Dao động điện từ và sóng điện từ ( có đáp án)

DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

CHỦ ĐỀ 1: MẠCH DAO ĐỘNG

DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

Câu 1.   Trong mạch dao động điện từ LC, nếu điện tích cực đại trên tụ điện là Q₀ và cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I₀  thì chu kỳ dao động điện từ trong mạch là

  A. T = 2pq₀I₀                     B. T = 2pq₀/I₀                 C. T = 2pI₀/q₀                D. T = 2pLC

Câu 2.   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 3.   Tần số góc của dao động điện từ tự do trong mạch LC có điện trở thuần không đáng kể được xác định bởi biểu thức

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

Câu 4.   Một mạch dao động điện từ LC gồm tụ điện có điện dung C và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L. Biết dây dẫn có điện trở thuần không đáng kể và trong mạch có dao động điện từ riêng. Gọi Q₀, U₀ lần lượt là điện tích cực đại và hiệu điện thế cực đại của tụ điện, Io là cường độ dòng điện cực đại trong mạch. Biểu thức nào sau đây không phải là biểu thức tính năng lượng điện từ trong mạch ?

A. \(W=\frac{L{I_{0}}^{2}}{2}\)                   B. \(W=\frac{{q_{0}}^{2}}{2L}\)                  C. \(W=\frac{C{U_{0}}^{2}}{2}\)                 D. \(W=\frac{{q_{0}}^{2}}{2C}\)

Câu 5.   Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về năng lượng của mạch dao động điện từ LC có điện trở thuần không đáng kể?

  A. Năng lượng điện từ của mạch dao động bằng năng lượng điện trường cực đại ở tụ điện.

  B. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên tuần hoàn theo một tần số chung.

  C. Năng lượng điện từ của mạch dao động biến đổi tuần hoàn theo thời gian.

  D. Năng lượng điện từ của mạch dao động bằng năng lượng từ trường cực đại ở cuộn cảm.

Câu 6.   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

Câu 7.   Một mạch dao động gồm có cuộn dây L thuần điện cảm và tụ điện C thuần dung kháng. Nếu gọi I₀ dòng điện cực đại trong mạch, hiệu điện thế cực đại U₀ giữa hai đầu tụ điện liên hệ với I₀ như thế nào ? Hãy chọn kết quả đúng trong những kết quả sau đây:

  A. \(U_{0}=I_{0}\sqrt{\frac{L}{\pi C}}\)            B. \(U_{0}=\sqrt{\frac{I_{0}C}{ L}}\)           C. \(U_{0}=\sqrt{\frac{I_{0}L}{ C}}\)              D. \(U_{0}=I_{0}\sqrt{\frac{L}{C}}\)

Câu 8.   Công thức tính năng lượng điện từ của một mạch dao động LC là

  A. \(W=\frac{{I_{0}}^{2}}{2C}\)                     B. \(W=\frac{{q_{0}}^{2}}{2C}\)                  C. \(W=\frac{{q_{0}}^{2}}{C}\)                    D. \(W=\frac{{I_{0}}^{2}}{L}\)

Câu 9.   Trong mạch dao động, dòng điện trong mạch có đặc điểm nào sau đây ?

A. Tần số rất lớn.                                                          B. Cường độ rất lớn.     

C. Năng lượng rất lớn.                                                  D.Chukì rất lớn.

Câu 10. Trong mạch dao động LC có điện trở thuần bằng không thì

  A. Năng lượng đt tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kì bằng nửa chu kì dao động riêng của mạch.

  B. Năng lượng đt tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu kì bằng chu kì dao động riêng của mạch.

  C. Năng lượng tt tập trung ở tụ điện và biến thiên với chu kì bằng nửa chu kì dao động riêng của mạch.

  D. Năng lượng tt tập trung ở cuộn cảm và biến thiên với chu kì bằng chu kì dao động riêng của mạch.

Câu 11.  Sự hình thành dao động điện từ tự do trong mạch dao động là do hiện tượng nào sau đây ?

A. Hiện tượng cộng hưởng điện.                                   B. Hiện tượng từ hoá.

C. Hiện tượng cảm ứng điện từ.                                    D. Hiện tượng tự cảm. 

Câu 12. Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L không đổi và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Biết điện trở của dây dẫn là không đáng kể và trong mạch có dao động điện từ riêng. Khi điện dung có giá trị C₁ thì tần số dao động riêng của mạch là f₁. Khi điện dung có giá trị C₂ = 4C₁ thì tần số dao động điện từ riêng trong mạch là

