Các dạng bài tập Mạch dao động có lời giải
Phần Mạch dao động Vật Lí lớp 12 với các dạng bài tập chọn lọc có trong Đề thi THPT Quốc gia và trên 100 bài tập trắc nghiệm có lời giải. Vào Xem chi tiết để theo dõi các dạng bài Mạch dao động hay nhất tương ứng.
Công thức, cách tính chu kỳ, tần số trong mạch dao động LC
A. Phương pháp & Ví dụ
1. Phương pháp
Các công thức cơ bản
– Tần số góc riêng:
– Chu kỳ dao động riêng:
– Tần số dao động riêng:
Ghép thêm tụ điện
Mạch giao động LC1 có chu kỳ luân hồi T1, tần số. Mạch giao động LC2 có chu kỳ luân hồi T2, tần số f2
Trường hợp 1 : C1 mắc tiếp nối đuôi nhau với C2. Khi đó :
Trường hợp 2 : C1 mắc song song với C2. Khi đó :
Ghép thêm cuộn cảm
Mạch xê dịch L1C có chu kỳ luân hồi T1, tần số f1. Mạch giao động L2C có chu kỳ luân hồi T2, tần số f2
Trường hợp 1 : L1 tiếp nối đuôi nhau L2 :
Trường hợp 2 : L1 song song với L2 :
2. Ví dụ
Ví dụ 1: Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L = 1mH và một tụ điện có điện dung là C = 0,1μF. Tần số riêng của mạch có giá trị nào sau đây?
A. 1,6. 104 Hz
B. 3,2. 104 Hz
C. 1,6. 104 Hz
D. 3,2. 104 Hz
Hướng dẫn:
Áp dụng công thức tính tần số ta có :
Đáp án A .
Ví dụ 2: Trong mạch dao động, khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 60kHz. Khi mắc tụ có điện dụng C2 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f2 = 80kHz. Khi mắc C1 song song với C2 rồi mắc vào cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là
A. 100 kHz
B. 140 kHz
C. 50 kHz
D. 48 kHz
Hướng dẫn:
Áp dụng công thức tính tần số khi 2 điện dung song song nhau ta có :
Đáp án D .
Ví dụ 3: Trong mạch dao động, khi mắc cuộn dây có có độ tự cảm L1, với tụ điện có điện dung C thì tần số dao động của mạch là f1 = 120kHz. Khi mắc cuộn dây có độ tự cảm L2 với tụ điện có điện dung C thì tần số dao động của mạch là f2 = 160kHz. Khi mắc L1 nối tiếp L2 rồi mắc vào cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là:
A. 100 kHz
B. 200 kHz
C. 96 kHz
D. 150 kHz
Hướng dẫn:
Áp dụng công thức tính tần số của mạch khi 2 cuộn cảm mắc tiếp nối đuôi nhau ta có :
Đáp án C .
Cách giải bài tập Mạch dao động LC tắt dần
A. Phương pháp & Ví dụ
1. Phương pháp
Cho mạch xê dịch LC, trong mạch có điện trở R ( mạch xê dịch tắt dần )
• Khi mạch giao động có điện trở thuần R thì hiệu suất tỏa nhiệt là
trong đó I là cường độ hiệu dụng Io = I √ 2
• Để duy trì xê dịch điều hòa trong mạch thì cần cung ứng cho mạch hiệu suất P đúng bằng hiệu suất bị mất ΔP : ΔP = I2R
2. Ví dụ
Ví dụ 1: Một mạch dao động gồm một cuộn dây có độ tự cảm 4 μH và một tụ điện có điện dung 2000 pF. Điện tích cực đại trên tụ là 5 μC. Nếu mạch có điện trở thuần 0,1 Ω thì để duy trì dao động trong mạch ta phải cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất bằng bao nhiêu?
A. 15,625 W.
B. 36 μW .
C. 156,25 W.
D. 36 mW .
Hướng dẫn:
• Công suất bị mất do tỏa nhiệt trên r là
• Năng lượng cần phân phối để mạch duy trì chính bằng hiệu suất mất đi do tỏa nhiệt trên r. Năng lượng cung ứng là 156,25 W
Chọn C
Ví dụ 2: Một mạch dao động gồm một tụ điện C = 50μF và một cuộn dây có độ tự cảm L = 5mH. Hãy tính năng lượng toàn phần của mạch điện và điện tích cực đại trên bản cực của tụ điện khi hiệu điện thế cực đại giữa hai bản cực của tụ điện bằng 6V. Nếu cuộn dây có điện trở R = 0,1Ω, muốn duy trì dao động điều hòa trong mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ điện vẫn bằng 6V thì phải bổ sung cho mạch một năng lượng có công suất bằng bao nhiêu?
A. 1,8. 10-2 W
B. 3,6. 102 W
C. 1,8. 103 W
D. 3,6. 10-2 W
Hướng dẫn:
• Vì có điện trở thuần nên xê dịch trong mạch tắt dần do tỏa nhiệt ở trên điện trở. Để duy trì xê dịch điều hòa phải bổ trợ cho mạch một nguồn năng lượng có hiệu suất đủ bù vào phần nguồn năng lượng hao phí do tỏa nhiệt ( hiệu ứng Jun ) trên điện trở, phần này có hiệu suất là ΔP = I2R
Chọn A
Bài tập Mạch dao động LC trong đề thi Đại học
Câu 1. [THPT QG năm 2015 – Câu 3 – M138] : Một mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Chu kì dao động riêng của mạch là
Hiển thị đáp án
Chu kì xê dịch riêng của mạnh giao động điện từ lí tưởng
Đáp án: D
Câu 2. [THPT QG năm 2015 – Câu 33 – M138] : Hai mạch dao động điện từ lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với cùng cường độ dòng điện cực đại Io. Chu kì dao động riêng của mạch thứ nhất là T1, của mạch thứ hai là T2 = 2T1. Khi cường độ dòng điện trong hai mạch có cùng độ lớn và nhỏ hơn Io thì độ lớn điện tích trên một bản tụ điện của mạch dao động thứ nhất là q1 và của mạch dao động thứ hai là q2. Tỉ số q1/q2 là
A. 2. B. 1,5. C. 0,5. D. 2,5 .
Hiển thị đáp án
Đáp án: C
Câu 3. [THPT QG năm 2016 – Câu 9 – M536]] : Trong mạch dao động điện tử LC lí tưởng đang hoạt động, điện tích trên một bản tụ điện biến thiên điều hòa và
A. cùng pha với cường độ dòng điện trong mạch .
B. lệch sóng 0,25 π so với cường độ dòng điện trong mạch .
C. ngược pha với cường độ dòng điện trong mạch .
D. lệch sóng 0,5 π so với cường độ dòng điện trong mạch .
Hiển thị đáp án
Mạch dao động điện tử LC lí tưởng đang hoạt động giải trí, điện tích trên một bản tụ điện biến thiên điều hòa và lệch sóng π / 2 so với cường độ dòng điện trong mạch
Đáp án: D
Câu 4. [THPT QG năm 2016 – Câu 16 – M536] : Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 10-5 H và tụ điện có điện dung 2,5.10-6 Lấy π=3,14 Chu kì dao động riêng của mạch là
A.1,57.10-5s B.1,57.10-10s C.6,28.10-10s D.3,14.10-5s
Hiển thị đáp án
Đáp án: D
A. 1,57. 10 s B. 1,57. 10 s C. 6,28. 10 s D. 3,14. 10
Câu 5. [THPT QG năm 2017 – Câu 15 – M201] : 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
Hiển thị đáp án
Chu kỳ xê dịch riêng của mạch LC là :
Đáp án: C
Câu 6. [THPT QG năm 2017 – Câu 23 – M201] : Gọi A và vM lần lượt là biên độ và vận tốc cực đại của một chất điểm dao động điều hòa; Qo và Io lần lượt là điện tích cực đại trên một bản tụ điện và cường độ dòng điện cực đại trong mạch dao động LC đang hoạt động. Biểu thức vM/A có cùng đơn vị với biểu thức
Hiển thị đáp án
Đáp án: A
Câu 7. [THPT QG năm 2017 – Câu 7 – M202] : Một mạch dao động gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Tần số dao động riêng của mạch là
Hiển thị đáp án
Đáp án: A
Câu 8. [THPT QG năm 2017 – Câu 7 – M204] : Một mạch dao động gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Tần số góc riêng của mạch dao động này là
Hiển thị đáp án
Đáp án: C
Câu 9. [THPT QG năm 2018 – Câu 28 – M201] : Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5 mH và tụ điện có điện dung 50 μF. Trong mạch đang có dao động điện từ tự do với hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 6 V. Tại thời điểm hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là 4 V thì cường độ dòng điện trong mạch có độ lớn bằng
A. √5/5 A B. 0,45 A C. 0,6 A D. 1/4 A.
Hiển thị đáp án
Đáp án: A
A. √ 5/5 A B. 0,45 A C. 0,6 A D. 1/4 A .
Câu 10. [THPT QG năm 2018 – Câu 24 – M203] : Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 2 mH và tụ điện có điện dung 8 nF. Trong mạch đang có dao động điện từ tự do với hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 6 V. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch bằng
A. 0,12 A B. 1,2 mA C. 1,2 A D. 12 mA
Hiển thị đáp án
Đáp án: D
A. 0,12 A B. 1,2 mA C. 1,2 A D. 12 mAXem thêm những dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác :
