30 Bài tập về Mạch dao động (2024) có đáp án chi tiết nhất

1900.edu.vn xin giới thiệu tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 12 Mạch dao động hay, chi tiết cùng với câu hỏi trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí lớp 12. Mời các bạn đón xem:

Bài tập về Mạch dao động

Lý thuyết

Mạch dao động

     - Khái niệm: là mạch có một cuộn cảm có độ tự cảm L(H) mắc với một tụ điện có điện dung C(F) thành một mạch điện kín. Nếu điện trở r của mạch rất nhỏ thì gọi là mạch dao động lí tưởng.

     - Nguyên lý hoạt động: muốn cho mạch hoạt động ta tích điện q cho tụ C, sau đó khi nối tụ với cuộn cảm L, tụ sẽ phóng điện làm dòng điện i trong cuộn cảm tăng lên, khi đó trong cuộn cảm xảy ra hiện tượng tự cảm, xuất hiện một dòng cảm ứng i ngược chiều với i làm dòng điện giảm dần đi, khi tụ phóng hết điện, dòng i lại tích điện cho tụ theo chiều ngược lại, rồi tụ lại phóng điện theo chiều ngược chiều ban đầu. hiện tượng cú thế lặp đi lặp lạ nên được gọi là mạch dao động.

Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

Dao động điện từ tự do trong mạch dao động

     - Phương trình dao động:

Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     Xét mạch dao động LC: ta có

     uAB = e - ir = q/C

     Với e là xuất điện động cảm ứng:

Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     Khi r rất nhỏ: r ≈ 0, ta có phương trình:

     q" = -q/LC (phương trình vi phân bậc 2)

     Nghiệm của phương trình trên có dạng

     q = q0cos⁡(ωt + φ)

     Với Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     q0, φ: được xác định từ điều kiện ban đầu của bài toán.

     - Hiệu điện thế giữa 2 bản tụ là: Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     - Cường độ dòng điện trong mạch: Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     - Nhận xét: điện tích q của một bản tụ điện (hay cường độ điện trường E) và cường độ dòng điện i (hay cảm ứng từ B) trong mạch dao động biên thiên điều hòa theo thời gian với chu kỳ T = 2π√LC chỉ phụ thuộc vào các đặc trưng của hệ nên được gọi là dao động điện từ tự do.

     - Mối quan hệ giữa q,i,u

     i sớm pha hơn q một góc π/2: Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     i sớm pha hơn u một góc π/2: Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     u đồng pha với q: Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

Năng lượng điện từ

     Năng lượng điện trường ( dự trữ trong tụ điện) Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     Năng lượng từ trường ( dự trữ trong cuộn cảm) Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     Năng lượng điện từ: Mạch dao động - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

 

Bài tập tự luyện

Bài 1: Khung dao động điện từ gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 0,1 H và tụ điện có điện dung C = 10µF. Dao động điện từ trong khung là dao động điều hòa với cường độ dòng điện cực đại I0 = 0,05 A. Tính điện áp giữa hai bản tụ ở thời điểm i = 0,03 A và cường độ dòng điện trong mạch lúc điện tích trên tụ có giá trị q = 30 µC.

A. u = 4 V, i = 0,4 A.

B. u = 5 V, i = 0,04 A.

C. u = 4 V, i = 0,04 A.

D. u = 5 V, i = 0,4 A.

- Tần số góc của dao động: Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

→ điện áp cực đại trên một bản tụ: Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

→ điện áp cực đại trên hai bản tụ:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

+ Điện áp giữa hai bản tụ khi i = 0,03 là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

+ Cường độ dòng điện trong mạch khi q = 30µC là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án C

Bài 2: Một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung 0,125µF và một cuộn cảm có độ tự cảm 50µF . Điện trở thuần của mạch không đáng kể. Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 3V. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án D

Bài 3: Một mạch dao động LC lý tưởng, gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Trong mạch có dao động điện từ tự do. Gọi U0, I0 lần lượt là điện áp cực đại giữa hai đầu tụ điện và cường độ dòng điện cực đại trong mạch thì:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án D

Bài 4: Trong mạch dao động lý tưởng gồm tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L đang có dao động điện từ tự do. Biết hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là U0. Khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 0,5U0 thì cường độ dòng điện trong mạch có độ lớn bằng:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án B

Bài 5: Cho một mạch dao động LC lý tưởng, gọi Δt là chu kỳ biến thiên tuần hoàn của năng lượng từ trường trong cuộn cảm. Tại thời điểm t thì độ lớn điện tích trên tụ là 15√3.10-6 C và dòng điện trong mạch là 0,03 A. Tại thời điểm (t + Δt/2) thì dòng điện trong mạch là 0,03√3 A. Điện tích cực đại trên tụ là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Năng lượng từ trường biến thiên với chu kì Δt chu kì của mạch dao động là 2Δt.

→ Dòng điện tại thời điểm t và thời gian t + 0,5Δt vuông pha nhau:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Áp dụng hệ thức độc lập thời gian: Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án A

Bài 6: Trong một mạch dao động điện từ LC với L = 25 mH và C = 1,6 µF. đang có dao động điện từ. Ở thời điểm t, cường độ dòng điện trong mạch có độ lớn bằng 6,93 mA và điện tích trên tụ điện bằng 0,8 µC. Năng lượng của mạch dao động bằng:

A. 0,6 mJ.      B. 800 nJ.

C. 1,2 mJ.      D. 0,8 mJ.

- Năng lượng của mạch dao động:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án B

Bài 7: Một mạch dao động từ LC lí tưởng. Khi điện áp giữa hai đầu bản tụ điện là 2 V thì cường độ dòng điện đi qua cuộn dây là i, khi điện áp giữa hai đầu bản tụ điện là 4 V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là i/2. Điện áp cực đại giữa hai đầu cuộn dây là:

A. 4 V        B. 2√5 V

C. 2√3 V      D. 6 V

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Thay u1 = 2V và u2 = 4V

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Lấy (2) – (1) ta được:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án B

Bài 8: Cho mạch dao động LC, cuộn dây có độ tự cảm L = 2mH và tụ điện có điện dung C = 2pF. Lấy π2 = 10. Tần số dao động f của mạch là:

A. 1,5 MHz      B. 25 Hz

C. 10 Hz        D. 2,5 MHz

- Tần số dao động của mạch:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án D

Bài 9: Một mạch dao động điện từ lí tưởng đang dao động điện từ tự do. Biết điện tích cực đại trên một bản tụ điện là 4√2 µC và cường độ dòng điện cực đại là 0,5π√2 A. Thời gian ngắn nhất để điện tích trên một bản tụ giảm từ giá trị cực đại đến một nửa giá trị cực đại là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Khoảng thời gia ngắn nhất để điện tích trên một bản tụ giảm từ cực đại đến một nửa giá trị cực đại là: Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án A

Bài 10: Một mạch dao động lí tưởng gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thực hiện dao động điện từ. Giá trị cực đại của điện áp giữa hai bản tụ bằng U0. Giá trị cực đại của cường độ dòng điện trong mạch là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án D

Bài 11: Trong mạch dao động điện từ lí tưởng với tần số góc ω. Khi điện tích tức thời của tụ điện là q thì dòng điện tức thời trong mạch là i. Cường độ dòng điện trong mạch dao động với biên độ là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án C

Bài 12: Một tụ điện có điện dung C = 10 µF được tích điện áp U0 = 20 V. Sau đó cho tụ phóng điện qua một cuộn cảm L = 0,01 H, điện trở thuần không đáng kể. (Lấy π=√10). Điện tích của tụ điện ở thời điểm t1 = 2,5.10-4 s kể từ lúc tụ điện bắt đầu phóng điện là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án D

Bài 13: Một tụ điện có điện dung C = 0,02 µF được tích điện áp U0 = 6 V. Lúc t = 0, người ta nối tụ điện này với một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 0,2 mH. Biểu thức điện áp giữa hai bản tụ là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án A

Bài 14: Khi mắc cuộn cảm L với tụ điện C1 thành mạch dao động thì tần số dao động riêng của mạch là f1, khi mắc L với tụ điện C2 thì tần số dao động riêng của mạch là f2. Muốn tần số dao động của mạch là (f1 + f2)/2 thì điện dung của tụ điện trong mạch có giá trị là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án B

Bài 15: Một mạch điện dao động điện từ lí tưởng có L = 5 mH; C = 0,0318 mF. Điện áp cực đại trên tụ điện là 8 V. Khi điện áp trên tụ điện là 4 V thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch là:

A. 0,55 A      B. 0,45 A

C. 0,55 mA      D. 0,45 mA

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án A

Bài 16: Một mạch dao động LC có điện trở thuần không đáng kể, tụ điện có điện dung 5 µF. Dao động điện từ tự do của mạch LC với hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện bằng 6 V. Khi hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện là 4 V thì năng lượng từ trường trong mạch bằng:

A. 40.10‒6 J. B. 50.10‒6 J.

C. 90.10‒6 J. D. 10.10‒6 J.

- Năng lượng từ trường trong mạch:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án B

Bài 17: Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 50 mH và tụ điện có điện dung 5 µF.Điện áp cực đại giữa hai bản tụ là 12 V. Tính độ lớn điện áp giữa hai bản tụ khi độ lớn của cường độ dòng điện là 0,04√5 A.