  A. f₂ = 4f₁                       B. f₂ = f₁/2                      C. f₂ = 2f₁                            D. f₂ = f₁/4

Câu 13. Một mạch LC đang dao động tự do, người ta đo được điện tích cực đại trên 2 bản tụ điện là q₀ và dòng điện cực đại trong mạch là I₀. Nếu dùng mạch này làm mạch chọn sóng cho máy thu thanh, thì bước sóng mà nó bắt được tính bằng công thức:

A. \(\lambda =2\pi c\sqrt{q_{0}I_{0}}\)         B. \(\lambda =2\pi c\frac{q_{0}}{I_{0}}\)                C. \(\lambda =2\pi c\frac{I_{0}}{q_{0}}\)                 D. \(\lambda =2\pi cq_{0}I_{0}\)

Câu 14. Trong mạch dao động LC có dao động điện từ với tần số 1MHz, tại thời điểm t = 0, năng lượng từ trường trong mạch có giá trị cực đại. Thời gian ngắn nhất kể từ thời điểm ban đầu để năng lượng từ trường bằng một nửa giá trị cực đại của nó là:  

  A. 0,5.10^-6s.                     B. 10^-6s.                          C. 2.10^-6s.                         D. 0,125.10^-6s

Câu 15. Trong một mạch dao động LC, điện tích trên một bản tụ biến thiên theo phương trình \(q=q_{0}cos(\omega t-\frac{\pi }{2})\) Như vậy:     

  A. Tại các thời điểm T/4 và 3T/4, dòng điện trong mạch có độ lớn cực đại, chiều ngược nhau

  B. Tại các thời điểm T/2 và T, dòng điện trong mạch có độ lớn cực đại, chiều ngược nhau.

  C. Tại các thời điểm T/4 và 3T/4, dòng điện trong mạch có độ lớn cực đại, chiều như nhau.

  D. Tại các thời điểm T/2 và T, dòng điện trong mạch có độ lớn cực đại, chiều như nhau

Câu 16.  Điện tích của tụ điện trong mạch dao động LC biến thiên theo phương trình \(q=q_{0}cos(\frac{2\pi }{t} t+{\pi })\).

Tại thời điểm t = T/4 , ta có:

  A. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ bằng 0.                    B. Dòng điện qua cuộn dây bằng 0. 

  C. Điện tích của tụ cực đại.                                        D. Năng lượng điện trường cực đại.

Câu 17. 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 :

  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. \(\left ( {I_{0}}^{2} +i^{2}\right )\frac{C}{L}=u^{2}\)

Câu 18. Trong mạch LC điện tích của tụ điện biến thiên điều hoà với giá trị cực đại bằng q₀. Điện tích của tụ điện khi năng lượng từ trường gấp 3 lần năng lượng điện trường là

  A. \(q=\pm \frac{Q_{0}}{3}\)                  B. \(q=\pm \frac{Q_{0}}{4}\)                   C. q =  \(q=\pm \frac{Q_{0}\sqrt{2}}{2}\)           D. q =  \(q=\pm \frac{Q_{0}}{2}\)         

Câu 19. Một mạch dao động LC có L = 2 (mH), C=8 (pF), lấy \(\pi ^{2}\) =10. Thời gian từ lúc tụ bắt đầu phóng điện đến lúc có năng lượng điện trường bằng ba lần năng lượng từ trường là:

  A.\(\frac{2}{3}\).10^-7s                         B. 10^-7s                             C. \(\frac{10^{-5}}{75}\) s                               D. \(\frac{10^{-6}}{15}\) s

Câu 20. Trong mạch dao động LC có điện trở thuần không đáng kể, chu kỳ dao động của mạch là T = 10^-6s, khoảng thời gian ngắn nhất để năng lượng điện trường lại bằng năng lượng từ trường

  A. 2,5.10^-5s                     B. 10^-6s                             C. 5.10^-7s                                D. 2,5.10^-7s 

DẠNG 2: XÁC ĐỊNH ĐIỆN TÍCH, CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ

Câu 1. Tần số dao động của mạch LC tăng gấp đôi khi:

  A. Điện dung tụ tăng gấp đôi                                    B. Độ tự cảm của cuộn dây tăng gấp đôi  

  C. Điên dung giảm còn 1 nửa                                   D. Chu kì giảm một nửa

Câu 2. Muốn tăng tần số dao động riêng mạch LC lên gấp 4 lần thì:

A. Ta tăng điện dung C lên gấp 4 lần                         B. Ta giảm độ tự cảm L còn  \(\frac{L}{16}\)       

C. Ta giảm độ tự cảm L còn \(\frac{L}{4}\)                                   D. Ta giảm độ tự cảm L còn  \(\frac{L}{2}\)       

Câu 3. Một tụ điện \(C=0,2(mF)\). Để mạch có tần số dao động riêng 500Hz thì hệ số tự cảm L phải có giá trị bằng bao nhiêu ? Lấy \(\pi ^{2}=10\).

  A. 1mH.                          B. 0,5mH.                         C. 0,4mH.                            D. 0,3mH.  

Câu 4.  Một mạch dao động LC gồm một cuộn cảm có độ tự cảm \(L=\frac{1}{\pi }H\) và một tụ điện có điện dung C. Tần số dao động riêng của mạch là 1MHz. Giá trị của C bằng:

A. \(L=\frac{1}{4\pi }(pF)\)             B. \(L=\frac{1}{4\pi }(F)\)                C. \(L=\frac{1}{4\pi }(mF)\)              D. \(L=\frac{1}{4\pi }(\mu F)\)        

Câu 5.  Một mạch dao động gồm một tụ 20nF và một cuộn cảm 8\(\mu\)H, điện trở không đáng kể. Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện là U₀ = 1,5V. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua trong mạch.

  A. 43 mA                        B. 73mA                            C. 53 mA                             D. 63 mA

Câu 6. Trong một mạch dao động LC không có điện trở thuần, có dao động điện từ tự do (dao động riêng). Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ và cường độ dòng điện cực đại qua mạch lần lượt là  U₀ và I₀ . Tại thời điểm cường độ dòng điện trong mạch có giá trị  I₀/2 thì độ lớn hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là  

  A. \(\frac{3U_{0}}{4}\).                           B. \(\frac{\sqrt{3}U_{0}}{2}\)                            C. \(\frac{U_{0}}{2}\)                                   D. \(\frac{\sqrt{3}U_{0}}{4}\)            

Câu 7.  Một mạch dao động LC lí tưởng có L = 40mH, C = 25µF, điện tích cực đại của tụ q₀ = 6.10^-10C. Khi điện tích của tụ bằng 3.10^-10C thì dòng điện trong mạch có độ lớn.

  A. 5. 10^-7 A                    B. 6.10^-7A                           C. 3.10^-7 A                           D. 2.10^-7A

Câu 8. Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C=50µF và cuộn dây có độ tự cảm L = 5mH. Điện áp cực đại trên tụ điện là 6V. Cường độ dòng điện trong mạch tại thời điểm điện áp trên tụ điện bằng 4V là:

  A. 0,32A.                       B. 0,25A.                               C. 0,60A.                              D. 0,45A.

Câu 9. Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC lí tưởng là i = 0,08cos(2000t)(A). Cuộn dây có độ tự cảm L = 50mH. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ tại thời điểm cường độ dòng điện tức thời trong mạch bằng cường độ dòng điện hiệu dụng là.:         

  A. \(2\sqrt{2}(V)\)                   B. \(32(V)\)                               C. \(4\sqrt{2}(V)\)                         D. \(8(V)\)

Câu 10. Khi trong mạch dao động LC có dao động tự do. Hiệu điện thế cực đại giữa 2 bản tụ là U_o=2V. 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. 0,5V.                          B. \(\frac{2}{3}\)V.                                    C. 1V.                                  D. 1,63V.

Câu 11. Một mạch dao động gồm một tụ 20nF và một cuộn cảm 80µH, điện trở không đáng kể. Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện là U₀ = 1,5V. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua trong mạch.

  A. 73mA.                        B. 43mA.                                C. 16,9mA.                         D. 53mA.        

Câu 12. Khung dao động (C = 10µF; L = 0,1H). Tại thời điểm \(u_{C}\) = 4V thì i = 0,02A. Cường độ cực đại trong khung bằng:

A. 4,5.10^–2A                     B. 4,47.10^–2A                         C. 2.10^–4A                         D. 20.10^–4A        

Câu 13. Một mạch dao động điện từ, cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm 0,5mH, tụ điện có điện dung 0,5nF. Trong mạch có dao động điện từ điều hòa.Khi cường độ dòng điện trong mạch là 1mA thì điện áp hai đầu tụ điện là 1V. Khi cường độ dòng điện trong mạch là 0 A thì điện áp hai đầu tụ là:

A. 2 V                                B. \(\sqrt{2}\) V                                  C. \(2\sqrt{2}\) V                          D. 4 V

Câu 14. Tại thời điểm ban đầu, điện tích trên tụ điện của mạch dao động LC có gía trị cực đại

q₀ = 10^-8C. Thời gian để tụ phóng hết điện tích là 2 (µs). Cường độ hiệu dụng trong mạch là: 

  A. 7,85mA.                       B. 78,52mA.                           C. 5,55mA.                        D. 15,72mA.   

Câu 15. Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,02cos(2000t ) (A).Tụ điện trong mạch có điện dung 5µF. Độ tự cảm của cuộn cảm là

  A. L = 50 H                       B. L = 5.10^-6H                       C. \(L=5.10^{-8}(H)\)          D. L = 50mH       

Câu 16. Một mạch dao động LC, gồm tụ điện có điện dung C = 8nF và một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2mH. Biết hiệu điện thế cực đại trên tụ 6V. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 6mA, thì hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn cảm gần bằng.

