50 bài tập trắc nghiệm Điện từ trường có lời giải (phần 2)

---

---

Với 50 bài tập trắc nghiệm Điện từ trường (phần 2) có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập trắc nghiệm Điện từ trường (phần 2)

50 bài tập trắc nghiệm Điện từ trường có lời giải (phần 2)

Câu 26: Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây có độ tự cảm 50 mH và tụ điện có điện dung 5 μF. Nếu mạch có điện trở thuần 10^-2 ω, để duy trì dao động trong mạch với hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 12 V thì phải cung cấp cho mạch một công suất trung bình bằng

A. 72 mW.              B. 72 μW.

C. 36 μW.             D. 36 mW.

Lời giải:

Đáp án: B.

Câu 27: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 9 μH và tụ điện C. Năng lượng điện từ trong mạch dao động là W = 7,2.10^-7 J. Giá trị cực đại của cường độ dòng điện là

A. 0,1 A.              B. 0,2 A.

C. 0,4 A.              D. 0,5 A

Lời giải:

Đáp án: C.

Câu 28: Cường độ dòng điện trong mạch dao động LC có biểu thức i = 9cosωt (mA). Vào thời điểm năng lượng điện trường bằng 8 lần năng lượng từ trường thì cường độ dòng điện i bằng

A. 3 mA.              B. 1,5√2 mA.

C. 2√2 mA.              D. 1 mA.

Lời giải:

Đáp án: A.

Câu 29: Một mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm 0,2 H và tụ điện có điện dung 10 μF thực hiện dao động điện từ tự do. Biết cường độ dòng điện cực đại trong mạch dao động là 0,012 A. Khi cường độ dòng điện tức thời trong mạch là 0,01 A thì điện áp tức thời giữa hai bản tụ có độ lớn là

A. 5,4 V.              B. 1,7 V.

C. 1,2 V.              D. 0,94 V.

Lời giải:

Khi

thì

Đáp án: D

Câu 30: Hai tụ điện C₁ = C₂ mắc song song. Nối hai đầu bộ tụ với ắc qui có suất điện động E = 6V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm L để tạo thành mạch dao động. Sau khi dao động trong mạch đã ổn định, tại thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn bằng một nữa giá trị dòng điện cực đại, người ta ngắt khóa K để cho mạch nhánh chứa tụ C₂ hở. Kể từ đó, hiệu điện thế cực đại trên tụ còn lại C₁ là:

A. 3√3.              B. 3.

C. 3√5.              D. √2.

Lời giải:

Gọi C₀ là điện dung của mỗi tụ điên.

Năng lượng của mạch dao động khi chưa ngắt tụ C₂ là

Khi i = I₀/2, năng lượng từ trường

Khi đó năng lượng điện trường

năng lượng điện trường của mỗi tụ W_C1 = W_C2 = 13,5C₀

Sau khi ngắt một tụ năng lượng còn lại của mạch là: W = W_L + W_C1 = 22,5C₀

→ U₁2 = 45 → U₁ = 3√5 (V), Chọn C.

Câu 31: Một mạch dao động gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ C₁ = 2C₂ mắc nối tiếp (hình vẽ ). Mạch đang hoạt động thì ta đóng khóa K ngay tại thời điểm năng lượng trong cuộn cảm triệt tiêu. Năng lượng toàn phần của mạch sau đó sẽ

A. không đổi.              B. giảm còn 1/3.

C. giảm còn 2/3.              D. giảm còn 4/9.

Lời giải:

Gọi Q₀ là điện tích cực đại trong mạch Năng lượng ban đầu của mạch

Khi năng lượng cuộn cảm triệt tiêu q = Q₀

Khi đóng khóa K thi năng lượng toàn phần của mạch

Từ đó suy ra

Chọn C.

