Giải vật lý 12 nâng cao chương 4 dao động và sóng điện từ

Khi một điện tích điểm dao động thì sẽ có điện từ trường lan truyền trong không gian dưới dạng sóng.. Lời giải: a Thí nghiệm a đặt vật chắn giữa nguồn sóng và anten thu để kiểm tra về tí

Trang 1

Giải Bài 1 trang 123 sgk Vật Lý 12 nâng cao

Mục lục nội dung

• Bài 21: Dao động điện từ

Bài 21: Dao động điện từ

Bài 1 trang 123 sgk Vật Lý 12 nâng cao

Trong bảng phân tích dao động theo từng thời điểm hình 21.3, ta có:

A Năng lượng điện trường cực đại thời điểm số 2

B Năng lượng từ trường cực đại từ thời điểm số 4

C Năng lượng điện trường cực đại tại thời điểm số 6

D Năng lượng từ trường cực đại tại thời điểm số 7

Lời giải:

Chọn D

Công thức tính năng lượng từ trường: WL = 0,5L.i2, dễ thấy WL sẽ đạt giá trị cực đại khi cường

độ dòng điện i qua cuộn dây cực đại → Năng lượng từ trường cực đại tại hai thời điểm là số 3 và

7

Xem toàn bộ G iải bài tập Vật lý 12 nâng cao: Bài 21 Dao động điện từ

Trang 2

• Bài 23: Điện từ trường

Bài 23: Điện từ trường

Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về điện từ trường?

A Khi từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy

B Điện trường xoáy là điện trường mà đường sức là những đường cong

C Khi điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường

D Từ trường có các đường sức từ bao quanh các đường sức của điện trường biến thiên

Lời giải:

Chọn B

Nhận xét B là sai vì điện trường xoáy có các đường sức là những đường cong khép kín

Xem toàn bộ G iải bài tập Vật lý 12 nâng cao: Bài 23 Điện từ trường

Trang 3

• Bài 24: Sóng điện từ

Bài 24: Sóng điện từ

Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về sóng điện tử?

A Khi một điện tích điểm dao động thì sẽ có điện từ trường lan truyền trong không gian dưới dạng sóng

B Điện tích dao động không thể bức xạ ra sóng điện từ

C Tốc độ của sóng điện từ trong chân không nhỏ hơn nhiều lần so với vận tốc ánh sáng trong chân không

D Tần số của sóng điện từ bằng nửa tần số của điện tích dao động

Lời giải:

Chọn A

Đơn giản nó là lý thuyết hiển nhiên thừa nhận theo lý thuyết a ạ

Xem toàn bộG iải bài tập Vật lý 12 nâng cao: Bài 24 Sóng điện từ

Trang 4

• Bài 25: Truyền thông bằng sóng điện từ

Bài 25: Truyền thông bằng sóng điện từ

Với mạch dao động hở thì ở vùng không gian

A Quanh dây dẫn chỉ từ trường biến thiên

B Quanh dây dẫn chỉ có điện trường biến thiên

C Bên trong tụ điện không có từ trường biến thiên

D Quanh dây dẫn có cả từ trường biến thiên và điện trường biến thiên

Lời giải:

Chọn D

Xem toàn bộ G iải bài tập Vật lý 12 nâng cao: Bài 25 Truyền thông bằng sóng điện từ

Trang 5

Dao động điện từ trong mạch dao động LC là quá trình:

A biến đổi không tuần hoàn của điện tích trên tụ điện

B biến đổi theo hàm mũ của cường độ dòng diện

C chuyển hóa tuần hoàn giữa năng lượng từ trường và năng lượng điện trường

D bảo toàn hiệu điện thế giữa hai cực tụ điện

Lời giải:

Chọn C

Trang 6

Trong điện từ trường, các vecto cường độ điện trường và vecto cảm ứng từ luôn:

A Cùng phương, ngược chiều

Trang 7

Trong quá trình làn truyền sóng điện từ, vectơ B→ và vectơ E→ luôn luôn

A Trùng Phương với nhau và vuông góc với Phương truyền sóng

B Dao động cùng pha

C Dao động ngược pha

D Biên thiên tuần hoàn theo thời gian, không tuần hoàn theo thời gian

Lời giải:

Chọn B

Xem toàn bộ G iải bài tập Vật lý 12 nâng cao: Bài 24 Sóng điện từ

Trang 8

Mạch chọn sóng của một máy thu có một cuộn cảm L = 1mH và một tụ điện biến thiên từ 9,7pF đến 92pF Hỏi máy thu này có thể thu được các sóng điện từ có bước sóng nào trong khoảng nào?

Lời giải:

Vậy máy thu được sóng trong khoảng từ 185,65m đến 571,73m

Trang 9

Trong một mạch dao động LC có điện dung là 5μF, cường độ tức thời của dòng điện là i = 0,05 sin⁡2000t (A) Tìm độ tự cảm và biểu thức cho điện tích của tụ

Lời giải:

Theo bài ra, ta có: i = 0,05sin2000t (A) suy ra: I0 = 0,05A và ω = 2000 rad/s

Mặt khác vì i sớm pha hơn u một góc π/2 nên q = C.u trễ pha π/2 so với i Suy ra:

q = 2,5.10-5.sin(2000t – π/2) (C)

Trang 10

Tại điểm A, B cách nhau 1 km đặt hai máy bay phát sóng điện từ giống hệt nhau Một người cầm máy thu sóng di chuyển truyền đường thẳng AB Hỏi tín hiệu thu được trong khi di chuyển ở các

vị trí có như nhau không? Tại sao?

Lời giải:

Hai nguồn phát ra hai sóng kết hợp sẽ xảy ra hiện tượng giao thoa sóng nên trên đoạn AB nối hai nguồn sẽ có những vị trí mà tại đó tín hiệu đạt cực đại và sẽ có những chỗ ta gần như không thu được tín hiệu

Trang 11

Một mạch dao động LC có năng lượng là 36.10-6J và điện dung của tụ điện C là 2,5μF Tìm năng lượng tập trung tại cuộn cảm khi hiệu điện thế giữa hai bản cực của tụ điện là 3V

Lời giải:

Khi hiệu điện thế trên tụ điện u = 3V, năng lượng của điện trường sinh ra ở tụ điện là:

Năng lượng từ trường khi đó là: WL = W – WC = 36.10-6 – 11,25.10-6 = 24,75.10-6 J

Trang 12

Hình 4.3, các vectơ nằm ngang biểu thị vận tốc truyền sóng điện từ, các vectơ thẳng đứng biểu thị cường độ điện trường hãy vẽ các vectơ cảm ứng từ tương ứng theo đường nét đứt

Lời giải:

Sử dụng quy tắc cái đinh ốc: ta quay đinh ốc sao cho tịnh tiến cùng chiều với vận tốc v (chiều truyền sóng) thì vectơ E→ sẽ quay sang B→ Kết quả thu được chiều vecto B như hình vẽ sau:

Trang 13

Trang 14

Quan sát 4 thí nghiệm a), b), c) và d) về tính chất của sóng điện từ (Hình 24.4) hãy dự đoán và giải thích mục đích riêng của mỗi thí nghiệm?

Lời giải:

a) Thí nghiệm (a) đặt vật chắn giữa nguồn sóng và anten thu để kiểm tra về tính chất của sóng điện từ là sóng ngang, nếu anten thu có phương truyền thẳng đứng thì thu được tín hiệu mạnh, còn anten thu đặt nằm ngang, tín hiệu thu được rất yếu

b) Thí nghiệm (b) đặt nguồn sóng và anten thu ở cùng một bên vật có bề mặt nhẵn nhằm kiểm tra

về tính phản xạ của sóng điện từ và nội dung định luật phản xạ

Trang 15

c) Thí nghiệm (c) đặt nguồn sóng và anten thu ở 2 bên lăng kính nhằm kiểm tra sự khúc xạ của sóng điện từ qua lăng kính và nội dung của định luật khúc xạ

d) Thí nghiệm (d) đặt nguồn sóng trước 2 khe hẹp và nhiều anten thu ở phía sau nhằm kiểm tra

sự giao thoa của 2 sóng điện từ kết hợp và xác định vị trí của các vân cực đại và vân cực tiểu

Trang 16

Bài C1 trang 118 sgk Vật Lý 12 nâng cao

Trong hình 21.3, tại thời điểm nào thì từ trường của ống dây có giá trị lớn nhất? Giá trị nhỏ nhất?

Lời giải:

Từ trường trong lòng ống dây có biểu thức: B = 4π.10-7.n.i;

Trang 17

Suy ra cảm ứng từ B biến đổi cùng tính chất với i

Trong hình 21.3, ta thấy:

- Từ trường xuất hiện trong ống dây đạt giá trị lớn nhất khi i có độ lớn lớn nhất tại các thời điểm

t = T/4 + k.T/2 (T là chu kỳ và k là số nguyên ≥ 0)

- Từ trường của ống dây nhỏ nhất khi i có độ lớn nhỏ nhất vào thời điểm t = k.T/2

Trang 18

Các đường sức từ ở bên trong tụ điện và ở quanh dây dẫn trên Hình 23.4 có chiều như thế nào khi dòng điện i trong dây dẫn có chiều như hình vẽ?

Lời giải:

+ Các đường sức từ ở bên trong tụ điện có chiều được biểu diễn như hình vẽ sau:

Trang 19

+ Các đường sức từ ở quanh dây dẫn có chiều như hình vẽ sau:

Trang 20

Từ hình vẽ 24.2, hãy nêu cách áp dụng quy tắc vặn đinh ốc cho các vectơ (hoặc quy tắc tam diện thuận)

Lời giải:

Trang 21

Tại một điểm bất kỳ trên phương truyền sóng, nếu ta vặn đinh ốc sao cho đinh ốc tịnh tiến theo đúng chiều truyền sóng thì ta xác định được chiều quay của đinh ốc chính là chiều

từ E→ sang B

Trang 22

Pha dao động của u và i có trùng nhau không? Vì sao?

Trang 23

Giải Bài C3 trang 121 sgk Vật Lý 12 nâng

cao

Trong sơ đồ mạch duy trì dao động, nếu nối trực tiếp cuộn thứ cấp biến thế với cực gốc của tranzito không qua tụ điện C1 có được không, tại sao?

Lời giải:

Trong sơ đồ mạch duy trì dao động, ta không thể nối trực tiếp cuộn thứ cấp biến thế với cực gốc (bazơ) của tranzito không qua tụ điện vì mắc như vậy có thể xảy ra hiện tượng đoản mạch với cực phát, do đó cần dùng thêm 1 tụ điện C1 như hình vẽ

Trang 24

Trong sơ đồ mạch duy trì dao động, có thể tính tần số dao động riêng của khung dao động theo công thức được không? Tại sao?

Trang 25

Giải Câu 1 trang 123 sgk Vật Lý 12 nâng cao

Câu 1 trang 123 sgk Vật Lý 12 nâng cao

Tại sao người ta lại coi độ tự cảm trong dao động điện từ tương đương với khối lượng trong dao động cơ

Trang 26

Điện từ trường khác điện trường, từ trường ở những điểm cơ bản nào?

Trang 27

Tại sao lại nói sóng điện từ là sóng ngang?

Trang 28

Tại sao người ta có thể dùng mạch dao động LC đề chọn sóng trong các máy thu?

Lời giải:

Nguyên tắc hoạt động: khi có sóng điện từ f0 truyền tới, trong khung LC của máy thu sẽ xuất hiện một dao động điện từ cưỡng bức Khi đó, điện dung tụ hoặc độ tự cảm của cuộn dây sẽ được điều chỉnh đến khi tần số dao động riêng f = f0, trong khung sẽ xuất hiện hiện tượng cộng hưởng, lúc đó ta thu được sóng điện từ nói trên

Trang 29

Để duy trì dao động mạch LC, bạn Mai đã mắc thêm một pin rồi nối tiếp vào mạch nhằm liên tục

bổ sung điện năng cho mạch Giải pháp này có duy trì được dao động không? Tại sao?

Lời giải:

Vì năng lượng cung cấp cho mạch bởi pin một cách liên tục nên sẽ không ăn nhịp với mạch dao động nên không thể cung cấp vừa mức năng lượng hao tổn sau mỗi chu kì dao động Suy ra không thể duy trì dao động

Trang 30

Có ý kiến cho rằng không gian bao quanh một điện tích có thể chỉ có điện trường nhưng cũng quanh điện tích đó có thể có điện trường Ý kiến này đúng hay sai? Vì sao?

Lời giải:

Ý kiến cho rằng không gian bao quanh một điện tích có thể chỉ có điện trường nhưng cũng quanh điện tích đó có thể có điện từ trường Ý kiến này có thể nói là đúng vì tùy theo hệ quy chiếu mà người ta đang xét, trong hệ quy chiếu đó điện tích có thể đứng yên hoặc chuyển động Nếu đứng yên ta chỉ nhận được điện trường, nếu chuyển động thì nhận được điện từ trường

Trang 31

Sóng điện từ khác sóng cơ bản ở điểm nào?

Lời giải:

Ta thấy sóng điện từ khác sóng cơ bản ở hai điểm chính:

- Sóng cơ luôn luôn phải lan truyền trong môi trường vật chất, không thể lan truyền trong môi trường chân không, sóng điện từ thì có thể lan truyền cả trong môi trường vật chất và cả trong chân không

- Sóng cơ có khả năng sóng ngang lẫn sóng dọc còn sóng điện từ thì chỉ có thể là sóng ngang

Trang 32

Nếu mạch dao động hở không có điện trở thuần thì dao động điện từ tự do trong đó có bị tắt dần không? Tại sao?

Lời giải:

Dao động điện từ khi đó vẫn sẽ trở thành dao động tắt dần vì năng lượng điện từ sẽ bị bức xạ ra ngoài, năng lượng vẫn sẽ giảm dù có điện trở hay không Để tạo được dao động điện từ duy trì ta phải dùng nguồn bổ sung năng lượng cho mạch

Tiêu đề	Giải Vật Lý 12 Nâng Cao Chương 4 Dao Động Và Sóng Điện Từ
Trường học	Trường Trung Học Phổ Thông
Chuyên ngành	Vật Lý
Thể loại	bài tập
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	1,77 MB