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án B

Bài 18: Mạch dao động LC lí tưởng đang thực hiện dao động điện từ tự do. Biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là i = 10cos(4.105t - π/4)mA. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 5√3 mA thì điện tích trong mạch có độ lớn bằng:

A. 21,65 nC.      B. 21,65 µC.

C. 12,5 nC.      D. 12,5 µC.

- Điện tích cực đại giữa hai bản tụ:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án C

Bài 19: Dao động điện từ trong mạch LC lí tưởng, khi điện áp giữa hai đầu cuộn cảm bằng 1,2 mV thì cường độ dòng điện trong mạch bằng 1,8 mA; khi điện áp giữa hai đầu cuộn cảm bằng 0,9 mV thì cường độ dòng điện trong mạch bằng 2,4 mA. Biết L = 16 µH, điện dung của tụ điện C bằng:

A. 60 µF.      B. 64 µF.

C. 72 µF.      D. 48 µF.

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Lại có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án B

Bài 20: Mạch dao động LC lí tưởng đang thực hiện dao động điện từ tự do. Biểu thức cường độ dòng điện qua mạch biểu diễn theo quy luật i = 10cos(4.105t - π/4) mA. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng 5√3 mA thì điện tích trong mạch có độ lớn bằng:

A. 21,65 µC      B. 12,5 µC

C. 21,65 nC.      D. 12,5 nC.

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án D

Bài 21: Một mạch dao động điện từ lý tưởng, tụ có điện dung C = 0,2 µF đang dao động điện từ tự do với hiệu điện thế cực đại trên tụ là U0 = 13 V. Biết khi hiệu điện thế trên tụ là 12 V thì cường độ dòng điện trong mạch 5 mA. Chu kì dao động riêng của mạch bằng:

A. 4.10-4 s.      B. 4π.10-4 s.

C. 24π.10-4 s.      D. 2.10-4 s.

- Năng lượng của mạch dao động:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

→ Chu kì của mạch LC:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án B

Bài 22: Hai mạch dao động lí tưởng LC1 và LC2 có tần số dao động riêng là f1 = 3f và f2 = 4f. Điện tích trên các tụ có giá trị cực đại như nhau và bằng Q. Tại thời điểm dòng điện trong hai mạch dao động có cường độ bằng nhau và bằng 4,8πfQ thì tỉ số giữa độ lớn điện tích trên hai tụ là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án A

Bài 23: Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 30 µH, một tụ điện có C = 3000 pF. Điện trở thuần của mạch dao động là 1 Ω. Để duy trì dao động điện từ trong mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ điện là 6 V phải cung cấp cho mạch một năng lượng điện có công suất:

A. 0,18 W.      B. 1,8 mW.

C. 1,8 W.       D. 5,5 mW.

- Cường độ dòng điện cực đại trong mạch:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Năng lượng cần cung cấp để duy trì dao động của mạch phải có công suất bằng công suất tỏa nhiệt trên điện trở:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án A

Bài 24: Mạch dao động LC gồm tụ C = 200 nF và cuộn thuần cảm L = 2 mH. Biết cường độ dòng điện cực đại trên L là I0 = 0,5 A. Khi cường độ dòng điện trên L là i = 0,4 A thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ là:

A. 10 V.      B. 20 V.

C. 30 V.      D. 40 V.

- Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

→ Hiệu điện thế trên hai bản tụ khi i = 0,4A là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án C

Bài 25: Mạch dao động LC lý tưởng đang có dao động điện từ tự do với biểu thức của cường độ dòng điện theo thời gian là i = 30cos(ωt - π/3)mA (t tính bằng s). Khoảng thời gian ngắn nhất kể từ t = 0 để dòng điện đổi chiều là 5/12 µs. Điện tích cực đại của tụ điện là:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Tại t = 0, i = 0,5I0 và đang tăng, dòng điện đổi chiều khi i = 0 A , tương ứng với:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Điện tích cực đại trên bản tụ:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

Chọn đáp án C

 

Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập liên quan khác:

30 Bài tập về Truyền tải điện năng. Máy biến áp (2024) có đáp án chi tiết nhất
Bình luận (0)

Đăng nhập để có thể bình luận

Chưa có bình luận nào. Bạn hãy là người đầu tiên cho tôi biết ý kiến!