Bài tập thu phát sóng điện từ

Tài liệu luyện thi THPT Quốc gia môn Vật lý

Bài tập thu phát sóng điện từ

Bài tập thu phát sóng điện từ là tài liệu tham khảo hay, giúp các bạn học sinh củng cố kiến thức về điện từ trường, sóng điện từ, các giả thuyết của Mắcxoen, từ đó vận dụng lý thuyết để giải các dạng bài tập về thu phát sóng điện từ: xác định các đại lượng đặc trưng, ghép tụ điện phù hợp để bắt được bước sóng xác định. Chúc các bạn học tốt.

I. LÝ THUYẾT

1. Các giả thuyết của Mắcxoen

Giả thuyết 1

Mọi từ trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một điện trường xoáy.
Điện trường xoáy là điện trường mà các đường sức bao quanh các đường cảm ứng từ.

Giả thuyết 2

Mọi điện trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một từ trường biến thiên.
Từ trường xoáy là từ trường mà các đường cảm ứng từ bao quanh các đường sức của điện trường

2. Điện từ trường

Phát minh của Mắcxoen dẫn đến kết luận không thể có điện trường hoặc từ trường tồn tại riêng biệt, độc lập với nhau. Điện trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại từ trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên.
Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một loại trường duy nhất gọi là điện từ trường.

3. Sự lan truyền tương tác điện từ

Giả sử tại 1 điểm O trong không gian có một điện trường biến thiên E₁ không tắt dần. Nó sinh ra ở các điểm lân cận một từ trường xoáy B₁; từ trường biến thiên B₁ lại gây ra ở các điểm lân cân nó một điện trường biến thiên E₂ và cứ thế lan rộng dần ra. Điện từ trường lan truyền trong không gian càng xa điểm O.

Kết luận

Tương tác điện từ thực hiện thông qua điện từ trường phải tốn một khoảng thời gian để truyền được từ điểm nọ tới điểm kia.

4. Sóng điện từ

Sự hình thành sóng điện từ khi một điện tích điểm dao động điều hòa

Khi tại một điểm O có một điện tích điểm dao động điều hòa với tần số f theo phương thẳng đứng. Nó tạo ra tại O một điện trường biến thiên điều hòa với tần số f.
Tại O hình thành một điện từ trường biến thiên điều hòa. Điện từ trường này lan truyền trong không gian dưới dạng sóng. Sóng đó gọi là sóng điện từ.

Nguồn phát: Nguồn phát SĐT (còn gọi là chấn tử) rất đa dạng như tia lửa điện, dây đẫn điện xoay chiều, cầu dao điện ...
Sóng điện từ là quá trình truyền đi trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn theo không gian và theo thời gian.

5. Tính chất của sóng điện từ

Sóng điện từ truyền được trong các môi trường vật chất và cả trong chân không. Vận tốc truyền sóng điện từ trong chân Không lớn nhất và bằng vận tốc ánh sáng v = c = 3.10⁸ m/s.
Sóng điện từ là sóng ngang. Trong quá trình truyền sóng, tại một điểm bất kì trên phương truyền, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền.
Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường tại một điểm luôn dao động cùng pha với nhau.
Sóng điện từ có tính chất giống sóng cơ học: Phản xạ, khúc xạ và giao thoa được với nhau.

Bài tập lý thuyết

Câu 1: 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. Khi điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường.

C. Điện trường xoáy là điện trường mà các đường sức là những đường cong có điểm đầu và điểm cuối.

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

Câu 2: Trong điện từ trường, các vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn

A. cùng phương, ngược chiều. B. cùng phương, cùng chiều.

C. có phương vuông góc với nhau. D. có phương lệch nhau góc 45⁰.

Câu 3: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Điện trường tĩnh là điện trường có các đường sức điện xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm.

B. Điện trường xoáy là điện trường có các đường sức điện là các đường cong kín.