Thầy VNA tổng hợp lý thuyết chương 4 dao động điện từ

Cấu tạo đơn giản • Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C thành một mạch điện kín gọi là mạch dao động.. CHU KÌ VÀ TẦN SỐ DAO ĐỘNG RIÊNG CỦA MẠCH DAO ĐỘ

TỔNG HỢP LÝ THUYẾT CHƯƠNG 4

BÀI 1: MẠCH DAO ĐỘNG

I MẠCH DAO ĐỘNG

1 Cấu tạo đơn giản

• Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện có điện

dung C thành một mạch điện kín gọi là mạch dao động

• Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi như bằng không thì mạch là một

mạch dao động lí tưởng (vì không bị mất mát năng lượng)

• Tụ điện sinh ra điện trường, cuộn cảm sinh ra từ trường

• Nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng tự cảm

2 Cách tạo ra dao động điện

• Ta phải cung cấp năng lượng cho mạch bằng cách nạp

điện cho tụ điện

• Sơ đồ mạch điện được bố trí như hình bên gồm: cuộn

cảm L, tụ điện C, khóa K và nguồn điện có suất điện

động ξ

✓ Bước 1: Đóng khóa K vào vị trí (1) thì mạch kín,

electron từ nguồn điện sẽ chạy về một bản của tụ điện, khi đó một bản tụ điện sẽ nhiễm điện âm Do hiện tượng nhiễm điện hưởng ứng nên một bản tụ còn lại sẽ bị nhiễm điện dương (vì bị mất electron) Sau một thời gian, tụ điện tích điện cực đại (bão hòa) và mỗi bản tụ tích điện +Q0 và −Q0

✓ Bước 2: Đóng khóa K vào vị trí (2) thì tạo thành mạch LC kín Tụ điện sẽ phóng điện qua cuộn cảm Tụ điện sẽ phóng điện qua lại trong mạch nhiều lần, tạo ra một dòng điện xoay chiều

II BIỂU THỨC CỦA ĐIỆN TÍCH, DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP

1 Biểu thức của điện tích trên một bản tụ

• Biểu thức: q = Q0cos(ωt + φ) (C)

• Với: ω 1

LC

= (rad/s)

Lưu ý: điện tích trên hai bản tụ luôn trái dấu (q 1 = −q 2 )

L

i

K

+

−

+

−

(1) (2)

2 Biểu thức của dòng điện qua cuộn cảm

• Biểu thức: i q' ωQ cos ωt φ 0 π

2

• Giá trị cực đại: 0

Q

I ωQ Q I LC

LC

• Mối liên hệ về pha: i sớm pha π/2 so với q hay i và q vuông pha

2 2 2 2 2 2

0 0

Q +I =  +ω =  = − .

3 Biểu thức của điện áp giữa hai đầu tụ điện

• Mối liên hệ: q = Cu → Q0 = C.U0

• Biểu thức: u = U0cos(ωt + φ) (V)

• Mối liên hệ về pha: u cùng pha với q và u trễ pha π/2 so với i

• Biểu thức liên hệ: 0 0

2 2

2 2

0 0

u i

1

U +I =

III CHU KÌ VÀ TẦN SỐ DAO ĐỘNG RIÊNG CỦA MẠCH DAO ĐỘNG

Sự biên thiên điều hòa theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ tự do

• Chu kì: T 2π LC= (s)

• Tần số: f 1

2π LC

• Tần số góc: ω 1

LC

= (rad/s)

Trong đó: C εS

4πkd

= (F) và L=4π.10 N −7 2 S (H)

IV TỔNG KẾT CÔNG THỨC

1 ω LC

0 0

C

I U

L

=

2 2

0 0

q i

1

   

   

   

2 2

0 0

1

   

   

q u

Q =U Q0 = CU0

BÀI 2: ĐIỆN TỪ TRƯỜNG

I ĐỊNH NGHĨA ĐIỆN TRƯỜNG, TỪ TRƯỜNG, ĐIỆN TỪ TRƯỜNG

• Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện từ trường

(đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín)

• Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại đó xuất hiện điện trường xoáy

(điện trường xoáy là điện trường có đường sức điện khép kín)

• Điện từ trường là trường có hai thành phần biến thiên theo thời gian, liên quan mật thiết với nhau là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên

II BIỂU THỨC

0 0

E E cos ωt φ V / m

B B cos ωt φ T







• Điện trường và từ trường biến đổi cùng chu kì, cùng tần số và cùng pha

• Công thức cùng pha:

0 0

E B

E = B

• E⃗⃗ và B⃗⃗ biến đổi theo hai phương vuông góc

Lưu ý: E và B vuông phương nhưng cùng pha

E

⃗⃗ biến thiên

B

E

⃗⃗

BÀI 3: SÓNG ĐIỆN TỪ

I SÓNG ĐIỆN TỪ

• Định nghĩa: sóng điện từ là quá trìn lan truyền điện từ trường trong không gian (lan truyền điện trường và từ trường)

• Đặc điểm:

✓ Sóng điện từ lan truyền trong các môi trường: rắn, lỏng, khí, chân

không

✓ Tốc độ lan truyền: vrắn < vlỏng < vkhí < vchân không = c = 3.108 m/s

✓ Khi lan truyền qua các môi trường thì tần số sóng điện từ không đổi

✓ Sóng điện từ là sóng ngang và mang theo năng lượng

✓ Vectơ cường độ điện trường E⃗⃗ ⊥ vectơ cảm ứng từ B⃗⃗ và ⊥ với

phương truyền sóng ( E⃗⃗ ⊥ B⃗⃗ ⊥ v⃗ )

✓ Dao động điện trường và từ trường tại một điểm luôn cùng pha nhau

✓ Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó cũng bị phản xạ, khúc xạ như ánh sáng

✓ Sóng điện từ được dùng trong thông tin liên lạc vô tuyến gọi là sóng vô tuyến Sóng vô tuyến

được chia thành: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung, sóng dài

(thang sóng điện từ)

II SỰ TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN TRONG KHÍ QUYỂN

Sóng dài Ít bị nước hấp thụ, bị tầng điện li và mặt

đất phản xạ yếu

Dùng trong thông tin dưới nước Ví dụ: tàu ngầm,

Sóng trung Ban ngày: tầng điện li hập thụ mạnh

Ban đêm: tầng điện li phản xạ tốt

Sử dụng truyền thông tin vào ban đêm Ví dụ: radio,

Sóng ngắn

Bị tầng điện li phản xạ về mặt đất, mặt đất phản xạ lần thứ 2, tầng điện li phản

xạ lần thứ 3,

Một đài phát sóng ngắn với công suất lớn có thể truyền sóng đi khắp mọi nơi trên mặt đất

Sóng dài, sóng trung và sóng ngắn hay được dùng trong truyền thanh, truyền hình trên mặt đất

Sóng cực ngắn

Năng lượng lớn nhất, truyền thẳng không bị tầng điện li hấp thụ hay phản

xạ

Dùng trong thông tin vũ trụ, vệ tinh

0,01 m 10 m 100 m 1000 m Bước sóng (m)

Sóng dài Sóng trung

Sóng ngắn Sóng cực ngắn

E

⃗⃗

B

⃗⃗

v

⃗

BÀI 4: NGUYÊN TẮC THÔNG TIN LIÊN LẠC BẰNG SÓNG VÔ TUYẾN

I NGUYÊN TẮC CHUNG

Xét quá trình truyền thanh vô tuyến (truyền âm thanh trong vô tuyến)

1 Phải dùng các sóng điện từ cao tần, những sóng vô tuyến dùng để tải các thông tin gọi là sóng mang

2 Phải biến điệu các sóng mang:

‒ Dùng micro biến dao động âm thành dao động điện cùng tần số, gọi là sóng âm tần

‒ Trộn sóng âm tần với sóng mang, quá trình này gọi là biến điệu sóng điện từ Bộ phận trộn sóng là mạch biến điệu

