Giáo án Bài tập về sóng điện từ11542

Bài tập sóng điện từ Câu Ang ten sử dụng mạch dao động LC lý tưởng để thu sóng điện từ, cuộn dây có L khơng đổi, tụ điện có điện dung C thay đổi sóng điện từ tạo mạch dao động suất điện động cảm ứng xem sóng điện từ có biên độ cảm ứng từ Khi điện dung tụ điện C1 =1F suất điện động cảm ứng hiệu dụng mạch sóng điện từ tạo E1 = 4,5 V điện dung tụ điện C2 =9F suất điện động cảm ứng hiệu dụng sóng điện từ tạo A E2 = 1,5 V B E2 = 2,25 V C E2 = 13,5 V D E2 = V Giải: Từ thông xuất mạch  = NBScost Suất điện động cảm ứng xuất   e = - ’ = NBScos(t - ) = E cos(t - ) với  = tần số góc mạch dao động 2 LC E = NBS suất điện động hiệu dụng xuất mạch E C2  E -> = = = > E2 = = 1,5 V Chọn đáp án A E2 2 C1 Câu 2: Mạch chọn sóng máy thu vơ tuyến gồm cuộn dây tụ xoay Điện trở mạch R (R có giá trị nhỏ) Điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị Co để bắt sóng điện từ có tần số góc ω Sau xoay tụ góc nhỏ để suất điện động cảm ứng có giá trị hiệu dụng khơng đổi cường độ hiệu dụng dòng điện mạch giảm xuống n lần Hỏi điện dung tụ thay đổi lượng bao nhiêu? A 2nRC0 B nRC02 C 2nRC02 D nRC0 Giải: Để bắt sóng điện từ tần số góc ,cầ phải điều chỉnh tụ điện C đến giá trị C0 mạch dao động điện từ có tượng cộng hưởng: ZL = ZC0 > E L = Suất điện động xuất mạch có giá trị hiệu dụng C E ) > I = -> Khi C= C0 + C → Tổng trở Z = R  (L  R C C tăng lên, (với C độ biến dung tụ điện) L L A E I E Cường độ hiệu dụng mạch I’ = -> = = Z Z n E E = -> R2 + (L ) = n2R2 > nR  C R  (L  )2 C 1 1 1 (C) (n2 – 1)R2 = ( ) = 2( )2 -> 2 = n2 R2 – R2 C C  C C  C  C (C  C ) C Vì R nhỏn nên R2  tụ xoay góc nhỏ nên C0 + C  C0 =nR  C 02 > C = nRC02 , Chọn đáp án B Câu Mạch chọn sóng máy thu gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 2.9H tụ điện có điện dung C = 490pF Để máy thu dải sóng từ  m = 10m đến  M = 50m, người ta ghép thêm tụ xoay CV biến thiên từ Cm = 10pF đến CM = 490pF Muốn mạch thu sóng có bước sóng  = 20m, phải xoay di động tụ CV từ vị trí ứng với điện dung cực đại CM góc  A 1700 B.1720 C.1680 D 1650 Giải: Khi chưa mắc tụ xoay sóng mà máy thu λ0 = 2πc LC = 71 m Để thu dải sóng từ  m = 10m đến  M = 50m cần phải giảm điện dung tụ, cần phải mắc nối tiếp thêm tụ xoay Cv Điện ThuVienDeThi.com dung tụ: CB = CB = CCV Để thu sóng có bước sóng  = 20m, λ = 2πc LCB - C  CV C.CB 202 490.38.3 2   41,55 pF   38,3.1012 F = 38,3pF ; CV = 2 16 6 4 c L 4.3,14 9.10 2,9.10 C  CB 490  38,3 C M  Cm  = 10 + 2,67.   =31,55/2,67 = 11,80  120 tính từ vị trí ứng với Cm 180 Nếu tính từ vị trí ứng với điện dung cực đại CM  = 1680 Chọn đáp án C Câu 4: Một tụ xoay có điện dung tỉ lệ theo hàm bậc với góc quay tụ Tụ có giá trị điện dung C biến đổi giá trị C1 = 120pF đến C2 = 600pF ứng với góc quay tụ α tăng dần từ 200 đến 1800 Tụ điện mắc với cuộn dây cảm có hệ số tự cảm L =2µH đểl àm thành mạch dao động lối vào máy thu vơ tuyến điện Để bắt sóng 58,4m phải quay tụ thêm góc α tính từ vị trí điện dung C bé A:40 B 60 C 120 D140 2 58,4 Giải: λ = 2πc LC > C = = = 480.10-12 F = 480 pF 4 c L 4 2.1016 2.10 6 CM  Cm Điện dung tụ điên: C = Cmin +  = 120 + 3 (  góc quay kể từ Cmin = 120 pF) 180  20 C  Cm 480  120 >  = = = 1200 , Chọn đáp án C 3 Câu Mạch chọn sóng máy thu vơ tuyến gồm cuộn cảm có độ tự cảm L tụ gồm tụ C0 cố định ghép song song với tụ xoay Cx Tụ xoay Cx có điện dung biến thiên từ C1=20pF đến C2=320pF góc xoay biến thiên từ từ 00 đến 1500 Nhờ mạch thu sóng điện từ có bước sóng từ λ1=10m đến λ2=40m Biết điện dung tụ xoay hàm bậc góc xoay Để mạch thu sóng điện từ có bước sóng λ=20m góc xoay tụ A 300 B 450 C 750 D 600 CV = Cm + Giải: Áp dụng công thức: λ = 2πc LCB -> CB = 2 4 c L C  C1x 320  20  = 20 +  = 20 + 2 (pF) 0 150 150  Điện dung tụ: CB = C0 + Cx Cx = C1 + C B  C B1 C  C1 C  C1 C 320  20 = 22 > 2B = 22 = = 0,2 (pF/m2) 2 2 2 40  10   2  1 2  1 2  1   C B1 C  C1 C > = = 0,2 -> C0 = 0,2.102 – 20 = 2B = 0,2 -> CB = Cx = 0,2 400 = 80 pF 2 CB = C B1 1 = CB2 2 1 =  Cx = 20 + 2 = 80 >  = 300 Chọn đáp án A Câu Một anten parabol đặt điểm O mặt đất,phát sóng truyền theo phương làm với mặt phẳng ngang góc 450 hướng lên cao.Sóng phản xạ tầng điện ly,rồi trở lại gặp mặt đất điểm M.Cho bán kính Trái Đất R=6400km.Tâng điện li coi lớp cầu độ cao 100km mặt đất.Cho phút=3.10-4 rad.Tính độ dài cung OM Giải:Để tính độ dài cung OM ta tính góc  =  OO’M Xét tam giác OO’A A OO’ = R; O’A = R + h ;  =  O’OA = 1350 O' A O' O Theo ĐL hàm số sin: =   sin 135 sin M O   O' O > sin = sin1350 = 0,696— O' A  >  = 88,250 >  = 3600 – 2700 – 88,250 O’ ThuVienDeThi.com = 1,750 = 1,75.60.3.10-4 = 315.10-4 rad Cung OM = R = 315.10-4.6,4.103 (km) = 201,6 km Câu 7: Một tụ xoay gồm 10 tấm, diện tích đối diện S=3,14cm2,khoảng cách liên tiếp d=0,5mm,giữa khơng khí.Tụ mắc vào đầu cuộn dây cảm có L=5mH.Bước sóng điện từ mà khung thu là: A.933,5m B.471m C.1885m D.942,5m 10 9 S 3,14.10 4 Giải: Điện dung tụ C1 = = = (F) 9.10 4d 9.10 4.3,14.5.10  9.4.5 10 9 (F) (gồm tụ mắc song song) 4.5 Bước sóng điện từ mà khung thu Điện dung tụ xoay C = 9C1 = 10 9 = 942 m Chọn đáp án D 4.5 Câu 8: Một tụ điện xoay có điện dung tỉ lệ thuận với góc quay tụ Tụ có giá trị điện dung C biến đổi giá trị C1=10pF đến C2 = 490pF ứng với góc quay tụ α tăng dần từ 00 đến 1800 Tụ điện mắc với cuộn dây có hệ số tự cảm L = 2H để làm thành mạch dao động lối vào máy thu vô tuyến điện Để bắt sóng 19,2m phải quay tụ góc α tính từ vị trí điện dung C bé A 51,90 B 19,10 C 15,70 D 17,50 2  19,2 Giải: λ = 2πc LC > C = = = 51,93.10-12 F = 51,93 pF 2 2 4 c L 4 1016 2.10 6 C C Điện dung tụ điên: C = C1 +  = 10 +  = 51,93 (pF) (  góc quay kể từ C1 = 10 pF) 180 0 >  = 15,723 = 15,7 , Chọn đáp án C  = 2c LC = 2,3,14.3.108 5.10 3 Câu 9: Mạch chọn sóng máy thu vơ tuyến gồm cuộn cảm L = mH tụ xoay có 108 điện dung biến thiên theo góc xoay: C = α + 30 (pF) Góc xoay α thay đổi từ đến 180o Mạch thu sóng điện từ có bước sóng 15m góc xoay α A 82,5o B 36,5o C 37,5o D 35,5o 2 15  Giải: λ = 2πc LC > C = = = 67,5.10-12 F = 67,5 pF 2 4 c L 2 16 3 10 4 10 108 Điện dung tụ điên: C = α + 30 (pF) = 67,5 (pF) -> α = 37,50 Chọn đáp án C ( theo cơng thức C = α + 30 (pF) ứng với 10 pF) Câu 10 Mạch chọn sóng máy thu gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 2.9H tụ điện có điện dung C = 490pF Để máy thu dải sóng từ  m = 10m đến  M = 50m, người ta ghép thêm tụ xoay CV biến thiên từ Cm = 10pF đến CM = 490pF Muốn mạch thu sóng có bước sóng  = 20m, phải xoay di động tụ CV từ vị trí ứng với điện dung cực đại CM góc  là: A 1700 B.1720 C.1680 D 1650 Giải: Khi chưa mắc tụ xoay sóng mà máy thu λ0 = 2πc LC = 71 m Để thu dải sóng từ  m = 10m đến  M = 50m cần phải giảm điện dung tụ, cần phải mắc nối tiếp thêm tụ xoay Cv Điện ThuVienDeThi.com dung tụ: CB = CB = CCV Để thu sóng có bước sóng  = 20m, λ = 2πc LCB - C  CV C.CB 202 490.38.3 2   41,55 pF   38,3.1012 F = 38,3pF ; CV = 2 16 6 4 c L 4.3,14 9.10 2,9.10 C  CB 490  38,3 C M  Cm  = 10 + 2,67.   =31,55/2,67 = 11,80  120 tính từ vị trí ứng với Cm 180 Nếu tính từ vị trí ứng với điện dung cực đại CM  = 1680 Chọn đáp án C Câu 11 Một ăng ten parabol đặt điểm O mặt đất phát sóng truyền theo phương làm với mặt phẳng ngang góc 450 hướng lên cao Sóng phản xạ tầng điện li trở lại mặt đất điểm M Biết bán kính trái đất R = 6400 km tầng điện li lớp cầu độ cao 100 km Độ dài cung OM A.34,56 km B.3456m C 3456 km D 345,6 km Giải:Để tính độ dài cung OM ta tính góc  =  OO’M Xét tam giác OO’A OO’ = R; O’A = R + h ;  =  O’OA = 900 + 450 = 1350 O' O O' A A Theo ĐL hàm số sin: =  sin 135 sin   O' O M O  > sin = sin1350 = 0,696 O' A >  = 88,250 >  = 3600 – 2700 – 88,250  1,75.3,14 = 1,75 = rad = 0,0305 rad 180 O’ Cung OM = R = 0,0395 6,4.103 (km) = 195,4 km Câu 12 Một ăng ten rađa phát sóng điện từ đến máy bay Thời gian từ lúc ăng ten phát sóng đến lúc nhận sóng phản xạ trở lại 120 μs Biết tốc độ sóng điện từ khơng khí 3.108 m/s Khoảng cách từ máy bay đến ăng ten rađa thời điểm sóng điện từ phản xạ từ máy bay A 18 km B 36 km C 1800 m D 3600 m Giải: Thời gian sóng điện từ từ ăng ten rađa đến máy bay sóng phản xạ từ máy bay đến ăng ten rađa 60μs = 6.10-5s Do khoảng cách từ máy bay đến ăng ten rađa thời điểm sóng điện từ phản xạ từ máy bay S = 3.108.6.10-5 = 18000m = 18 km Đáp án A Câu 13 Trong thơng tin liên lạc sóng vơ tuyến, người ta sử dụng cách biến điệu biên độ, tức làm cho biên độ sóng điện từ cao tần (sóng mang) biến thiên theo thời gian với tần số tần số dao động âm tần Cho tần số sóng mang 780kHz Khi dao động âm tần có tần số 1kHz thực dao động toàn phần dao động cao tần thực số dao động toàn phần là: A 780 B 390 C 1560 D 195 Giải: Gọi n1 n2 số dao động tồn phần sóng mang sóng âm thực thời gian t n n f t = n1T1 = n2T2 -> = -> n1 = n2 = 780 Đáp án A f1 f2 f2 Câu 14: Một sóng điện từ truyền từ đài phát sóng Hà Nội đến máy thu Tại điểm A có sóng truyền hướng Bắc, thời điểm đó, cường độ điện trường V/m có hướng Đơng cảm ứng từ B Biết cường độ điện trường cực đại 10 V/m cảm ứng từ cực đại 0,15 T Cảm ứng từ B có hướng độ lớn A lên; 0,075 T B xuống; 0,075 T C lên; 0,06 T D xuống; 0,06 T Bắc v Giải: Hướng B hình vẽ Trong điện từ trường E B biến thiên điều hịa pha Đơng E = E0cost; B = B0cost A B E -> = = 0,4 -> B = 0,4 0,15 = 0,6T Đáp án D E B0 E0 CV = Cm + B ThuVienDeThi.com Câu 15: Một tụ xoay có điện dung biến thiên liên tục tỉ lệ thuận với góc quay theo hàm bậc từ giá trị C1=10pF đến C2=370pF tương ứng góc quay tụ tăng dần từ độ đến 180 độ Tụ điện mắc với cuộn dây có hệ số tự cảm L=2µH để tạo thành mạch chọn sóng máy thu Để thu sóng điện từ có bước sóng 18,84m phải xoay tụ vị trí ứng với góc quay là: A 30 độ B 20 độ C 40 độ D 60 độ  18,84 Giải: λ = 2πc LC > C = = = 50.10-12 F = 50 pF 4 c L 4 2.1016 2.10 6 C C Điện dung tụ điên: C = C1 +  = 10 +  = 50 (pF) ( góc quay kể từ C1 = 10 pF) 180 >  = 20 , Chọn đáp án B Câu 16: Một ăngten rađa phát sóng điện từ đến máy bay bay phía rađa Thời gian từ lúc ăngten phát sóng đến lúc nhận sóng phản xạ trở lại 120(s) Ăngten quay với vận tốc 0,5(vịng/s) Ở vị trí đầu vòng quay ứng với hướng máy bay, ăngten lại phát sóng điện từ Thời gian từ lúc phát đến lúc nhận lần 117(s) Biết tốc độ sóng điện từ khơng khí 3.108(m/s) Tốc độ trung bình máy bay là: A 226m/s B 229m/s C 225m/s D 227m/s Giải: Gọi S1 S2 khoảng cách từ Rađa đến vị trí máy bay nhận MB2 MB1 Rada sóng điện từ:    t1 S1 = c = 3,108.60.10-6 = 18000m t S2 = c = 3,108.58,5.10-6 = 17550m Thời gian máy bay bay từ MB1 đến MB2 gần thời gian ăng ten quay vòng t = 2s v= S1  S = 225m/s Chọn đáp án C t ThuVienDeThi.com ... song) 4.5 Bước sóng điện từ mà khung thu Điện dung tụ xoay C = 9C1 = 10 9 = 942 m Chọn đáp án D 4.5 Câu 8: Một tụ điện xoay có điện dung tỉ lệ thuận với góc quay tụ Tụ có giá trị điện dung C biến... phần sóng mang sóng âm thực thời gian t n n f t = n1T1 = n2T2 -> = -> n1 = n2 = 780 Đáp án A f1 f2 f2 Câu 14: Một sóng điện từ truyền từ đài phát sóng Hà Nội đến máy thu Tại điểm A có sóng. .. điểm sóng điện từ phản xạ từ máy bay S = 3.108.6.10-5 = 18000m = 18 km Đáp án A Câu 13 Trong thơng tin liên lạc sóng vơ tuyến, người ta sử dụng cách biến điệu biên độ, tức làm cho biên độ sóng điện