Trắc nghiệm Bài 20. Các loại dao động - Vật Lí 12Đề bài
Câu 1 :
Trong mạch LC lí tưởng, khi tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện qua cuộn cảm thì dao động điện từ trong mạch là:
Câu 2 :
Dao động điện từ nào dưới đây xảy ra trong một mạch dao động có thể có biên độ giảm dần theo thời gian?
Câu 3 :
Tìm phát biểu sai. Dao động điện từ trong mạch dao động LC bị tắt dần là do:
Câu 4 :
Trong mạch dao động điện từ LC, với cuộn dây có điện trở R. Sự tắt dần nhanh hay chậm phụ thuộc vào ?
Câu 5 :
Dao động điện từ trong mạch LC tắt càng nhanh khi ?
Câu 6 :
Mắc mạch dao động LC vào một nguồn điện ngoài, nguồn này có hiệu điện thế biến thiên theo thời gian u = U0cosωt. Nhận xét nào sau đây về dòng điện trong mạch LC là đúng: 
Câu 7 :
Hiện tượng cộng hưởng trong mạch LC xảy ra càng rõ nét khi :
Câu 8 :
Chọn phương án sai khi nói về bổ sung năng lượng cho mạch:
Câu 9 :
Công suất cần phải cung cấp thêm cho mạch để duy trì dao động có biểu thức:
Câu 10 :
Mạch dao động gồm cuộn dây có L = 2.10-4(H) và C = 8nF , vì cuộn dây có điện trở thuần nên để duy trì một hiệu điện thế cực đại 5V giữa 2 bản cực của tụ phải cung cấp cho mạch một công suất P = 6mW. Điện trở của cuộn dây có giá trị :
Câu 11 :
Một mạch dao động có tụ với C = 300pF, cuộn cảm có L = 3μH và điện trở hoạt động R=15 Ω. Để duy trì dao động của mạch như ban dầu thì cần nguồn cung cấp cho mạch có công suất 18,75mW. Hiệu điện thế cực đại trên tụ là?
Câu 12 :
Mạch dao động có L = 3,6.10-4 H; C = 18 nF. Mạch được cung cấp một công suất 6mW để duy trì dao động điện từ với hiệu điện thế cực đại trên hai bản tụ là 10V. Điện trở của mạch là:
Câu 13 :
Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm \(L{\rm{ }} = 20\mu H\) , điện trở thuần \(R{\rm{ }} = 4\Omega \) và tụ điện có điện dung C = 2nF .Cần cung cấp cho mạch công suất là bao nhiêu để duy trì dao động điện từ trong mạch , biết rằng hiệu điện thế cực đại giữa hai tụ là 5V :
Câu 14 :
Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E=12V điện trở trong r = 1Ω, tụ có điện dung C=100μF, cuộn dây có hệ số tự cảm L=0,2H và điện trở là R0= 5Ω; điện trở R=18Ω. Ban đầu K đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá K. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn? 
Câu 15 :
Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động \(E = 24V,r = 1\Omega \) , tụ điện có điện dung \(C = 100\mu F\), cuộn dây có hệ số tự cảm \(L{\rm{ }} = {\rm{ }}0,2H\) và điện trở \({R_0} = 5\Omega \), điện trở \(R = 18\Omega \).Ban đầu khoá k đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá k. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở $R$ trong thời gian từ khi ngắt khoá k đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn. 
Câu 16 :
Một nguồn điện có suất điện động 3V, điện trở trong $2\Omega $, được mắc vào hai đầu mạch gồm một cuộn dây có điện trở thuần $3\Omega $ mắc song song với một tụ điện. Biết điện dung của tụ là $5\mu F$ và độ tự cảm là $5\mu H$ . Khi dòng điện chạy qua mạch đã ổn định, người ta ngắt nguồn điện khỏi mạch. Lúc đó nhiệt lượng lớn nhất toả ra trên cuộn dây bằng bao nhiêu?
Lời giải và đáp án
Câu 1 :
Trong mạch LC lí tưởng, khi tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện qua cuộn cảm thì dao động điện từ trong mạch là:
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
Mạch LC lí tưởng => Dao động điện từ tự do
Câu 2 :
Dao động điện từ nào dưới đây xảy ra trong một mạch dao động có thể có biên độ giảm dần theo thời gian?
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
Câu 3 :
Tìm phát biểu sai. Dao động điện từ trong mạch dao động LC bị tắt dần là do:
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
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 4 :
Trong mạch dao động điện từ LC, với cuộn dây có điện trở R. Sự tắt dần nhanh hay chậm phụ thuộc vào ?
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
Ta có năng lượng mất mát khi trong mạch có cuộn dây có điện trở R là : \(Q = {I^2}Rt = \frac{{I_0^2}}{2}Rt\) => Sự tắt dần nhanh hay chậm phụ thuộc vào điện trở R của cuộn dây
Câu 5 :
Dao động điện từ trong mạch LC tắt càng nhanh khi ?
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
Ta có năng lượng mất mát khi trong mạch có điện trở R là : \(Q = {I^2}Rt = \dfrac{{I_0^2}}{2}Rt\) => Sự tắt dần nhanh hay chậm phụ thuộc vào điện trở R
Câu 6 :
Mắc mạch dao động LC vào một nguồn điện ngoài, nguồn này có hiệu điện thế biến thiên theo thời gian u = U0cosωt. Nhận xét nào sau đây về dòng điện trong mạch LC là đúng:
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Ta có mạch được mắc vào nguồn điện ngoài có hiệu điện thế u = U0cosωt => Dao động điện từ trong mạch LC là một dao động cưỡng bức A - sai vì ω0 là tần số dao động riêng B - sai vì biên độ dòng điện trong mạch phụ thuộc vào biên độ điện áp ω, U0 nguồn, Rhệ C - đúng vì khi ω = ω0 : mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng => Biên độ dòng điện sẽ đạt cực đại D - sai vì dao động trong mạch là dao động cưỡng bức
Câu 7 :
Hiện tượng cộng hưởng trong mạch LC xảy ra càng rõ nét khi :
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
 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 :
Chọn phương án sai khi nói về bổ sung năng lượng cho mạch:
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
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
Câu 9 :
Công suất cần phải cung cấp thêm cho mạch để duy trì dao động có biểu thức:
Đáp án : C Phương pháp giải :
+ Áp dụng công thức xác định nhiệt lượng tỏa ra trên R: \(Q = {I^2}Rt = \frac{{I_0^2}}{2}Rt\) + Áp dụng công thức tính công suất: \(P = \frac{Q}{t}\) Lời giải chi tiết :
Công suất cần phải cung cấp thêm cho mạch để duy trì dao động được xác định bằng biểu thức: \(P = \frac{Q}{t} = {I^2}R = \frac{{I_0^2}}{2}R\)
Câu 10 :
Mạch dao động gồm cuộn dây có L = 2.10-4(H) và C = 8nF , vì cuộn dây có điện trở thuần nên để duy trì một hiệu điện thế cực đại 5V giữa 2 bản cực của tụ phải cung cấp cho mạch một công suất P = 6mW. Điện trở của cuộn dây có giá trị :
Đáp án : C Phương pháp giải :
Sử dụng các công thức xác định:
Lời giải chi tiết :
Ta có: Cường độ dòng điện cực đại trong mạch: \({I_0} = {U_0}\sqrt {\frac{C}{L}} = 5\sqrt {\frac{{{{8.10}^{ - 9}}}}{{{{2.10}^{ - 4}}}}} = 0,01\sqrt {10} A\) Công suất cần cung cấp để duy trì dao động của mạch: \(P = \frac{Q}{t} = \frac{{{I^2}Rt}}{t} = {I^2}R = \frac{{I_0^2}}{2}R \to R = \frac{{2P}}{{I_0^2}} = \frac{{{{2.6.10}^{ - 3}}}}{{{{\left( {0,01.\sqrt {10} } \right)}^2}}} = 12\Omega \)
Câu 11 :
Một mạch dao động có tụ với C = 300pF, cuộn cảm có L = 3μH và điện trở hoạt động R=15 Ω. Để duy trì dao động của mạch như ban dầu thì cần nguồn cung cấp cho mạch có công suất 18,75mW. Hiệu điện thế cực đại trên tụ là?
Đáp án : A Phương pháp giải :
Sử dụng các công thức xác định:
Lời giải chi tiết :
Ta có: Công suất cần cung cấp để duy trì dao động của mạch: \(P = \frac{Q}{t} = \frac{{{I^2}Rt}}{t} = {I^2}R = \frac{{I_0^2}}{2}R \to I_0^2 = \frac{{2P}}{R} = \frac{{2.18,{{75.10}^{ - 3}}}}{{15}} = 2,{5.10^{ - 3}} \to {I_0} = 0,05A\) Cường độ dòng điện cực đại trong mạch: \(L{I_0}^2 = C{U_0}^2 \to {U_0} = {I_0}\sqrt {\frac{L}{C}} = 0,05.\sqrt {\frac{{{{3.10}^{ - 6}}}}{{{{300.10}^{ - 12}}}}} = 5V\)
Câu 12 :
Mạch dao động có L = 3,6.10-4 H; C = 18 nF. Mạch được cung cấp một công suất 6mW để duy trì dao động điện từ với hiệu điện thế cực đại trên hai bản tụ là 10V. Điện trở của mạch là:
Đáp án : C Phương pháp giải :
Sử dụng các công thức xác định:
Lời giải chi tiết :
Ta có: Cường độ dòng điện cực đại trong mạch: \({I_0} = {U_0}\sqrt {\frac{C}{L}} = 10\sqrt {\frac{{{{18.10}^{ - 9}}}}{{3,{{6.10}^{ - 4}}}}} = 0,05\sqrt 2 A\) Công suất cần cung cấp để duy trì dao động của mạch: \(P = \frac{Q}{t} = \frac{{{I^2}Rt}}{t} = {I^2}R = \frac{{I_0^2}}{2}R \to R = \frac{{2P}}{{I_0^2}} = \frac{{{{2.6.10}^{ - 3}}}}{{{{\left( {0,05\sqrt 2 } \right)}^2}}} = 2,4\Omega \)
Câu 13 :
Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm \(L{\rm{ }} = 20\mu H\) , điện trở thuần \(R{\rm{ }} = 4\Omega \) và tụ điện có điện dung C = 2nF .Cần cung cấp cho mạch công suất là bao nhiêu để duy trì dao động điện từ trong mạch , biết rằng hiệu điện thế cực đại giữa hai tụ là 5V :
Đáp án : B Phương pháp giải :
Sử dụng các công thức xác định:
Lời giải chi tiết :
Cường độ dòng điện cực đại trong mạch: \({I_0} = {U_0}\sqrt {\frac{C}{L}} = 5\sqrt {\frac{{{{2.10}^{ - 9}}}}{{{{20.10}^{ - 6}}}}} = 0,05{\rm{A}}\) Công suất cần cung cấp để duy trì dao động của mạch: \(P = \frac{Q}{t} = \frac{{{I^2}Rt}}{t} = {I^2}R = \frac{{I_0^2}}{2}R = \frac{{{{\left( {0,05} \right)}^2}}}{2}4 = {5.10^{ - 3}}{\rm{W}} = 5m{\rm{W}}\)
Câu 14 :
Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E=12V điện trở trong r = 1Ω, tụ có điện dung C=100μF, cuộn dây có hệ số tự cảm L=0,2H và điện trở là R0= 5Ω; điện trở R=18Ω. Ban đầu K đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá K. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn?
Đáp án : C Phương pháp giải :
- Sử dụng định luật ohm: I = E /(R + r) - Năng lượng của mạch dao động: \(W = \dfrac{1}{2}L{i^2} + \dfrac{1}{2}C{u^2}\) Lời giải chi tiết :
Khi K đóng \(I_0= \dfrac{E}{(R +r+R_0)} =\dfrac{12}{( 18+1+5)}=0,5A\) Điện áp 2 đầu tụ C lúc đầu: \(U_0=I_0(R +R_0) = 0,5 .23=11,5V\) Năng lượng lúc đầu của mạch: \(\begin{array}{l}W = \dfrac{{CU_0^2}}{2} + \dfrac{{LI_0^2}}{2} = \dfrac{{{{10}^{ - 4}}.11,5_{}^2}}{2} + \dfrac{{0,2.0,5_{}^2}}{2}\\ = {0,66125.10^{ - 2}} + 0,025 = 0,0316125J\end{array}\) Năng lượng tỏa ra trên R và R0 tỉ lệ thuận với điện trở. \(\to \dfrac{R}{R_0}=\dfrac{18}{5}\) \(\to\) Nhiệt lượng tỏa ra chia thành 23 phần thì tỏa trên R 18 phần. Khi mạch tắt hoàn toàn thì năng lượng W chuyển thành nhiệt lượng tỏa ra trên R và R0 nên ta có: \(Q=W\) \(\to\) Nhiệt lượng tỏa ra trên R: \(Q_R = \dfrac{{18}}{{23}}W = \dfrac{{18}}{{23}}.0,0316125 = 0,024740217J \approx 0,02474J=24,74 mJ\).
Câu 15 :
Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động \(E = 24V,r = 1\Omega \) , tụ điện có điện dung \(C = 100\mu F\), cuộn dây có hệ số tự cảm \(L{\rm{ }} = {\rm{ }}0,2H\) và điện trở \({R_0} = 5\Omega \), điện trở \(R = 18\Omega \).Ban đầu khoá k đóng, khi trạng thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá k. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở $R$ trong thời gian từ khi ngắt khoá k đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn.
Đáp án : A Phương pháp giải :
- Sử dụng định luật ohm: I = E /(R + r) - Năng lượng của mạch dao động: \(W = \frac{1}{2}L{i^2} + \frac{1}{2}C{u^2}\) Lời giải chi tiết :
Cường độ dòng điện qua mạch trước khi mở khóa k \({I_0} = \frac{E}{{R + {R_0} + r}} = \frac{{24}}{{24}} = 1{\rm{A}}\) Điện áp giữa hai bản cực tụ điện \(U{\rm{ }} = {\rm{ }}I\left( {R{\rm{ }} + {\rm{ }}{R_0}} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}23{\rm{ }}V\) Năng lượng của mạch dao động sau khi ngắt khóa k \({{\rm{W}}_0} = \frac{1}{2}L{I_0}^2 + \frac{1}{2}C{U^2} = 0,12645J = 126,45mJ\) Trong thời gian từ khi ngắt khoá k đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn. năng lượng này biến thành nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở \(R\) và trên \({R_0}\) của cuộn dây. Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R là: \({Q_R} = \frac{{{{\rm{W}}_0}}}{{R + {R_0}}}R = \frac{{126,45}}{{23}}18 = 98,96mJ\) => Chọn A Cách 2: \(\begin{array}{l}{\rm{W}} = {{\rm{W}}_L} + {{\rm{W}}_C} = \frac{1}{2}.L{.1^2} + \frac{1}{2}.C.{\left( {24 - 1} \right)^2} = 0,12645J\\ = > {Q_R} = \frac{R}{{R + {R_0}}}{\rm{W}} = \frac{{18}}{{23}}.0,12645 = 98,96mJ\end{array}\)
Câu 16 :
Một nguồn điện có suất điện động 3V, điện trở trong $2\Omega $, được mắc vào hai đầu mạch gồm một cuộn dây có điện trở thuần $3\Omega $ mắc song song với một tụ điện. Biết điện dung của tụ là $5\mu F$ và độ tự cảm là $5\mu H$ . Khi dòng điện chạy qua mạch đã ổn định, người ta ngắt nguồn điện khỏi mạch. Lúc đó nhiệt lượng lớn nhất toả ra trên cuộn dây bằng bao nhiêu?
Đáp án : B Phương pháp giải :
- Sử dụng định luật ohm: I = E /(R + r) - Năng lượng của mạch dao động: \(W = \frac{1}{2}L{i^2} + \frac{1}{2}C{u^2}\) Lời giải chi tiết :
 Khi dòng điện qua mạch ổn định (qua cuộn dây): \(I = \frac{E}{{{r_n} + {r_d}}} = \frac{3}{5}(A)\) ( Hay: I = E /(R + r) = 3/5 = 0,6 (A)) Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây cũng chính là hiệu điện thế giữa 2 đầu tụ: UAB = U0 = IR = 1,8 (V) Năng lượng dao động của mạch lúc ngắt nguồn: \(W = \frac{1}{2}L{I^2} + \frac{1}{2}C{U^2} = 4,{5.10^{ - 6}}(J)\) Nhiệt lượng lớn nhất tỏa ra trên cuộn dây bằng (W )năng lượng dao động lúc đầu của mạch
Lúc đó nhiệt lượng lớn nhất toả ra trên cuộn dây bằng năng lượng của mạch khi đó \({Q_{max}} = W = \frac{{CU_0^2}}{2} + \frac{{L{I^2}}}{2} = {\rm{ }}8,{1.10^{ - 6}} + {\rm{ }}0,{9.10^{ - 6}} = {\rm{ }}{9.10^{ - 6{\rm{ }}}}(J){\rm{ }} = {\rm{ }}9\mu J\)
|
