Bài 22: Sóng Điện Từ - VOH

Table of Contents

• A. Kiến thức Sóng điện từ
  • 1. Sóng điện từ là gì?
  • 2. Những đặc điểm của sóng điện từ.
  • 3. Qui tắc xác định hướng của các vectơ , , : có thể áp dụng các qui tắc sau.
• B. Bài tập luyện tập sóng điện từ của trường Nguyễn Khuyến

A. Kiến thức Sóng điện từ

1. Sóng điện từ là gì?

Sóng điện từ là quá trình truyền đi trong không gian của một điện từ trường biến thiên theo thời gian.

2. Những đặc điểm của sóng điện từ.

Có vận tốc truyền trong chân không bằng vận tốc ánh sáng c ≈ 3.108 m/s;

Là sóng ngang. Tại một điểm bất kỳ trên phương truyền, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ vuông góc nhau và cùng vuông góc với phương truyền sóng. Dao động của điện trường và của từ trường luôn cùng pha với nhau;

Có bước sóng trong chân không là

(với c là vận tốc ánh sáng trong chân không ; T, f lần lượt là chu kì và tần số của sóng điện từ).

Truyền trong môi trường vật chất (các điện môi) nhưng với vận tốc nhỏ hơn vận tốc truyền trong chân không;

Có thể cho các hiện tượng: phản xạ, khúc xạ, giao thoa... và tuân theo các quy luật này;

Có mang năng lượng. Nhờ có năng lượng mà khi sóng điện từ truyền đến một anten, nó sẽ làm cho các êlectron tự do trong anten dao động cưỡng bức với tần số của nó.

Nguồn phát sóng điện từ là những nguồn tạo ra điện trường hoặc từ trường biến thiên ban đầu như: Tia lửa điện, cầu dao ngắt điện …

Những sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilômét được dùng trong thông tin liên lạc vô tuyến nên gọi là các sóng vô tuyến.

So sánh sóng điện từ và sóng cơ: Sóng điện từ có đầy đủ tính chất như sóng cơ. Sóng điện từ tự nó truyền đi mà không cần đến môi trường đàn hồi nên truyền được trong chân không, còn sóng cơ truyền trong môi trường đàn hồi.

3. Qui tắc xác định hướng của các vectơ , , : có thể áp dụng các qui tắc sau.

Qui tắc vặn đinh ốc: Khi vặn cái đinh ốc theo chiều từ sang thì mũi đinh ốc sẽ tiến theo hướng của .

Qui tắc bàn tay phải: Đặt bàn tay phải sao cho lòng bàn tay hứng , chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của , ngón cái choãi ra 900 là chiều của .

B. Bài tập luyện tập sóng điện từ của trường Nguyễn Khuyến

B. Bài tập đề nghị

Câu 1. Sóng điện từ và sóng cơ học không có chung tính chất nào dưới đây?

1. Phản xạ.
2. Truyền được trong chân không.
3. Mang năng lượng.
4. Khúc xạ.

Câu 2. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ?

1. Sóng điện từ là sóng ngang.
2. Khi sóng điện từ lan truyền, vectơ cường độ điện trường luôn vuông góc với vectơ cảm ứng từ.
3. Khi sóng điện từ lan truyền, vectơ cường độ điện trường luôn cùng phương với vectơ cảm ứng từ.
4. Sóng điện từ lan truyền được trong chân không.

Câu 3. Sóng điện từ

1. là sóng dọc và không truyền được trong chân không.
2. là sóng dọc và truyền được trong chân không.
3. là sóng ngang và không truyền được trong chân không.
4. là sóng ngang và truyền được trong chân không.

Câu 4. Đối với sự lan truyền sóng điện từ thì

1. vectơ cường độ điện trường cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ cảm ứng từ vuông góc với vectơ cường độ điện trường .
2. vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương với phương truyền sóng.
3. vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn vuông góc với phương truyền sóng.
4. vectơ cảm ứng từ cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ cường độ điện trường vuông góc với vectơ cảm ứng từ .