  A. 4V                                  B. 5,2V                                  C. 3,6V                               D. 3V         

Câu 17. Trong mạch dao động LC có dao động điện từ tự do (dao động riêng) với tần số góc 10⁴rad/s. Điện tích cực đại trên tụ điện là 10^-9C. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 6.10^-6A thì điện tích trên tụ điện là    

  A. 8.10^-10 C.                       B. 4.10^-10 C.                         C. 2.10^-10 C.                       D. 6.10^-10 C.

Câu 18. Một mạch dao động LC có \(\omega\) =10⁷rad/s, điện tích cực đại của tụ q₀ = 4.10^-12C. Khi điện tích của tụ

q = 2.10^-12C thì dòng điện trong mạch có giá trị:  

  A. \(\sqrt{2}.10^{-5}(A)\)                B. \({2\sqrt{3}}.10^{-5}(A)\)                C. \(2.10^{-5}(A)\)                      D. \(2\sqrt{2}.10^{-5}(A)\)    

Câu 19.  Một tụ điện có điện dung C = 8nF được nạp điện tới điện áp 6V rồi mắc với một cuộn cảm có

L = 2mH. Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm là

  A. 0,12 A.                           B. 1,2 mA.                            C. 1,2 A.                              D. 12 mA.

Câu 20. Một mạch dao động gồm cuộn dây thuần cảm và tụ điện thì hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện U_0C liên hệ với cường độ dòng điện cực đại I₀ bởi biểu thức:

  A. \(U_{0C}=\frac{1}{\pi }\sqrt{\frac{L}{C}}\)              B. \(U_{0C}=I_{0.}\sqrt{\frac{L}{C}}\)             C. \(U_{0C}=\sqrt{\frac{L}{C}.I_{0}}\)             D. \(U_{0C}=\sqrt{\frac{L}{\pi C}.I_{0}}\) 

Câu 21. Cường độ dòng điện tức thời trong một mạch dao động LC lí tưởng là i = 0,08cos(2000t) (A). Cuộn dây có độ tự cảm là 50Mh. Xác định hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện tại thời điểm cường độ dòng điện tức thời bằng giá trị hiệu dụng ?

  A. \(4\sqrt{5}(V)\)                          B. \(4\sqrt{2}(V)\)                         C. \(4\sqrt{3}(V)\)                        D. \(4(V)\) 

Câu 22. Mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C và  cuộn dây có độ tự cảm L = 10^-4H. Điện trở thuần của cuộn dây và các dây nối không đáng kể. Biết biểu thức của điện áp giữa hai đầu cuộn dây là: u = 80cos(2.10⁶t - \(\frac{\pi }{2}\))V, biểu thức của dòng điện trong mạch là:

  A. i = 4sin(2.10⁶t ) A                                                         B. i = 0,4cos(2.10⁶t - \(\pi\)) A          

  C. i = 0,4cos(2.10⁶t) A                                                       D. i = 40sin(2.10⁶t - \(\frac{\pi }{2}\)) A

Câu 23. Một mạch dao động LC gồm một cuộn cảm L = 640 µH và một tụ điện có điện dung C = 36 pF. Lấy . Giả sử ở thời điểm ban đầu điện tích của tụ điện đạt giá trị cực đại \(q_{0}=6.10^{-6}(C)\). Biểu thức điện tích trên bản tụ điện và cường độ dòng điện  là:

  A. \(q=6.10^{-6}cos(6,6.10^{7}t)(C)\) và \(i=6,6cos(1,1.10^{7}t-\frac{\pi }{2})(A)\)

  B. \(q=6.10^{-6}cos(6,6.10^{7}t)(C)\) và \(i=39,6cos(6,6.10^{7}t+\frac{\pi }{2})(A)\)

  C. \(q=6.10^{-6}cos(6,6.10^{6}t)(C)\) và \(i=6,6cos(1,1.10^{6}t-\frac{\pi }{2})(A)\)

  D. \(q=6.10^{-6}cos(6,6.10^{6}t)(C)\) và \(i=39,6cos(1,1.10^{6}t+\frac{\pi }{2})(A)\)

ĐÁP ÁN:

DẠNG 1: 1B 2B 3B 4B 5C 6C 7D 8B 9A 10A 11D 12B 13B 14D 15D 16A 17C 18D 19A 20D.

DẠNG 2: 1D 2B 3B 4A 5C 6C 7A 8D 9B 10D 11C 12B 13B 14A 15D 16B 17A 18B 19D 20B 21B 22C 23D.