Lý thuyết và Bài tập Vật lí Lớp 12 - Chương 3: Dao động và sóng điện từ (Có lời giải)

Nội dung text: Lý thuyết và Bài tập Vật lí Lớp 12 - Chương 3: Dao động và sóng điện từ (Có lời giải)

1. CHƯƠNG 3. DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ A. LÍ THUYẾT I. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH LC 1. Sự biến thiên điện tích và dòng điện trong mạch dao động - Mạch dao động là một mạch điện khép kín gồm một tụ điện có điện dung C và một cuộn dây có độ tự cảm L, có điện trở thuần không đáng kể nối với nhau. - Điện tích trên tụ điện C trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo phuơng trình q q0 cos t - Cường độ dòng điện trên cuộn dây L: i q ' q0 sin t I0 cos t 2 1 Trong đó  và I q LC 0 0 - Biến thiên của điện trường và từ trường ở trong mạch trên được gọi là dao động điện từ. Nếu không có tác động bên ngoài thì dao động điện từ này được gọi là dao động điện từ tự do. - Chu kì và tần số riêng của mạch dao động: 1 T 2 LC;f 2 LC Nhận xét Dòng điện biến thiên điều hòa cùng tần số và sớm pha so với điện tích trong mạch. Điều này tương tự 2 như vận tốc v biến thiên sớm pha so với li độ x trong dao động điều hòa. 2 2. Năng lượng điện từ trong mạch dao động - Giả sử phương trình của điện tích là q q0cos t - Năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện 1 q2 1 q2 W . . 0 cos2 t C 2 C 2 C - Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm 1 1 1 q2 W .Li2 .L2q2 sin2 t . 0 sin2 t L 2 2 0 2 C - Năng lượng điện từ toàn phân trong mạch LC là 1 q2 1 q2 q2 W W W . 0 cos2 t . 0 sin2 t 0 const C L 2 C 2 C 2C Trang 1
2. Nhận xét + Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên điều hoà với tần số góc ' 2 và chu kì T T ' 2 + Trong quá trình dao động của mạch, năng lượng từ trường và năng lượng điện trường luôn chuyển hóa lẫn nhau, nhưng tổng năng lượng điện từ là một hằng số không đổi. 3. Các loại dao động điện từ - Dao động điện từ tắt dần: Trong thực tế, các mạch dao động LC luôn có sự tiêu hao năng lượng, do điện trở của cuộn dây thực tế là khác 0. Do đó, dao động sẽ dừng lại sau khi năng lượng bị tiêu hao hết. Biên độ của dao động giảm dần theo thời gian. Hiện tượng này được gọi là dao động điện từ tắt dần. - Dao động điện từ duy trì: Để duy trì dao động, ta phải bù đủ và đúng phần năng lượng bị tiêu hao trong mỗi chu kì. - Dao động điện từ cưỡng bức: Khi mắc mạch LC có tần số riêng 0 vào nguồn điện có suất điện động biến thiên theo thời e E0 cost, dòng điện trong mạch LC buộc phải dao động với tần số  của nguồn điện. Quá trình này gọi là dao động điện từ cưỡng bức. Khi  0 thì hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch LC đạt giá trị cực đại, đó là sự cộng hưởng trong dao động điện từ. 4. Sự tương tự giữa dao động điện từ và dao động cơ Đại lượng cơ Đại lượng điện x q v i m L 1 k C F u  R Wt WC Wd WL Bảng 3.1: Sự tương tự giữa đại lượng cơ và đại lượng điện. Dao động cơ Dao động điện k 2 1 x '' 2x 0, với  q ''  q 0, với  m LC x A cos t q q0 cos t v x ' Asin t i q ' q0 sin t Trang 2
3. 1 1 1 1 q2 1 1 q2 W kx2 mv2 kA2 W Li2 0 2 2 2 2 C 2 2 C Bảng 3.2: Sự tương tự giữa dao động cơ và dao động điện. II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG - SÚNG DIỆN TỪ 1. Điện từ trường 1.1. Giả thuyết của Mắc-xoen - Giả thuyết về từ trường biến thiên Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy. Điện trường xoáy là điện trường có các đường sức điện là những đường cong khép kín, bao quanh các đường cảm ứng từ. - Giả thuyết về điện trường biến thiên Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường biến thiên. Từ trường này cũng có các đường sức từ là những đường cong khép kín như từ trường tĩnh, bao quanh các đường sức của điện trường. Như vậy, điện trường biến thiên và từ hường biến thiên cùng tồn tại trong không gian. Chúng chuyên hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất gọi là điện từ trường. Dưới đây là bảng phân biệt giữa điện trường tĩnh và điện trường xoáy để chúng ta hiểu rõ hơn về điện trường tĩnh, điện trường xoáy: Điện trường tĩnh Điện trường xoáy Được sinh ra xung quanh một điện tích đứng yên Được sinh ra xung quanh một điện tích dao động hoặc xung quanh một từ trường biến thiên Có đường sức là đường cong hở, đi ra ở điện tích Có đường sức là đường cong khép kín, không phân dương và đi vào điện tích âm biệt điểm đầu và điểm cuối Chỉ biến thiên trong không gian, không biến thiên Biến thiên cả trong không gian và thời gian theo thời gian Bảng 3.3: Phân biệt giữa điện trường tĩnh và điện trường xoáy Chú ý Không thể có từ trường hoặc điện trường tồn tại riêng rẽ 1.2. Dòng điện dẫn và dòng điện dịch Khi mạch LC đang dao động thì: Dòng điện dẫn là dòng điện chạy qua dây dẫn sinh ra từ trường có đường sức từ là đường cong khép kín, bao quanh dòng điện. Theo Mắc-xoen, sự biến thiên của điện trường trong lòng tụ điện sẽ sinh ra một từ trường xoáy. Như vậy điện trường biến thiên trong lòng tụ cũng tạo ra từ trường xoáy giống như dòng điện chạy qua dây dẫn. Vì Trang 3
4. vậy điện trường biến thiên trong lòng của tụ điện được coi như một loại dòng điện. Để phân biệt với dòng điện dẫn chạy qua dây dẫn, điện trường biến thiên trong lòng tụ điện được gọi là dòng điện dịch. Vậy, mạch dao động LC tồn tại hai loại dòng điện: dòng điện dẫn chạy trong dây dẫn của cuộn cảm và dòng điện dịch do điện trường biến thiên trong lòng tụ điện sinh ra. STUDY TIP Dòng điện dịch chỉ là một dòng điện mang tính quy ước và không phải là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện 2. Sóng điện từ Xét một điện tích q dao động điều hòa với tần số f. Cường độ điện trường do điện tích đó sinh ra tại một điểm cố định xung quanh điện tích sẽ biến thiên cùng tần số. Theo Mắc-xoen, tại điểm đó có một từ trường xoáy biến thiên, từ trường xoáy biến thiên lại sinh ra một điện trường xoáy biến thiên khác, điện trường xoáy biến thiên lại sinh ra một từ trường xoáy khác, cứ như vậy quá trình liên tiếp diễn ra và ta nói rằng sóng điện từ được truyền đi. 2.1. Định nghĩa Sóng điện từ là quá trình lan truyền điện từ trường biến thiên trong không gian 2.2. Đặc điểm - Sóng điện từ truyền được trong mọi môi trường vật chất, kể cả trong chân không. Đây chính là sự khác biệt giữa sóng điện từ và sóng cơ. - Vận tốc lan truyền sóng điện từ trong chân không bằng vận tốc ánh sáng c 3.108 (m/s).   - Sóng điện từ là sóng ngang. Trong quá trình truyền sóng, các vécto B và E luôn vuông góc với nhau,   và vuông góc với phương truyền sóng v. Ba véctơ E,B, v tạo thành một tam diện thuận. - Bước sóng của sóng điện từ trong chân không là  cT Trong đó: c là tốc độ ánh sáng, T là chu kì của dao động điện từ. STUDY TIP   Các véctơ B và E biến thiên tuần hoàn theo không gian và thời gian, và luôn cùng pha 2.3. Tính chất - Sóng điện từ mang theo năng lượng khi lan truyền, tỉ lệ với lũy thừa bậc 4 của tần số. Sóng điện từ có tần số càng cao thì khả năng lan truyền càng xa. - Sóng điện từ tuân theo các quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, 2.4. Một số chú ý quan trọng - Khi sóng điện từ truyền đi, điện trường và từ trường biến thiên cùng pha và có phương vuông góc với nhau (chứ không phải vuông pha). - Điện trường trong lòng tụ điện biến thiên cùng tần số và cùng pha với hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện: u E d Trang 4
