BÀI TẬP SÓNG ĐIỆN TỪ

Tất cả các dạng bài tập chương xê dịch và sóng điện từ được tringf bày ví dụ trong bài viết này.Mỗi dạng bao gồm phương pháp, lấy ví dụ và bài bác tập trường đoản cú luyện.

Bạn đang xem: Bài tập sóng điện từ


DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Xê dịch điện từ.

a. Sự biến đổi thiên điện tích và cái điện trong mạch dao động

*

+ Mạch dao động là một trong những mạch điện kín gồm một tụ điện tất cả điện dung C và

một cuộn dây gồm độ trường đoản cú cảm L, gồm điện trở thuần không đáng kể nối cùng với nhau.

+ Điện tích trên tụ năng lượng điện trong mạch dao động: q = Q0 cos(ωt + φ).

+ Điện áp giữa hai bản tụ điện: u = (fracqC) = U0 cos(ωt + φ). Với Uo = (fracq_0C)

nhấn xét: Điện áp thân hai phiên bản tụ điện CÙNG PHA với năng lượng điện trên tụ điện

+ Cường độ loại điện vào cuộn dây:

i = q" = - ωq0sin(ωt + φ) = I0cos(ωt +φ + (fracpi 2) ); cùng với I0 = q0.ω.

thừa nhận xét : Cường độ dòng điện NHANH PHA rộng Điện tích trên tụ năng lượng điện góc

 + Tần số góc : (omega =frac1sqrtLC) Các tương tác ; (Io=omega Qo=fracQosqrtLC) (;Uo=fracQoC=fracIoomega C=IosqrtfracLC)

+ Chu kì cùng tần số riêng rẽ của mạch dao động: T = (2pi sqrtLC) cùng f = (frac12pi sqrtLC)

+ contact giữa cực hiếm biên độ và hiệu dụng: U0 = U(sqrt2); I0 = I (sqrt2)A

b. Tích điện điện từ vào mạch dao động

+Năng lượng năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện:

*

+Năng lượng tự trường triệu tập trong cuộn cảm:

 

*

+Năng lượng năng lượng điện trường và tích điện từ trường biến thiên tuần hoàn với tần số góc:

ω’ = 2ω ; f’=2f với chu kì T’ = (fracT2) .

+Năng lượng năng lượng điện từ vào mạch:

*
 

Hay: W = WC + WL = (frac12.fracQ_0^2C)cos2(ωt + φ) + (frac12.fracQ_0^2C)sin2(ωt + φ)


=> W= (frac12.fracQ_0^2C) (frac12LI_0^2=frac12CU_0^2) = hằng số.

+ tương tác giữa q0, I0 và U0 trong mạch dao động: Q0 = CU0 = (fracIoomega =IosqrtLC) = I0.

Chú ý

 + trong một chu kì dao động điện từ, bao gồm 4 lần tích điện điện ngôi trường bằng tích điện từ trường.

 + Khoảng thời hạn giữa nhì lần bởi nhau thường xuyên của năng lượng điện trường và tích điện từ trường là (fracT4)

 + Mạch dao động có điện trở thuần R ≠ 0 thì giao động sẽ tắt dần. Để bảo trì dao cồn cần hỗ trợ cho mạch một tích điện có công suất:

*

 + Quy ước: q > 0 ứng với bản tụ ta xét tích điện dương thì i > 0 ứng với mẫu điện chạy đến bạn dạng tụ nhưng ta xét.

 + lúc tụ phóng năng lượng điện thì q với u bớt và ngược lại khi tụ nạp năng lượng điện thì q và u tăng .

 + Khoảng thời hạn giữa nhị lần liên tục mà năng lượng điện trên một bản tụ điện bao gồm độ lớn cực to là (Delta t=fracT2)

 + Khoảng thời gian ngắn duy nhất Dt nhằm điện tích trên bạn dạng tụ này tích điện bởi một nửa giá bán trị cực to là (fracT6).


 

*

2. Điện từ bỏ trường.

* tương tác giữa năng lượng điện trường trở nên thiên và từ trường biến chuyển thiên

+ Nếu trên một nơi tất cả một tự trường biến hóa thiên theo thời hạn thì tại vị trí đó xuất hiện một năng lượng điện trường xoáy.

Điện ngôi trường xoáy là năng lượng điện trường có các đường mức độ là mặt đường cong kín.

+ nếu như tại một nơi tất cả điện trường trở thành thiên theo thời gian thì tại vị trí đó xuất hiện một từ bỏ trường.

Đường sức của tự trường luôn luôn khép kín.

* Điện trường đoản cú trường :Mỗi trở nên thiên theo thời gian của trường đoản cú trường có mặt trong không gian xung xung quanh một năng lượng điện trường xoáy trở thành thiên theo thời gian, ngược lại mỗi biến chuyển thiên theo thời gian của năng lượng điện trường cũng hiện ra một từ bỏ trường trở thành thiên theo thời hạn trong không gian xung quanh.

Điện trường thay đổi thiên cùng từ trường biến chuyển thiên cùng tồn tại trong ko gian. Chúng hoàn toàn có thể chuyển hóa lẫn nhau trong một ngôi trường thống nhất được gọi là điện trường đoản cú trường.

3. Sóng điện từ - thông tin liên lạc bằng vô tuyến.

Sóng điện từ là điện từ trường viral trong ko gian.

a. Đặc điểm của sóng điện từ

+ Sóng năng lượng điện từ lan truyền được trong chân không với vận tốc phẳng phiu tốc ánh nắng (c ≈ 3.108m/s). Sóng điện từ lan truyền được trong những điện môi. Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong những điện môi nhỏ dại hơn trong chân không và dựa vào vào hằng số năng lượng điện môi.


+ Sóng năng lượng điện từ là sóng ngang. Trong thừa trình lan truyền (vecE) và (vecB) luôn luôn vuông góc cùng với nhau cùng vuông góc với phương truyền sóng. Tại mỗi điểm xê dịch của năng lượng điện trường cùng từ trường luôn cùng pha với nhau.

+ lúc sóng năng lượng điện từ chạm mặt mặt phân cách giữa hai môi trường xung quanh thì nó cũng bị phản xạ và khúc xạ như ánh sáng. Hình như cũng có hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ... Sóng điện từ.

+ Sóng năng lượng điện từ với năng lượng. Lúc sóng năng lượng điện từ truyền cho một anten, làm cho những electron thoải mái trong anten dao động .

 +Nguồn phạt sóng năng lượng điện từ khôn xiết đa dạng, như tia lửa điện, cầu dao đóng, ngắt mạch điện, trời sấm sét ... .

b. Tin tức liên lạc bằng sóng vô tuyến

+ Sóng vô tuyến là những sóng điện từ dùng trong vô tuyến, bao gồm bước sóng tự vài m cho vài km. Theo cách sóng, bạn ta phân tách sóng vô tuyến thành những loại: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung cùng sóng dài.

+ Tầng năng lượng điện li là lớp khí quyển bị ion hóa dạn dĩ bởi tia nắng Mặt Trời với nằm trong vòng độ cao trường đoản cú 80 km đếm 800 km, có ảnh hưởng rất lớn đến việc truyền sóng vô đường điện.


+ các phân tử không gian trong khí quyển hấp thụ vô cùng mạnh các sóng dài, sóng trung và sóng cực ngắn dẫu vậy ít hấp thụ các vùng sóng ngắn. Các sóng ngắn bội nghịch xạ giỏi trên tầng năng lượng điện li với mặt đất.

+ Nguyên tắc chung của thông tin liên lạc bằng sóng vô con đường điện:

- Biến điệu sóng mang:

*Biến âm thanh (hoặc hình ảnh) mong mỏi truyền đi thành các dao hễ điện từ tất cả tần số thấp điện thoại tư vấn là bộc lộ âm tần (hoặc biểu lộ thị tần).

*Trộn sóng: sử dụng sóng năng lượng điện từ tần số cao (cao tần) để mang (sóng mang) các tín hiệu âm tần hoặc thị tần ra đi . ước ao vậy phải trộn sóng điện từ âm tần hoặc thị tần với sóng năng lượng điện từ cao tần (biến điệu). Qua anten phát, sóng năng lượng điện từ cao tần đã đổi mới điệu được truyền đi trong ko gian.

-Thu sóng : sử dụng máy thu cùng với anten thu để chọn và thu mang sóng năng lượng điện từ cao tần ao ước thu.

-Tách sóng: bóc tách tín hiệu thoát khỏi sóng cao tần (tách sóng) rồi sử dụng loa nhằm nghe music truyền tới hoặc dùng screen để xem hình ảnh.

-Khuếch đại:Để bức tốc độ của sóng truyền đi và tăng cường độ của biểu đạt thu được người ta dùng những mạch khuếch đại.


c. Sơ vật khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản

*

Ăng ten phát: là khung xê dịch hở (các vòng dây của cuộn L hoặc 2 bạn dạng tụ C xa nhau), bao gồm cuộn dây mắc xen ngay sát cuộn dây của dòng sản phẩm phát. Dựa vào cảm ứng, bức xạ sóng năng lượng điện từ thuộc tần số thứ phát sẽ phát ra phía bên ngoài không gian.

d. Sơ đồ dùng khối của một sản phẩm thu thanh đơn giản

*

Ăng ten thu: là 1 khung giao động hở, nó thu được nhiều sóng, có tụ C thay đổi. Nhờ sự cộng hưởng với tần số sóng buộc phải thu ta thu được sóng năng lượng điện từ bao gồm f = f0

4.Sự giống như giữa giao động cơ và giao động điện

*

B. CÁC DẠNG BÀI TẬP

DẠNG 1: Xác định những đại lượng :T, f, ω, bước sóng λ mà đồ vật thu sóng thu được.

a. Các công thức:

-Chu kì, tần số, tần số góc của mạch dao động:

(T=2pi sqrtLC;f=frac12pi sqrtLC=frac12pi .fracIoQo;omega =frac1sqrtLC)

- cách sóng năng lượng điện từ: trong chân không:

*

 -Trong môi trường: (lambda =fracvf=fraccnf) (c = 3.108 m/s)

 -Máy vạc hoặc thiết bị thu sóng năng lượng điện từ thực hiện mạch giao động LC thì tần số sóng điện từ phân phát hoặc thu được bởi tần số riêng của mạch.Mạch chọn sóng của sản phẩm thu vô đường thu được sóng năng lượng điện từ gồm bước sóng:


(lambda=fraccf=2pi csqrtLC)

-Nếu mạch lựa chọn sóng tất cả cả L cùng C biến hóa thì bước sóng nhưng mà máy thu vô con đường thu được sẽ thay đổi trong số lượng giới hạn từ:

 λmin = 2πc(sqrtL_minC_min) đến λmax = 2πc(sqrtL_maxC_max).

+ Ghép cuộn cảm.

- có hai cuộn cảm có độ từ bỏ cảm thứu tự là L1 và L2 được ghép thành cỗ tụ gồm điện dung Lbộ = Lb

-Nếu 2 cuộn dây ghép song song:

(frac1L_//=frac1L_1+frac1L_2Rightarrow L_//=fracL_1.L_2L_1+L_2)giảm độ trường đoản cú cảm

(frac1Z_L_b=frac1Z_L_1+frac1Z_L_2)giảm cảm kháng

 

*

Nếu 2 cuộn dây ghép nối tiếp:

(L_nt=L_1+L_2) tăng cường mức độ tự cảm

ZLb = ZL1  + ZL2  tăng cảm kháng

 

*

+ Ghép tụ:

- gồm hai tụ điện tất cả điện dung lần lượt là C1 và C2 được ghép thành cỗ tụ có điện dung Cbộ = Cb

-Nếu 2 tụ ghép song song:

 (C_//=C_1+C_2) tăng điện dung

 (frac1Z_C_b=frac1Z_C_1+frac1Z_C_2) giảm dung kháng

 

*

Nếu 2 tụ ghép nối tiếp:

(frac1C_nt=frac1C_1+frac1C_2Rightarrow C_nt=fracC_1C_2C_1+C_2) bớt điện dung


ZCb = ZC1  + ZC2 tăng dung kháng

 

*

+Bộ tụ xoay:

 

*

Tụ xoay: (C_x//C_0: (fraclambda _1lambda _0)^2=fracC_x1+C_0C_0)

 Công thức Tụ xoay

*

b. Bài xích tập trường đoản cú luận:

Bài 1: Một mạch dao động điện trường đoản cú LC gồm cuộn dây thuần cảm bao gồm độ từ bỏ cảm L = 2 mH và tụ điện gồm điện dung C = 0,2 μF. Biết dây dẫn bao gồm điện trở thuần không xứng đáng kể với trong mạch có giao động điện từ riêng. Khẳng định chu kì, tần số riêng rẽ của mạch.

Giải: Ta có: T = 2π(sqrtLC)= 4π.10-5 = 12,57.10-5 s; f = (frac1T) = 8.103 Hz.

Xem thêm: Buy Plants Vs Zombies: Garden Warfare 2 Review, Plants Vs Zombies: Garden Warfare 2

Bài 2: Mạch xê dịch của một thứ thu thanh cùng với cuộn dây tất cả độ từ cảm L = 5.10-6 H, tụ điện tất cả điện dung 2.10-8 F; năng lượng điện trở thuần R = 0. Hãy cho thấy thêm máy đó thu được sóng năng lượng điện từ tất cả bước sóng bằng bao nhiêu?

Giải: Ta có: λ= 2πc(sqrtLC)= 600 m.

Tải về

Luyện bài tập trắc nghiệm môn thiết bị lý lớp 12 - coi ngay