10 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Trắc nghiệm Điện từ trường có đáp án (Vận dụng)

Câu 1:

Mạch dao động lí tưởng LC gồm tụ điện có điện dung C và cuộn dây có độ tụ cảm L = 0,125 H. Mạch được cung cấp một năng lượng 25 μJ bằng cách mắc tụ vào nguồn điện một chiều có suất điện động E. Khi mạch dao động thì dòng điện tức thời trong mạch là $i = I_{0} \cos 4000 t A$ . Suất điện động E của nguồn có giá trị là

A. 12V

B. 13V

C. 10V

D. 11V

Xem đáp án

Đáp án C

Ta có ω = 4000 rad/s

$= > C = \frac{1}{ω^{2} L} = \frac{1}{4000^{3} .0, 125} = {5.10}^{- 7} F$

Năng lượng của mạch:

$\begin{array}{l} W = \frac{1}{2} C {U_{0}}^{2} \\ = > U_{0} = \sqrt{\frac{2 W}{C}} = \sqrt{\frac{{2.25.10}^{- 6}}{{5.10}^{- 7}}} = 10 V \end{array}$

Suất điện động của nguồn:

$E = U_{0} = 10 V$

Câu 2:

Một mạch dao động LC lí tưởng gồm tụ có điện dung C và cuộn cảm có độ tự cảm L. Nối 2 cực của nguồn điện một chiều có suất điện động E điện trở trong r vào 2 đầu cuộn cảm. Sau khi dòng điện trong mạch ổn định, cắt nguồn thì trong mạch LC có dao động điện từ với điện áp cực đại giữa hai bản tụ là $U_{0}$ . Biết $L = 25 r^{2} C$ . Tỉ số giữa $U_{0}$ và E là

A. 10

B. 100

C. 5

D. 25

Xem đáp án

Đáp án C

Ta có:

$I_{0} = \frac{E}{r}$

Năng lượng của mạch:

$\begin{array}{l} W = \frac{1}{2} C {U_{0}}^{2} = \frac{1}{2} L {I_{0}}^{2} \\ \Rightarrow U_{0} = I_{0} \sqrt{\frac{L}{C}} \\ \Rightarrow U_{0} = I_{0} \sqrt{\frac{25 r^{2} C}{C}} = 1, 5 r \\ \Rightarrow U_{0} = \frac{E}{r} .5 r = 5 E \\ \Rightarrow \frac{U_{0}}{E} = 5 \end{array}$

Câu 3:

Cho mạch LC dao động với chu kì T = 40 ms. Năng lượng từ trường tức thời trong cuộn dây thuần cảm L biến thiên điều hoà với chu kì T’ có giá trị bằng:

A. 80ms

B. 20ms

C. 40ms

D. 10ms

Xem đáp án

Đáp án B

Năng lượng từ trường tức thời trong cuộn dây thuần cảm L biến thiên điều hoà với chu kì T’ có giá trị bằng $\frac{1}{2}$ chu kì của mạch LC

$\Rightarrow T' = \frac{T}{2} = \frac{40}{2} = 20 m s$

Câu 4:

Một mạch dao động điện từ gồm tụ C = 5 μF và cuộn thuần cảm L = 50 mH. Hiệu điện thế cực đại hai đầu tụ điện là 12 V. Tại thời điểm hiệu điện thế hai đầu cuộn dây là 8 V thì năng lượng từ trường trong mạch là

A. $1, 6 . 10^{- 4} J$

B. $2 . 10^{- 4} J$

C. $1, 1 . 10^{- 4} J$

D. $3 . 10^{- 4} J$

Xem đáp án

Đáp án B

Năng lượng điện từ của mạch là: $E = E_{t} + E_{đ}$

→ Tại thời điểm u = 8V thì:

$E = E_{đ m a x} - E_{đ} \begin{array}{l} = \frac{1}{2} C ({U_{0}}^{2} - u^{2}) \\ = \frac{1}{2} {.5.10}^{- 6} . (12^{2} - 8^{2}) \\ = {2.10}^{- 4} J \end{array}$

Câu 5:

Một mạch dao động LC khi hoạt động thì cường độ dòng điện có giá trị cực đại là 50 mA. Tính cường độ dòng điện khi năng lượng điện trường bằng 75% năng lượng điện từ của mạch.

A. 25 mA

B. 43,3 mA

C. 12 mA

D. 3 mA

Xem đáp án

Đáp án A

$\begin{array}{l} E_{d} = \frac{3}{4} E = > E_{t} = \frac{1}{4} E \\ = > \frac{1}{2} L i^{2} = \frac{1}{4} . \frac{1}{2} L {I_{0}}^{2} \\ = > i = \frac{I_{0}}{2} = 25 m A \end{array}$

Câu 6:

Mạch dao động LC dao động điều hoà, năng lượng tổng cộng được chuyển từ điện năng trong tụ điện thành từ năng trong cuộn cảm mất 1,50 μs. Chu kỳ dao động của mạch là

A. 1,5 μs

B. 3,0 μs

C. 0,75 μs

D. 6,0 μs

Xem đáp án

Đáp án D

Năng lượng điện trường cực đại chuyển toàn bộ thành năng lượng từ trường trong thời gian q giảm từ $Q_{0}$ xuống 0 tức: $t = \frac{T}{4} = 1, 5 μ s \Rightarrow T = 6 μ s$

Câu 7:

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 điện tích trên tụ giảm từ giá trị cực đại xuống còn một nửa giá trị đó là

A. $2 . 10^{- 4} s$

B. $6 . 10^{- 4} s$

C. $12 . 10^{- 4} s$

D. $3 . 10^{- 4} s$

Xem đáp án

Đáp án A

$\begin{array}{l} W_{C} = \frac{1}{2} . \frac{q^{2}}{C} = \frac{1}{2} W = \frac{1}{2} . \frac{1}{2} . \frac{{Q_{0}}^{2}}{C} \\ \Rightarrow |q| = \frac{\sqrt{2} Q_{0}}{2} \end{array}$

Thời gian ngắn nhất để năng lượng điện trường giảm từ giá trị cực đại xuống còn một nữa (độ lớn điện tích trên tụ giảm từ giá trị cực đại xuống còn $\frac{\sqrt{2}}{2}$ giá trị cực đại) là $∆ t = \frac{T}{8} \Rightarrow T = 8 ∆ t = 12 . 10^{- 4} s$

Thời gian ngắn nhất để điện tích trên tụ giảm từ giá trị cực đại xuống còn một nữa là $\frac{T}{6} = 2 . 10^{- 4} s$

Câu 8:

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

Xem đáp án

Đáp án D

$\begin{array}{l} U_{0} = I_{0} \sqrt{\frac{L}{C}} = 1, 2 \sqrt{2} V \\ i = 0, 01 = \frac{I_{0}}{1, 2} \\ W_{C} = \frac{1}{2} C u^{2} = W - W_{L} = W - \frac{1}{1, 44} W \\ = \frac{0, 44}{1, 44} W = \frac{0, 44}{1, 44} C {U_{0}}^{2} \\ = > |u| = \sqrt{\frac{0, 44}{1, 44}} . U_{0} = 0, 94 V \end{array}$

Câu 9:

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

Xem đáp án

Đáp án D

$\begin{array}{l} W = W_{d} + W_{t} = \frac{1}{2} C {U_{0}}^{2} = \frac{1}{2} L {I_{0}}^{2} = 10^{- 5} J \\ \Rightarrow L = \frac{2 W}{{I_{0}}^{2}} = \frac{{2.10}^{- 5}}{{(62, {8.10}^{- 3})}^{2}} = 5, {07.10}^{- 3} H \\ C = \frac{2 W}{{U_{0}}^{2}} = \frac{{2.10}^{- 5}}{10^{2}} = {2.10}^{- 7} F \\ \Rightarrow f = \frac{1}{2 π \sqrt{L C}} = \frac{1}{2 π \sqrt{5, {07.10}^{- 3} {.2.10}^{- 7}}} = 5000 H z \end{array}$

Câu 10:

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. 5V

B. 8.66V

C. 7.07V

D. 8V

Xem đáp án

Đáp án A

Ta có $E = E_{t} + E_{đ}$ → khi I = 0 thì $E_{t} = 0$ $\to E_{đ m a x} \to U_{0} = 10 V$

Khi: $E_{t} = 3 E_{đ} \to E = 4 E_{đ}$

$\begin{array}{l} \Rightarrow \frac{1}{2} C {U_{0}}^{2} = 4. \frac{1}{2} C u^{2} \\ \Rightarrow u = \frac{U_{0}}{2} = 5 V \end{array}$