Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Lý thuyết Mạch dao động (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

    Tóm tắt lý thuyết Vật lí 12 Bài 20: Mạch dao động ngắn gọn, chi tiết sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm Vật lí 12 Bài 20.

    1 8,683 22/12/2023
    Tải về
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Lý thuyết Vật lí 12 Bài 20: Mạch dao động

    Bài giảng Vật lí 12 Bài 20: Mạch dao động

    1. Mạch dao động

    - Mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với một cuộn cảm có độ tự cảm L thành mạch kín.

    Nếu r rất nhỏ (≈ 0): mạch dao động lí tưởng..

    Lý thuyết Mạch giao động | Vật lí lớp 12 (ảnh 1)

    - Muốn mạch hoạt động thì ta tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện tạo ra một dòng điện xoay chiều trong.

    Lý thuyết Mạch giao động | Vật lí lớp 12 (ảnh 1)

    - Người ta sử dụng điện áp xoay chiều được tạo ra giữa hai bản của tụ điện bằng cách nối hai bản này với mạch ngoài. Mạch ngoài ở đây là các bộ phận khác của các mạch vô tuyến.

    Lý thuyết Mạch giao động | Vật lí lớp 12 (ảnh 1)

    2. Dao động điện từ tự do trong mạch dao động.

    a. Sự biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong mạch dao động.

    + Sự biến thiên điện tích trên một bản: q = q0cos(wt + j) với: ω=1LC

    + Phương trình về dòng điện trong mạch: i=I0cosωt+φ+π2 với : I0=q0ω

    - Nếu chọn gốc thời gian là lúc tụ điện bắt đầu phóng điện:

    q=q0cosωt thì: i=I0cosωt+π2

    - Vậy điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hoà theo thời gian; i sớm pha π2 so với q.

    b. Định nghĩa dao động điện từ tự do.

    Sự biến thiên điều hoà theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện (hoặc cường độ điện trường E→ và cảm ứng từ B→) trong mạch dao động gọi là dao động điện từ tự do.

    c. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động.

    + Chu kì dao động riêng: T=2πLC (s)

    + Tần số dao động riêng: f=12πLCHz

    Dao động điện từ xuất hiện trong mạch trong trường hợp này được gọi là dao động điện từ riêng của mạch.

    3. Năng lượng điện từ

    - Tổng năng lượng điện trường tức thời trong tụ điện và năng lượng từ trường tức thời trong cuộn cảm của mạch dao động gọi là năng lượng điện từ.

    - Năng lượng điện trường tức thời trong tụ điện là:

    Wdt=12Cu2=qA22C        =q022Ccos2ωt+φ

    - Năng lượng điện trường tức thời trong tụ điện là:

    Wtt=12Li2=LI02sin2ωt+φ=q022Csin2ωt+φ

    => Năng lượng điện từ trong mạch dao động là tổng năng lượng điện trường và từ trường: W=Wdt+Wtt=Q022C

    Nếu mạch không tiêu hao năng lượng thì năng lượng của mạch được bảo toàn.

    Trắc nghiệm Vật lí 12 Bài 20: Mạch dao động

    Câu 1: Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch dao động LC là i=I0cosωt+φ. Biểu thức của điện tích trong mạch là:

    A. q=ωI0cosωt+φ.

    B. q=I0ωcosωt+φ−π2.

    C. q=ωI0cosωt+φ−π2.

    D. q=Q0sinωt+φ−π2.

    Đáp án: B

    Giải thích:

    Ta có, điện tích q trễ pha hơn cường độ dòng điện 1 góc π2 và I0=ωq0

    i=I0cosωt+φ⇒q=I0ωcosωt+φ−π2

    Câu 2: Dao động điện từ tự do trong mạch dao động LC được hình thành là do hiện tượng nào sau đây?

    A. Hiện tượng cảm ứng điện từ.

    B. Hiện tượng cộng hưởng điện.

    C. Hiện tượng tự cảm.

    D. Hiện tượng từ hoá.

    Đáp án: C

    Giải thích:

    Dao động điện từ tự do trong mạch dao động LC được hình thành là do hiện tượng tự cảm.

    Câu 3: Mạch dao động điện từ LC lí tưởng đang hoạt động. Điện tích của một bản tụ điện

    A. biến thiên điều hoà theo thời gian.

    B. biến thiên theo hàm bậc nhất của thời gian.

    C. biến thiên theo hàm bậc 2 của thời gian.

    D. không thay đổi theo thời gian.

    Đáp án: A

    Giải thích:

    Mạch LC lí tưởng đang hoạt động, điện tích của 1 bản tụ điện biến thiên điều hoà theo thời gian: q=q0cosωt+φ.

