Bài tập Vật lý 12 - Chương 4: Dao động điện từ, sóng điện từ

ác câu hỏi và bài tập tổng hợp kiến thức
4.50. Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ1 = 60m; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ2 = 80m. Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng là:
A. λ = 48m. 	B. λ = 70m. 	C. λ = 100m. 	D. λ = 140m.
4.51. Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ1 = 60m; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ2 = 80m. Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng là:
A. λ = 48m. 	B. λ = 70m. 	C. λ = 100m. 	D. λ = 140m.
4.52. Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 6kHz; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là f2 = 8kHz. Khi mắc C1 song song C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là bao nhiêu?
A. f = 4,8kHz. 	B. f = 7kHz. 	C. f = 10kHz. 	D. f = 14kHz.
4.53. Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 6kHz; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là f2 = 8kHz. Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là bao nhiêu?
A. f = 4,8kHz. 	B. f = 7kHz. 	C. f = 10kHz. 	D. f = 14kHz.
4.54. Một mạch dao động gồm tụ điện C = 0,5μF và cuộn dây L = 5mH, điện trở thuần của cuộn dây là R = 0,1Ω. Để duy trì dao động trong mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ là 5V ta phải cung cấp cho mạch một công suất là bao nhiêu? 
A. P = 0,125μW. 	B. P = 0,125mW. 	C. P = 0,125W. 	D. P = 125W.
Đáp án chương 4
4.1 Chọn C.
4.2 Chọn A.
4.3 Chọn B.
4.4 Chọn A.
4.5 Chọn A.
4.6 Chọn D.
4.7 Chọn B.
4.8 Chọn B.
4.9 Chọn C.
4.10 Chọn C.
4.11 Chọn D.
4.12 Chọn C.
4.13 Chọn B.
4.14 Chọn A.
4.15 Chọn D.
4.16 Chọn D.
4.17 Chọn C.
4.18 Chọn A.
4.19 Chọn A.
4.20 Chọn A.
4.21 Chọn B.
4.22 Chọn D. 
4.23 Chọn B.
4.24 Chọn C. 
4.25 Chọn C.
4.26 Chọn C.
4.27 Chọn D.
4.28 Chọn C.
4.29 Chọn C.
4.30 Chọn D.
4.31 Chọn B.
4.32 Chọn A.
4.33 Chọn B.
4.34 Chọn D. 
4.35 Chọn D.
4.36 Chọn A. 
4.37 Chọn D.
4.38 Chọn D.
4.39 Chọn C.
4.40 Chọn A.
4.41 Chọn D.
4.42 Chọn B.
4.43 Chọn B.
4.44 Chọn D.
4.45 Chọn A.
4.46 Chọn A.
4.47 Chọn C. 
4.48 Chọn B.
4.49 Chọn B.
4.50 Chọn A.
4.51 Chọn C.
4.52 Chọn A. 
4.53 Chọn C.
4.54 Chọn B. 
II. Hướng dẫn giải và trả lời chương 4
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.
4.2. Chọn A.
Hướng dẫn: 
4.3. Chọn B.
Hướng dẫn: i = q' từ đó tìm biểu thức của q
4.4. Chọn A.
Hướng dẫn: W = WL + WC. Tìm WC rồi tìm WL.
4.5. Chọn A.
Hướng dẫn: Tần số của dao động từ rất lớn, nó mang năng lượng lớn, chu kỳ nhỏ.
4.6. Chọn D.
Hướng dẫn: Dựa vào công thức tính chu kỳ ta tìm được công thức đó.
4.7. Chọn B.
Hướng dẫn: Năng lượng điện trường và từ trường biến thiên với tần số gấp đôi tần số dao động.
4.8. Chọn B.
Hướng dẫn: công thức thiếu số 2 ở mẫu.
4.9. Chọn C.
Hướng dẫn: Từ công thức tính tần số ta tìm được kết quả đó.
4.10. Chọn C.
Hướng dẫn: I0 = w.Q0; U0 = Q0/C ta tìm được công thức đó.
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.
4.12. Chọn C.
Hướng dẫn: Chu kỳ dao động của mạch dao động LC là như vậy chu kỳ T phụ thuộc vào cả độ tự cảm L của cuộn cảm và điện dung C của tụ điện.
4.13. Chọn B.
Hướng dẫn: Chu kỳ dao động của mạch dao động LC là khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch tăng lên 2 lần.
4.14. Chọn A.
Hướng dẫn: Tần số dao động của mạch dao động LC là 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.
4.15. Chọn D.
Hướng dẫn: Mạch dao động điện từ điều hoà có tần số góc .
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 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.
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.
4.18. Chọn B.
Hướng dẫn: áp dụng công thức tính tần số dao động của mạch , thay L = 2mH = 2.10-3H, C = 2pF = 2.10-12F và π2 = 10 ta được f = 2,5.106H = 2,5MHz.
