối tắt tụ C1 năng lượng của mạch LC2 là: W = WL + WC2 = 4,5C0
Mặt khác
Câu 25:
Một tụ điện xoay có điện dung tỉ lệ thuận với góc quay các bản tụ. Tụ có giá trị điện dung C biến đổi giá trị C1=10pF đến C2 = 490pF ứng với góc quay của các bản tụ là α các bản tăng dần từ 00 đến 1800. Tụ điện được mắc với một cuộn dây có hệ số tự cảm L = 2H để làm thành mạch dao động ở lối vào của 1 một máy thu vô tuyến điện. Để bắt được sóng 19,2m phải quay các bản tụ một góc α là bao nhiêu tính từ vị trí điện dung C bé nhất.
Chọn C
Điện dung của tụ điện:
(a là góc quay kể từ C1 = 10 pF)