Lý thuyết và bài tập Sóng điện từ

Chia sẻ: Trương Ngọc Quang Hoàng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

2
2.194
lượt xem
861
download

Lý thuyết và bài tập Sóng điện từ

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Lý thuyết gồm có: Dao động điện từ, sóng điện từ và phân loại sóng. Bài tập gồm 2 phần: bài tập tự luận và trắc nghiệm

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Lý thuyết và bài tập Sóng điện từ

  1. THPT Ba Tơ Chương IV : Sóng ñi n t 12NC -Trang 1 - Gv : Nguy n văn Tươi 1. Dao ñ ng ñi n t * ði n tích t c th i : q = Q0cos(ωt + ϕ) q Q0 * Hi u ñi n th (ñi n áp) t c th i : u = = cos( ω t+ ϕ )= U0 cos( ω t+ ϕ ) C C +C - π + - * Dòng ñi n t c th i : i = q’ = -ωQ0sin(ωt + ϕ) = I0cos(ωt + ϕ + ) + 2 L u * ( Vì B = 4π n i và E = cũng s biên thiên ñi u hòa ) A B d 1 Trong ñó: ω = là t n s góc riêng T = 2π LC là chu kỳ riêng LC 1 f = là t n s riêng I 0 = ϖQ0 = ϖ (CU 0 ) 2π LC 2 1 2 1 q2 Q0 * Năng lư ng ñi n trư ng t p trung t ñi n: Wñ = Cu = qu = = cos 2 (ϖt + ϕ ) 2 2 2C 2C 2 1 Q * Năng lư ng t trư ng t p trung cu n dây : Wt = Li 2 = 0 sin 2 (ϖt + ϕ ) 2 2C 1 1 2 * Năng lư ng ñi n t : W=Wñ + Wt = Wd max = Wt max = CU 02 = LI 0 = const 2 2 Chú ý: + M ch dao ñ ng có ϖ , f , T thì Wñ và Wt bi n thiên v i t n s góc 2ω, t n s 2f và chu kỳ T/2 . + M ch dao ñ ng có ñi n tr thu n R ≠ 0 thì dao ñ ng s t t d n. ð duy trì dao ñ ng c n cung c p cho m ch m t năng ω 2C 2U 02 U 02 RC lư ng có công su t: P = I 2 R = R= 2 2L + Khi t phóng ñi n thì q và u gi m và ngư c l i + Quy ư c: q > 0 ng v i b n t ta xét tích ñi n dương thì i > 0 ng v i dòng ñi n ch y ñ n b n t mà ta xét. 2. Phân lo i sóng : ( TÇng ®iÖn li: 80- 800km ) λ (m) 0,01 10 102 103 c Tên sóng sóng c c ng n sóng ng n sóng trung sóng dài ⇒ f = λ 3. Sóng ñi n t + Qu¸ tr×nh lan truyÒn ®iÖn tõ tr−êng gäi lµ sãng ®iÖn tõ. - Sãng ®iÖn tõ lµ sãng ngang, truyÒn trong chÊt r¾n, láng , khÝ vµ c¶ trongm«i tr−êng ch©n kh«ng ur u r - Trong qua tr×nh truyÒn sãng th× E vµ B lu«n vu«ng gãc víi nhau vµ vu«ng gãc víi ph−¬ng truyÒn sãng ur u r - E vµ B ®Òu biÕn thiªn tuÇn hoµn vµ lu«n cïng ( ñ ng ) pha nhau - Trong ch©n kh«ng, sãng ®iÖn tõ truyÒn ®i víi tèc ®é gÇn b»ng tèc ®é truyÒn ¸nh s¸ng c = 3.108 m/s + TÝnh chÊt cña sãng ®iÖn tõ: - Trong qua tr×nh truyÒn, sãng ®iÖn tõ mang n¨ng l−îng - Tu©n theo ®Þnh luËt truyÒn