    Câu 4: Mạch dao động điện từ dao động tự do với tần số góc . Biết điện tích cực đại trên tụ điện là q0. Cường độ dòng điện đi qua cuộn dây thuần cảm có giá trị cực đại là:

    A. I0=ωq0.

    B. I0=ω2q0.

    C. I0=2ωq0.

    D. I0=ωq20.

    Đáp án: A

    Giải thích:

    Cường độ dòng điện cực đại trong mạch: I0=ωq0

    Câu 5: Một mạch dao động gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Nếu gọi I0 là cường độ dòng điện cực đại trong mạch, thì hệ thức liên hệ điện tích cực đại trên bản tụ điện q0 và I0 là:

    A. q0=CLπI0.

    B. q0=I0LC.

    C. q0=CπLI0.

    D. q0=1CLI0.

    Đáp án: B

    Giải thích:

    Cường độ dòng điện cực đại trong mạch:

    I0=ωq0⇒q0=I0ω=I01LC=I0LC

    Câu 6: Chọn phát biểu sai khi nói về năng lượng từ trường trong mạch dao động điện từ.

    A. Năng lượng từ trường cực đại: Wtmax=12LI02.

    B. Năng lượng từ trường biến thiên với tần số 2f.

    C. Năng lượng từ trường không đổi.

    D. Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm.

    Đáp án: C

    Giải thích:

    A, B, D – đúng

    C – sai vì năng lượng từ trường biến thiên với tần số f'=2f

    Câu 7: Hiện tượng cộng hưởng trong mạch LC xảy ra càng rõ nét khi:

    A. Tần số riêng của mạch càng lớn.

    B. Cuộn dây có độ tự cảm càng lớn.

    C. Điện trở thuần của mạch càng lớn

    D. Điện trở thuần của mạch càng nhỏ.

    Đáp án: D

    Giải thích:

    Ta có đồ thị biên độ khi mạch xảy ra cộng hưởng dao động

    (1) Hệ số cản lớn

    (2) Hệ số cản nhỏ

    ⇒ Khi hệ số cản nhỏ thì hiện tượng cộng hưởng xảy ra rõ nét hơn (đỉnh nhọn hơn – dễ quan sát)

    Trong mạch LC, điện trở R đóng vai trò tác nhân cản.

    ⇒ Khi R càng nhỏ thì hiện tượng cộng hưởng xảy ra càng rõ nét hơn.

    Câu 8: Tìm phát biểu sai. Dao động điện từ trong mạch dao động LC bị tắt dần là do:

    A. điện từ trường biến thiên tạo ra bức xạ sóng điện từ ra ngoài.

    B. dây dẫn có điện trở nên mạch mất năng lượng vì tỏa nhiệt.

    C. từ trường của cuộn dây biến thiên sinh ra dòng Fu- cô trong lõi thép của cuộn dây.

    D. có sự chuyển hóa năng lượng từ điện trường sang từ trường và ngược lại.

    Đáp án: D

    Giải thích:

    A, B, C - đúng

    Mạch dao động điện từ tự do (mạch dao động LC lí tưởng) có năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện và năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm. Hai năng lượng này luôn chuyển hóa lẫn nhau.

    ⇒ Sự chuyển hóa năng lượng điện trường sang từ trường và ngược lại không là nguyên nhân gây tắt dần dao động.

    ⇒ D - sai

    Câu 9: Một mạch dao động gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Chu kì dao động riêng của mạch là

    A. 12πLC.

    B. LC2π.

    C. 2πLC.

    D. 2πLC.

    Đáp án: C

    Giải thích:

    Chu kì dao động riêng của mạch LC: T=2πLC

    Câu 10: Biểu thức xác định năng lượng từ trường trong mạch dao động điện từ LC là:

    A. Wt=12Cu2.

    B. Wt=12Cu2+12Li2.

    C. Wt=12Li2.

    D. Wt=12Cu2−12Li2.

    Đáp án: C

    Giải thích:

    Năng lượng từ trường trong mạch dao động điện từ LC được xác định bằng biểu thức: Wt=12Li2

    Câu 11: Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i=0,05sin2000tA. Tần số góc dao động của mạch là

    A. 318,5 rad/s.

    B. 318,5 H.

    C. 2000 rad/s.

    D. 2000 Hz.

    Đáp án: C

    Giải thích:

    Từ phương trình cường độ dòng điện trong mạch dao động LC:

    i=0,05sin2000tA

    Ta có ω=2000rad/s

    Câu 12: Dao động điện từ nào dưới đây xảy ra trong một mạch dao động có thể có biên độ giảm dần theo thời gian?

    A. Dao động điện từ duy trì.

    B. Dao động điện từ không lí tưởng.

    C. Dao động điện từ riêng.

    D. Dao động điện từ cộng hưởng.

    Đáp án: B

    Giải thích:

    + Dao động điện từ duy trì: 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 riêng: Mạch dao động tự do => Biên độ dao động không đổi.

    + Dao động điện từ cộng hưởng => Mạch dao động với biên độ và tần số như mạch dao động tự do.

    Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:

    Lý thuyết Bài 21: Điện từ trường

    Lý thuyết Bài 22: Sóng điện từ

    Lý thuyết Bài 23: Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

    Lý thuyết Bài 24: Tán sắc ánh sáng

    Lý thuyết Bài 25: Giao thoa ánh sáng

    Tham khảo các loạt bài Vật Lí 12 khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 8,683 22/12/2023
    Tải về
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: