Ôn tập chương 4 - Dao động và sóng điện từ

Ta có:

+ Chu kì dao động của sóng: $T = \dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{{{{5.10}^6}}} = {2.10^{-7}}s$

+ Độ lệch pha giữa M và N là: $\Delta \varphi  = \dfrac{{2\pi d}}{\lambda } = \dfrac{{2\pi .d}}{{cT}} = \dfrac{{2\pi .45}}{{{{3.10}^8}{{.2.10}^{ - 7}}}} = \dfrac{{3\pi }}{2}$

Vẽ trên vòng tròn lượng giác ta được:

=> thời gian ngắn nhất để cường độ điện trường tại N bằng 0 là: $\dfrac{T}{4} = \dfrac{{{{2.10}^{ - 7}}}}{4} = {50.10^{ - 9}} = 50ns$

=> Thời điểm mà cường độ điện trường tại N bằng 0 là: $t' = t + \left( {2n + 1} \right)\dfrac{T}{4}$ với n là số nguyên

Thay vào các phương án ta suy ra đáp án D

Áp dụng hệ thức độc lập trong mạch dao động LC:  $\dfrac{{{u^2}}}{{U_o^2}} + \dfrac{{{i^2}}}{{I_o^2}} = 1$

Lại có:  ${I_0} = {U_0}\sqrt {\dfrac{C}{L}}$

Ta suy ra: $\dfrac{{{u^2}}}{{U_o^2}} + \dfrac{{{i^2}}}{{I_o^2}} = 1 \Leftrightarrow \dfrac{{{u^2}}}{{U_o^2}} + \dfrac{L}{C}\dfrac{{{i^2}}}{{U_o^2}} = 1$

$\Leftrightarrow \dfrac{4^2}{6^2} + \dfrac{5.10^{-3}}{50.10^{-6}} \dfrac{i^2}{6^2}=1$

Ta suy ra: $i = \dfrac{{\sqrt 5 }}{5}A$

Tần số của mạch dao động LC: $f = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }}$

A, B, C – đúng

D – sai vì sóng điện từ bị phản xạ ở tầng điện li của Trái Đất

A – sai vì: sóng điện từ truyền được trong chân không

B – sai vì: sóng điện từ mang năng lượng

C – sai vì sóng điện từ là sóng ngang

D – đúng: Sóng điện từ là sóng ngang

Từ bảng bước sóng vô tuyến và ứng dụng:

=> Sóng vô tuyến có thể xuyên qua tầng điện li là sóng cực ngắn có bước sóng cỡ $1 - 10m$

=> Các sóng vô tuyến có thể xuyên qua tầng điện li có bước sóng cỡ vài mét

Chu kỳ dao động của mạch LC : $T = 2\pi \sqrt {LC}  = 2\pi \sqrt {{{8.10}^{ - 6}}{{.2.10}^{ - 6}}}  = 8\pi \,\left( {\mu s} \right)$

A – đúng

B – sai vì: Véc-tơ cường độ điện trường $\overrightarrow E$ và cảm ứng từ $\overrightarrow B$ luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng

C, D – sai vì: điện trường và từ trường dao động cùng pha với nhau

Tần số của mạch dao động LC:  $f = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }}$

Trong sóng điện từ thì điện trường và từ trường luôn dao động cùng pha nhau

Tần số dao động của mạch LC là: $f = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }} = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {{{2.10}^{ - 3}}{{.2.10}^{ - 12}}} }} = 2,{5.10^6}(Hz) = 2,5(MHz)$

Tần số góc của mạch dao động LC lí tưởng là: $\omega  = \dfrac{1}{{\sqrt {LC} }}$

A, B, C - đúng

D – sai vì: Sóng điện từ truyền được trong chân không

Năng lượng điện từ của mạch dao động LC lí tưởng: ${\rm{W}} = \dfrac{1}{2}CU_0^2 = \dfrac{1}{2}\dfrac{{Q_0^2}}{C} = \dfrac{1}{2}LI_0^2$

Biểu thức tính bước sóng: $\lambda  = 2\pi c\sqrt {LC}$

Sóng FM của đài Hà Nội là sóng điện từ lan truyền trong không gian với vận tốc $c{\rm{ }} = {\rm{ }}{3.10^8}m/s$

→ Tần số : $f = \dfrac{v}{\lambda } = {\rm{ }}\dfrac{{{{3.10}^8}}}{{\dfrac{{10}}{3}}} = {90.10^6}Hz = 90{\rm{ }}MHz$

Ta có:

Bước sóng của sóng sóng $\lambda  = \dfrac{c}{f} = \dfrac{{{{3.10}^8}}}{{102,{{7.10}^6}}} = 2,92m$ thuộc dải sóng cực ngắn

=> Sóng do đài này phát ra thuộc sóng cực ngắn

Ta có, sơ đồ khối của máy phát thanh:

1 - Micro: Tạo ra dao động điện từ âm tần.

2 - Mạch phát sóng điện từ cao tần: Phát sóng điện từ có tần số cao.

3 - Mạch biến điệu: Trộn dao động điện từ cao tần với dao động điện từ âm tần.

4 - Mạch khuếch đại: Khuếch đại dao động điện từ cao tần đã được biến điệu.

5 - Anten phát: Tạo ra điện từ trường cao tần lan truyền trong không gian.

=> Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh dùng sóng vô tuyến, không có mạch tách sóng

Từ bảng sóng vô tuyến và đặc điểm:

=> Sóng cực ngắn có thể xuyên qua tầng điện li

Ta có chu kì dao động của mạch: $T = 2\pi \sqrt {LC}$

=> Khi C tăng lên $4$ lần thì chu kì $T$ sẽ tăng lên $2$ lần