th¼ng, ph¶n x¹, khóc x¹, nhiÔu x¹… v + Bư c sóng c a sóng ñi n t λ= = 2π v LC f Lưu ý: M ch dao ñ ng có L bi n ñ i t LMin → LMax và C bi n ñ i t CMin → CMax thì bư c sóng λ c a sóng ñi n t phát (ho c thu) λMin tương ng v i LMin và CMin λMax tương ng v i LMax và CMax 4.Bài toán ban ñ u có C1 sau ñó m c thêm C2 ( H i C2 m c như th nào v i C1) Gi i bài toán tìm C , sau ñó so sánh C v i C1 ñã bi t : + N u C > C1 thì : C = C1 + C2 ( C2 m c song song v i C1 ) → ( λ2 = λ1 + λ2 ) 2 2 1 1 1 1 1 1 + N u C < C1 thì : = + ( C2 m c n i ti p v i C1 ) → ( = + ) C C1 C 2 λ 2 λ 2 1 λ2 2
  2. THPT Ba Tơ Chương IV : Sóng ñi n t 12NC -Trang 2 - Gv : Nguy n văn Tươi BAØI TAÄP TÖÏ LUAÄN Baø1: Maïch dao ñoäng ñieän töø goàm cuoän daây coù ñoä töï caûm L = 5mH, ñieän trôû thuaàn cuûa cuoän daây r=0, tuï ñieän coù ñieän dung C = 5nF. Tích ñieän cho tuï ñieän ñeán hieäu ñieän theá U0 = 4V, sau ñoù cho tuï ñieän phoùng ñieän qua cuoän daây. a) Vieát phöông trình moâ taû söï phuï thuoäc cuûa ñieän tích treân caùc baûn tuï vaøo thôøi gian vaø cöôøng ñoä doøng ñieän trong maïch. Choïn thôøi ñieåm t= 0 luùc tuï ñieän ñang coù hieäu ñieän theá laø 2V. b) Tính naêng löôïng cuûa maïch dao ñoäng, naêng löôïng töø tröôøng trong maïch dao ñoäng khi hieäu ñieän theá treân hai baûn tuï ñieän laø 2V c) Tính cöôøng ñoädoøng ñieän trong maïch khi naêng löôïng töø tröôøng gaáp 3 naêng löôïng ñieän tröôøng? Π Π Ñ/s: a) q = 2.10-8 cos( 2.10 5 t− ) hoaëc q = 2.10-8 cos( 2.10 t + 5 ) ; b)W= 3.10-8J; c) i = 3,5mA 3 3 Baø2: Maïch choïn soùng cuûa maùy thu voâ tuyeán goàm cuoän daây coù ñoä töï caûm L = 2.10-6H, tuï ñieän coù ñieän dung C, ñieän trôû cuûa cuoän daây r = 0. Ñeå maùy thu chæ coù theå thu ñöôïc caùc soùng ñieän töø coù böôùc soùng töø 57m( coi nhö baèng 18Π ) ñeán 753m( coi nhö baèng 240Π ). Thì tuï ñieän naøy phaûi coù ñieän dung trong khoaûng naøo? Cho vaän toác truyeàn soùng ñieän töø laø 3.108 m/s Ñ/s: 0, 45.10 −9 F ≤ C ≤ 8.10−8 F Baø3: Maïch choïn soùng cuûa maùy thu voâ tuyeán goàm moät tuï ñieän C0 = 2000pF vaø cuoän caûm L = 8,8.10-6H. a) Maïch treân coù theå baét ñöôïc soùng coù böôùc soùng baèng bao nhieâu? Soùng ñoù thuoäc daûi soùng naøo, Tính taàn soá f0 b) Ñeå thu ñöôïc soùng coù böôùc soùng trong khoaûng ( 10m-50m) caàn gheùp theâm tuï ñieän coù ñieän dung laø bao nhieâu? Gheùp nhö theá naøo? ða : a) f0 = 