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

Câu 1: Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch dao động LC là $i=I_0\cos \left(\omega t+\phi \right)$. Biểu thức của điện tích trong mạch là:

A. $q=\omega I_0\cos \left(\omega t+\phi \right)$.

B. $q=\frac{I_0}{\omega }\cos \left(\omega t+\phi -\frac{\pi }{2}\right)$.

C. $q=\omega I_0\cos \left(\omega t+\phi -\frac{\pi }{2}\right)$.

D. $q=Q_0\sin \left(\omega t+\phi -\frac{\pi }{2}\right)$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Ta có, điện tích q trễ pha hơn cường độ dòng điện 1 góc $\frac{\pi }{2}$ và $I_0=\omega q_0$

$i=I_0\cos \left(\omega t+\phi \right)\Rightarrow q=\frac{I_0}{\omega }\cos \left(\omega t+\phi -\frac{\pi }{2}\right)$

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.

Hiển thị đáp án

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.

Hiển thị đáp án

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: $q=q_0\cos \left(\omega t+\phi \right)$.

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. $I_0=\omega q_0$.

B. $I_0={\omega }^2{q}_0$.

C. $I_0=2\omega q_0$.

D. $I_0=\omega {q^2}_0$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Cường độ dòng điện cực đại trong mạch: $I_0=\omega q_0$

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. $q_0=\sqrt{\frac{CL}{\pi }}{I}_0$.

B. $q_0=I_0\sqrt{LC}$.

C. $q_0=\sqrt{\frac{C}{\pi L}}{I}_0$.

D. $q_0=\sqrt{\frac{1}{CL}}{I}_0$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Cường độ dòng điện cực đại trong mạch:

$I_0=\omega q_0\Rightarrow q_0=\frac{I_0}{\omega }=\frac{I_0}{\frac{1}{\sqrt{LC}}}=I_0\sqrt{LC}$

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: ${\text{W}}_{t\max }=\frac{1}{2}L{I}_0^2$.

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.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

A, B, D – đúng

C – sai vì năng lượng từ trường biến thiên với tần số $f\text{'}=2f$

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.

Hiển thị đáp án

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

$\Rightarrow$ 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.

$\Rightarrow$ 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.

Hiển thị đáp án

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.

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

$\Rightarrow$ 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. $\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$.

B. $\frac{\sqrt{LC}}{2\pi }$.

C. $2\pi \sqrt{LC}$.

D. $\frac{2\pi }{\sqrt{LC}}$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Chu kì dao động riêng của mạch LC: $T=2\pi \sqrt{LC}$

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

A. ${\text{W}}_t=\frac{1}{2}C{u}^2$.

B. ${\text{W}}_t=\frac{1}{2}C{u}^2+\frac{1}{2}L{i}^2$.

C. ${\text{W}}_t=\frac{1}{2}L{i}^2$.

D. ${\text{W}}_t=\frac{1}{2}C{u}^2-\frac{1}{2}L{i}^2$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Năng lượng từ trường trong mạch dao động điện từ LC được xác định bằng biểu thức: ${\text{W}}_t=\frac{1}{2}L{i}^2$

Câu 11: Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng $i=0,05\sin 2000t\left(A\right)$. Tần số góc dao động của mạch là

A. 318,5 rad/s.

B. 318,5 H.

C. 2000 rad/s.

D. 2000 Hz.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

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

$i=0,05\sin 2000t\left(A\right)$

Ta có $\omega =2000\left(rad/s\right)$

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.

Hiển thị đáp án

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: