Điện từ trường và sóng điện từ là 2 khái niệm trung tâm của 1 thuyết vật lý lớn: Thuyết điện từ. Sự ra đời của thuyết điện từ được đánh dấu từ 2 công trình nổi tiếng của Mắc-xoen
Hôm nay, chúng ta tiếp tục qua bài 2: Điện từ trường . Điện từ trường là trường có hai thành phần biến thiên theo thời gian, liên quan mật thiết với nhau là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên
Khi từ trường biến thiên sẽ tạo ra từ trường xoáy (\(\overrightarrow{E}\) là những đường cong khép kín).
Điện trường xoáy là điện trường có đường sức là đường cong kín
Kết luận: Nếu tại 1 nơi có 1 từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện 1 điện trường xoáy
Từ trường của mạch dao động
Xét mạch LC lý tưởng
\(i = \frac{dq}{dt}\)
Mà: \(q = CU = C.E.d\)
\(\Rightarrow i = \frac{d(C.E.d)}{dt} = C.d = \frac{dE}{dt}\)
Khi điện trường biến thiên thì tạo ra từ trường, từ trường luôn xoáy.
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 trường biến thiên và từ trường biến thiên liên quan mật thiết với nhau, là hai thành phần của một trường thống nhất – điện từ trường (trường điện từ)
Các phương trình Mắc - Xoen mô tả mối liên hệ của điện từ trường: (4 phương trình).
Điện tích – điện trường – dòng điện – từ trường
Sự biến thiên của từ trường theo thời gian và điện trường xoáy
Sự biến thiên của điện trường theo thời gian và từ trường
Ở đâu xuất hiện điện trường?
A. Xung quanh 1 điện tích đứng yên
B. Xung quanh 1 dòng điện không đổi
C. Xung quanh 1 ống dây điện
D. Xung quanh một tia lửa điện
Hãy chọn câu đúng?
Đặt 1 hộp kín bằng sắt trong điện trường. Trong hộp kín sẽ:
A. Có điện trường
B. Có từ trường
C. Có điện từ trường
D. Không có các trường nói trên
Xem Video giải BT Bài 20 trang 111 SGK Vật lý 12 : Điện từ trường tại: goo.gl/H8imVM
Điện từ trường là 1 trong những dạng bài quan trọng nhất của chương 4- Dao động và sóng điện từ. Qua bài giảng này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Nêu được định nghĩa về điện từ trường
Phân tích được một hiện tượng để thấy được mối liên quan giữa sự biến thiên theo thời gian của cảm ứng từ với điện trường xoáy và sự biến thiên của cường độ điện trường với từ trường.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 21 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về điện từ trường?
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về năng lượng dao động điện từ tự do trong mạch dao động điện từ LC không điện trở thuần?
Năng lượng điện từ của mạch dao động bằng tổng năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm.
Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên điều hòa với tần số bằng một nửa tần số của cường độ dòng điện trong mạch.
Đặt 1 hộp kín bằng sắt trong điện trường. Trong hộp kín sẽ:
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 12 Bài 21để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 111 SGK Vật lý 12
Bài tập 2 trang 111 SGK Vật lý 12
Bài tập 3 trang 111 SGK Vật lý 12
Bài tập 4 trang 111 SGK Vật lý 12
Bài tập 5 trang 111 SGK Vật lý 12
Bài tập 6 trang 111 SGK Vật lý 12
Bài tập 21.1 trang 56 SBT Vật lý 12
Bài tập 21.2 trang 56 SBT Vật lý 12
Bài tập 21.3 trang 56 SBT Vật lý 12
Bài tập 21.4 trang 56 SBT Vật lý 12
Bài tập 21.5 trang 56 SBT Vật lý 12
Bài tập 21.6 trang 57 SBT Vật lý 12
Bài tập 21.7 trang 57 SBT Vật lý 12
Bài tập 21.8 trang 57 SBT Vật lý 12
Bài tập 21.9 trang 57 SBT Vật lý 12
Bài tập 21.10 trang 57 SBT Vật lý 12
Bài tập 1 trang 129 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 2 trang 129 SGK Vật lý 12 nâng cao
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 12 DapAnHay
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về điện từ trường?
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về năng lượng dao động điện từ tự do trong mạch dao động điện từ LC không điện trở thuần?
Năng lượng điện từ của mạch dao động bằng tổng năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm.
Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên điều hòa với tần số bằng một nửa tần số của cường độ dòng điện trong mạch.
Đặt 1 hộp kín bằng sắt trong điện trường. Trong hộp kín sẽ:
Ở đâu xuất hiện điện trường?
Phát biểu nào sau đây là sai về sóng điện từ ?
Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5 mH và tụ điện có điện dung 5 mF. Trong mạch có dao động điện từ tự do. Tính khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà điện tích trên một bản tụ điện có độ lớn cực đại và khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường.
Điện tích trên bản cực của tụ điện dao động điều hòa với phương trình q = Qocos(2πt/T). Năng lượng điện trường biến đổi
Cường độ dòng điện trong mạch dao động là i = 12cos(2.105t) mA. Biết độ tự cảm của mạch là L = 20mH và năng lượng của mạch được bảo toàn. Lúc i = 8mA thì hiệu điện thế u giữa hai bản tụ có giá trị bao nhiêu?
Một mạch dao động gồm một tụ điện C = 50μF và một cuộn dây có độ tự cảm L = 5mH. Hãy tính năng lượng toàn phần của mạch điện và điện tích cực đại trên bản cực của tụ điện khi hiệu điện thế cực đại giữa hai bản cực của tụ điện bằng 6V. Hãy tính năng lượng điện trường ở thời điểm mà hiệu điện thế giữa hai bản cực của tụ điện bằng 4V. Coi điện trở thuần của cuộn dây không đáng kể.
Một mạch dao động LC gồm một cuộn dây thuần cảm và tụ điện có điện dung C = 4 μF. Mạch đang dao động với hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 5mV. Năng lượng điện từ của mạch là:
Phát biểu mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của từ trường và điện trường xoáy.
Phát biểu mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của điện trường và từ trường.
Điện từ trường là gì?
Ở đâu xuất hiện điện từ trường?
A. Xung quanh một dòng điện đứng yên.
B. Xung quanh một dòng điện không đổi
C. Xung quanh một ống dây điện
D. Xung quanh chỗ có tia lửa điện.
Hãy chọn câu đúng.
Đặt một hộp kín bằng sắt trong điện từ trường. Trong hộp kín sẽ
A. Có điện trường
B. có từ trường.
C. Có điện từ trường.
D. Không có các trường nói trên.
Điểm nào dưới đây không thuộc về nội dung của thuyết điện từ Mắc - xoen?
A. Tương tác giữa các điện tích hoặc giữa điện tích với điện trường và từ trường.
B. Mối quan hệ giữa điện tích và sự tồn tại của điện trường và từ trường.
C. Mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của từ trường và điện trường xoáy
D. Mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của điện trường và từ trường.
Một dòng điện một chiều không đổi chạy trong một dây kim loại thẳng. Xung quanh dây dẫn
A. có điện trường, C. có điện từ trường.
B. có từ trường. D. không có trường nào cả.
Tìm phát biểu sai.
A. Điện trường và từ trường đều tác dụng lực lên điện tích đứng yên.
B. Điện trường và từ trường đều tác dụng lực lên điện tích chuyển động.
C. Điện từ trường tác dụng lực lên điện tích đứng yên.
D. Điện từ trường tác dụng lực lên điện tích chuyển động.
Chỉ ra phát biểu sai.
Xung quanh một điện tích dao động
A. có điện trường. B. có từ trường.
C. có điện từ trường. D. không có trường nào cả.
Khi phân tích thí nghiêm về hiện tượng cảm ứng điện từ, ta phát hiện ra
A. điện trường. B. từ trường.
C. điện từ trường. D. điện trường xoáy.
Chỉ ra phát biểu sai.
A. Điện trường tồn tại xung quanh điện tích và không có khả năng lan truyền đi xa.
B. Từ trường tồn tại xung quanh dòng điện không đổi và không có khả năng lan truyền đi xa.
C. Điện từ trường xuất hiện ở chỗ có tia lửa điện và không có khả năng lan truyền đi xa.
D. Điện từ trường xuất hiện ở chỗ có tia lửa điện và có khả năng lan truyền đi xa.
Điện từ trường xuất hiện trong vùng không gian nào dưới đây ?
A. Xung quanh một quả cầu tích điện.
B. Xung quanh một hệ hai quả cầu tích điện trái dấu.
C. Xung quanh một ống dây điện.
D. Xung quanh một tia lửa điện.
Điện từ trường xuất hiện tại chỗ xảy ra tia chớp vào lúc nào ?
A. Vào đúng lúc ta nhìn thấy tia chớp.
B. Trước lúc ta nhìn thấy tia chớp một khoảng thời gian rất ngắn.
C. Sau lúc ta nhìn thấy tia chớp một khoảng thời gian rất ngắn.
D. Điện từ trường không xuất hiện tại chỗ có tia chớp.
Chỉ ra phát biểu sai.
A. Điện trường gắn liền với điện tích.
B. Từ trường gắn liền với dòng điện.
C. Điện từ trường gắn liền với điện tích và dòng điện.
D. Điện từ trường xuất hiện ở chỗ có điện trường hoặc từ trường biến thiên.
Chỉ ra phát biểu sai ?
A. Điện trường gắn liền với điện tích.
B. Từ trường gắn liền với dòng điện.
C. Điện từ trường gắn liền với điện tích và dòng điện.
D. Điện từ trường xuất hiện ở chỗ có điện trường hoặc từ trường biến thiên.
Trong trường hợp nào sau đây xuất hiện điện từ trường ?
A. Electron chuyển động trong dây dẫn thẳng có dòng điện một chiều.
B. Electron chuyển động trong dây dẫn tròn có dòng điện một chiều,
C. Electron chuyển động trong ống dây có dòng điện một chiều.
D. Electron trong đèn hình vô tuyến đến va chạm vào màn hình.
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. Điện trường xoáy là điện trường mà đường sức là những đường cong.
C. Khi điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường.
D. Từ trường có các đường sức từ bao quanh các đường sức của điện trường biến thiên.
Trong điện từ trường, các vecto cường độ điện trường và vecto cảm ứng từ luôn:
A. cùng phương, ngược chiều
B. cùng phương, cùng nhiều
C. có phương vuông góc với nhau
D. có phương lệch nhau 45o
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Câu trả lời của bạn
Từ công thức tính chu kỳ dao động và giả thiết ta có
→ Vậy chu kì tăng 2 lần.
a) 440 Hz.
Câu trả lời của bạn
Từ công thức ƒ = \(\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\rightarrow L=\frac{1}{4\pi ^{2}Cf^{2}}\)
a) Khi f = 440 Hz → L = \(\frac{1}{4\pi ^{2}Cf^{2}}=\frac{1}{4\pi ^{2}0,5.10^{-6}.440^{2}}\) = 0,26 H
b) Khi f = 90 MHz = 90.106 Hz → L = \(\frac{1}{4\pi ^{2}Cf^{2}}=\frac{1}{4\pi ^{2}0,5.10^{-6}.(90.10^{6})^{2}}\) = 6,3.10-12 (H) = 6,3 (pH).
Câu trả lời của bạn
Ở thời điểm đầu (t = 0), điện tích trên một bản tụ là: q1 = qo
Sau khoảng thời gian ngắn nhất ∆t, điện tích trên một bản tụ điện là: q2 = \(\frac{q_{0}}{2}\). Từ hình vẽta có : Ta có: ∆j =rad
=>∆t= \(\frac{\pi }{3}rad\)
\(\Rightarrow \Delta t=\frac{\Delta \varphi }{\omega }=\frac{\pi }{3}.\frac{T}{2\pi }=\frac{T}{6}\)
Vậy, chu kì dao động riêng của mạch là: T = 6∆t = 6.10-6s
Câu trả lời của bạn
Ở thời điểm ban đầu t = 0, điện tích trên một bản tụ là q1 = 0.
Sau đó một khoảng thời gian ngắn nhất ∆t thì WL =\(\frac{1}{3}\) WC.
=> W = \(\frac{1}{3}\) WC + WC = \(\frac{4}{3}\)WC \(\Leftrightarrow \frac{{q_{0}}^{2}}{2C}=\frac{4}{3}.\frac{{q_{2}}^{2}}{2C}\Rightarrow q_{2}=\frac{\sqrt{3}}{2}q_{0}\) hoặc q2 = - \(\frac{\sqrt{3}}{2}\)qo . Ta biểu diễn dao động của q ở các thời điểm như hình vẽ.
Ta có: \(\Delta t=\frac{\Delta \varphi }{\omega }\) với ∆φ= \(\frac{\pi }{2}-\alpha\); mà: cosa = \(\frac{q_{2}}{q_{0}}=\frac{\sqrt{3}}{2}\)
=> a= \(\frac{\pi }{6}\)=>∆φ =.\(\frac{\pi }{3}\) Vậy: \(\Delta t=\frac{\Delta \varphi }{\omega }=\frac{\pi }{3.10^{6}\pi }=\frac{1-^{-6}}{3}s\)
Câu trả lời của bạn
Giả sử ở thời điểm ban đầu t1, điện tích trên tụ điện có giá trị q1. Ở thời điểm t2, sau đó một khoảng thời gian ∆t = \(\frac{3}{4}T\) ta có \(\Delta \varphi =\omega \Delta t=\frac{2\pi }{T}\frac{3T}{4}=\frac{3\pi }{2}\) rad. Từ hình vẽ ta có:
φ1 + φ2 = \(\frac{\pi }{2}\) => sinφ2 = cosφ1 (1) Từ công thức: => \({q_{0}}^{1}=q^{2}+\frac{i^{2}}{\omega ^{2}}\Rightarrow sin\varphi _{2}=\frac{i_{2}}{\omega q_{0}}\)
Do đó (1)
Vậy : T = 10-3s.
Câu trả lời của bạn
Điện tích tức thời
\(q=Q_{0}cos(\omega t+\varphi )\)
Trong đó
Vậy phương trình cần tìm: q = 8.10-5cos500t (C)
Năng lượng điện trường
\(W_{d}=\frac{1}{2}\frac{q^{2}}{C}\)
Vào thời điểm \(t=\frac{T}{8}\), điện tích của tụ điện bằng \(q=Q_{0}cos\frac{2\pi }{T}.\frac{T}{8}=\frac{Q_{0}}{\sqrt{2}}\)
, thay vào ta tính được năng lượng điện trường
a) Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch.
b) Tính năng lượng điện từ và tần số dao động của mạch. Tính độ tự cảm của cuộn dây, biết điện dung của tụ điện là 0,25πF.
Câu trả lời của bạn
Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch
hay có thể viết dưới dạng \(i=5.10^{-3}cos(2.10^{3}\pi t+\frac{\pi }{2})(A)\)
Năng lượng điện từ
Độ tự cảm của cuộn dây
Từ công thức tính tần số góc:\(\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}\), suy ra \(L=\frac{1}{C\omega ^{2}}=\frac{1}{0,25.10^{-6}.(2.10^{3})^{2}}=0,1H\)
Câu trả lời của bạn
Khi năng lượng điện trường trên tụ bằng năng lượng từ trường trong cuộn dây, ta có \(W_{d}=W_{t}=\frac{1}{2}W\) hay \(\frac{1}{2}.\frac{q^{2}}{C}=\frac{1}{2}(\frac{1}{2}\frac{{Q_{0}}^{2}}{C})\Rightarrow q=\pm Q_{0}\frac{\sqrt{2}}{2}\)
Với hai vị trí li độ \(q=\pm Q_{0}\frac{\sqrt{2}}{2}\) trên trục Oq, tương ứng với 4 vị trí trên đường tròn, các vị trí này cách đều nhau bởi các cung \(\frac{\pi }{2}\).
Có nghĩa là, sau hai lần liên tiếp Wđ = Wt, pha dao động đã biến thiên được một lượng là \(\frac{\pi }{2}=\frac{2\pi }{4}\Leftrightarrow \frac{T}{4}\)
(Pha dao động biến thiên được 2 sau thời gian một chu kì T)
Câu trả lời của bạn
Có thể viết lại biểu thức điện tích dưới dạng hàm số cosin đối với thời gian, quen thuộc như sau:
\(q=Q_{0}cos(2\pi .10^{-6}t-\frac{\pi }{2})\)
và coi q như li độ của một vật dao động điều hòa.
Ban đầu, pha dao động bằng \(-\frac{ \pi }{2}\) , vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương.
Wđ = Wt lần đầu tiên khi \(q=Q_{0}\frac{\sqrt{2}}{2}\) , vectơ quay chỉ vị trí cung \(-\frac{\pi }{4}\), tức là nó đã quét được một góc \(\frac{\pi }{4}=\frac{2\pi }{8}\) tương ứng với thời gian \(\frac{T}{8}\) .
