Đề cương ôn tốt nghiệp Vật lí 2011 - IV. Dao động điện từ

IV. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
A. LÝ THUYẾT
1. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
* 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 trong mạch dao động: q = qo cos(wt + j).
+ Cường độ dòng điện trên cuộn dây: 
i = q' = - wq0sin(wt + j) = Iocos(wt + j + ).
	Trong đó: w = và I0 = q0w.
+ Chu kì và tần số riêng của mạch dao động: T = 2p; f = .
* Năng lượng điện từ trong mạch dao động
+ Năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện	
WC = = cos2(wt + j).
+ Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm 
WL = Li2 = Lw2 qo2 sin2(wt + j) = sin2(wt + j).
	Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên điều hoà với tần số góc w’ = 2w và chu kì T’ = .
+ Năng lượng điện từ trong mạch 
	W = WC + WL =cos2(wt + j) + sin2(wt + j) 
	 = = LIo2 = CUo2 = hằng số.
* Sự tắt dần của dao động điện từ trong mạch dao động
+ Cuộn cảm và dây nối bao giờ cũng có điện trở thuần dù rất nhỏ làm tiêu hao năng lượng của mạch do tỏa nhiệt.
+ Ngoài ra còn một phần năng lượng bị bức xạ ra không gian xung quanh dưới dạng sóng điện từ cũng làm giảm năng lượng của mạch.
	Năng lượng của mạch giảm dần, dao động điện từ trong mạch tắt dần.
* Dao động điện từ duy trì. Hệ tự dao động 
	Muốn duy trì dao động, ta phải bù đủ và đúng phần năng lượng bị tiêu hao trong mỗi chu kì. Muốn làm việc này, có thể dùng tranzito để điều khiển việc bù năng lượng từ pin cho khung dao động LC ăn nhịp với từng chu kì dao động của mạch. Dao động trong khung LC khi đó được duy trì ổn định với tần số w0 = của mạch. Người ta gọi đây là một hệ tự dao động.
* Dao động điện từ cưởng bức. Sự cộng hưởng
	Mắc mạch dao động có tần số riêng w0 với một nguồn điện ngoài có điện áp biến thiên theo thời gian u = U0coswt thì thì dòng điện trong mạch LC sẽ buộc phải biến thiên theo tần số w của nguồn điện ngoài chứ không thể dao động theo tần số riêng w0 được nữa. Quá trình này được gọi là dao động điện từ cưởng bức.
	Khi w = w0 thì biên độ dao động điện từ trong khung đạt giá trị cực đại. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng cộng hưởng. Hiện tượng cộng hưởng được ứng dụng rất nhiều trong các mạch lọc, mạch chọn sóng, mạch khuếch đại.
2. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG
* Liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên
+ Nếu tại một nơi có một 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 là đường cong kín.
+ Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường. Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín
* Điện từ trường
	Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường đều sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường xoáy biến thiên theo thời gian, và ngược lại mỗi biến thiên theo thời gian của điện trường cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian xung quanh.
Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên cùng tồn tại trong không gian. Chúng có thể chuyển hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất được gọi là điện từ trường.
B. CÁC CÔNG THỨC
Chu kì, tần số, tần số góc của mạch dao động
	T = ; f = ; w = .
Mạch dao động thu được sóng điện từ có: l = = 2pc.
Biểu thức điện tích trên tụ: q = qocos(wt + j).
Khi t = 0 nếu tụ điện đang tích điện : q tăng thì i = q’ > 0 => j < 0.
Khi t = 0 nếu tụ điện đang phóng điện : q giảm thì i = q’ j > 0.
Cường độ dòng điện trên mạch dao động: i = Iocos(wt + j + ).
Điện áp trên hai bản tụ: u = = cos(wt + j) = Uocos(wt + j).
Năng lượng điện trường, từ trường: Wđ = Cu2 = ; Wt =Li2 
Năng lượng điện từ: W = Wđ + Wt == CU = LI
Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên điều hoà với tần số góc w’ = 2w = , với chu kì T’ = = còn năng lượng điện từ thì không thay đổi theo thời gian.
Liên hệ giữa qo, Uo, Io: qo = CUo = = Io
Bộ tụ mắc nối tiếp : ; song song: C = C1 + C2 + 
C. Trắc nghiệm sóng điện từ
Câu 1. Sóng điện từ có bản chất là.
Sự biến thiên của điện trường và từ trường trng môi trường vật chất
Sự lan truyền điện trường và từ trường trong không gian
Sự biến thiên của điện trường và từ trường
Cả A, B,C
Câu 2. Tìm phát biểu sai khi nói về điện từ trường
A. Điện trường và từ trường biến thiên cùng tần số	
B. Điện trường và từ trường là các môi trường vật chất
C. Điện trường và từ trường là các môi trường độc lập với nhau
D. Cả A,B,C
Câu 3. Cho mạch RLC ghép nối tiép với nhau, sóng điện từ mà mạch có thể phát ra có tần số là bao nhiêu?
A. f = 2p 	B. f = 1/2p 	
C. f = /2p 	D. Không có sóng điện từ
Câu 4. Những cách nào sau đây có thể phát ra sóng đtừ
A. Cho một điện tích dao động	
B. Cho điện tích chuyển động thẳng đều
C. Cho điện tích đứng yên	
D. Cho dòng điện không đổi
Câu 5. Mạch điện nào sau đây có thể phát ra sóng điện từ
A. Mạch RLC	B. mạch LC	
C. Mạch RL hoặc RC	D. Cả các mạch trên
Câu 6. Cho một sóng điện từ có f = 3 MHz hỏi sóng trên có bước sóng là bao nhiêu?
A. 1000 m	B. 100m	 C. 10 m	D.1m 
Câu 6. Sóng dài truyền trong môi trường nào là tốt nhất
A. Không khí	B. Rắn	C. Nước	D. Như nhau với mọi môi trường
Câu 7. Sóng điện từ có tính chất nào sau đây?
A. Phản xạ	B. Khúc xạ C. Giao thoa D. Cả A,B,C
Câu 8. Dụng cụ nào sau đây khác loại với các dụng cụ khác
A. Điện thoại di động	B. Điện thoại bàn
C. Ti vi	D. Đài phát thanh
Câu 9. Cho một quả cầu tích điện là q dao động với tần số là f. Hỏi tần số của sóng điện từ mà máy có thể phát ra là bao nhiêu?
A. f	 B. 2f	C. 0 vì không có sóng điện từ	D. có sóng nhưng không xác định được f
Câu 10. Điều kiện để một đài có thể thu được sóng điện từ phá ra từ một đài phát là:
Dao động của đài phát giống dao động của đài thu
Tần số của đài thu bằng tần số của đài phát
Biên độ sóng của đài thu bằng biên độ sóng của đài phát
Cả B và C
Câu 11. Trong mạch dao động điện từ thì tần số dao động của mạch bằng bao nhiêu lần tần số dao động của năng lượng
A. 1 lần	B. 2 lần	C. 1/2 lần	D. không xác định liên hệ
Câu 12. Trong mạch dao động điện từ thì năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên 
A. Vuông pha nhau	B. Ngược pha nhau
C. Cùng pha	D. Có thể cả A,B,C
Câu 13. Trong máy thu sóng điện từ thì mỗi kênh ứng với 
A. Một tần số khác nhau	 B. Một biên độ sóng khác nhau
C. Một bước sóng khác nhau	D. Cả B và A
Câu 14. Một sự kiện có thể truyền từ Mỹ về Việt Nam thông qua sóng điện từ nhờ
A. Hiện tượng phản xạ 	 B. nhờ hiện tượng khúc xạ
C. Bắt buộc phải nhờ vệ tinh	D. Do sóng điện từ truyền thẳng
Câu 15. Sóng điện từ truyền thẳng trong môi trường nào?
A. Nước	B. Khí 	C. lỏng	D. Môi trường đồng tính, đẳng hướng
Câu 16. Một ngôi nhà ở gần đài phát, việc thu sóng của một đài khác gặp rất nhỉều khó khăn đó là do 
A. Sóng triệt tiêu lẫn nhau	B. Sóng giao thoa
C. Sóng “chèn” nhau	D. Cả A,B,C
Câu 17. Ra đa định vị có khả năng
A. Phát sóng điện từ	 B. Thu sóng điện từ	
C. Phát và thu 	 D. Phá tín hiệu của đối phương
Câu 18. Một mạch LC thu được sóng điện từ có bước sóng l, người ta mắc một tụ C’ bằng C nối tiếp với C. Hỏi mạch thu được sóng là bao nhiêu?
A. l 	B. 2 l 	C. l/ 	D. 1/2 l 
Câu 19. Một mạch LC thu được sóng điện từ có bước sóng l, người ta mắc một tụ C’ bằng C song song với C. Hỏi mạch thu được sóng là bao nhiêu?
A. l 	B. 2 l 	C. l/ 	D. 1/2 l 
Câu 20. Cho mạch một cuộn cảm mắc nối tiếp với một tụ điện C1 thì mạch thu được sóng điện từ có bước sóng l1, thay tụ trên bằng tụ C2 thì mạch thu được sóng điện từ có l2. Hỏi mắc đồng thời hai tụ song song với nhau rồi mắc vào cuộn cảm thì mạch thu được sóng có bước sóng là bao nhiêu?
