Tải bản đầy đủ (.pdf) (10 trang)

Chuyên đề dao động và sóng điện từ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (232.14 KB, 10 trang )

Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 1
CHUYÊN  LUYN THI TT NGHIP THPT
VÀ LUYN THI I HC, CAO NG 2009
Môn
: VT LÍ
Chuyên đ
: DAO NG và SÓNG IN T
I. MC ÍCH CHUYÊN 
•  hiu quá trình dao đng ca các đin tích nh th nào cng nh quá trình lan
truyn sóng đin t hay nguyên tc phát và thu sóng vô tuyn thì đây là bài hc
mà bn cn tìm hiu.
• Cung cp k nng gii bài tp qua mt s bài có li gii chi tit, các dng bài tp
phù hp vi chng trình thi tt nghip và đi hc.
II. KIN THC C BN
1. Mch dao đng.
1.1 Dao đng đin t t do trong mch dao đng
a) Dao đng đin t t do trong mch dao đng
¬ Biu thc mô t s bin thiên ca đin tích: q = q
0
cos(t + ).
Vi
1
LC
ω= , đn v  là rad/s.











¬ Phng trình dòng đin i trong mch:
()
sin cos
00
qdq
iqtIt
tdt 2
Δπ
⎛⎞
= = =−ω ω +ϕ = ω +ϕ+
⎜⎟
Δ
⎝⎠

Vi
00
Iq=ω hay
0
0
I
1
q
LC
ω= =

Kt lun

: đin tích q trên t đin và cng đ dòng đin i trong mch
dao đng bin thiên điu hòa theo thi gian, i sm pha
2
π
so vi q.
Biu thc tính chu kì dao đng:
T
2LC=π
+
_
C
L
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 2
Tn s dao đng:
1
f
2LC
=
π

b) Nng lng đin – t trng
¬ Ti thi đim t, đin tích trên t là:
()
cos
0
qq t
=
ω
Trên t có mt hiu đin th:

()
cos
0
q
q
ut
CC
=


Nh vy: nng lng t đin là
() ()
Wcos cos
22
2
00
d
qq
1
qu t 1 2 t
22C 4C


== ω= + ω



¬ Ti thi đim t khi t phóng đin thì trên cun dây xut hin dòng
đin:
(

)
'sin
0
iq q t==−ω ω

Tng ng vi nng lng tc thi trên cun cm:
() ()
Wsincos
2
2222
0
t0
LI
11
Li L q t 1 2 t
22 4


==ω ω= − ω



Nh vy nng lng đin t trng:
() ()
WW + W cos cos
W
22
00
dt
22

2
00
0
qLI
12t 12t
4C 4
qLI
1
Cu
2C 2 2

⎤⎡ ⎤
==+ω+−ω

⎦⎣ ⎦
⇒= = =

Kt lun
:
¬ Nng lng ca mch dao đng gm có nng lng đin trng tp trung  t
đin và nng lng t trng tp trung  cun cm.
¬ Nng lng đin trng và nng lng t trng bin thiên tun
hoàn vi tn s là 2 hay chu kì là
T
2
.
¬ Tng nng lng đin trng và nng lng t trng ti thi
đim bt kì là mt hng s.

2. in t trng


2.1 Mi quan h gia đin trng và t trng
a) T trng bin thiên và đin trng xoáy
¬ Khi có mt t trng bin thiên theo thi gian, nó sinh ra mt
đin trng xoáy tc là mt đin trng mà các đng sc bao quanh
các các đng cm ng t.
b) in trng bin thiên và t trng:
¬ Khi có mt đi
n trng bin thiên theo thi gian, nó sinh ra mt
t trng xoáy tc là mt t trng mà các đng cm ng t bao
quanh các các đng sc t.
2.2 in t trng và thuyt đin t MC-XOEN
a) in t trng
¬ in trng bin thiên theo thi gian sinh ra t trng, t trng
bin thiên theo thi gian sinh ra đin trng xoáy. Hai trng bi
n
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 3
thiên này liên quan mt thit vi nhau và là hai thành phn ca mt
trng thng nht, gi là đin t trng.
b) Thuyt đin t Mc-xoen
Mc-xoen đã xây dng đc h thng phng trình din t mi quan
h
¬ in tích, đin trng, dòng đin và t trng.
¬ S bin thiên ca t trng theo th
i gian và đin trng xoáy.
¬ S bin thiên ca đin trng theo thi gian và t trng.
3. Sóng đin t - thông tin vô tuyn và thông tin liên lc bng sóng
vô tuyn
3.1 Sóng đin t

a) Khái nim:
¬ Sóng đin t là đin t trng lan truyn trong không gian theo
thi gian.
b) Tính cht:
¬ Sóng đin t truyn đc trong các môi trng rn, lng, khí và
c trong chân không. Sóng đin t truyn trong chân không vi vn
tc là c = 3.10
8
m/s. Trong các môi trng khác thì sóng đin t
truyn vi vn tc nh hn c và ph thuc vào hng s đin môi.
¬ Sóng đin t là sóng ngang, tc là vec-t E
f
, B
f
vuông góc vi nhau
và vuông góc vi phng truyn sóng (vuông góc vi vec-t v
f
).
¬ Dao đng ca đin trng và t trng ti mt đim luôn luôn
đng pha nhau.
¬ Sóng đin t b phn x, khúc x nh sóng c.
¬ Sóng đin t mang nng lng.
3.2 Thông tin vô tuyn
a) Khái nim sóng vô tuyn
¬ Là sóng đin t có tn s t hàng nghìn hec (Hz) tr lên.
b) Phân loi sóng vô tuyn
¬ Sóng dài: n
ng lng sóng càng ln do đó tn s càng cao, các
sóng dài ít b nc hp th nên đc dùng đ thông tin di nc.
¬ Sóng trung: truyn tt vào ban đêm vì ban ngày chúng b tng

đin li hp th mnh nên không truyn xa đc.
¬ Sóng ngn: có nng lng ln hn sóng trung, chúng đc tng
đin li phn x li mt đt và phn x tip lên tng đin li … do đó
sóng ngn đc dùng ph bin trong thông tin vô tuyn.
¬ Sóng cc ngn: có nng lng ln nht, không b tng đin li hp
th hay phn x, có kh nng truyn đi xa theo đng thng và đc
ng dng trong thông tin v tr, vô tuyn truyn hình, thông tin v
tinh.
3.3 Thông tin liên lc bng sóng vô tuyn
a) Nguyên tc chung:
¬ Dùng sóng đin t cao tn, nhng sóng vô tuyn dùng
đ ti các
thông tin gi là sóng mang.
¬ Bin điu sóng mang.
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 4
¬ Tách sóng âm tn ra khi sóng cao tn.
¬ Khuch đi tính hiu âm tn.
b) S đ khi
¬ S đ khi ca máy phát thanh














(1): Micro.
(2): Mch phát sóng đin t cao tn.
(3): Mch bin điu.
(4): Mch khuch đi.
(5): Angten phát.
¬ S đ khi ca máy thu thanh












(1): Loa.
(2): Mch khuch đi dao đng đin t âm tn.
(3): Mch tách sóng.
(4): Mch khuch đi dao đng đin t cao tn.
(5): Angten thu.
III. CNG C KIN THC
Bài tp 1
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Cng đ tc thi ca dòng đin trong mch dao đng là i = 0,05sin(2000t). T đin

trong mch có đin dung C = 5F.  t cm ca cun cm là:
A. 5.10
-5
H. B. 0,05H.
C. 100H. D. 0,5H.
1
2
3 4 5
1 2 3 4
5
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 5
Tr li:
Biu thc dòng đin:
i = 0,05sin(2000t), tn s là:
()
,.

226
111
2000 L 0 05 H
LC
C 2000 5 10

ω= = ⇒ = = =
ω

Phng án tr li: B.
Bài tp 2
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):

Mt mch dao đng có t đin C = 0,5F.  tn s dao đng ca mch bng 960Hz
thì đ t cm ca cun dây là:
A. 52,8 H. B. 5,49.10
-2
H.
C. 0,345 H. D. 3,3.10
2
H.
Tr li:
Ta có t biu thc tính tn s dao đng
()
,. .
,.
2
22 2 2 6
11 1
fL 54910H
2LC
4 f C 4 960 0 5 10


=⇒= = =
π
ππ

Phng án tr li: B.
Bài tp 3
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Mch dao đng LC có đin dung ca t C = 10
-6

F. Ngi ta dùng hiu đin th
không đi U = 100(V) np đin vào t. Nng lng đin t trong mch là:
A. 5 mJ. B. 10 mJ.
C. 5 J. D. 10 J.
Tr li:
Ta có nng lng đin trng:
() ( )
W ,
2
262 2
0
Q
11
CU 10 100 0 5 10 J 5 mJ
2C 2 2
−−
== = = =

Phng án tr li: A.
Bài tp 4
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Mt mch dao đng LC đang dao đng t do. in tích cc đi trên t đin là 2.10
-6

C và dòng đin cc đi trong mch là 0,314 (A). Ly 
2
= 10. Tn s dao đng đin
t t do trong khung là:
A. 25 kHz. B. 3.10
3

kHz.
C. 50 kHz. D. 2500 kHz.
Tr li:
Ta có nng lng t trng cc đi bng nng lng đin trng cc đi:
() ( )
W
,
.
.,
2
2
22
00
0
0
0
3
0
6
0
QI
11
CU
2C 2 LC Q
I
2f
Q
I
0314
f2510Hz25kHz

2Q
2314210

⎛⎞
== ⇒ω==
⎜⎟
⎝⎠
⇒ω= π =
⇒= = = =
π

Phng án tr li: A.
Bài tp 5
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Mch dao đng LC gm cun dây thun cm có L = 5mH và t đin có C = 5 F.
Bit giá tr cc đi ca hiu đin th gia hai đu cun dây là U
0
= 12V. Ti thi
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 6
đim cng đ dòng đin trong mch có giá tr i = 0,2(A), nng lng đin trng
trong t đin có giá tr bng:
A. W
d
= 2,6 mJ. B. W
d
= 2,6.10
-4
J.
C. W

d
= 1,0.10
-4
J. D. W
d
= 1,6 mJ.
Tr li:
Ta có tn s dao đng trong mch:


4
36
11 rad
10
5s
LC
510 510
−−
π
⎛⎞
ω= = ≈
⎜⎟
⎝⎠

Nng lng t trng trên cun cm khi i = 0,2A.
() ()
W , .
2
23 4
t

11
Li 5 10 0 2 10 J
22
−−
== =
Nng lng đin - t trng
() ()
W ,
2
26 4
11
CU 5 10 12 3 6 10 J
22
−−
== =

Vy nng lng đin trng khi i = 0,2 A là
W
d
= W - W
t
= 3,6.10
-4
- 10
-4
= 2,6.10
-4
(J).
Phng án tr li: B.
Bài tp 6

(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Mi liên h gia đin trng và t trng th hin:
A. Tn s ca đin trng ph thuc vào tc đ bin thiên ca t trng.
B. Khi t trng bin thiên làm xut hin đin trng bin thiên và ngc li đin
trng bin thiên làm xut hin t trng bin thiên.
C. T
n s ca t trng ph thuc vào tc đ bin thiên ca đin trng.
D. Các vect E
f
; B
f
; v
f
lp thành 1 tam din thun.
Tr li:
S bin thiên ca đin trng sinh ra t trng xoáy.
- S bin thiên ca t trng sinh ra đin trng xoáy.
Do vy mi liên h gia đin trng và t trng th hin khi t trng bin thiên
làm xut hin đin trng bin thiên và ngc li đin trng bin thiên làm xu
t
hin t trng bin thiên.
Phng án tr li: B.
Bài tp 7
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Sóng nào sau đây truyn đi xa nht trên mt đt khi ngun phát có cùng công sut đ
ln.
A. Sóng dài. B. Sóng trung bình.
C. Sóng ngn. D. Sóng rt ngn.
Tr li:
Sóng truyn đi xa nht trên mt đt khi ngun phát có cùng công sut đ ln là sóng

ngn vì sóng ngn b tng đin phn x.
Phng án tr li: C.
Bài tp 8
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Phát biu nào sau đây là ÚNG khi nói v sóng đin t:
A. Nng lng sóng đin t t l vi lu tha bc hai ca tn s.
B. Sóng đin t truyn đi xa đc nh s bin dng ca nhng môi trng đàn hi.
C. Vn tc ca sóng đin t trong chân không nh hn nhi
u ln so vi vn tc ca
ánh sáng trong chân không.
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 7
D. in t trng do mt đin tích đim dao đng theo phng thng đng s lan
truyn trong không gian di dng sóng.
Tr li:
Quá trình lan truyn đin t trng trong không gian di dng sóng gi là sóng
đin t.
Phng án tr li: D.
Bài tp 9
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Mch chn sóng ca máy thu thanh gm cun dây đ t cm L = 2 H, t đin có
đin dung C. Máy thu đc sóng đin t có bc sóng  = 18 (m) và vn tc 3.10
-8

m/s, thì đin dung t đin có giá tr là:
A. 0,9.10
-9
(F). B. 0,45.10
-9
(F).

C. 0,9.10
-6
(F). D. 0,45.10
-6
(F).
Tr li:
Ta có bc sóng ca máy thu:
c2c 2c
2cLC
1
f
LC
ππ
λ= = = = π
ω

in dung ca t đin
()
()
() ()
,. , . .

2
2
10 9
22 2
28 6
18
C 4510 F 04510 F
4cL

4310210
−−

π
λ
== = =
π
π

Phng án tr li: B.
Bài tp 10
(Trích t đ thi trên Hocmai.vn):
Chn câu đúng. Nguyên tc thu sóng đin t:
A. Mc phi hp mt máy phát dao đng điu hòa vi mt ngten.
B. Mi máy thu đu phi có ngten đ thu sóng.
C. Mc phi hp mch dao đng vi mt ngten.
D. Máy h th và ng ten.
Tr li:
ngten ca máy thu đóng vai trò cng vào: tip nhn sóng cn thu.
- Mch dao
đng đc cm ng vi mng ngten.
- Nu mc phi hp mch dao đng vi mng ngten thì sóng cn thu s làm cho
mch dao đng.
Phng án tr li: C.
IV. BÀI TP V NHÀ
Bài tp 1: Dùng mt t đin 10 F đ lp mt b chn sóng sao cho có th thu đc
các sóng đin t trong mt gii tn s t 400 Hz đn 500 Hz phi dùng cun cm có
th bin đi trong phm vi:
A. 10 mH đn 15 mH. B. 8 mH đn 16 mH.
C. 1 mH đn 1,6 mH. D. 1 mH đn 16 mH.

Bài tp 2: Mt mch chn sóng vi L không đi có th thu đc sóng các sóng
trong khong t f
1
ti f
2
(vi f
1
< f
2
) thì giá tr ca t C trong mch phi là:
A.
.
22
1
1
C
4fL
=
π
B.
.
22
2
1
C
4fL
=
π

Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 8
C.
.
22 22
12
11
C
4fL 4fL
>>
ππ
D.
.
22 22
12
11
C
4fL 4fL
<<
ππ

Bài tp 3: Mch dao đng đ chn sóng ca mt máy thu thanh gm cun cm L =
1760nH và mt t đin C = 10nF. Mch dao đng trên thu đc sóng có bc sóng
bao nhiêu?
A.  = 40 m. B.  = 7,9 m.
C.  = 250 m. D.  = 1,26 m.
Bài tp 4: Khi mc t đin có đin dung C
1
vi cun cm L thì mch thu đc sóng
có bc sóng 
1

= 60 m, khi mc t đin có đin dung C
2
vi cun L thì mch thu
đc sóng có bc sóng 
2
= 80 m. Khi mc ni tip C
1
và C
2
vi cun L thì mch
thu đc sóng có bc sóng là bao nhiêu?
A.  = 48 m. B.  = 70 m.
C.  = 100 m. D.  = 140 m.
Bài tp 5: Trong máy phát dao đng điu hòa dùng tranzito, ngun nng lng b
sung cho mch LC chính là
A. tranzito. B. cun cm ng L’.
C. pin. D.
t đin C’.
Bài tp 6: Sóng nào sau đây đc dùng trong truyn hình bng sóng vô tuyn đin?
A. Sóng dài. B. Sóng trung.
C. Sóng ngn. D. Sóng cc ngn.
Bài tp 7: Phát biu nào sau đây v tính cht ca sóng đin t là không đúng?
A. Sóng đin t là sóng ngang.
B. Sóng đin t mang nng lng.
C. Sóng đin t có th phn x, khúc x, giao thoa.
D. Sóng đin t không truyn đc trong chân không.
Bài tp 8: T
ng đin li có nh hng khác nhau đi vi các loi sóng đin t
A. phn x mnh vi sóng cc ngn FM.
B. phn x mnh vi sóng ngn SM.

C. hp th mnh vi sóng cc ngn FM.
D. hp th mnh vi sóng ngn SW.
Bài tp 9: Thuyt đin t Mc-xoen đ cp đn vn đ gì?
A. Tng tác ca đi
n trng vi đin tích.
B. Mi quan h gia đin trng và t trng.
C. Tng tác ca t trng vi dòng đin.
D. Tng tác ca đin t trng vi các đin tích.
Bài tp 10: Ch ra câu phát biu sai?
A. in t trng gn lin vi đin tích và dòng đin.
B. in trng g
n lin vi đin tích.
C. T trng gn lin vi dòng đin.
D. in t trng xut hin  ch có đin trng hoc t trng bin thiên.
Bài tp 11: Trong trng hp nào sau đây xut hin đin t trng?
A. Êlectron chuyn đng trong dây dn thng.
B. Êlectron chuyn đng trong dây dn tròn.
C. Êlectron chuyn đng trong ng dây
đin.
D. Êlectron trong đèn hình vô tuyn đn và va chm vào màn hình.
Bài tp 12: Hãy chn câu đúng?
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 9
A. in t trng do mt tích đim dao đng s lan truyn trong không gian di
dng sóng.
B. in tích dao đng không th bc x sóng đin t.
C. Vn tc ca sóng đin t trong chân không nh hn nhiu vn tc ánh sáng trong
chân không.
D. Tn s ca sóng đin t ch bng na tn s dao đng ca đin tích.
Bài t

p 13: Phát biu nào sau đây là không đúng khi nói v đin t trng?
A. Khi mt đin trng bin thiên theo thi gian, nó sinh ra mt t trng xoáy.
B. in trng xoáy là đin trng có các đng sc là nhng đng cong không
khép kín.
C. Khi mt t trng bin thiên theo thi gian, nó sinh ra mt đin trng xoáy.
D. in t trng có các đng sc t bao quanh các đng sc đi
n.
Bài tp 14: Mch dao đng đin t gm t đin C = 16 nF và cun cm L = 25 mH.
Tn s góc dao đng ca mch là:
A.  = 200 Hz. B.  = 200 rad/s.
C.  = 5.10
-5
Hz. D.  = 5.10
4
rad/s.
Bài tp 15: Khi mc t đin có đin dung C
1
vi cun cm L thì mch thu đc
sóng có bc sóng 
1
= 60 m; khi mc t đin có đin dung C
2
vi cun L thì mch
thu đc sóng có bc sóng 
2
= 80 m. Khi mc C
1
song song C
2
vi cun L thì

mch thu đc sóng có bc sóng là bao nhiêu?
A.  = 48 m. B.  = 70 m.
C.  = 100 m. D.  = 140 m.
Bài tp 16: Khi mc t đin có đin dung C
1
vi cun cm L thì tn s dao đng ca
mch là f
1
= 6 kHz; khi mc t đin có đin dung C
2
vi cun L thì tn s dao đng
ca mch là f
2
= 8 kHz. Khi mc C
1
song song C
2
vi cun L thì tn s dao đng ca
mch là bao nhiêu?
A. f = 4,8 kHz. B. f = 7 kHz.
C. f = 10 kHz. D. f = 14 kHz.
Bài tp 17: Mt khung dao đng gm mt cun dây L và t đin C thc hin dao
đng đin t t do. in tích cc đi trên mt bn t đin là Q
o
= 10
-5
C và cng đ
dòng đin cc đi trong khung là I
o
= 10A. Chu k dao đng ca khung dao đng là:

A. 6,28.10
7
s. B. 62,8.10
6
s.
C. 0,628.10
-5
s. D. 2.10
-3
s.
Bài tp 18: Mch chn sóng ca máy thu gm cun cm 2 H và t đin 1800 pF
thì có th thu tt sóng có bc sóng là:
A. 113 m. B. 62,8 m.
C. 13,1 m. D. 6,28 m.
Bài tp 19: in tr thun R trong mch dao đng LC s gây ra
A. dao đng tt dn. B. gim tn s.
C. tng biên đ. D. gim chu kì.
Bài tp 20: Mt khung dao đng gm cun dây thun cm L và hai t đin C
1
, C
2
.
Khi mc C
1
song song vi C
2
thì tn s dao đng trong khung là f
1
= 24.000Hz. Khi
mc C

1
ni tip C
2
thì tn s dao đng trong khung là f
2
= 50.000Hz. Hi nu mc
riêng t C
1
vi L thì tn s dao đng có giá tr nào di đây:
A. 10.000 Hz.
B. 15.000 Hz.
C. 20.000 Hz.
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 10
D. 30.000 Hz hoc 40.000 Hz.




ÁP ÁN

CÂU HI TR LI CÂU HITR LI CÂU HI TR LI
Câu 1 A Câu 10 A Câu 19 A
Câu 2 C Câu 11 D Câu 20 D
Câu 3 C Câu 12 A
Câu 4 A Câu 13 B
Câu 5 C Câu 14 A
Câu 6 D Câu 15 C
Câu 7 D Câu 16 A
Câu 8 B Câu 17 C

Câu 9 B Câu 18 A



Giáo viên: Phm Vn Quang
Ngun:
Hocmai.vn

×