5. Trong đó d là khoảng cách giữa hai tụ. - Từ trường trong lòng cuộn cảm biến thiên cùng tần số và cùng pha với dòng điện qua cuộn cảm: B 4 10 7 Li Trong đó L là độ tự cảm của cuộn dây. 3. Sóng vô tuyến 3.1. Định nghĩa Sóng vô tuyến là các sóng điện từ dùng trong vô tuyến, có bước sóng từ vài mét đến vài kilômét. 3.2. Phân loại Theo tần số và bước sóng, sóng vô tuyến được phân chia thành 4 loại: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài. Loại sóng Tần số (MHz) Bước sóng (m) Sóng dài 0,003 đến 0,3 103 đến 105 Sóng trung 0,3 đến 3,0 102 đến 103 Sóng ngắn 3,0 đến 30 10 đến 102 Sóng cực ngắn 30 đến 30000 10 2 đến 10 Bảng 3.4: Bảng phân loại sóng vô tuyến 3.3. Đặc tính Tâng điện li là lớp khí quyển bị ion hóa mạnh bởi ánh sáng Mặt Trời và nằm trong khoảng độ cao từ 80 km đếm 800 km, có ảnh hưởng rất lớn đến sự truyền sóng vô tuyến điện. Sóng dài có năng lượng thấp, bị nước hấp thụ ít nên được dùng để truyền thông tin dưới nước. Sóng dài ít dùng để truyền thông tin trên mặt đất vì năng lượng nhỏ không thể truyền được đi xa. Sóng trung ban ngày bị tầng điện li hấp thụ mạnh nên không truyền được đi xa. Ban đêm sóng ít bị hấp thụ, tầng điện li phản xạ nên truyền được đi xa. Do đó, vào ban đêm, ta nghe đài sẽ rõ hơn nghe ban ngày. Sóng ngắn có năng lượng lớn hơn sóng trung, bị tầng điện li phản xạ đi phản xạ lại nhiều lần từ mặt đất đến tầng điện li. Do vậy, một đài phát sóng ngắn có công suất lớn có thể truyền sóng tới mọi điểm trên bề mặt Trái Đất. Sóng cực ngắn có năng lượng lớn nhất trong 4 loại sóng kể trên, nó không bị tầng điện li hấp thụ và phản xạ, nên sóng cực ngắn có thể truyền đi rất xa theo đường thẳng, xuyên qua tầng điện li. Do đó, sóng cực ngắn được dùng để truyền thông tin vũ trụ. Chú ý Vô tuyến truyền hình dùng sóng cực ngắn, không truyền được đi xa trên bề mặt Trái Đất, không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ. Muốn truyền hình đi xa, phải có vệ tinh nhân tạo hoặc các đài thu phát sóng trung gian 4. Truyền thông bằng sóng điện ỉừ 4.1. Mạch dao động kín, mạch dao động hở Trang 5
6. - Trong mạch dao động LC, điện trường biến thiên tập trung ở tụ điện C, từ trường biến thiên tập trung ở cuộn dây L. Điện từ trường hầu như không bức xạ ra bên ngoài, mạch này được gọi là mạch dao động kín. - Trong mạch dao động LC, khi ta tách hai bản cực của tụ điện C và tách xa các vòng dây cuộn cảm, thì vùng không gian có điện trường biến thiên và từ trường biến thiên được mở rộng dần. Mạch như vậy gọi là mạch dao động hở. STUDY TIP Trong mạch dao động hở, điện từ trường lan tỏa trong không gian thành sóng điện từ và có khả năng đi rất xa 4.2. Anten - Anten là một dạng của mạch dao động hở. - Anten cấu tạo bởi 1 dây dẫn dài, có cuộn cảm ở giữa, đầu trên để hở còn đầu dưới tiếp đất. 4.3. Nguyên tắc phát và thu sóng điện từ - Để phát sóng điện từ đi xa, người ta mắc phối hợp anten với một máy phát dao động điều hòa (gồm một mạch dao động LC, một tranzito và nguồn điện một chiều để bổ sung năng lượng cho mạch dao động LC). Anten phát ra sóng điện từ với tần số f. - Để thu sóng điện từ, người ta mắc kết hợp anten với mạch dao động LC có tụ điện có điện dung thay đổi được. Điều chỉnh C để mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng với tần số cần thu, khi đó tín hiệu nhận được là rõ nét nhất, gọi là sự chọn sóng. - Bước sóng của sóng điện từ mà mạch phát ra, hay thu được là: c  cT 2 c LC f 4.4. Nguyên tắc truyền thông bằng sóng điện từ Để truyền được các thông tin như âm thanh, hình ảnh, đến những nơi xa, người ta đều áp dụng một quy trình chung là: + Biến âm thanh, hình ảnh, muốn truyền đi thành các dao động điện, gọi là các tín hiệu âm tần. + Dùng sóng điện từ có tần số cao (cao tần), gọi là sóng mang để truyền các tín hiệu âm tần đi xa qua anten phát. + Dùng máy thu với anten thu để chọn và thu lấy sóng điện từ cao tần. + Tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần, dùng loa để nghe âm thanh đã truyền tới (hoặc dùng màn hình để xem hình). Sơ đồ khối của một hệ thống phát thanh và thu thanh dùng sóng điện từ Trang 6
7. * Hệ thống phát thanh gồm: - Dao động cao tần: Tạo ra sóng mang. - Micro: Biến âm thanh ta nói thành dao động điện âm tần. - Mạch biến điệu: trộn dao động âm tần và dao động cao tần, thành sóng cao tần biến điệu. - Khuếch đại cao tần: khuếch đại dao động cao tần biến điệu để đưa ra anten phát. - Anten phát: phát xạ sóng cao tần đã biến điệu đi xa. * Hệ thống thu thanh gồm: - Anten thu: thu sóng cao tần biến điệu. - Chọn sóng: chọn lọc sóng muốn thu nhờ mạch LC có điện dung biến thiên, thay đổi C để xảy ra hiện tuợng cộng hưởng, khi đó sẽ thu được sóng muốn thu. - Tách sóng: lấy ra dao động âm tần từ dao động cao tần biến điệu đã thu được. - Khuếch đại âm tần: làm cho dao động âm tần đã tách được mạnh lên, rồi đưa ra loa. III. TRẮC NGHIỆM LÍ THUYẾT 1. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Nếu biểu thức điện tích trên hai bản tụ trong mạch dao động LC là q q0 cos t thì biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là: A. i q0 sin t B. i q0 sin t C. i q0 cos t D. i q0 sin t 2 2 Lời giải Cường độ dòng điện trong mạch chính là đạo hàm hạng nhất theo thời gian của điện tích: i q ' q0 sin t q0 cos t 2 Đáp án C Ví dụ 2: Biểu thức năng lượng điện trường trong mạch dao động LC không chứa điện trở thuần là: q2 CU A. W 0 cos t B. W 0 cos2 t C 2C C 2 CU2 Uq C. W 0 cos2 t D. W 0 cos t C 2 C 2 Lời giải Năng lượng điện trường được xác định bởi biểu thức 1 q2 1 q2 CU2 W 0 cos2 t 0 cos2 t C 2 C 2 C 2 Đáp án C Ví dụ 3: Tìm câu phát biểu sai về sóng điện từ A. Là sự lan truyền của điện trường và từ trường biến thiên trong không gian Trang 7
8. B. Là sóng ngang C. Năng lượng tỉ lệ với luỹ thừa bậc bốn của tần số D. Không truyền được trong chân không Lời giải Sóng điện từ truyền được trong chân không. Đây là điểm khác nhau giữa sóng cơ và sóng điện từ Đáp án D Ví dụ 4: Tìm câu phát biểu sai về điện trường và từ trường biến thiên A. Điện trường xoáy là điện trường có đường sức là những đường cong kín B. Tại nơi có từ trường biến thiên thì xuất hiện điện trường xoáy C. Tại nơi có điện trường biến thiên thì xuất hiện từ trường xoáy D. Điện trường nào cũng sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại Lời giải Chỉ điện trường biến thiên thì mói sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại Đáp án D Ví dụ 5: Sóng điện từ và sóng cơ học có điểm giống nhau là A. Đều truyền được trong chân không B. Đều là sóng ngang C. Đều có tính chất phản xạ, nhiễu xạ, giao thoa D. Đều có năng lượng sóng tại một điểm tỉ lệ với luỹ thừa bậc hai của tần số Lời giải Xét các đáp án ta thấy: A. Sai, bởi vì sóng cơ học không truyền được trong chân không. B. Sai, bởi vì sóng điện từ là sóng ngang, còn sóng cơ học có thể là sóng ngang, hoặc cũng có thể là sóng dọc. C. Đúng, sóng điện từ và sóng cơ học đều có bản chất là sóng, nên có thể phản xạ, nhiễu xạ, giao thoa. D. Sai, bởi vì sóng điện từ có năng lượng tỉ lệ với lũy thừa bậc bốn của tần số Đáp án C   Ví dụ 6: Trong sóng điện từ, dao động của điện trường E và từ trường B luôn luôn A. Đồng phaB. Ngược pha. C. Vuông phaD. Lệch pha nhau một góc bất kì Lời giải   Véctơ cường độ điện trường E và véctơ từ trường B luôn vuông góc với nhau, và dao động đồng pha Đáp án A STUDY TIP   Rất nhiều học sinh nhầm lẫn rằng: Véctơ cường độ điện trường E và véctơ từ trường B luôn vuông góc Trang 8
9. với nhau nên chúng dao động vuông pha với nhau Ví dụ 7: Trong mạch dao động, dòng điện trong mạch có đặc điểm nào sau đây? A. Tần số rất lớnB. Cường độ rất lớnC. Năng lượng rất lớn D. Chu kì rất lớn Lời giải Trong mạch dao động, do tần số tỉ lệ nghịch với tích căn bậc hai của LC, mà L và C thường có giá trị nhỏ (L cỡ mH, C cỡ F) nên tần số rất lớn Đáp án A Ví dụ 8: Tại Hà Nội, một máy đang phát sóng điện từ. Xét một phương truyền có phương thẳng đứng hướng lên. Vào thời điểm t, tại điểm M trên phương truyền, vectơ cảm ứng từ đang có độ lớn cực đại và hướng về phía Nam. Khi đó vectơ cường độ điện trường có A. độ lớn cực đại và hướng về phía Đông B. độ lớn cực đại và hướng về phía Bắc C. độ lớn cực đại và hướng về phía Tây D. độ lớn bằng không Lời giải Ta có điện trường và từ trường dao động cùng pha nên khi véctơ cảm ứng từ đang có độ lớn cực đại thì   vectơ cường độ điện trường cũng có độ lớn cực đại. Phương và chiều của E và B, v xác định theo quy tắc bàn tay trái: Véctơ vận tốc đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều véctơ cảm ứng từ, ngón cái choãi ra 90 độ chỉ chiều véctơ cường độ điện trường. Từ đó suy ra véctơ cảm ứng từ đang hướng về phía nam thì véctơ cường độ điện trường hướng về phía Tây Đáp án C 2. Bài tập tự luyện Câu 1: Mạch dao động điện từ điêu hoà có cấu tạo gồm A. nguồn điện một chiều và tụ điện mắc thành mạch kín B. nguồn điện một chiều và cuộn cảm mắc thành mạch kín C. nguồn điện một chiều và điện trở mắc thành mạch kín D. tụ điện và cuộn cảm mắc thành mạch kín Câu 2: Mạch dao động điện từ điều hoà LC có chu kỳ A. phụ thuộc vào L, không phụ thuộc vào CB. phụ thuộc vào C, không phụ thuộc vào L C. phụ thuộc vào cả L và CD. không phụ thuộc vào L và C Câu 3: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch A. tăng lên 4 lầnB. tăng lên 2 lần C. giảm đi 4 lầnD. giảm đi 2 lần Câu 4: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện c. Khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 2 lần và giảm điện dung của tụ điện đi 2 lần thì tần số dao động của mạch A. không đổiB. tăng 2 lầnC. giảm 2 lần D. tăng 4 lần Trang 9
10. Câu 5: Mạch dao động điện từ gôm tụ điện C và cuộn cảm L, dao động tự do với tần số góc 2 1 A.  2 LC B.  C.  LC D.  LC LC Câu 6: Nhận xét nào sau đây về đặc điểm của mạch dao động điện từ điều hoà LC là không đúng? A. Điện tích trong mạch biến thiên điều hoà B. Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu ở tụ điện C. Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu ở cuộn cảm D. Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào điện tích của tụ điện Câu 7: Người ta dùng cách nào sau đây để duy trì dao động điện từ trong mạch với tần số riêng của nó? A. Đặt vào mạch một hiệu điện thế xoay chiều B. Đặt vào mạch một hiệu điện thế một chiều không đổi C. Dùng máy phát dao động điện từ điều hoà D. Tăng thêm điện trở của mạch dao động Câu 8: Khi mắc nối tiếp với C của mạch dao động kín LC một tụ C' có điện dung bằng C thì tần số dao động riêng của mạch sẽ A. tăng 2 lầnB. giảm 2 lầnC. tăng 2 lầnD. giảm 2 lần Câu 9: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Điện trường tĩnh là điện trường có các đường sức điện xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm B. Điện trường xoáy là điện trường có các đường sức điện là các đường cong kín C. Từ trường tĩnh là từ trường do nam châm vĩnh cửu đứng yên sinh ra D. Từ trường xoáy là từ trường có các đường sức từ là các đường cong kín Câu 10: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Một từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy B. Một điện trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian, nó sinh ra một từ trường xoáy C. Một từ trường biến thiên tăng dần đều theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy biến thiên D. Một điện trường biến thiên tăng dần đều theo thời gian, nó sinh ra một từ trường xoáy biến thiên Câu 11: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Dòng điện dẫn là dòng chuyển động có hướng của các điện tích B. Dòng điện dịch là do điện trường biên thiên sinh ra C. Có thể dùng ampe kế để đo trực tiếp dòng điện dẫn D. Có thể dùng ampe kế để đo trực tiếp dòng điện dịch Câu 12: Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về điện từ trường? A. Khi một điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường xoáy B. Điện trường xoáy là điện trường có các đường sức là những đường cong C. Khi một từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường D. Từ trường có các đường sức từ bao quanh các đường sức điện Câu 13: Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về điện từ trường? A. Một từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra một điện trường xoáy biến thiên ở các điểm lân cận Trang 10
11. B. Một điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra một từ trường xoáy ở các điểm lân cận C. Điện trường và từ trường xoáy có các đường sức là đường cong kín D. Đường sức của điện trường xoáy là các đường cong kín bao quanh các đường sức từ của từ trường biến thiên Câu 14: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về điện từ trường? A. Điện trường trong tụ điện biên thiên sinh ra một từ trường giống từ trường của một nam châm hình chữ U B. Sự biến thiên của điện trường giữa các bản của tụ điện sinh ra một từ trường giống từ trường được sinh ra bởi dòng điện trong dây dẫn nối với tụ C. Dòng điện dịch là dòng chuyển động có hướng của các điện tích trong lòng tụ điện D. Dòng điện dịch trong tụ điện và dòng điện dẫn trong dây dẫn nối với tụ điện có cùng độ lớn, nhưng ngược chiều Câu 15: Phát biểu nào sau đây về tính chất của sóng điện từ là không đúng? A. Sóng điện từ là sóng ngang B. Sóng điện từ mang năng lượng C. Sóng điện từ có thể phản xạ, khúc xạ, giao thoa D. Sóng điện từ không truyền được trong chân không Câu 16: Phát biểu nào sau đây về tính chất của sóng điện từ là không đúng? A. Sóng điện từ là sóng ngang B. Sóng điện từ mang năng lượng C. Sóng điện từ có thể bị phản xạ, khúc xạ, giao thoa D. Vận tốc sóng điện từ gần bằng vận tốc ánh sáng Câu 17: Hãy chọn câu đúng? A. Điện từ trường do một tích điểm dao động sẽ lan truyền trong không gian dưới dạng sóng B. Điện tích dao động không thể bức xạ sóng điện từ C. Vận tốc của sóng điện tò trong chân không nhỏ hơn nhiều vận tốc ánh sáng trong chân không D. Tần số của sóng điện từ chỉ bằng nửa tần số dao động của điện tích Câu 18: Sóng điện từ là quá trình lan truyền trong không gian của một điện từ trường biến thiên. Kết luận nào sau đây là đúng nhất khi nói về quan hệ giữa véctơ cường độ điện trường và véctơ cảm ứng từ của điện từ trường đó? A. Véctơ cường độ điện trường và cảm ứng từ biến thiên tuần hoàn cùng tần số B. Véctơ cường độ điện trường và cảm ứng từ biến thiên tuần hoàn có cùng pha C. Véctơ cường độ điện trường và cảm ứng từ biến thiên tuần hoàn cùng phương D. Véctơ cường độ điện trường và cảm ứng từ biến thiên tuần hoàn cùng tần số, cùng pha và có phương vuông góc với nhau Câu 19: Sóng điện từ nào sau đây có khả năng xuyên qua tầng điện li? A. Sóng dàiB. Sóng trung C. Sóng ngắnD. Sóng cực ngắn Câu 20: Sóng điện từ nào sau đây bị phản xạ mạnh nhất ở tầng điện li? A. Sóng dàiB. Sóng trung Trang 11
12. C. Sóng ngắnD. Sóng cực ngắn Câu 21: Sóng điện từ nào sau đây được dùng trong việc truyền thông tin trong nước? A. Sóng dàiB. Sóng trung C. Sóng ngắnD. Sóng cực ngắn Câu 22: Sóng điện từ và sóng âm không có tính chất chung nào sau đây: A. mang năng lượngB. phản xạ, khúc xạ C. truyền được trong nước biểnD. là sóng ngang Câu 23: Sóng siêu âm là A. sóng điện từ có bước sóng cực ngắn B. sóng có thể truyền được trong chân không C. sóng cơ học dọc có tần số lớn hơn 20 KHz D. sóng cơ học có vận tốc truyền sóng lớn hơn vận tốc âm Câu 24: Loại sóng nào sau đây được dùng trong thông tin liên lạc bằng vệ tinh A. sóng vô tuyến có bước sóng ngắnB. vi sóng C. sóng vô tuyến có bước sóng trungD. sóng siêu âm Câu 25: Đặc điểm nào sau đây không phải là của sóng điện từ? A. làm cho các phần tử vật chất dao động với tần số bằng tần số sóng khi sóng truyền qua B. là sóng ngang C. mang năng lượng D. truyền được trong chân không Câu 26: Sóng nào sau đây được dùng trong truyền hình bằng sóng vô tuyến điện? A. Sóng dàiB. Sóng trung C. Sóng ngắnD. Sóng cực ngắn Câu 27: Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào A. hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch LC B. hiện tượng bức xạ sóng điện từ của mạch dao động hở. C. hiện tượng hấp thụ sóng điện từ của môi trường D. hiện tượng giao thoa sóng điện từ Câu 28: Để sóng âm truyền đi rất xa, giải pháp nào sau đây là tối ưu A. dựng loa phóng thanh B. dùng sóng điện từ làm sóng mang bằng cách biến điệu rồi đưa ra anten phát C. dùng anten phát được sóng âm D. dựng dây cáp dạng ống như cáp quang để truyền sóng âm Câu 29: Tốc độ lan truyền của sóng điện từ A. bằng tốc độ ánh sáng trong chân không và giảm khi truyền trong môi trường điện môi B. phụ thuộc vào L và C là hai đại lượng đặc trưng cho mạch dao động C. dao động điều hòa với tần số góc bằng tần số riêng của mạch dao động tạo ra sóng điện từ D. luôn luôn là một hằng số Trang 12
13. Câu 30: Sóng điện từ là quá trình lan truyền của điện từ trường biến thiên, trong không gian. Khi nói về quan hệ giữa điện trường và từ trường của điện từ trường trên thì kết luận nào sau đây là đúng? A. Véctơ cường độ điện trường và cảm ứng từ cùng phương và cùng độ lớn B. Tại môi điểm của không gian, điện trường và từ trường luôn luôn dao động ngược pha C. Tại môi điểm của không gian, điện trường và từ trường luôn luôn dao động lệch pha nhau 2 D. Điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kì Câu 31: Phát biểu nào sai khi nói về sóng điện từ? A. Sóng điện từ là sự lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên theo thời gian B. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường luôn dao động lệch pha nhau 2 C. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kì D. Sóng điện từ dùng trong thông tin vô tuyến gọi là sóng vô tuyến Câu 32: Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương B. Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không C. Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng D. Sóng điện từ bị phản xạ khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường Câu 33: Đối với sự lan truyền sóng điện từ thì   A. vectơ cường độ điện trường E cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ cảm ứng từ B  vuông góc với vectơ cường độ điện trường E   B. vectơ cường độ điện trường E và vectơ cảm ứng từ B luôn cùng phương với phương truyền sóng   C. vectơ cường độ điện trường E và vectơ cảm ứng từ B luôn vuông góc với phương truyền sóng   D. vectơ cảm ứng từ B cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ cường độ điện trường E  vuông góc với vectơ cảm ứng từ B Câu 34: Trong sơ đồ của một máy phát sóng vô tuyến điện, không có mạch (tầng) A. tách sóngB. khuếch đại C. phát dao động cao tầnD. biến điệu Câu 35: Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Sóng điện từ bị phản xạ khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường B. Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không C. Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương. D. Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng Câu 36: Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do, điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện qua cuộn cảm biến thiên điều hòa theo thời gian A. luôn ngược pha nhauB. với cùng biên độ C. luôn cùng pha nhauD. với cùng tần số Trang 13
14. Câu 37: Sóng điện từ A. là sóng dọc hoặc sóng ngang B. là điện từ trường lan truyền trong không gian C. có thành phần điện trường và thành phần từ trường tại một điểm dao động cùng phương D. không truyền được trong chân không Câu 38: Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh dùng vô tuyến không có bộ phận nào dưới đây? A. Mạch tách sóngB. Mạch khuyếch đại C. Mạch biến điệuD. Anten Câu 39: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ? A. Sóng điện từ truyền được trong chân không B. Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó có thể bị phản xạ hoặc khúc xạ C. Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn đồng pha với nhau D. Sóng điện từ là sóng ngang nên nó chỉ truyền được trong chất rắn Câu 40: Khi nói về sóng điện từ phát biểu nào sau đây là sai? A. Sóng điện từ mang năng lượng B. Sóng điện từ là sóng ngang C. Sóng điện từ tuân theo các quy luật giao thoa, nhiễu xạ D. Sóng điện từ không truyền được trong chân không Câu 41: Tại Hà Nội, một máy đang phát sóng điện từ. Xét một phương truyền có phương thẳng đứng hướng lên. Vào thời điểm t, tại điểm M trên phương truyền, vectơ cảm ứng từ đang có độ lớn cực đại và hướng về phía Nam. Khi đó vectơ cường độ điện trường có A. độ lớn cực đại và hướng về phía TâyB. độ lớn bằng không C. độ lớn cực đại và hướng về phía BắcD. độ lớn cực đại và hướng về phía Đông Câu 42: Trong sóng điện từ, dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn luôn A. ngược pha nhauB. lệch pha nhau C. đồng pha nhauD. lệch pha nhau 4 2 Câu 43: Một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với tần số f. Biết giá trị cực đại của cường độ dòng điện trong mạch là I0 và giá trị cực đại của điện tích trên một bản tụ là q0. Giá trị của f được xác định là: I q I q A. 0 B. 0 C. 0 D. 0 2q0 I0 2 q0 2 I0 Câu 44: Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do thì: A. năng lượng điện từ của mạch được bảo toàn B. năng lượng điện trường tập trung ở cuộn cảm C. năng lượng điện trường và năng lượng từ trường luôn không đổi D. năng lượng từ trường tập trung ở tụ điện Câu 45: Trong một mạch dao động LC, điện tích trên một bản tụ biến thiên theo phương trình q q0 cos t . Như vậy: 2 Trang 14
15. T 3T A. Tại các thời điểm và , dòng điện trong mạch có độ lớn cực đại, chiều ngược nhau 4 4 T B. Tại các thời điểm và T, dòng điện trong mạch có độ lớn cực đại, chiều ngược nhau 2 T 3T C. Tại các thời điểm và , dòng điện trong mạch có độ lớn cực đại, chiều như nhau 4 4 T D. Tại các thời điểm và T, dòng điện trong mạch có độ lớn cực đại, chiều như nhau 2 Câu 46: Điện tích của tụ điện trong mạch dao động LC biến thiên theo phương trình 2 T q q0 cos t . Tại thời điểm t , ta có: T 4 A. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ bằng 0B. Dòng điện qua cuộn dây bằng 0 C. Điện tích của tụ cực đạiD. Năng lượng điện trường cực đại Câu 47: Sự hình thành dao động điện từ tự do trong mạch dao động là do hiện tượng nào sau đây? A. Hiện tượng cộng hưởng điệnB. Hiện tượng từ hoá C. Hiện tượng cảm ứng điện từD. Hiện tượng tự cảm Câu 48: dan số dao động của mạch LC tăng gấp đôi khi: A. Điện dung tụ tăng gấp đôiB. Độ tự cảm của cuộn dây tăng gấp đôi C. Điện dung giảm còn 1 nửaD. Chu kì giảm một nửa 1 Câu 49: Trong mạch thu sóng vô tuyến người ta điều chỉnh điện dung của tụ điện C F và độ 4000 1,6 tự cảm của cuộn dây L H . Khi đó sóng thu được có tần số bao nhiêu? Lấy 2 10. A. 100HzB. 25HzC. 50Hz D. 200 Hz Câu 50: Mạch dao động bắt tín hiệu của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn cảm L 2H và một tụ điện C0 1800 pF. Nó có thể thu được sóng vô tuyến điện với bước sóng là: A. 11,3 mB. 6,28 mC. 13,1 m D. 113 m ĐÁP ÁN l.D 2.C 3.B 4.A 5.D 6.D 7.C 8.C 9.C 10.C 11.D 12.B 13.A 14.B 15.D 16.D 17.A 18.D 19.D 20.C 21.A 22.D 23.C 24.A 25.A 26.D 27.A 28.B 29.A 30.D 31.B 32.A 33.C 34.A 35.C 36.D 37.B 38.A 39.D 40.D 41.A 42.C 43.C 44.A 45.D 46.A 47.D 48.D 49.B 50.D Trang 15