3 Phải tách sóng âm tần và cao tần (ở nơi thu) để đưa ra loa Bộ phận này có tên gọi là mạch tách sóng

Loa sẽ biến dao động điện âm tần thành dao động âm có cùng tần số

4 Phải khuếch đại tín hiệu thu được vì chúng có cường độ nhỏ Ta dùng bộ phận là mạch khuếch đại

II SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MÁY THU VÀ MÁY PHÁT

1 Micro

2 Dao động cao tần

3 Biến điệu (trộn sóng)

4 Khuếch đại cao tần

5 Anten phát

1 Anten thu

2 Chọn sóng

3 Tách sóng

4 Khuếch đại âm tần

5 Loa

Giống nhau: cùng có anten, khuếch đại

Khác nhau: tách sóng và trộn sóng

Có hai kiểu biến điệu là biến điệu AM và FM

AM là biến điệu biên độ (A là viết tắt biên độ)

FM là biến điệu tần số (F là viết tắt tần số)

AM: Trong thông tin liên lạc bằng sóng điện từ, sau khi trộn tín hiệu âm tần có tần số f a với tín hiệu cao tần có tần số f (biến điệu biên độ) thì tín hiệu đưa đến anten phát biến thiên tuần hoàn với tần số f và biên

độ biến thiên theo thời gian với tần số bằng f a

III BƯỚC SÓNG

Ăng ten thu sóng là một mạch dao động LC có C biến đổi được, nguyên tắc thu sóng dựa trên hiện tượng cộng hưởng mạch LC

c

= =

3

2

1

5

TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT

Câu 1: [VNA] Bộ phận nào sau đây có nhiệm vụ giúp máy thu vô tuyến điện có thể thu được sóng điện từ của máy phát ?

A Mạch tách sóng B Cuộn cảm C Tụ xoay D Mạch chọn sóng

Câu 2: [VNA] Gọi tốc độ ánh sáng trong chân không là c Mạch dao động LC có thể phát ra sóng điện từ có bước sóng trong chân không là

A λ = 1 1

2 LC B λ = 2πc

1

LC C λ =

LC 2 D λ = 2πc LC

Câu 3: [VNA] Trong mạch dao động điện tử LC, giả sử các thông số khác không đổi Để tần số của mạch phát ra tăng n lần thì cần

A tăng điện dung C lên n lần B giảm điện dung C đi n lần

C tăng điện dung C lên n2 lần D giảm điện dung C đi n2 lần

Câu 4: [VNA] Trong mạch dđộng LC, hệ thức biểu diễn mối liên hệ giữa cường độ tức thời i, cường

độ cực đại I0 và hiệu điện thế u giữa 2 bản tụ có dạng

A ( 2 2) 2

0

L

C

− = B ( 2 2) 2

0

C

L

− = C ( 2 2) 2

0

L

C

+ = D ( 2 2) 2

0

L

C

+ =

Câu 5: [VNA] Chọn phát biểu sai khi nói về sóng vô tuyến

A Trong thông tin vô tuyến, người ta sử dụng những sóng có tần số hàng nghìn hec trở lên, gọi

là sóng vô tuyến

B Sóng dài và cực dài có bước sóng từ 107 m đến 105 m

C Sóng trung có bước sóng từ 103 m đến 100 m

D Sóng cực ngắn có bước sóng từ 10 m đến 0,01 m

Câu 6: [VNA] Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về việc sử dụng các loại sóng vô tuyến ?

A Sóng dài có năng lượng cao và bị nước hấp thụ

B Sóng trung và sóng ngắn phản xạ được trên tầng điện li vào ban đêm

C Sóng cực ngắn không bị phản xạ hoặc hấp thụ trên tầng điện li

D Cả A, và C

Câu 7: [VNA] Phát nào dưới đây là sai khi nói về sóng điện từ ?

A Khi sóng điện từ lan truyền, vectơ cường độ điện trường vuông góc vectơ cảm ứng từ

B Sóng điện từ truyền được trong chân không

C Khi sóng điện từ lan truyền, vectơ cường độ điện trường cùng phương vectơ cảm ứng từ

D Sóng điện từ là sóng ngang

Câu 8: [VNA] 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 với cùng tần số B với cùng biên độ

C luôn ngược pha nhau D luôn cùng pha nhau

Câu 9: [VNA] Một sóng điện từ có tần số 100 MHz truyền với tốc độ 3.108 m/s có bước sóng là

Câu 10: [VNA] Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh dùng sóng vô tuyến không có bộ phận nào ?

A Mạch biến điệu B Mạch tách sóng C Mạch khuếch đại D Anten

Câu 11: [VNA] Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do, cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện lệch pha nhau một góc bằng

Câu 12: [VNA] Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C đang thực hiện dao động điện từ tự do Gọi U0 là điện áp cực đại giữa hai bản tụ, u và i là điện áp tức thời giữa hai bản tụ và cường độ dòng điện trong mạch tại thời điểm t Hệ thức đúng là

A 2 ( 2 2)

0

0

i =LC U −u

C 2 ( 2 2)

0

L

C

0

C

L

Câu 13: [VNA] 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, khúc xạ

C Dao động của điện trường và 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 14: [VNA] Khi nói về điện từ trường, phát biểu nào sau đây sai ?

A Nếu ở một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại đó xuất hiện điện trường xoáy

B Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một trường duy nhất gọi là điện

từ trường

C Trong quá trình lan truyền điện từ trường, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ tại một điểm luôn vuông góc với nhau

D Điện từ trường không lan truyền được trong điện môi

Câu 15: [VNA] Trong mạch dao động lí tưởng gồm tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có

độ tự cảm L, đang có dao động điện từ tự do Biết hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là U0 Khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ là U 0

2 thì cường độ dòng điện trong mạch có độ lớn bằng

A U 0 3L

0

U 5C

0

U 5L

0

U 3C

2 L

Câu 16: [VNA] Sóng điện từ

A có thành phần điện trường và từ trường tại một điểm dao động cùng phương

B là điện từ trường lan truyền trong không gian

C là sóng dọc hoặc sóng ngang

D không truyền được trong chân không

Câu 17: [VNA] 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 18: [VNA] Tại Hà Nội, một máy đang phát sóng điện từ Xét một phương truyền sóng 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 Tây B độ lớn cực đại và hướng về phía Bắc

C độ lớn cực đại và hướng về phía Đông D độ lớn bằng không

Câu 19: [VNA] Một mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện

có điện dung C Biết điện tích cực đại trên một bản tụ điện là Q0 và cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I0 Tần số dao động được tính theo công thức

A f = 0

0

I

1

Q 2

Câu 20: [VNA] Một mạch chọn sóng với L không đổi có thể thu được các sóng trong khoảng từ f1 tới f2 (với f1 < f2) thì giá trị của tụ C trong mạch phải là

C 4π Lf   4π Lf B 2 2

1

1 4π Lf

C 2 2

2

1

C 4π Lf   4π Lf

ĐÁP ÁN THAM KHẢO

1 D 2 D 3 D 4 A 5 B 6 A 7 C 8 A 9 C 10 B

11 C 12 D 13 D 14 D 15 D 16 B 17 D 18 A 19 A 20 D

HẾT

Đăng kí khóa THỰC CHIẾN LUYỆN ĐỀ để làm nhiều đề hay hơn tại:

https://thucchienluyende.mapstudy.vn/

Khóa I: Luyện thi, luyện chuyên đề, luyện Vận Dụng Cao

Khóa M: Thực chiến luyện đề

Khóa O: Tổng ôn toàn bộ kiến thức lớp 11, 12

Facebook: https://www.facebook.com/hinta.ngocanh

Fanpage: https://www.facebook.com/thayhintavungocanh

Group: https://www.facebook.com/groups/711746809374823

Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCP98Gj2fYErscrQy56hX1ig