A. (l1 + l2)	B. l = (l1 + l2)1/2 
C. l = (l1. l2)1/2	D. l2 = l21 + l22
Câu 21. Cho mạch một cuộn cảm mắc nối tiếp với một tụ điện C1 thì mạch thu được sóng điện từ có bước sóng l1, thay tụ trên bằng tụ C2 thì mạch thu được sóng điện từ có l2. Hỏi mắc đồng thời hai tụ nối tiếp với nhau rồi mắc vào cuộn cảm thì mạch thu được sóng có bước sóng là bao nhiêu?
A. (l1 + l2)	B. l = (l1 + l2)1/2 	
C. l = (l1. l2)1/2	D. l- 2 = l- 21 + l-22
Câu 22. Cho mạch một cuộn cảm mắc nối tiếp với một tụ điện C1 thì mạch thu được sóng điện từ có tần số f1 , thay tụ trên bằng tụ C2 thì mạch thu được sóng điện từ có f2. Hỏi mắc đồng thời hai tụ song song với nhau rồi mắc vào cuộn cảm thì mạch thu được sóng có tần số là bao nhiêu?
A. (f1 + f2)	B. f = (f1 + f2)1/2 	
C. f = (f1. f2)1/2	D. f - 2 = f - 21 + f -22
Câu 23. Cho mạch một cuộn cảm mắc nối tiếp với một tụ điện C1 thì mạch thu được sóng điện từ có tần số f1 , thay tụ trên bằng tụ C2 thì mạch thu được sóng điện từ có f2. Hỏi mắc đồng thời hai tụ nối tiếp với nhau rồi mắc vào cuộn cảm thì mạch thu được sóng có tần số là bao nhiêu?
A. (f1 + f2)	B. f = (f1 + f2)1/2 
C. f = (f1. f2)1/2	D. f 2 = f 21 + f 22
Câu 24. Cho mạch LC, Biết cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I0, điện tích cực đại trên hai bản tụ là Q0. Hỏi mạch trên có thể thu sóng điện từ có tần số góc w là bao nhiêu?
A. I0/Q0	 B. I0/Q	C. Q/I0	D. Q/I
Câu 25. Cho mạch LC, tụ điện có dạng phẳng gồm hai bản kim loại đặt cách nhau một khoảng nào đó, ta di chuyển các bản tụ trên đường thẳng vuông góc với một bản. Hỏi chu kỳ của sóng điện từ phát rat hay đổi thế nào?
A. Tăng lên	B. Giảm đi	
C. Không đổi	D. Có thể cả A,B
Câu 26. Trong mạch LC, hiệu điện thế cực đại hai bản tụ là U0 hỏi ở thời điểm nào thì năng lượng điện trường trong mạch bằng 1/3 lần năng lượng từ trường.
A. U0/ 	B. U0/2 	 C. U/2 	D.U/ 
Câu 27. Trong mạch LC, hiệu điện thế cực đại hai bản tụ là U0 hỏi ở thời điểm nào thì năng lượng điện trường trong mạch bằng năng lượng từ trường.
A. U0/ 	B. U0/2 	 C. U/2	D.U/ 
Câu 28. Cho mạch LC để thu một dải sóng người ta mắc thêm một tụ C’ hỏi phải mắc thế nào để dải sóng thu được rộng nhất?
A. Mắc nối tiếp	B. Mắc song song	
C. có thể A hoặc B	D. không mắc được
Câu 29. Nếu mạch phát và thu sóng điện từ có R thì để duy trì dao động trong mạch ta cần làm thế nào?
Cung cấp năng lượng theo từng đợt ( Kiểu thay pin)
Cung cấp năng lượng theo từng chu kỳ
Cùng cấp 1 lần một lượng lớn
Tuỳ cách bổ sung năng lượng nào cũng được
Câu 30. Năng lượng của sóng điện từ và tầ số liên hệ theo tỉ lệ
A. mũ 4	B. mũ 2	C. mũ 3 	D. bậc nhất 
Câu 31. Mạch dao động lý tưởng : C=50 mF, L=5mH. Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu bản cực tụ là 6(v) thì dòng điện cực đại chạy trong mạch là :
 A. 0.6 (A). B. 0.7 (A).
 C. 0.06 (A). D. Kết quả khác.
Câu 32 Mạch dao động lý tưởng LC, khi dùng tụ C1 thì tần số là f1=30 kHz, khi dùng tụ C2 thì tần số riêng f2=40 kHz. Khi dùng tụ C1 và C2 ghép song song thì tần số dao động riêng là :
 A. 24 kHz. B. 38 kHz.
 C. 50 kHz. D. Kết quả khác.
Câu 33 Mạch chọn sóng trong máy thu thanh có L=5.10-6 (H), 
C=2.10-8(F),R=0 thì thu được sóng điện từ có bước sóng bằng bao nhiêu ? (c=3.10-8(m/s), p2=10)
 A. 590 (m). B. 600 (m).
 610 (m). D. Kết quả khác.
Câu 34. Mạch dao động lý tưởng LC. C=0.5 mF, hiệu điện thế cực đại trên 2 bản tụ là 6 (v) thì năng lượng điện từ của mạch dao động là :
 A. 8.10-6(J). B. 9.10-6(J).
 C. 9.10-7(J). D. Kết quả khác.
Câu 35. Mạch dao động LC : L= 1,6.10-4(H), C=8mF, R≠0. Cung cấp cho mạch một công suất p=0,625 (mW) thì duy trì hiệu điện thế cực đại ở hai bản cực tụ là Umax=5(v). Điện trở thuần của mạch là :
 A. 0,1 (W). B. 1 (W).
 C. 0,12 (W). D. Kết quả khác.
Câu 36. Mạch dao động lý tưởng LC : C=2,5(mF), L=10-4(H). chọn lúc t=0 thì Imax=40(mA) thì biểu thức điện tích trên hai bản cực tụ là :
 A. q=2.10-9sin(2.10-7t). B. q=2.10-9sin(2.10-7t+p/2).
 C. q=2.10-9sin(2.10-7t-p/2). D. Kết quả khác.
Câu 37. Sóng điện từ có tần số f=3(MHz) truyền trong thuỷ tinh có n=1.5 thì bước sóng lan truyền là :
 A. 40 (m). B. 70 (m).
C. 50 (m). D. kết quả khác.
Câu 38. sóng điện từ có tần số f=300(MHz) là :
 A. Sóng dài. B. sóng trung.
 C. Sóng ngắn D. Sóng cực ngắn.
Câu 39. Nguyên tắc phát sóng điện từ là phải :
Dùng mạch dao động LC dao động điều hoà.
Đặt nguồn xoay chiều vào 2 đầu mạch LC.
Kết hợp mạch chọn sóng LC với anten. 
Kết hợp máy phát dao động điện từ duy trì với anten
Câu 40 Trong máy phát dao động điện từ duy trì thì bộ phận điều khiển việc cung cấp năng lượng bù cho mạch LC là bộ phận nào ?
Trandito. 
Cuộn L’ và tụ C’
Nguồn điện không đổi.
Mạch dao động LC.
Câu 41 Câu nói nào không đúng : 
Dao động của con lắc lò xo là một l dao động tự do.
Dao động của con lắc đơn là 1 dao động tự do.
Dao động của con lắc đơn là một dao động tắt dần.
Dao động của con lắc đồng hồ treo tường là sự t ự dao động.
Câu 42 Dao động điện từ trong mạch LC đóng kín khi tụ đã tích điện là :
 A. Dao động tự do. B. Dao động điều hoà.
 C. Dao động cưỡng bức. D. Sự tự dao động.
Câu 43. Câu nói nào kết luận sai về dao động điện từ trong mạch dao đông LC lý tưỏng ?
Năng lượng của mạch dao động gồm năng lượng điện trường từ tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm.
Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường dao động cùng tần số với dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm.
Khi năng lượng điện trường giảm thì năng lượng từ trường tăng và ngựơc lại.
ở mọi thời điểm năng lượng dao động điện từ trong mạch LC không đổi.
Câu 44. Sóng điện từ là :
Sóng lan truyền trong các môI trường đàn hồi.
Sóng có điện trường và từ trường dao động cùng pha cùng tần số.
Sóng có hai thành phần điện trường và từ trường dao động cùng phương.
Sóng có năng lượng tỷ lệ với bình phương của tần số.
Câu 45. Mạch LC trong máy phát dao động điện từ duy trì khi hoạt động là :
Nguồn phát sóng điện từ.
Mạch dao động hở.
Nguồng dao động điện từ duy trì với mọi tần số.
Nguồn dao động điện từ duy trì với tần số riêng của mạch LC.
Câu 46. Dòng điện xoay chiều đi qua tụ điện là do :
Các hạt mang điện tự do dao động từ bản cực này sang bản cực kia.
Trong tụ có một điện từ trường biến thiên cùng tần số với nguồn điện xoay chiều.
Chất điện môi của tụ dẫn điện xoay chiều
Trong tụ điện có một dòng điện sinh ra nhờ sự dịch chuyển có hướng của cá điện tích.