Câu 5. Tại Hà Nội, một máy đang phát sóng điện từ. Xét một phương truyền có phương 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 độ lớn

1. cực đại và hướng về phía Tây.
2. cực đại và hướng về phía Đông.
3. bằng không.
4. cực đại và hướng về phía Bắc.

Câu 6. Cho c = 3.108 m/s. Sóng điện từ có tần số f = 10 MHz truyền trong chân không với bước sóng là

1. 3 m.
2. 6 m.
3. 60 m.
4. 30 m.

Câu 7. Cho c = 3.108 m/s. Một sóng điện từ có chu kỳ 2 μs thì có bước sóng trong chân không là

1. 300 m.
2. 150 m.
3. 600 m.
4. 200 m.

Câu 8. Một sóng điện từ có chu kì T, truyền qua điểm M trong không gian. Cường độ điện trường và cảm ứng từ tại M biến thiên điều hòa với giá trị cực đại lần lượt là E0 và B0. Tại thời điểm t, cảm ứng từ tại M bằng 0,5B0 và đang tăng. Tại thời điểm

t’ = t + , cường độ điện trường tại đó có độ lớn là

1. 0,5E0.
2. E0.
3. 2E0.
4. 0,25E0.

Câu 9. Cho mạch chọn sóng gồm cuộn cảm và một tụ xoay. Biết rằng để thu được sóng điện từ thì tần số của mạch phải bằng tần số của sóng cần thu. Khi điện dụng của tụ là C1 thì mạch thu được sóng có bước sóng λ1 = 10 m. Khi tụ có điện dung C2 thì mạch thu được sóng có bước sóng λ2 = 20 m. Khi tụ điện có điện dung C3 = C1 + 2C2 thì mạch bắt được sóng có bước sóng λ3 bằng

1. 30 m.
2. 40 m.
3. 50 m.
4. 60 m.

Câu 10. Mạch dao động LC của một máy thu vô tuyến là một mạch dao động lí tưởng gồm một cuộn cảm và một tụ điện có điện dung biến đổi. Biết rằng để thu được sóng điện từ thì tần số của mạch phải bằng tần số của sóng cần thu. Điện dung của tụ điện này có thể thay đổi từ 16C0 đến 100C0. Khi điện dung của tụ điện là 25C0 thì máy bắt được sóng có bước sóng là 50 m. Dải sóng mà máy thu được có bước sóng thay đổi

1. từ 40 m đến 100 m.
2. từ 60 m đến 120 m.
3. từ 80 m đến 160 m.
4. từ 20 m đến 80 m.

ĐÁP ÁN

Câu 1. Chọn B.

Sóng điện từ truyền được trong chân không còn sóng cơ thì không.

Câu 2. Chọn C.

Khi sóng điện từ lan truyền, vectơ cường độ điện trường luôn vuông góc với vectơ cảm ứng từ.

Câu 3. Chọn D.

Sóng điện từ là sóng ngang và truyền được trong chân không.

Câu 4. Chọn C.

Đối với sự lan truyền sóng điện từ thì vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn vuông góc với phương truyền sóng.

Câu 5. Chọn A.

Do cường độ điện trường và cảm ứng từ cùng pha nên khi cảm ứng từ có độ lớn cực đại thì cường độ điện trường cũng có độ lớn cực đại.

Áp dụng 1 trong 2 qui tắc ở trên xác định được hướng của .

Câu 6. Chọn D.

f = 10.106 Hz.

Áp dụng CT: .

Câu 7. Chọn C.

T = 2.10-6 s.

Áp dụng CT:

Câu 8. Chọn B.

Cường độ điện trường và cảm ứng từ biến thiên cùng pha.

Tại t, cảm ứng từ tại M bằng 0,5B0 và đang tăng thì cường độ điện trường tại M cũng bằng 0,5E0 và đang tăng.

Tại t’ = t + , cường độ điện trường có độ lớn là E0.

Câu 9. Chọn A.

Ta có:

Mà C3 = C1 + 2C2

Câu 10. Chọn A.

Ta có:

Do nên và

Giáo viên biên soạn: Bùi Trần Đức Anh Thái

Đơn vị: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến