Sau khi tổng hợp những kiến ​​thức cơ bản, trọng tâm của chương trình Vật lý lớp 12, x-lair.com xin giới thiệu đến các em học sinh tài liệu.Ôn tập Vật Lý 12 Chương 4 Dao động và sóng điện từ. Đây là tài liệu giúp các em bổ sung, củng cố kiến ​​thức, hướng dẫn cách làm bài tập để các em nắm vững và nâng cao kỹ năng giải bài tập. Ngoài ra, tài liệu còn có các đề kiểm tra trắc nghiệm trực tuyến chương 4, đề kiểm tra 1 tiết được sưu tầm và tổng hợp từ nhiều trường THPT trên cả nước giúp các em học sinh dễ dàng ôn tập chuẩn bị cho các kỳ thi. và cách rèn luyện tư duy, rèn luyện kỹ năng giải đề thi hiệu quả nhất để có thể tự đánh giá năng lực bản thân và rèn luyện nhiều hơn. Hi vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích, không chỉ giúp các em học tập tốt hơn mà còn là hành trang chuẩn bị tốt cho kì thi quan trọng sắp tới.

Bạn đang xem: Vật Lý 12 Chương 4

YOMEDIA

Đề cương ôn tập Vật Lý 12 Chương 4

A. Tóm tắt lý thuyết

1. Dao động điện từ

1. Mạch dao động (hay khung dao động) là mạch kín gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Điện trường và từ trường trong mạch biến đổi nên dao động của mạch gọi là dao động điện. của.

2. Trong mạch dao động, điện tích q của tụ điện, cường độ dòng điện i trong mạch và hiệu điện thế u giữa hai bản tụ điện đều biến thiên tuần hoàn theo định luật sin với tần số góc \(\omega = \frac { 1}{{ \sqrt {LC} }}\).

+ Nếu \(q = {q_o}c{\rm{os}}\left( {\omega t + \varphi } \right)\) thì \({u = \frac{q}{C} = \frac {{{q_o}}}{C}c{\rm{os}}\left( {\omega t + \varphi } \right)}\)

Đơn vị điện tích là coulomb (C).

và \({i = q” = – \omega {q_o}{\mathop{\rm s}\nolimits} trong\left( {\omega t + \varphi } \right) = {I_o}c{\rm{ os}}\left( {\omega t + \varphi + \frac{\pi }{2}} \right)}\).Với \({{I_o} = \omega {q_o}}\)

3. Nếu không có tác dụng điện, từ ngoài thì dao động điện từ là dao động tự do

Tần số góc: \({\omega = \frac{1}{{\sqrt {LC} }}}\)

Khoảng thời gian cụ thể: \({T = 2\pi \sqrt {LC} }\)

Tần số tự nhiên: \({f = \frac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }}}\)

L là độ tự cảm của cuộn cảm, đơn vị là Henry (H) và C là điện dung của tụ điện, đơn vị là fara (F).

4. Năng lượng của mạch dao động LC:

Năng lượng của mạch dao động gồm năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm.

Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch gọi là năng lượng điện từ.

Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch được bảo toàn.

Xét một bộ dao động LC với \(q = {q_o}c{\rm{os}}\left( {\omega t + \varphi } \right)\)

Năng lượng điện trường tức thời trong tụ điện:

\({{W_C} = \frac{1}{2}C{u^2} = \frac{1}{2}qu = \frac{1}{2}\frac{{{q^2}} }{C}}\) hoặc:\({{{\rm{W}}_C} = \frac{1}{2}\frac{{q_o^2}}{C}c{\rm{o} }{{\rm{s}}^2}\left( {\omega t + \varphi } \right)}\)

Năng lượng từ trường tức thời trong cuộn cảm:

\({{W_L} = \frac{1}{2}L{i^2}}\) hoặc \({{W_L} = \frac{1}{2}L{\omega ^2}q_o^2 {{\sin }^2}\left( {\omega t + \varphi } \right)}\)

\({{W_L} = \frac{1}{2}\frac{{q_o^2}}{C}{{\sin }^2}\left( {\omega t + \varphi } \right)} \)

Năng lượng điện từ của mạch dao động LC:

\({{\rm{W = }}{{\rm{W}}_C} + {{\rm{W}}_L}}\)= hằng số

Đơn vị của năng lượng là joule (J).

\({{\rm{W}} = \frac{1}{2}\frac{{q_o^2}}{C} = \frac{1}{2}CU_o^2 = \frac{1}{ 2}{q_o}{U_o} = \frac{1}{2}LI_o^2}\)

Như vậy, trong quá trình dao động của mạch, năng lượng từ trường và năng lượng điện trường luôn chuyển hóa lẫn nhau, nhưng năng lượng điện từ tổng hợp là không đổi.

2. Trường điện từ

2.1. Mối liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên

+ Nếu tại một điểm có từ trường biến thiên theo thời gian thì có điện trường xoáy.

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

+ Nếu tại nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì xuất hiện từ trường.

Các đường sức từ luôn kín.

2.2. Điện trường:Mỗi lần biến thiên của từ trường đều sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường biến thiên theo thời gian, đồng thời mỗi lần biến thiên của điện trường cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian.

Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên cùng tồn tại trong không gian. Chúng có thể chuyển hóa lẫn nhau thành một trường thống nhất gọi là điện trường.

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

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

3.1. Nêu đặc điểm của sóng điện từ?

+ Sóng điện từ truyền được trong chân không với vận tốc ánh sáng (c = 3.108m/s). Sóng điện từ lan truyền trong chất điện môi. Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong chất điện môi nhỏ hơn trong chân không và phụ thuộc vào hằng số điện môi.

Sóng điện từ là sóng ngang. Trong quá trình truyền sóng \(\ mũi tên phải E \) và \(\mũi tên qua phải E \) 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, nó cũng bị phản xạ và khúc xạ giống như ánh sáng. Ngoài ra còn có hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ… sóng điện từ.

Sóng điện từ mang năng lượng. Khi sóng điện từ truyền về phía ăng-ten, các electron tự do trong ăng-ten dao động.

+ Nguồn phát sóng điện từ rất đa dạng như tia lửa điện, đóng cầu dao, cầu dao, sấm sét…

b. Truyền thông bằng sóng vô tuyến

+ Sóng vô tuyến là sóng điện từ dùng trong vô tuyến điện, có bước sóng từ vài mét đến vài km. Theo bước sóng, người ta chia sóng vô tuyến thành các loại: vi ba, sóng ngắn, sóng trung bình và sóng dài.

+ tầng điện ly là một lớp khí quyển bị ion hóa mạnh bởi ánh sáng mặt trời và nằm ở độ cao từ 80 km đến 800 km, có ảnh hưởng lớn đến việc truyền sóng vô tuyến.

+ Các phân tử không khí trong khí quyển hấp thụ mạnh các vùng sóng dài, trung bình và vi ba, nhưng hấp thụ kém vùng sóng ngắn. Sóng ngắn bị phản xạ tốt trong tầng điện ly và mặt đất.

+ Nguyên tắc chung của thông tin vô tuyến:

– Điều chế sóng mang:

* Biến đổi âm thanh (hoặc hình ảnh) được truyền thành các dao động điện từ có tần số thấp gọi là tín hiệu âm tần (hoặc hình ảnh tần số).

*Trộn: Sử dụng sóng điện từ tần số cao (tần số cao) để mặc (sóng mang) tín hiệu tần số âm thanh hoặc hình ảnh tầm xa. Để làm điều này, cần phải trộn sóng điện từ tần số âm thanh hoặc hình ảnh với sóng điện từ tần số cao (được điều chế). Thông qua ăng-ten phát, sóng điện từ tần số cao được điều chế được truyền trong không gian.

–Người nhận: Sử dụng máy thu có ăng ten thu để chọn và thu sóng điện từ tần số cao mà bạn muốn thu.

–Máy dò sóng: Tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần (tách sóng) rồi dùng loa để nghe âm thanh truyền đến hoặc dùng màn hình để xem hình ảnh.

-Kcủng cố:Để tăng cường độ của sóng truyền và tăng cường độ của tín hiệu nhận được, các bộ khuếch đại được sử dụng.

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

1. Micrô

2. Mạch tạo sóng điện từ cao tần.

3. Mạch biến điệu.

4. Mạch khuếch đại.

5. Ăng-ten gửi

Anten phát: là một khung dao động hở (các vòng dây của cuộn dây L hoặc 2 bản tụ điện C cách xa nhau), có các cuộn dây mắc song song gần cuộn dây máy phát điện. Nhờ hiện tượng cảm ứng, các bức xạ sóng điện từ cùng tần số với máy phát sẽ được phát ra không gian.

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

Anten thu: là khung dao động hở, thu được nhiều sóng, có tụ điện C biến thiên được. cộng hưởng với tần số sóng nhận được Ta thu được sóng điện từ có f = f0

So sánh sóng cơ và sóng điện từ.

SÓNG CƠ	SÓNG ĐIỆN TỪ
* Sự lan truyền dao động cơ học trong môi trường vật chất. * Tần số nhỏ. * Không thể phát sóng trong chân không. * Truyền tốt trong các môi trường: Rắn > lỏng > khí. VĐ. Khi sóng cơ truyền từ không khí vào nước thì tốc độ tăng bước sóng tăng	* Tuyên truyền tương tác điện từ trong mọi môi trường. * Tần số rất lớn. * Bôi trơn tốt nhất trong chân không. * Đường truyền tốt trong môi trường thường theo thứ tự: Chân không > khí > lỏng > rắn. Xem thêm: Mẫu Báo cáo lưu chuyển tiền tệ trực tiếp trên Excel mới nhất 2022 Ví dụ sóng điện từ truyền từ không khí vào nước thì tốc độ giảm đi n lần v = c/n, bước sóng giảm đi n lần ln = l/n.

B. Bài tập minh họa

Bài 1: