Tóm tắt lý thuyết và bài tập chuyên đề Dao động và Sóng điện từ (Vật Lý 12) - Tailieu123.org

Luận văn - báo cáo

Thạc sĩ cao học

Kinh tế quản lý

Khoa học tự nhiên

Kinh tế - Thương mại

Lý luận chính trị

Kỹ thuật

Báo cáo, luận văn khác

Kỹ năng mềm

Mẫu slide

Mẫu slide cho thuyết trình

Mẫu slide cho giáo án điện tử

Mẫu slide khác

Mẫu slide - Template

Kinh doanh - tiếp thị

Marketing, bán hàng

PR truyền thông

Kế hoạch kinh doanh

Tài liệu kinh doanh, tiếp thị khác

Thương mại điện tử

Kinh tế - Quản lý

Bài giảng, giáo trình

Tài liệu kinh tế khác

Tài chính - Ngân hàng

Tài chính doanh nghiệp

Kế toán, kiểm toán

Ngân hàng - tín dụng

Tài liệu tài chính - ngân hàng khác

Biểu mẫu - Văn bản

Mẫu hợp đồng

Mẫu đơn từ

Biểu mẫu, văn bản khác

Thủ tục hành chính

Giáo dục đào tạo

Tài liệu, đề thi môn Toán

Tài liệu, đề thi môn Ngữ Văn

Tài liệu, đề thi THPT các trường

Tài liệu, đề thi Vật Lý

Tài liệu, đề thi Sinh Học

Tài liệu, đề thi Hóa Học

Tài liệu, đề thi Lịch Sử

Tài liệu, đề thi học sinh giỏi

Tài liệu, đề thi khác

Giải bài tập các môn

Giáo án bài giảng

Giáo án, bài giảng lớp 6

Giáo án, bài giảng lớp 7

Giáo án, bài giảng lớp 8

Giáo án, bài giảng lớp 9

Giáo án, bài giảng lớp 10

Giáo án, bài giảng lớp 11

Giáo án, bài giảng lớp 12

Giáo án, bài giảng tiểu học

Giáo án, bài giảng khác

Công nghệ thông tin

Văn bản pháp luật

Thuế - Lệ phí - Kinh phí

Văn bản pháp luật khác

Học tiếng Anh

Tài liệu học tiếng Anh khác

Y học- sức khỏe

Tài liệu y học - sức khỏe khác

Các bài văn khấn nôm

Lĩnh vực khác

Kinh doanh - tiếp thị

Kinh tế - Quản lý

Tài chính - Ngân hàng

Tài liệu, đề thi Vật Lý

Tóm tắt lý thuyết và bài tập chuyên đề Dao động và Sóng điện từ (Vật Lý 12)

1066

418

Định dạng

Báo cáo tài liệu vi phạm

DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Dao động điện từ.

a. Sự biến thiên điện tích và dòng điện trong mạch dao động

+ Mạch dao động là một mạch điện gồm 1 cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp

với 1 tụ điện có điện dung C tạo thành một

mạch kín.

Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi như

bằng không, thì đó là 1 mạch dao động lí

tưởng. Tụ điện có nhiệm vụ tích điện cho

mạch, sau đó nó phóng điện qua lại trong

mạch nhiều lần tạo ra một dao động điện

xoay chiều trong mạch. Ban đầu, để tụ hoạt

động phải tích cho tụ một điện tích Q0.

+ Điện tích trên tụ điện trong mạch dao động:

q = Q0 cos(t + ).

+ Điện áp giữa hai bản tụ điện:

u =

= U0 cos(t + ) với Uo =

Nhận xét: Điện áp giữa hai bản tụ điện cùng pha với điện tích trên tụ điện.

+ Cường độ dòng điện trong cuộn dây:

i = q' = - Q0sin(t + ) = I0cos(t +  +



); với I0 = Q0.

Nhận xét: Cường độ dòng điện nhanh pha hơn điện tích trên tụ điện góc



+ Hệ thức liên hệ :

2 2

0 0

q i 1

Q I

   

 

   

   

hay

2 2

0 0

q i 1

I I

   

 

   

   

hay

2 2

0 0

q i 1

Q Q

   

 

   



   

+ Tần số góc :

 

Các liên hệ

0 0

I OQ LC

 

;

0 0

Q I L

U I

C OC C

  

+ Chu kì và tần số riêng của mạch dao động:

T 2 LC 

và

f2 LC



+ Liên hệ giữa giá trị biên độ và hiệu dụng: U0 = U

; I0 = I

b. Năng lượng điện từ trong mạch dao động

Trang 1

2 31

C L

-q

–

+ Năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện:

 

2 2 2 2

đ đ 0

1 1 q L

W Cu qu cos ( t ) W I i

2 2 2C 2C 2

        

+ Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm:

 

2 2 2 2

t t 0

1 C

W Li sin ( t ) W U u

2 2C 2

      

+ Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với tần số

góc: ’ = 2 ; f’ = 2f và chu kì T’ =

+ Năng lượng điện từ trong mạch:

2 2

đ t đmax t max 0 0 0 0

1 1 1

W = W W W = W W CU Q U LI

2 2 2C 2

      

hay: W = WC + WL =

cos2(t + ) +

sin2(t + )

Suy ra : W=

= hằng số.

+ Liên hệ giữa q0, I0 và U0 trong mạch dao động: Q0 = CU0 =

= I0

Chú ý:

+ Trong một chu kì dao động điện từ, có 4 lần năng lượng điện trường bằng năng

lượng từ trường.

+ Khoảng thời gian giữa hai lần bằng nhau liên tiếp của năng lượng điện trường

và năng lượng từ trường là

+ Mạch dao động có điện trở thuần R



0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao

động cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất:

2 2 2 2 2

20 0 0

I C U U C

P I R R R R

2 2 2L



   

+ Quy ước: q > 0 ứng với bản tụ ta xét tích điện dương thì i > 0 ứng với dòng điện

chạy đến bản tụ mà ta xét.

+ Khi tụ phóng điện thì q và u giảm và ngược lại khi tụ nạp điện thì q và u tăng .

+ Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà điện tích trên một bản tụ điện có độ

lớn cực đại là

\t 2



+ Khoảng thời gian ngắn nhất t để điện tích trên bản tụ này tích điện bằng một

nửa giá trị cực đại là

L: độ tự cảm (H) C: điện dung (F) f: tần số (Hz)

1mH = 10-3 H 1mF = 10-3 F 1KHz = 103 Hz

1H = 10-6 H 1F = 10-6 F 1MHz = 106 Hz

Trang 2

1nH = 10-9 H 1nF = 10-9 F 1GHz = 109 Hz

1pF = 10-12 F

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 luôn khép kín.

* Điện từ trường: Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường sinh ra trong không

gian xung quanh một điện trường xoáy biến thiên theo thời gian, 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.

3. Sóng điện từ - Thông tin liên lạc bằng vô tuyến.

Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.

a. Đặc điểm của sóng điện từ

+ Sóng điện từ lan truyền được trong chân không với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng

(c  3.108m/s). Sóng điện từ lan truyền được trong các điện môi. Tốc độ lan truyền

của sóng điện từ trong các điện môi nhỏ hơn trong chân không và phụ thuộc vào

hằng số điện môi.

+ Sóng điện từ là sóng ngang. Trong quá trình lan truyền



và



luôn luôn vuông

góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Tại mỗi điểm dao động của

điện trường và từ trường luôn cùng pha với nhau.

+ Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó cũng bị phản xạ

và khúc xạ như ánh sáng. Ngoài ra cũng có hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ... sóng

điện từ.

+ Sóng điện từ mang năng lượng. Khi sóng điện từ truyền đến một anten, làm cho

các electron tự do trong anten dao động.

+ Nguồn phát sóng điện từ rất đa dạng, như tia lửa điện, cầu dao đóng, ngắt mạch

điện, trời sấm sét ...

b. Thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

+ Sóng vô tuyến là các sóng điện từ dùng trong vô tuyến, có bước sóng từ vài m

đến vài km. Theo bước sóng, người ta chia sóng vô tuyến thành các loại: sóng cực

ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài.

+ Tầng điện li là lớp khí quyển bị ion hóa mạnh bởi ánh sáng Mặt Trời và nằm

trong khoảng độ cao từ 80 km đếm 800 km, có ảnh hưởng rất lớn đến sự truyền

sóng vô tuyến điện.

+ Các phân tử không khí trong khí quyển hấp thụ rất mạnh các sóng dài, sóng trung

và sóng cực ngắn nhưng ít hấp thụ các vùng sóng ngắn. Các sóng ngắn phản xạ tốt

trên tầng điện li và mặt đất.

+ Nguyên tắc chung của thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến điện:

Trang 3

- Biến điệu sóng mang:

* Biến âm thanh (hoặc hình ảnh) muốn truyền đi thành các dao động điện từ có

tần số thấp gọi là tín hiệu âm tần (hoặc tín hiệu thị tần).

* Trộn sóng: Dùng sóng điện từ tần số cao (cao tần) để mang (sóng mang) các

tín hiệu âm tần hoặc thị tần đi xa . Muốn vậy phải trộn sóng điện từ âm tần hoặc thị

tần với sóng điện từ cao tần (biến điệu). Qua anten phát, sóng điện từ cao tần đã

biến điệu được truyền đi trong không gian.

-Thu sóng: Dùng máy thu với anten thu để chọn và thu lấy sóng điện từ cao tần

muốn thu.

-Tách sóng: Tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần (tách sóng) rồi dùng loa để nghe

âm thanh truyền tới hoặc dùng màn hình để xem hình ảnh.

-Khuếch đại:Để tăng cường độ của sóng truyền đi và tăng cường độ của tín hiệu

thu được người ta dùng các mạch khuếch đại.

c. Sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản

Ăng ten phát: là khung dao động hở (các vòng dây của cuộn L hoặc 2 bản tụ C xa

nhau), có cuộn dây mắc xen gần cuộn dây của máy phát. Nhờ cảm ứng, bức xạ

sóng điện từ cùng tần số máy phát sẽ phát ra ngoài không gian.

d. Sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản

Ăng ten thu: là 1 khung dao động hở, nó thu được nhiều sóng, có tụ C thay đổi.

Nhờ sự cộng hưởng với tần số sóng cần thu ta thu được sóng điện từ có f = f0.

4.Sự tương tự giữa dao động cơ và dao động điện

Đại lượng

cơ Đại lượng điện Dao động cơ Dao động điện

Tọa độ x Điện tích q x” +  2x = 0 q” +  2q = 0

Vận tốc v Cường độ dòng

điện i



OLC



Khối lượng

Độ tự cảm L x = Acos(t + ) q = Q0cos(t + )

Độ cứng

k Nghịch đảo điện

v = x’ = -Asin(t + )

v = Acos(t + + /2) i = q’ = -Q0sin(t + )

i = Q0sos(t + + /2 )

Trang 4

3 4 5

1 2 34

1. Micrô.

2. Mạch phát sóng điện từ cao tần.

3. Mạch biến điệu.

4. Mạch khuếch đại.

5. Anten phát.

1. Anten thu.

2. Mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần.

3. Mạch tách sóng.

4. Mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần.

5. Loa.

dung

Lực F Hiệu điện thế u

2 2 v

A x O

 

  

 

2 2

Q q O

 

  

 

Hệ số ma

sát µ Điệntrở R F = - kx = - m2x

u LO q

 

Động năng

Wđ

NL từ trưởng

(WL)Wđ =

mv2WL =

Li2

Thế năng

NL điện trưởng

(WC)Wt =

kx2WC =

B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

DẠNG 1: Xác định các đại lượng : T, f, , bước sóng  mà máy thu sóng thu

được.

a. Các công thức:

- Chu kì, tần số, tần số góc của mạch dao động:

T 2} LC

;

1 1

f2} Q

2} LC

 

;

OLC



- Bước sóng điện từ: trong chân không:

 =

= cT = c2

hay:

6 .10 . LC

6}.10 . I

(m)

- Trong môi trường:

v c

λf nf

 

. (c = 3.108 m/s)

- Máy phát hoặc máy thu sóng điện từ sử dụng mạch dao động LC thì tần số sóng

điện từ phát hoặc thu được bằng tần số riêng của mạch.Mạch chọn sóng của máy

thu vô tuyến thu được sóng điện từ có bước sóng:

λ 2}c LC

- Nếu mạch chọn sóng có cả L và C biến đổi thì bước sóng mà máy thu vô tuyến thu

được sẽ thay đổi trong giới hạn từ: min = 2c

min min

L C

đến max = 2c

max max

L C

+ Ghép cuộn cảm.

- Có hai cuộn cảm có độ tự cảm lần lượt là L1 và L2 được ghép thành bộ tụ có điện

dung Lbộ = Lb

- Nếu 2 cuộn dây ghép song song:

1 2

// 1 2 1 2

L L1 1 1 L

L L L L L

    

giảm độ tự cảm

1 2

Lb L L

1 1 1

Z Z Z

 

giảm cảm kháng

Trang 5

2 2 2 1 2

// 1 2 //

2 2 2 2 2

// 1 2 1 2

1 1 1

f f f T T T

 

         

Nếu 2 cuộn dây ghép nối tiếp:

nt 1 2

L L L 

tăng độ tự cảm

1 2

Lb L L

Z Z Z 

tăng cảm kháng

2 2 2 2 2

nt 1 2 nt 1 2

2 2 2

nt 1 2

1 1 1 T T T

f f f

         

+ Ghép tụ:

- Có hai tụ điện có điện dung lần lượt là C1 và C2 được ghép thành bộ tụ có điện

dung Cbộ = Cb

-Nếu 2 tụ ghép song song:

// 1 2

C C C 

tăng điện dung

1 2

Cb C C

1 1 1

Z Z Z

 

giảm dung kháng

2 2 2 2 2

// 1 2 // 1 2

2 2 2

// 1 2

1 1 1 T T T

f f f

         

Nếu 2 tụ ghép nối tiếp:

1 2

nt 1 2 1 2

C C1 1 1 C

C C C C C

    

giảm điện dung

1 2

Cb C C

Z Z Z 

tăng dung kháng

2 2 2 1 2

nt 1 2 nt

2 2 2 2 2

nt 1 2 1 2

1 1 1

f f f T T T

 

          

+Bộ tụ xoay:

xnt 0 1 0

// 0 1 0

0 0

cT 2 c LC C

    

  



       

      



 

Noái tieáp :

Song song :

Tụ xoay:

x 0

0 0

C C

C / /C : C



 



 



 

Công thức tụ xoay

- Công thức tổng quát tính điện dung của tụ khi tụ xoay 1 góc  là:

C i

Z α

180



Trang 6

LÝ THUYẾT TOÁN

Kinh doanh - tiếp thị

Quản trị, internet, marketing

Giáo dục đào tạo

Các tài liệu, đề thi liên quan đến các môn học của học sinh và bài giảng của giáo viên

Công nghệ thông tin

Tài liệu lĩnh vực công nghệ thông tin

Học tiếng Anh

Các tài liệu liên quan đến học tiếng Anh