Câu 32: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ điện C giống nhau mắc nối tiếp.Mạch đang hoạt động thì ngay tại thời điểm nặng lượng điện trường trong tụ gấp đôi năng lượng từ trường trong cuộn cảm, một tụ bị đánh thủng hoàn toàn. Điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm đó sẽ bằng bao nhiêu lần so với lúc đầu?

A. 2/3              B. 1/3

C.1/√3              D. 2/√3

Lời giải:

Gọi U_o là điện áp cực đại lú đầu giữa hai đầu cuộn cảm cũng chính là điện áp cực đại giữa hai đầu bộ tụ.; C là điện dung của mỗi tụ.

Năng lượng ban đầu của mạch dao động

Khi năng lượng điện trường trong tụ gấp đôi năng lượng từ trường trong cuộn cảm, thì WC1 = WC2 = WL = W0 .

Khi một tụ bị đánh thủng hoàn toàn thì năng lượng của mạch

Mặt khác

Chọn C.

Câu 33: Một mạch dao động LC có R = 0. Dao động điện từ riêng (tự do) của mạch LC có chu kì 2,0.10^-4 s. Năng lượng điện trường trong mạch biến đổi tuần hoàn với chu kì là

A. 0,5.10^-4 s              B. 4,0.10^-4 s

C. 2,0.10^-4 s              D. 1,0.10^-4 s

Lời giải:

Năng lượng điện trường trong mạch biến đổi tuần hoàn với chu kì: T’ = T/2 = 1,0.10^-4 s.

Câu 34: Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp năng lượng từ trường bằng ba lần năng lượng điện trường là 10^-4s. Thời gian giữa ba lần liên tiếp dòng điện trên mạch có giá trị lớn nhất là

A. 3.^-4 s.              B. 9.^-4 s.

C. 6.^-4 s.              D. 2.^-4 s.

Lời giải:

Thời gian giữa ba lần liên tiếp dòng điện trên mạch có giá trị cực đại chính là chu kì dao đông của mạch

Năng lượng điện trường

Năng lượng từ trường

E_t = 3E_đ → sin²(ωt + φ) = 3cos²(ωt + φ)

→ 1 - cos²(ωt + φ) = 3cos²(ωt + φ)

→ cos²(ωt + φ) = 1/4 → cos(ωt + φ) = 0,5 hoặc cos(ωt + φ) = -0,5

Trong một chu kì dao động khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp năng lượng từ trường bằng 3 lần năng lượng điện trường có hai khả năng:

t₁ = t_M1M2 = T/6 hoặc t₂ = t_M2M3 = T/3. Bài ra cho thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp E_t = 3E_đ nên ta chọn t₁ = 10^-4s → chu kì T = 6.10^-4s. Chọn C.

Câu 35: Một mạch dao động LC lí tưởng. Ban đầu nối hai đầu cuộn cảm thuần với nguồn điện có r = 2ω, suất điện động E . Sau khi dòng điện qua mạch ổn định, người ta ngắt cuộn dây với nguồn và nối nó với tụ điện thành mạch kín thì điện tích cực đại của tụ là 4.10^-6C. Biết khoảng thời gian ngắn nhất kể từ khi năng lượng từ trường đạt giá trị cực đại đến khi năng lượng trên tụ bằng 3 lần năng lượng trên cuộn cảm là π/6.10^-6 (s). Giá trị của suất điện động E là:

A. 2V.              B. 6V.

C. 8V.              D. 4V

Lời giải:

Cường độ dòng điện cực đại qua mạch: I₀ = E/r

Năng lượng ban đầu của mạch:

Khi năng lượng của tụ

Thời gian điện tích giảm từ Q₀ đến (√3)/2. Q₀ là t = T/12 → T = 2π.10^-6 (s)

→ E = I₀.r = 8 (V). Chọn C.

Câu 36: Cho mạch điện như hình vẽ bên. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 4.10^-3H, tụ điện có điện dung C = 0,1 μF, nguồn điện có suất điện động E = 3mV và điện trở trong r = 1ω. Ban đầu khóa k đóng, khi có dòng điện chạy ổn định trong mạch, ngắt khóa k. Tính điện tích trên tụ điện khi năng lượng từ trong cuộn dây gấp 3 lần năng lượng điện trường trong tụ điện.

A. 3.10^-8C              B. 2,6.10⁸C

C. 6,2.10^-7C              D. 5,2.10^-8C

Lời giải:

Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm I₀ = E/r = 3mA = 3.10^-3A

Năng lượng từ trường bằng 3 lần năng lượng điên trường có nghĩa là

Chọn A.

Câu 37: Nhận xét nào sau đây về đặc điểm của mạch dao động điện từ điều hòa LC là không đúng ?

A. Điện tích trong mạch biến thiên điều hòa

B. Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu ở tụ điện

C. Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu ở cuộn cảm

D. Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào điện tích của tụ điện

Lời giải:

Tần số dao động của mạch không phụ thuộc vào điện tích của tụ điện, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo của mạch.

Câu 38: Mạch dao động tự do LC có L = 40 mH, C = 5 μF, năng lượng điện từ trong mạch là 3,6.10^-4 J. Tại thời điểm hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 8 V, năng lượng điện trường và cường độ dòng điện trong mạch lần lượt là

A. 1,6.10^-4 J; 0,05 A

B. 1,6.10^-4 J; 0,1 A

C. 2.10^-4 J; 0,05 A

D. 2.10^-4 J; 0,1 A

Lời giải:

Ta có tại thời điểm hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 8V thì năng lượng điện trường

→ năng lượng từ trường W_t = W - W_đ = 3,6.10^-4 - 1,6.10^-4 = 2.10^-4J

Lại có

Câu 39: Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C có năng lượng điện trường biến thiên với tần số 1 MHz thì

A. chu kỳ dao động của dòng điện trong mạch là 2 μs

B. năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với chu kỳ 10 s

C. năng lượng dao động của mạch biến thiên chu kỳ 10 s

D. năng lượng điện trường và năng lượng từ trường đều được bảo toàn

Lời giải:

Năng lượng điện trường biến thiên với tần số 1 MHz

→ cường độ dòng điện trong mạch biến thiên với tần số 0,5 MHz

→ chu kì dao động của dòng điện

Câu 40: Một mạch dao động lí tưởng đang thực hiện dao động tự do. Lúc năng lượng điện trường bằng 2.10^-6 J thì năng lượng từ trường bằng 8.10^-6 J. Hiệu điện thế cực đại hai đầu cuộn cảm bằng 10 V, dòng điện cực đại trong mạch bằng 62,8 mA. Tần số dao động của mạch là

A. 2500 Hz              B. 10000 Hz

C. 1000 Hz              D. 5000 Hz

Lời giải:

Ta có:

→ tần số dao động của mạch là

Câu 41: Năng lượng điện trường trong tụ điện của một mạch dao động với chu kì T sẽ

A. biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì 2T

B. biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T

C. biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T/2

D. không biến thiên tuần hoàn theo thời gian

Lời giải:

Mạch dao động với chu kì T → năng lượng biến thiên tuần hoàn với chu kì T/2.

Câu 42: Trong mạch điện dao động điện từ LC, khi điện tích giữa hai bản tụ biến thiên theo quy luật q = Q₀sinωt thì năng lượng tức thời của cuộn cảm là

A. w = Lω²Q₀²cos²(ωt)

B. w = (1/2)Lω²Q₀²cos²(ωt)

C. w = 2Lω²Q₀²cos²(ωt)

D. w = (1/C).Q₀²cos²(ωt)

Lời giải:

Ta có q = Q₀sinωt = Q₀cos(ωt – π/2) → i = I₀cosωt (i nhanh pha π/2 so với u).

→ năng lượng tức thời của cuộn cảm

Câu 43: Mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có C = 5 μF và cuộn thuần cảm có L = 50 mH. Hiệu điện thế cực đại trên tụ điện là 6 V. Tần số dao động điện từ trong mạch và năng lượng của mạch dao động có giá trị là

A. 318 Hz, 3.10^-5 J

B. 318 Hz, 9.10^-5 J

C. 318 Hz, 8.10^-5 J

D. 418 Hz, 5.10^-5 J

Lời giải:

Tần số dao động điện từ trong mạch là:

Năng lượng của mạch dao động:

Câu 44: Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch dao động LC lý tưởng là đại lượng

A. không đổi theo thời gian

B. biến đổi điều hòa cùng tần số với tần số mạch dao động

C. biến đổi tuần hoàn theo thời gian với tần số gấp đôi tần số dao động của điện tích và dòng điện

D. biến đổi điều hòa với tần số bằng nửa tần số mạch dao động

Lời giải:

Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường là hàm bậc hai của q và i nên nó biến đổi tuần hoàn theo thời gian với tần số gấp đôi tần số dao động của điện tích và dòng điện.

Câu 45: Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Thời gian ngắn nhất để năng lượng điện trường giảm từ giá trị cực đại xuống còn một nửa giá trị cực đại là 1,5.10^-4 s. Thời gian ngắn nhất để tụ phóng điện từ giá trị cực đại đến khi phóng điện hết là

A. 6.10^-4 s              B. 1,5.10^-4 s

C. 12.10^-4s              D. 3.10^-4 s

Lời giải:

Năng lượng điện trường giảm từ cực đại xuống còn một nửa thì q = Q₀/√2

→ t = T/8 = 1,5.10^-4 s.

→ Chu kì dao động của mạch là T = 12.10^-4 s.

→ thời gian ngắn nhất để tụ phóng điện từ giá trị cực đại đến khi phóng hết điện là t = T/4 = 3.10^-4 s.

Câu 46: Mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự do. Thời gian ngắn nhất để năng lượng điện trường giảm từ giá trị cực đại xuống còn nửa giá trị cực đại là Δt₁ . Thời gian ngắn nhất để điện tích trên tụ giảm từ giá trị cực đại xuống còn nửa giá trị cực đại là Δt₂. Tỉ số Δt₁ / Δt₂ bằng

A. 1              B. 3/4

C. 4/3              D. 1/2

Lời giải:

Ta có năng lượng điện trường W = Q₀²/2C → Thời gian ngắn nhất để năng lượng điện trường giảm từ giá trị cực đại xuống còn nửa giá trị cực đại là khoảng thời gian điện tích giảm từ Q₀ đến giá trị (√2. Q₀)/2 là Δt₁ = T/8.

Thời gian ngắn nhất để điện tích trên tụ giảm từ giá trị Q₀ xuống còn Q₀/2 là Δt₂ = T/6.

Câu 47: Một mạch dao động điện từ LC có C = 5 μF; L = 50 mH. Điện áp cực đại trên tụ là 6 V Khi năng lượng điện bằng 3 lần năng lượng từ thì năng lượng điện từ trong mạch có giá trị là

A. 9.10^-5 J              B. 2,25.10^-5 J

C. 6,75.10^-5 J              D. 1,5.10^-5 J

Lời giải:

Năng lượng điện từ trong mạch luôn bảo toàn

Câu 48: Trong một mạch dao động lí tưởng, lúc cường độ dòng điện trong mạch bằng 0 thì hiệu điện thế trên tụ điện bằng 10 V. Khi năng lượng từ trường trong cuộn dây gấp 3 lần năng lượng điện trường trong tụ thì hiệu điện thế trên tụ bằng

A. 5 V              B. 8.66 V

C. 7.07 V              D. 8 V

Lời giải:

Ta có E = E_t + E_đ → khi I = 0 thì E_t = 0 → E_{đ max} → U₀ = 10V

Khi: E_t = 3E_đ → E = 4E_đ

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

• Phương pháp giải bài tập Điện từ trường

• Bài tập về điện từ trường

• Bài tập về điện từ trường (phần 2)

---

---

---