Trường THPT Phan Đình Phùng Trường THPT Phan Đình Phùng Lớp 12 Họ Tên: Giáo viên Nguyễn thiết lưu HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Chương DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ I/ Dao động điện từ Mạch dao động (hay khung dao động) mạch kín gồm cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Điện trường từ trường mạch biến thiên, nên dao động mạch gọi dao động điện từ Trong mạch dao động, điện tích q tụ điện, dòng điện i mạch hiệu điện u hai tụ biến thiên tuần hoàn theo quy luật dạng sin với tần số góc ω = LC q q + Nếu q = q o cos ( ωt + ϕ ) u = = o cos ( ωt + ϕ ) Đơn vị điện tích cu-lông (C) C C π i = q ' = −ωq o s in ( ωt + ϕ ) = I o cos ωt + ϕ + ÷ I o = ωq o Với 2 Nếu tác động điện từ với bên ngoài, dao động điện từ dao động tự 1 + Tần số góc riêng: ω = + Chu kỳ riêng: T = 2π LC + Tần số riêng: f = LC 2π LC L độ tự cảm cuộn cảm, đơn vị henry (H) C điện dung tụ điện, đơn vị fara ( F) + Bội ước thập phân: kilô (k) = 103 ; mêga (M) = 106 ; giga (G) = 109 đêxi (d) = 10−1 centi (c) = 10−2 ; mili (m) = 10−3 ; micrô ( µ ) = 10−6 ; nanô (n) = 10−9 ; picô (p) = 10−12 Năng lượng mạch dao động LC: + Năng lượng mạch dao động gồm có lượng điện trường tập trung tụ điện lượng từ trường tập trung cuộn cảm + Tổng lượng điện trường lượng từ trường mạch gọi lượng điện từ + Nếu tiêu hao lượng lượng điện từ mạch bảo toàn * Xét mạch dao động LC có q = q o cos ( ωt + ϕ ) + Năng lượng điện trường tức thời tụ điện: 1 q2 qo WC = Cu = qu = WC = cos ( ωt + ϕ ) hay: 2 C C + Năng lượng từ trường tức thời cuộn cảm: 1 qo WL = Li WL = Lω2q o sin ( ωt + ϕ ) WL = sin ( ωt + ϕ ) hay 2 C + Năng lượng điện từ mạch dao động LC: qo 1 2 W=WC + WL = số W = = CU o = q o U o = LIo Đơn vị lượng Jun (J) C 2 Vậy, trình dao động mạch, lượng từ trường lượng điện trường chuyển hóa cho nhau, tổng lượng điện từ không đổi II/ Điện từ trường Liên hệ điện trường biến thiên từ trường biến thiên + Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất điện trường xoáy Đường sức điện trường xoáy đường cong khép kín, bao quanh đường sức từ trường + Ngược lại, điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất từ trường Đường sức từ trường đường cong khép kín, bao quanh đường sức điện trường Vật lý 12 Trang Trường THPT Phan Đình Phùng Giáo viên Nguyễn thiết lưu Điện từ trường Bất kỳ điện trường biến thiên sinh từ trường biến thiên, ngược lại, từ trường biến thiên sinh điện trường biến thiên Điện trường biến thiên từ trường biến thiên chuyển hóa lẫn trường thống gọi điện từ trường Phương trình Mắc-xoen diễn tả mối quan hệ giữa: + điện tích, điện trường, dòng điện từ trường + biến thiên từ trường theo thời gian điện trường xoáy + biến thiên điện trường theo thời gian từ trường III/ Sóng điện từ Điện từ trường lan truyền không gian dạng sóng gọi sóng điện từ Đặc điểm sóng điện từ + Sóng điện từ lan truyền môi trường, kể chân không + Tốc độ sóng điện từ chân không lớn tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 m / s v c 3.108 + Bước sóng λ = vT = Trong chân không hay trong khí λ = = ( m) f f f u r u r + Sóng điện từ sóng ngang Vectơ cường độ điện trường E vectơ cảm ứng từ B vuông góc u u r r r vuông góc với phương truyền sóng Ba vectơ E, B, v tạo thành tam diện thuận (Hình 22.1) + Trong sóng điện từ, dao động điện trường từ trường điểm đồng pha với + Sóng điện từ bị phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, giao thoa,… + Sóng điện từ mang lượng + Những sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilômét dùng thông tin liên lạc gọi sóng vô tuyến Sóng vô tuyến chia thành: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung sóng dài IV/ Truyền thông sóng điện từ Nguyên tắc chung việc truyền thông tin liên lạc sóng vô tuyến: Dùng sóng điện từ cao tần để tải thông tin gọi sóng mang Biến điệu sóng mang nơi phát sóng: + Biến dao động âm thành dao động điện, tạo thành sóng âm tần + Dùng mạch biến điệu để trộn sóng âm tần với sóng mang, gọi biến điệu sóng điện từ Ở nơi thu sóng, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần khỏi sóng cao tần Dòng loa biến dao động điện thành dao động âm Khi tín hiệu có cường độ nhỏ, dùng mạch khuếch khuếch đại chúng Sơ đồ khối máy phát vô tuyến đơn giản: Gồm phận (Hình 23.2) (1) micrô ; (2) mạch phát sóng điện từ cao tần ; (3) mạch biến điệu ; (4) mạch khuếch đại ; (5) anten phát Sơ đồ khối máy thu đơn giản: Gồm phận (Hình 23.3) (1) anten thu ; (2) mạch khuếch dao động điện từ cao tần ; (3) mạch tách sóng ; (4) mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần ; (5) loa KIỂM TRA KIẾN THỨC DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ & SÓNG ĐIỆN TỪ Câu Phát biểu sai nói sóng điện từ A Trong sóng điện từ, điện trường từ trường biến thiên theo thời gian chu kì B Trong sóng điện từ, điện trường từ trường dao động lệch pha π/2 C Sóng điện từ lan truyền không gian điện từ trường biến thiên theo thời gian D Dao đông điện từ mạch dao động LC dao động tự Câu Trong DĐ điện từ tần số f mạch LC, Điện trường tụ biến thiên điều hòa với tần số: A f B 2f C f/2 D ko biến thiên đ.hòa Câu Để tìm sóng có bước sóng λ máy thu vô tuyến điện, người ta phải điều chỉnh giá trị điện dung C độ tự cảm L mạch dao động máy Giữa λ, L C phải thỏa mãn hệ thức A 2π LC = c / λ B 2π LC = λ c C 2π LC = λ / c D LC / 2π = λ / c Câu Trong dao động điện từ chu kỳ T mạch LC Năng lượng từ trường cuộn điện biến thiên điều hòa với chu kì Vật lý 12 Trang Trường THPT Phan Đình Phùng Giáo viên Nguyễn thiết lưu A T/2 B T C 2T D ko biến thiên đhòa Câu Trong mạch dao động LC, điện tích cực đại tụ Q0 cường độ dòng cực đại mạch I0 chu kì dao động điện từ mạch A T = 2π Q0 I B T = 2π LC C T = 2π Q0 / I D T = 2π I / Q0 Câu Một mạch dao động có tụ điện C = 2.10-3/π F mắc nối tiếp Để tần số dao động mạch 500Hz độ tự cảm L cuộn dây phải có giá trị A 10-3/π H B 5.10-4 H C 10-3/2π H D π/500 H Câu Mạch chọn sóng máy thu gồm cuộn cảm L = 2.10-6 H, tụ C = 2.10-10 F, hiệu điện cực đại hai tụ điện 120mV Năng lượng từ cực đại lượng điện cực đại A 288.10-10J 144.10-14J B 144.10-14J 144.10-14J C 288.10-10J 288.10-10J D 144.10-14J 288.10-10J Câu Một mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 0,2 mH tụ xoay có điện dung thay đổi từ µF đến 0,2 mF Mạch bắt dải sóng điện từ nào? A 0,04π mm đến 0,4π mm B 0,12 mm đến 1,2 mm C 0,12π mm đến 1,2π mm D 0,04 mm đến 0,4 mm Câu Điện tích cực đại tụ dòng điện cực đại qua cuộn cảm mạch dao động Q0 = 10-6 C I0= 10A Bước sóng điện từ mạch phát nhận giá trị sau đây? A 188m B 99m C 314m D 628m Câu 10 Cường độ dòng tức thời mạch dao động LC i = 0,05sin2000t (A), điện dung tụ 5µF Độ tự cảm cuộn dây A 2,5.10-4 H B 5.10-8 H C 5π H D 0,05 H Câu 11 Cường độ dòng tức thời mạch dao động LC i = sin200t (A), điện dung tụ 10µF Điện tích cực đại tụ A.10-3 C B 10-6 C C 5.10-6 C D 5.10-3 C Câu 12 Mạch dao động điện từ gồm tụ điện có C = 0,125 µF cuộn cảm có L = 50µH Điện trở mạch không đáng kể Hiệu điện cực đại tụ 3V Cường độ dòng điện cực đại mạch A 7,5 mA B 15mA C 7,5 A D 0,15A Câu 13 Một tụ điện có điện dung 10µF tích điện đến hiệu điện xác định Sau nối hai tụ điện vào đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm 1H Bỏ qua điện trở dây nối, lấy π2 = 10 Sau khoảng thời gian ngắn (kể từ lúc nối) điện tích tụ có giá trị nửa giá trị ban đầu? A 3/400s B 1/300s C 1/1200s D 1/600s Câu 14 Điện tích hiệu dụng tụ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm mạch dao động Q = 0,16.10-11 C I = 1mA Mạch điện từ dao động với tần số góc A 0,4.105 rad/s B 625.106 rad/s C 16.108 rad/s D 16.106 rad/s Câu 15 Phát biểu sai nói sóng điện từ phát từ mạch LC dao động với tần số f: A Trong sóng điện từ, điện trường từ trường biến thiên theo thời gian chu kì B Năng lượng điện từ, lượng điện trường, lượng từ trường dđ tần số 2f C Sóng điện từ lan truyền không gian điện từ trường biến thiên theo thời gian D Dao đông điện từ mạch dao động LC dao động tự điện trở mạch không Câu 16 Công thức tính lượng mạch dao động điện từ LC 2 2 A W = Q0 / L B W = Q0 / C C W = Q0 / L D W = Q0 / 2C Câu 17 Mạch dao động có tụ C=1000pF L=2,5µH Nếu hiệu điện cực đại đầu tụ 2,828V cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch A 40mA B 0,4A C 0,2A D 20mA Câu 18 Một mạch thu sóng có L=10µH, C=1000/π pF thu sóng có bước sóng A 0,6m B 6m C 60m D 600m Câu 19 Trong mạch dao động điện từ: A Sóng mạch phát có bước sóng tỉ lệ bậc với L C B Năng lượng điện lượng từ biến thiên điều hòa tần số biên độ C Năng lượng điện từ tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện hiệu dụng D Tần số góc tăng điện dung C tăng độ tự cảm L giảm Câu 20 Chọn câu phát biểu A Sóng điện từ mang lượng B Sóng điện từ truyền môi trường vật chất C Trong không khí, sóng điện từ sóng dọc sóng ngang Vật lý 12 Trang Trường THPT Phan Đình Phùng Giáo viên Nguyễn thiết lưu D Sóng điện từ dùng để truyền tải thông tin liên lạc môi trường không khí chân không Câu 21 Một khung dao động gồm cuộn dây L tụ điện C thực dao động điện từ tự Điện tích cực đại tụ điện Q0 = 10-5C cường độ dòng điện cực đại khung I0 = 10A Chu kỳ dao động mạch là: A 6,28.107s B 2.10-3s C 0,628.10-5s D 62,8.106s Câu 22 Một máy thu sóng điện từ có L, C thay đổi Khi L tăng lần C phải tăng hay giảm lần để bước sóng mà máy thu giảm lần? A giảm 25 lần B tăng 25 lần C giảm 125 lần D tăng 125 lần Câu 23 Dao động điện từ mạch LC tắt nhanh A mạch có tần số riêng lớn B tụ điện có điện dung lớn C mạch có điện trở lớn D cuộn dây có độ tự cảm lớn Câu 24 Một mạch dao động điện từ LC, thời điểm ban đầu điện tích tụ đạt cực đại Q = 10-9 C Thời gian để tụ phóng hết điện tích 4μs Cho π2 = 10 Cường độ hiệu dụng dòng điện mạch π π A mA B mA C mA D mA π 2 π Câu 25 I0 cường độ dòng điện cực đại mạch LC; U o hiệu điện cực đại tụ mạch Công thức liên hệ Io Uo là: A Uo = Io C L B Uo = Io LC C L C Io = Uo D Io = Uo LC Câu 26 Nếu biểu thức điện tích mạch LC không chứa điện trở q= Q 0cosωt biểu thức lượng từ trường là: A Et = (LI0/2)cos2ωt B Et = (LI02/2)cos2ωt C Et = (LI02/2)sin2ωt D Et = (LI0/2)sin2ωt Câu 27 Phát biểu sau nói điện từ trường? A Điện trường từ trường hai mặt thể khác loại trường gọi điện từ trường B Vận tốc lan truyền điện từ trường chất rắn lớn nhất, chất khí bé không lan truyền chân không C Điện trường từ trường tồn riêng biệt, độc lập với D Sóng điện từ mạch dao động LC phát mang lượng lớn điện tích tụ C dao động với chu kì lớn Câu 28 Mạch dao động điện từ LC có L=4.10-2H C=4.10-6 µ F Tần số góc dao động A 4.104 (rad/s) B 4.105 (rad/s) C 25.104 (rad/s) D 25.105 (rad/s) Câu 29 Mạch dao động LC dao động điều hòa với tần số f, A f = 2π LC B f = 2π LC C f = 2π LC D f = LC 2π Câu 30 Phát biểu sau sai nói lượng dao động điện từ tự mạch dao động điện từ LC không điện trở thuần? A Khi lượng điện trường giảm lượng từ trường tăng B Năng lượng điện từ mạch dao động tổng lượng điện trường tập trung tụ điện lượng từ trường tập trung cuộn cảm C Năng lượng từ trường cực đại lượng điện từ mạch dao động D Năng lượng điện trường lượng từ trường biến thiên điều hòa với tần số nửa tần số cường độ dòng điện mạch =====o0o===== Vật lý 12 Trang Trường THPT Phan Đình Phùng Giáo viên Nguyễn thiết lưu ĐÁP ÁN 10 11 12 13 14 15 Vật lý 12 B A C A C C B C A D D D B B B 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 D A C C A C C C A C C A D C D Trang