Bài tập trắc nghiệm sóng điện từ có hướng dẫn giải chi tiết

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM SÓNG ĐIỆN TỪ CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT

Chủ đề 1: Mạch dao động, dao động điện từ.

Câu 4.1. Chọn phương án Đúng. Dao động điện từ trong mạch LC là quá trình:

A. biến đổi không tuần hoàn của điện tích trên tụ điện.

B. biến đổi theo hàm số mũ của chuyển động.

C. chuyển hoá tuần hoàn giữa năng lượng từ trường và năng lượng điện trường.

D. bảo toàn hiệu điện thế giữa hai bản cực tụ điện.

Câu 4.2. Trong một mạch dao động LC có tụ điện là 5μF, cường độ tức thời của dòng điện là

i = 0,05sin2000t(A). Độ tự cảm của tụ cuộn cảm là:

A. 0,1H.                     B. 0,2H.                     C. 0,25H.                 D. 0,15H.

Câu 4.3. Trong một mạch dao động LC có tụ điện là 5μF, cường độ tức thời của dòng điện là

i = 0,05sin2000t(A). Biểu thức điện tích trên tụ là:

A. q = 2.10^-5sin(2000t - π/2)(A).                  B. q = 2,5.10^-5sin(2000t - π/2)(A).

C. q = 2.10^-5sin(2000t - π/4)(A).                  D. q = 2,5.10^-5sin(2000t - π/4)(A).

Câu 4.4. Một mạch dao động LC có năng lượng 36.10^-6J và điện dung của tụ điện C là 25mF. Khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 3V thì năng lượng tập trung ở cuộn cảm là:

A. W_L = 24,75.10^-6J.                                   B. W_L = 12,75.10^-6J.

C. W_L = 24,75.10^-5J.                                    D. W_L = 12,75.10^-5J.

Câu 4.5. Dao động điện từ tự do trong mạch dao động là một dòng điện xoay chiều có:

A. Tần số rất lớn.                                         B. Chu kỳ rất lớn.

C. Cường độ rất lớn.                                    D. Hiệu điện thế rất lớn.

Câu 4.6.Chu kỳ dao động điện từ tự do trong mạch dao động L, C được xác định bởi hệ thức nào dưới đây:

A. \(T=2\pi \sqrt{\frac{L}{C}}\) ;          B. \(T=2\pi \sqrt{\frac{C}{L}}\) .        C.\(T=\frac{2\pi }{\sqrt{LC}}\) ;          D. \(T=2\pi \sqrt{LC}\).

Câu 4.7. Tìm phát biểu sai về năng lượng trong mạch dao động LC:

A. Năng lượng của mạch dao động gồm có năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm.

B. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên điều hoà với tần số của dòng điện xoay chiều trong mạch.

C. Khi năng lượng điện trường trong tụ giảm thì năng lượng từ trường trong cuộn cảm tăng lên và ngược lại.

D. Tại mọi thời điểm, tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường là không đổi, nói cách khác, năng lượng của mạch dao động được bảo toàn.

Câu 4.8. Nếu điện tích trên tụ của mạch LC biến thiên theo công thức q = q₀sinωt. Tìm biểu thức sai trong các biểu thức năng lượng của mạch LC sau đây:

A. Năng lượng điện: \(W_{d}=\frac{Cu^{2}}{2}=\frac{qu}{2}=\frac{q^{2}}{2C}=\frac{{Q_{0}}^{2}}{2C}sin^{2}\omega t=\frac{{Q_{0}}^{2}}{4C}(1-cos2\omega t)\)

B. Năng lượng từ: \(W_{t}=\frac{Li^{2}}{2}=\frac{{Q_{0}}^{2}}{C}cos^{2}\omega t=\frac{{Q_{0}}^{2}}{2C}(1+cos2\omega t)\);

C. Năng lượng dao động: \(W=W_{d}+W_{t}=\frac{{Q_{0}}^{2}}{2C}=const\) ;

D. Năng lượng dao động: \(W=W_{d}+W_{t}=\frac{L{I_{0}}^{2}}{2}=\frac{L\omega ^{2}{Q_{0}}^{2}}{2}=\frac{{Q_{0}}^{2}}{2C}\).

Câu 4.9. Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung 0,1μF và một cuộn cảm có hệ số tự cảm 1mH. Tần số của dao động điện từ riêng trong mạch sẽ là:

A. 1,6.10⁴ Hz;            B. 3,2.10⁴Hz;               C. 1,6.10³ Hz;            D. 3,2.10³ Hz.

Câu 4.10. 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 U_max. Giá trị cực đại của cường độ dòng điện trong mạch là:

A. \(I_{max}=U_{max}\sqrt{LC}\) ;                               B.\(I_{max}=U_{max}\sqrt{\frac{L}{C}}\) ;

C. \(I_{max}=U_{max}\sqrt{\frac{C}{L}}\) ;                                 D. \(I_{max}=\frac{U_{max}}{\sqrt{LC}}\) .

Câu 4.11. Mạch dao động điện từ điều hoà có cấu tạo gồm:

A. nguồn điện một chiều và tụ điện mắc thành mạch kín.

B. nguồn điện một chiều và cuộn cảm mắc thành mạch kín.

C. nguồn điện một chiều và điện trở mắc thành mạch kín.

D. tụ điện và cuộn cảm mắc thành mạch kín.

Câu 4.12. Mạch dao động điện từ điều hoà LC có chu kỳ

A. phụ thuộc vào L, không phụ thuộc vào C.

B. phụ thuộc vào C, không phụ thuộc vào L.

C. phụ thuộc vào cả L và C.

D. không phụ thuộc vào L và C.

Câu 4.13. Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch

A. tăng lên 4 lần.             B. tăng lên 2 lần.           C. giảm đi 4 lần.           D. giảm đi 2 lần.

Câu 4.14. Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C. Khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 2 lần và giảm điện dung của tụ điện đi 2 lần thì tần số dao động của mạch

A. không đổi.                   B. tăng 2 lần.                  C. giảm 2 lần.              D. tăng 4 lần.

Câu 4.15. Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C và cuộn cảm L, dao động tự do với tần số góc

A. \(\omega =2\pi \sqrt{LC}\) ;          B. \(\omega =\frac{2\pi }{\sqrt{LC}}\) ;             C. \(\omega = \sqrt{LC}\);           D.\(\omega =\frac{1 }{\sqrt{LC}}\)

Câu 4.16. 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 phụ thuộc vào điện tích của tụ điện.

Câu 4.17. Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,05sin2000t(A). Tần số góc dao động của mạch là

A. 318,5rad/s.                  B. 318,5Hz.                       C. 2000rad/s.                D. 2000Hz.

Câu 4.18. Mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 2mH và tụ điện có điện dung C = 2pF, (lấy π² = 10). Tần số dao động của mạch là

A. f = 2,5Hz.                   B. f = 2,5MHz.                   C. f = 1Hz.                   D. f = 1MHz.

Câu 4.19. Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,02cos2000t(A). Tụ điện trong mạch có điện dung 5μF. Độ tự cảm của cuộn cảm là

A. L = 50mH.                  B. L = 50H.                        C. L = 5.10^-6H.            D. L = 5.10^-8H.

Câu 4.20. Mạch dao động điện từ điều hoà LC gồm tụ điện C = 30nF và cuộn cảm L =25mH. Nạp điện cho tụ điện đến hiệu điện thế 4,8V rồi cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là

A. I = 3,72mA.                B. I = 4,28mA.                 C. I = 5,20mA.               D. I = 6,34mA.

Câu 4.21. Mạch dao động LC có điện tích trong mạch biến thiên điều hoà theo phương trình q = 4cos(2π.10⁴t)μC. Tần số dao động của mạch là

A. f = 10(Hz).                   B. f = 10(kHz).                C. f = 2π(Hz).                D. f = 2π(kHz).

Câu 4.22. Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C = 16nF và cuộn cảm L = 25mH. Tần số góc dao động của mạch là

A. ω = 200Hz.                  B. ω = 200rad/s.               C. ω = 5.10^-5Hz.             D. ω = 5.10⁴rad/s.

Câu 4.23. Tụ điện của mạch dao động có điện dung C = 1μF, ban đầu được tích điện đến hiệu điện thế 100V, sau đó cho mạch thực hiện dao động điện từ tắt dần. Năng lượng mất mát của mạch từ khi bắt đầu thực hiện dao động đến khi dao động điện từ tắt hẳn là bao nhiêu?

A. ΔW = 10mJ.                B. ΔW = 5mJ.                   C. ΔW = 10kJ.                D. ΔW = 5kJ

Câu 4.24. 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.

Chủ đề 2: Điện từ trường.

Câu 4.25. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về điện từ trường?

A. Khi từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy.

B. Khi điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường xoáy.

C. Điện trường xoáy là điện trường mà các đường sức là những đường cong.

D. Từ trường xoáy có các đường sức từ bao quanh các đường sức điện.

Câu 4.26. Chọn câu Đúng. Trong điện từ trường, các vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn:

A. cùng phương, ngược chiều.                             B. cùng phương, cùng chiều.

C. có phương vuông góc với nhau.                      D. có phương lệch nhau góc 45⁰.

Câu 4.27. Chọn phương án Đúng. Trong mạch dao động LC, dòng điện dịch trong tụ điện và dòng điện trong cuộn cảm có những điểm giống nhau là:

A. Đều do các êléctron tự do tạo thành.                

B. Đều do các điện rích tạo thành.

C. Xuất hiện trong điện trường tĩnh.                     

D. Xuất hiện trong điện trường xoáy.

Câu 4.28. Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Điện trường tĩnh là điện trường có các đường sức điện xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm.

B. Điện trường xoáy là điện trường có các đường sức điện là các đường cong kín.

C. Từ trường tĩnh là từ trường do nam châm vĩnh cửu đứng yên sinh ra.

D. Từ trường xoáy là từ trường có các đường sức từ là các đường cong kín

Câu 4.29. Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Một từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy.

B. Một điện trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian, nó sinh ra một từ trường xoáy.

C. Một từ trường biến thiên tăng dần đều theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy biến thiên.

D. Một điện trường biến thiên tăng dần đều theo thời gian, nó sinh ra một từ trường xoáy biến thiên.

Câu 4.30. Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Dòng điện dẫn là dòng chuyển độngcó hướng của các điện tích.

B. Dòng điện dịch là do điện trường biến thiên sinh ra.

C. Có thể dùng ampe kế để đo trực tiếp dòng điện dẫn.

D. Có thể dùng ampe kế để đo trực tiếp dòng điện dịch.

II. Hướng dẫn giải và trả lời chương 4

Câu 4.1. Chọn C.

Hướng dẫn: trong mạch dao động có sự chuyển hoá giữa năng lượng điện trường và từ trường, tổng năng lượng trong mạch không đổi.

Câu 4.2. Chọn A.

Hướng dẫn: \(L=\frac{1}{\omega ^{2}C}=0,1H\)

Câu 4.3. Chọn B.

Hướng dẫn: i = q' từ đó tìm biểu thức của q

Câu 4.4. Chọn A.

Hướng dẫn: W = W_L + W_C. Tìm W_C rồi tìm W_L.

Câu 4.5. Chọn A.

Hướng dẫn: Tần số của dao động từ rất lớn, nó mang năng lượng lớn, chu kỳ nhỏ.

Câu 4.6. Chọn D.

Hướng dẫn: Dựa vào công thức tính chu kỳ ta tìm được công thức đó.

Câu 4.7. Chọn B.

Hướng dẫn: Năng lượng điện trường và từ trường biến thiên với tần số gấp đôi tần số dao động.

Câu 4.8. Chọn B.

Hướng dẫn: công thức thiếu số 2 ở mẫu.

Câu 4.9. Chọn C.

Hướng dẫn: Từ công thức tính tần \(f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\) số ta tìm được kết quả đó.

Câu 4.10. Chọn C.

Hướng dẫn: I₀ = ω.Q₀; U₀ = Q₀/C ta tìm được công thức đó.

Câu 4.11. Chọn D.

Hướng dẫn: Mạch dao động điện từ điều hoà LC có cấu tạo gồm tụ điện C và cuộn cảm L mắc thành mạch kín.

Câu 4.12. Chọn C.

Hướng dẫn:Chu kỳ dao động của mạch dao động LC là \(T=2\pi \sqrt{LC}\) như vậy chu kỳ T phụ thuộc vào cả độ tự cảm L của cuộn cảm và điện dung C của tụ điện.

Câu 4.13. Chọn B.

Hướng dẫn:Chu kỳ dao động của mạch dao động LC là \(T=2\pi \sqrt{LC}\) khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch tăng lên 2 lần.

Câu 4.14. Chọn A.

Hướng dẫn: Tần số dao động của mạch dao động LC là \(f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\) khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 2 lần và giảm điện dung của tụ điện xuống 2 lần thì tần số dao động của mạch không thay đổi.

Câu 4.15. Chọn D.

Hướng dẫn: Mạch dao động điện từ điều hoà có tần số góc \(\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}\) .

Câu 4.16. Chọn D.

Hướng dẫn: Mạch dao động điện từ điều hoà LC luôn có:

Điện tích trong mạch biến thiên điều hoà.

Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu ở tụ điện.

Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu ở cuộn cảm.

Tần số dao động của mạch là \(f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\)phụ thuộc vào hệ số tự cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện mà không phụ thuộc vào điện tích của tụ điện.

Câu 4.17. Chọn C.

Hướng dẫn: So sánh biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC là i = I₀sin(ωt) với biểu thức i = 0,05sin2000t(A). Ta thấy tần số góc dao động của mạch là ω = 2000rad/s.

Câu 4.18. Chọn B.

Hướng dẫn: áp dụng công thức tính tần số dao động của mạch \(f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\), thay L = 2mH = 2.10^-3H, C = 2pF = 2.10^-12F và π² = 10 ta được f = 2,5.10⁶H = 2,5MHz.

Câu 4.19. Chọn A.

Hướng dẫn: So sánh biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC là i = I₀sin(ωt) với biểu thức i = 0,02cos2000t(A) biến đổi i về dạng hàm sin ta được i = 0,02sin(2000t+ \(\frac{\pi }{2}\)). Ta thấy tần số góc dao động của mạch là ω = 2000rad/s.

áp dụng công thức tính tần số góc của mạch dao động LC:\(\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}\) ,

thay số C = 5μF = 5.10^-6F, ω = 2000rad/s ta được L = 50mH.

Câu 4.20. Chọn A.

Hướng dẫn: Phương trình điện tích trong mạch dao động là q = Q₀cos(ωt + φ), phương trình cường độ dòng điện trong mạch là i = q’ = - Q₀ωsin(ωt + φ) = I₀sin(ωt + φ), suy ra cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch được tính  \(I=\frac{Io}{\sqrt{2}}=\frac{Qo\omega }{\sqrt{2}}=\frac{CUo}{\sqrt{2LC}}=\sqrt{\frac{C}{2L}}Uo\)= 3,72.10^-3A = 3,72A.

Câu 4.21. Chọn B.

Hướng dẫn: So sánh phương trình điện tích q = Q₀cosωt với phương trình q = 4cos(2π.10⁴t)μC ta thấy tần số góc ω = 2π.10⁴(rad/s), suy ra tần số dao động của mạch là f = ω/2π = 10000Hz = 10kHz.

Câu 4.22. Chọn D.

Hướng dẫn: áp dụng công thức tính tần số góc \(\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}\),

với C = 16nF = 16.10^-9F và L = 25mH = 25.10^-3H.

Câu 4.23. Chọn B.

Hướng dẫn: Năng lượng ban đầu của tụ điện là W = \(\frac{1}{2}CU^{2}\) = 5.10^-3J = 5mJ. Khi dao động trong mạch tắt hẳn thì mạch không còn năng lượng. Năng lượng điện từ trong mạch đã bị mất mát hoàn toàn, tức là phần năng lượng bị mất mát là ΔW = 5mJ.

Câu 4.24. Chọn C.

Hướng dẫn: Muốn duy trì dao động điện từ trong mạch với tần số dao động riêng của mạch thì ta phải tạo ra dao động duy trì trong mạch tức là cứ sau mỗi chu kỳ ta lại cung cấp cho mạch một phần năng lượng bằng phần năng lượng đã bị mất mát trong chu kỳ đó. Cơ cấu để thực hiện nhiệm vụ này là máy phát dao động điều hoà dùng tranzito.

Câu 4.25. Chọn C.

Hướng dẫn: Đường sức điện trường và từ trường là đường tròn kín.

Câu 4.26. Chọn C.

Hướng dẫn: Điện trường và từ trường xoáy có các đường sức là đường tròn kín.

Câu 4.27. Chọn D.

Hướng dẫn: Xem liên hệ giữa điện trường biến thiên và tử trường biến thiên.

Câu 4.28. Chọn C.

Hướng dẫn: Hiện nay con người chưa tìm ra từ trường tĩnh. Từ trường do nam châm vĩnh cửu đứng yên sinh ra cũng là từ trường xoáy.

Câu 4.29. Chọn C.

Hướng dẫn: Một từ trường biến thiên đều theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy không đổi. Một từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy biến đổi.

Câu 4.30. Chọn D.

Hướng dẫn: Không thể dùng ampe kế để đo trực tiếp dòng điện dịch, mà phải đo gián tiếp thông qua dòng điện dẫn.