Vậy thời điểm bài toán cần xác định là t = \(\frac{T}{8}=\frac{2\pi }{8\omega }=\frac{\pi }{2\pi .10^{6}}=5.10^{-7}s\)
Câu trả lời của bạn
Ta có:
Câu trả lời của bạn
Ta có:
vì tụ đang nạp điện nên: \(\varphi =-\frac{\pi }{3}\) rad. Vậy: u = 4\(\sqrt{2}\)cos(106t - \(\frac{\pi }{3}\))(V).
I0 = \(\sqrt{\frac{C}{L}}\)U0 = 4\(\sqrt{2}\).10-3 A; i = I0cos(106t - \(\frac{\pi }{3}\) + \(\frac{\pi }{2}\) ) = 4\(\sqrt{2}\).10-3 cos(106t + \(\frac{\pi }{6}\) )(A).
Câu trả lời của bạn
Ta có: ω = \(\frac{1}{\sqrt{LC}}\) = 104 rad/s; I0 = I\(\sqrt{2}\) =\(\sqrt{2}\) .10-3 A; q0 = \(\frac{I_{0}}{\omega }\) =\(\sqrt{2}\) .10-7 C.
Khi t = 0 thì WC = 3Wt => W = \(\frac{4}{3}\) WC => q = \(\frac{\sqrt{3}}{2}\) q0 => cosφ = cos(± \(\frac{\pi }{6}\)).Vì tụ đang phóng điện nên φ = \(\frac{\pi }{6}\).
Vậy: q = \(\sqrt{2}\).10-7cos(104t + \(\frac{\pi }{6}\))(C); u = \(\frac{q}{C}\) = \(\sqrt{2}\) .10-2cos(104t + \(\frac{\pi }{6}\) )(V);
i =\(\sqrt{2}\) .10-3cos(104t + \(\frac{3\pi }{2}\) )(A)
Câu trả lời của bạn
Ta có: T = 2\(\pi \sqrt{LC}\)= 4π.10-5 = 12,57.10-5 s; f = \(\frac{1}{T}\) = 8.103 Hz.
Câu trả lời của bạn
Ta có: \(\lambda =2\pi c\sqrt{LC}\)= 600 m.
a) Tính bước sóng điện từ mà mạch thu được.
b) Để mạch bắt được sóng có bước sóng trong khoảng từ 60 m đến 600 m thì cần phải thay tụ điện C bằng tụ xoay CV có điện dung biến thiên trong khoảng nào? Lấy π2 = 10; c = 3.108 m/s.
Câu trả lời của bạn
a) Ta có: λ= 2πc \(\sqrt{LC}\)= 754 m.
b) Ta có: C1 = \(\frac{{\lambda _{1}}^{2}}{4\pi ^{2}c^{2}L}\) = 0,25.10-9 F; C2 = \(\frac{{\lambda _{2}}^{2}}{4\pi ^{2}c^{2}L}\) = 25.10-9 F;
vậy phải sử dụng tụ xoay CV có điện dung biến thiên từ 0,25 πF đến 25 πF.
Câu trả lời của bạn
a có:
Câu trả lời của bạn
Ta có: C1 = \(\frac{{\lambda _{1}}^{2}}{4\pi ^{2}c^{2}L}\) = 4,5.10-10 F; C2 = \(\frac{{\lambda _{2}}^{2}}{4\pi ^{2}c^{2}L}\) = 800.10-10 F.
Vậy C biến thiên từ 4,5.10-10 F đến 800.10-10 F.
Câu trả lời của bạn
Từ Công thức \(\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}\) , với C = 16nF = 16.10-9F và L = 25mH = 25.10-3H.
Suy ra ω.
Câu trả lời của bạn
Áp dụng công thức tính tần số dao động của mạch \(f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\), thay L = 2.10-3H, C = 2.10-12F và π2 = 10, ta được f = 2,5.106H = 2,5MHz.
Câu trả lời của bạn
\(L=\frac{1}{\omega ^{2}C}=\frac{1}{4\pi ^{2}f^{2}C}\)
hoặc dùng lệnh SOLVE của máy tính Fx 570ES, với ẩn số L là biến X :
Dùng biểu thức \(f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\) Nhập các số liệu vào máy tính : \(10^{5}=\frac{1}{2\pi \sqrt{Xx5.10^{-9}}}\).
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *