Tải bản đầy đủ

Dao động và sóng điện từ luyện thi đại học

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

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×