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+). 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: , 
thay số C = 5μF = 5.10-6F, ω = 2000rad/s ta được L = 50mH.
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 = 3,72.10-3A = 3,72A.
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.
4.22. Chọn D.
Hướng dẫn: áp dụng công thức tính tần số góc , 
với C = 16nF = 16.10-9F và L = 25mH = 25.10-3H.
4.23. Chọn B.
Hướng dẫn: Năng lượng ban đầu của tụ điện là W = = 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.
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.
4.25. Chọn C.
Hướng dẫn: Đường sức điện trường và từ trường là đường tròn kín.
4.26. Chọn C.
Hướng dẫn: Điện trường và từ trường xoáy có các đường sức là đường tròn kín.
4.27. Chọn D.
Hướng dẫn: Xem liên hệ giữa điện trường biến thiên và tử trường biến thiên.
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.
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.
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.
4.31. Chọn B.
Hướng dẫn: Điện trường xoáy là điện trường có các đường sức là những đường cong kín. Điện trường tĩnh cũng có các đường sức là những đường cong.
4.32. Chọn A.
Hướng dẫn: Một từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian sinh ra một điện trường xoáy biến thiên ở các điểm lân cận, còn một từ trường biến thiên đều theo thời gian sinh ra một điện trường xoáy không đổi ở các điểm lân cận.
4.33. Chọn B.
Hướng dẫn: Sự biến thiên của điện trường giữa các bản của tụ điện sinh ra một từ trường giống từ trường được sinh ra bởi dòng điện trong dây dẫn nối với tụ. Đây chính là từ trường do dòng điện dịch sinh ra.
4.34. Chọn D.
Hướng dẫn: đây là đặc điểm của sóng điện từ.
4.35. Chọn D.
Hướng dẫn: Đây là đặc điểm của sóng điện từ.
4.36. Chọn A.
Hướng dẫn: Khi một điện tích dao động sẽ tạo ra xung quanh nó một điện trường biến thiên tuần hoàn, do đó điện từ trường do một tích điểm dao động sẽ lan truyền trong không gian dưới dạng sóng.
4.37. Chọn D.
Hướng dẫn: Véc tơ cường độ điện trường và cảm ứng từ biến thiên tuần hoàn cùng tần số, cùng pha và có phương vuông góc với nhau.
4.38. Chọn D.
Hướng dẫn: Sóng cực ngắn có thể xuyên qua tầng điện li.
4.39. Chọn C.
Hướng dẫn: Sóng ngắn bị phản xạ mạnh nhất ở tầng điện li.
4.40. Chọn A.
Hướng dẫn: Sóng dài ít bị nước hấp thụ nên thường được dùng trong việc truyền thông tin trong nước.
4.41. Chọn D.
Hướng dẫn: Xem mạch dao động hở - anten
4.42. Chọn B.
Hướng dẫn: Không có tách sóng và theo thứ tự đó.
4.43. Chọn B.
Hướng dẫn: Không có khuyếch đại cao tần hoặc khuyếch đại cao tần sau chọn sóng.
4.44. Chọn D.
Hướng dẫn: Sóng cực ngắn được dùng trong truyền hình bằng sóng vô tuyến điện
4.45. Chọn A.
Hướng dẫn: Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch LC.
4.46. Chọn A.
Hướng dẫn: áp dụng công thức tính bước sóng 
4.47. Chọn C.
Hướng dẫn: Bước sóng điện từ mà mạch chọn sóng thu được là = 250m.
4.48. Chọn B.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 4.40
4.49. Chọn B.
Hướng dẫn: Tần số mà mạch thu được là = 15915,5Hz.
4.50. Chọn A.
Hướng dẫn: Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng (1); khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng (2) . Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng là (3), với (4), từ (1) đến (40) ta suy ra = 68m.
4.51. Chọn C.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 4.34 với C = C1 + C2 ( C1 và C2 mắc song song) ta được = 100m.
4.52. Chọn A.
Hướng dẫn: Tần số dao động của mạch là , và sau đó làm tương tự câu 4.49
4.53. Chọn C.
Hướng dẫn: Tần số dao động của mạch là , và sau đó làm tương tự câu 4.34
4.54. Chọn B.
Hướng dẫn: Khi hiệu điện thế cực đại trên tụ là 5V thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là = 0,035355A. Công suất tiêu thụ trong mạch là P = RI2 = 1,25.10-4W = 0,125mW. Muốn duy trì dao động trong mạch thì cứ sau mỗi chu kỳ dao động ta phải cung cấp một phần năng lượng bằng phần năng lượng đã bị mất tức là ta phải cung cấp một công suất đúng bằng 0,125mW.