1,2.106 Hz; λ 0 = 250m; b) gheùp noùi tieáp moät tuï ñieân 0,32 pF ≤ C ≤ 1, 6 pF BAØI TAÄP TRAÉC NGHIEÄM Caâu 1. Nhaän xeùt naøo sau ñaây lieân quan ñeán naêng löôïng ñieän töø cuûa maïch dao ñoäng laø sai ? A. Naêng löôïng cuûa maïch dao ñoäng goàm naêng löôïng ñieän tröôøng taäp trung ôû tuï ñieän vaø naêng löôïng töø tröôøng taäp trung ôû cuoän caûm B. Taïi moïi thôøi ñieåm, toång naêng löôïng ñieän tröôøng vaø naêng löôïng töø tröôøng laø khoâng ñoåi. C. Naêng löôïng ñieän tröôøng vaø naêng löôïng töø tröôøng bieán ñoåi tuaàn hoaøn khoâng theo moät taàn soá chung. D. Naêng löôïng ñieän tröôøng vaø naêng löôïng töø tröôøng bieán ñoåi tuaàn hoaøn vôùi chu kyø T/2. Câu 2:S bi n thiên c a dòng ñi n i trong m t m ch dao ñ ng l ch pha như th nào so v i s bi n thiên c a ñi n tích q c a m t b n t ñi n? A. i cùng pha v i q. B. i ngư c pha v i q. π π C. i s m pha so v i q. D. i tr pha so v i q. 2 2 Câu 3:Ch n câu tr l i ñúng: ði n tích c a m t b n t ñi n trong m t m ch dao ñ ng lí tư ng bi n thiên theo th i gian theo hàm s q = q o cos ωt . Bi u th c c a cư ng ñ dòng ñi n trong m ch s là: i = I 0 cos(ωt + ϕ) . V i: π π A. ϕ = 0 B. ϕ = . C. ϕ = − . D. ϕ = π . 2 2 Caâu 4. Coâng thöùc tính naêng löôïng ñieän töø cuûa maïch dao ñoäng LC laø 2 2 2 2 Q0 Q0 Q0 Q0 A. W = B. W = C. W = D. W = 2L 2C L C Caâu 5. Trong maïch dao ñoäng ñieän töø , neáu ñieän tích cöïc ñaïi treân tuï ñieän laø Q0 vaø cöôøng ñoä doøng ñieän cöïc ñaïi trong maïch laø I0 thì chu kyø dao ñoäng ñieän töø trong maïch laø: A. T = 2π (Q0/I0) B. T = 2π I 0 Q 0 2 2 C. T = 2π(I0/Q0) D. T = 2πQ0I0 Caâu 6. Cöôøng ñoä doøng ñieän töùc thôøi trong maïch dao ñoäng LC coù daïng i = 0,05cos2000t (A). Taàn soá goùc dao ñoäng cuûa maïch laø A. 318,5 rad/s. B. 318,5 Hz. C. 2000 rad/s. D. 2000 Hz. Caâu 7. Maïch dao ñoäng LC goàm cuoän caûm coù ñoä töï caûm L = 2 mH vaø tuï ñieän coù ñieän dung C = 2pF, (laáy π 2 = 10) . Taàn soá dao ñoäng cuûa maïch laø A. f = 2,5 Hz B. f = 2,5 MHz C. f = 1 Hz D. f = 1 MHz
  3. THPT Ba Tơ Chương IV : Sóng ñi n t 12NC -Trang 3 - Gv : Nguy n văn Tươi Câu 8:Mu n tăng t n s dao ñ ng trong m ch LC lên 2 l n ta ph i: A. Gi m ñ t c m L xu ng 2 l n. B. Tăng ñ t c m L xu ng 2 l n. C. Gi m ñ t c m L xu ng 16 l n. D. Gi m ñ t c m L xu ng 4 l n. Câu 9: M t m ch dao ñ ng g m cu n dây có ñ t c m L và t ñi n có ñi n dung C th c hi n dao ñ ng ñi n t t do. ð bư c sóng c a m ch dao ñ ng tăng lên hai l n thì ph i thay t C b ng t C / có giá tr : A. C / = 4C. B. C / = 2C. C. C / = C/4. D. C / = C/2. Caâu 10. Moät maïch dao ñoäng LC lyù töôûng goàm cuoän thuaàn caûm coù ñoä töï caûm L=1/π (mH) vaø moät tuï ñieän coù ñieän dung C = 4/π (nF) . Chu kì dao ñoäng cuûa maïch laø: A. 4.10-4 s B. 2.10-6 s C. 4.10-5 s D. 4.10-6 s Caâu 11. Moät maïch dao ñoäng LC goàm cuoän thuaàn caûm coù ñoä töï caûm L = 1/2π (H) vaø moät tuï ñieän coù ñieän dung C. Taàn soá dao ñoäng rieâng cuûa maïch laø 0,5MHz. Giaù trò cuûa C baèng : A. 2/π (nF) B. 2/π (pF) C. 2/π (µF) D. 2/π (mF) Câu 12: M t m ch dao ñ ng t ñi n có ñi n dung C = 0,5 µ F, cu n dây có ñ t c m L ñang dao ñ ng. Ngư i ta ño ñư c ñi n tích c c ñ i trên m t b n t là 10 −9 C. Năng lư ng c a m ch là: A. 2.10 −12 J B. 2.10 −6 J C. 10 −12 J D. 5.10 −6 J Câu 13: M t m ch dao ñ ng g m t ñi n có ñi n dung C, cu n dây có ñ t c m L. ði n tích c c ñ i trên m t b n t là 4.10 −8 C, cư ng ñ dòng ñi n c c ñ i trong m ch là 10 mA. T n s dao ñ ng c a m ch là: A. 4.10 4 Hz B. 2,5.10 4 Hz C. 3,4.10 4 Hz D. 3,8.10 4 Hz Caâu 14. Moät maïch dao ñoäng ñieän töû LC goàm cuoän thuaàn caûm L = 0,1H, C = 1mF. Cöôøng ñoä cöïc ñaïi qua cuoän caûm laø 0,314A. Hieäu ñieän theá töùc thôøi giöõa 2 baûn tuï khi doøng ñieän trong maïch coù cöôøng ñoä 0,1A laø A. 3V B. 1/3 V C. 9V D. 1/9 V Câu 15:Cư ng ñ dòng ñi n t c th i trong 1 m ch dao ñ ng LC lí tư ng là: i = 0,08cos200t (A). Cu n dây có ñ t c m L=50mH. Hãy xác ñ nh hi u ñi n th gi a 2 b n t ñi n t i th i ñi m cư ng ñ dòng ñi n t c th i trong m ch b ng giá tr cư ng ñ hi u d ng? A/ 5,5 V B/0,566V C/ 4,5V D/6,5V Caâu 16. Moät maïch dao ñoäng goàm 1 tuï ñieän coù ñieän dung 3500pF, cuoän daây coù ñoä töï caûm L = 30µH vaø 1 ñieän trôû thuaàn R = 1,5Ω. Hieäu ñieän theá cöïc ñaïi treân 2 baûn tuï laø 15V. Hoûi phaûi cung caáp cho maïch 1 coâng suaát laø bao nhieâu ñeå duy trì dao ñoäng trong maïch. A. P = 19,69mW B. P = 21,69mW C. P = 16,9mW D. Moät giaù trò khaùc Câu 17: T ñi n c a m ch dao ñ ng có ñi n dung C = 1(µF), ban ñ u t ñư c tích ñi n ñ n ñi n áp 100V, sau ñó cho m ch th c hi n dao ñ ng ñi n t t t d n. Năng lư ng m t mát c a m ch t khi b t ñ u th c hi n dao ñ ng ñ n khi dao ñ ng ñi n t t t h n là bao nhiêu? A. 5(mJ) B. 5(kJ) C. 10(mJ) D. 10(kJ) Caâu 18. Moät maïch dao ñoäng goàm 1 tuï ñieän coù ñieän dung 36pF, cuoän daây coù ñoä töï caûm L = 0.1mH . Taïi thôøi ñieåm ban ñaàu (t0 = 0) cöôøng ñoä doøng ñieän coù giaù trò cöïc ñaïi I0 = 50mA vaø chaïy theo chieàu döông quy öôùc. Bieåu thöùc cuûa cöôøng ñoä doøng ñieän trong maïch laø : -2 10 8 π -2 10 8 A. i = 5.10 cos( t + )(A) B. i = 5.10 cos( t + π)(A) 6 2 6 -3 10 8 -2 10 8 C. i = 5.10 cos( t + π)(A) D. i = 5.10 cos( t )(A) 6 6 Câu 19: M t m ch dao ñ ng g m t ñi n C = 400 pF và cu n c m L = 0,1 mH. T i th i ñi m ban ñ u cư ng ñ dòng ñi n c c ñ i I 0 = 40mA. N u ñi n tích c a t ñi n bi n thiên theo phương trình q = q 0 cos5.10 6 t (C) thì cư ng ñ dòng ñi n trong m ch t i th i ñi m ñó có bi u th c là: π π A. i = 4.10 −2 cos(5.10 6 t - ) (A). B. i = 4.10 −2 cos(5.10 6 t + ) (A). 2 2 π π C. i = 4.10 −2 sin(5.10 6 t + ) (A). D. i = 4.10 −2 sin(5.10 6 t - ) (A). 2 2 Caâu 20. Khi maéc tuï ñieän coù ñieän dung C1 vôùi cuoän thuaàn caûm coù ñoä töï caûm L thì maïch thu ñöôïc soùng ñieän töø coù böôùc soùng λ1 = 60 m; khi maéc tuï ñieän coù ñieän dung C2 vôùi cuoän L thì maïch thu ñöôïc soùng ñieän töø coù böôùc soùng λ1 = 80 m.
  4. THPT Ba Tơ Chương IV : Sóng ñi n t 12NC -Trang 4 - Gv : Nguy n văn Tươi Khi maéc C1 song song vôùi C2 vôùi cuoän L thì maïch thu ñöôïc soùng ñieän töø coù böôùc soùng laø bao nhieâu ? A. λ = 48 m. B. λ = 70 m. C. λ = 100 m. D. λ = 140 m. -6 -10 Caâu 21. Maïch choïn soùng maùy thu thanh coù L = 2.10 (H); C = 2.10 (F). Ñieän trôû thuaàn R = 0. Hieäu ñieän theá cöïc ñaïi giöõa 2 baûn tuï laø 120mV. Toång naêng löôïng ñieän töø cuûa maïch laø : A. 144.10-14 (J) B. 24.10-12 (J) C. 288.10-4 (J) D. Taát caû ñeàu sai Caâu 22. Hieäu ñieän theá cöïc ñaïi giöõa 2 baûn tuï ñieän cuûa 1 maïch dao ñoäng laø U0 = 12 V. Ñieän dung cuûa tuï ñieän laø C=4µF. Naêng löôïng töø cuûa maïch dao ñoäng khi hieäu ñieän theá giöõa 2 baûn tuï ñieän laø U = 9V laø A. 1,26.10-4J B. 2,88.10-4J C. 1,62.10-4J D. 0,18.10-4J Caâu 23. Maïch dao ñoäng ñieän töø ñieàu hoaø LC goàm tuï ñieän coù ñieän dung C = 30nF vaø cuoän caûm coù ñoä töï caûm L = 25 mH. Naïp ñieän cho tuï ñieän ñeán ñeán hieäu ñieän theá 4,8 V roài cho tuï phoùng ñieän qua cuoän caûm, cöôøng ñoä doøng ñieän hieäu duïng trong maïch laø A. I = 3,72 mA. B. I = 4,28 mA. C. I = 5,20 mA. D. I = 6,34 mA. Câu 24: M t m ch dao ñ ng LC ,hi u ñi n th c c ñ i gi a hai b n t là 100V,dòng ñi n c c ñ i qua m ch có giá tr 10mA. Hi u ñi n th gi a hai b n t lúc dòng ñi n qua m ch có gí tr 5 3 mA là bao nhiêu ? A. 60V B.40V C.50V D.70V Caâu 25. Moät tuï xoay coù ñieän dung bieán thieân lieân ñöôïc maéc vaøo cuoän daây ñoä töï caûm L = 2 µ H ñeå laøm thaønh maïch dao ñoäng ôû loái vaøo cuûa moät maùy thu voâ tuyeán ñieän. Bieát vaän toác aùnh saùng laø c = 3.108 m/s, ñieän trôû cuoän caûm khoâng ñaùng keå. Ñieän dung caàn thieát ñeå maïch coù theå baét ñöôïc laøn soùng 8,4 (m) laø: A. 10-4/π (F) B. 10 µ F C. 10 pF D. 480pF Caâu 26. Moät tuï xoay coù ñieän dung bieán thieân töø 10pF ñeán 490pF ñöôïc maéc vaøo cuoän caûm coù L = 2 µ F laøm thaønh maïch choïn soùng cuûa maùy thu voâ tuyeán. Cho vaän toác aùnh saùng C = 3.108 (m/s). Khoaûng böôùc soùng cuûa daûi soùng thu ñöôïc vôùi maïch naøy laø: A. 8,4 (µm) ≤ λ ≤ 52 (µm) B. 8,4 (m) ≤ λ ≤ 59 (m) C. 18 (m) ≤ λ ≤ 52 (m) D. 52 (m) ≤ λ ≤ 160 (m) Caâu 27. Maïch choïn soùng moät radio goàm L = 2.10-6(H) vaø 1 tuï ñieän coù ñieän dung C bieán thieân. Ngöôøi ta muoán baét ñöôïc caùc soùng ñieän töø coù böôùc soùng töø 18π(m) ñeán 240π(m) thì ñieän dung C phaûi naèm trong giôùi haïn. A. 4,5.10-12 (F) ≤ C ≤ 8.10-10 (F) B. 9.10-10 (F) ≤ C ≤ 16.10-8 (F) C. 4,5.10-10 (F) ≤ C ≤ 8.10-8 (F) D. Taát caû ñeàu sai. Caâu 28. Moät maïch dao ñoäng coù ñoä töï caûm L. Khi tuï ñieän coù ñieän dung C1 thì taàn soá rieâng cuûa maïch laø f1= 60KHz, thay C1 baèng tuï C2 thì taàn soá rieâng cuûa maïch laø f2 = 80 KHz. Gheùp caùc tuï C1, C2 song song roài maéc vaøo cuoän caûm thì taàn soá rieâng cuûa maïch laø: A. 100 KHz B. 140 KHz C. 48 MHz D. 48 kHz Câu 29:Cho m ch dao ñ ng ñi n t LC. N u dùng t C1 = thì t n s riêng trong khung là 30kHz, n u dùng t C2 thì t n s riêng trong khung là 40kHz. Tính t n s riêng trong khung khi hai t ghép n i ti p? a. 32Hz b. 50Hz c .500Hz d. 320Hz Caâu 30. Moät maïch dao ñoäng LC goàm cuoän thuaàn caûm vaø moät tuï ñieän coù ñieän dung C = 4(nF). Ñeå böôùc soùng dao ñoäng töï do cuûa maïch giaûm hai laàn thì phaûi maéc theâm moät tuï ñieän C0 nhö theá naøo vaø coù ñieän dung bao nhieâu ? A. C0 = 12nF, noái tieáp vôùi C B. C0 = 4/3 nF, noái tieáp vôùi C C. C0 = 12nF, song song vôùi C D. C0 = 4nF, song song vôùi C

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản