Giáo án Vật lí 12 Bài 23: Bài tập sóng điện từ

Ngày soạn: 19/01/2024 Tiết 41:
BÀI TẬP SÓNG ĐIỆN TỪ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
- Nắm được định nghĩa mạch dao động và quá trình biến thiên của điện tích và dòng điện trong mạch dao động.
- Nắm được công thức tính tần số góc, tần số, chu kì dao động riêng của mạch dao động.
- Nắm được sự bảo toàn năng lượng trong mạch dao động, thể hiện ở sự biến thiên điều hoà của
năng lượng điện trường và từ trường
- Ôn lại sơ lược sự tạo thành điện từ trường và sự lan truyền tương tác điện từ
- Hiểu được điện trường và từ trường là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường
- Hiểu sơ lược sự hình thành sóng điện từ và những đặc điểm của sóng điện từ
- Ôn lại khái niệm tầng điện li, những đặc điểm và ứng dụng của sóng vô tuyến
- Hiểu nguyên tắc phát và thu sóng điện từ.
- Nắm nguyên tắc phát và thu sóng điện từ 2. Năng lực a. Năng lực chung
- Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu.
- Năng lực trình bày và trao đổi thông tin.
- Năng lực nêu và giải quyết vấn đề.
- Năng lực hoạt động nhóm.
b. Năng lực đặc thù môn học
- Giải thích được sự biến thiên điều hoà của điện tích trong mạch dao động, sự biến thiên qua lại
giữa năng lượng điện trường và năng lượng từ trường.
- Giải thích được sự xuất hiện điện từ trường.
- So sánh được những tính chất giống nhau và khác nhau giữa sóng cơ học và sóng điện từ
- Giải các bài tập về mạch dao động, chu kì, tần số, bước sóng. 3. Phẩm chất
- Có thái độ hứng thú trong học tập.
- Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan.
- Có tác phong làm việc của nhà khoa học.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên
- Các bài tập vận dụng các công thức về mạch dao động. - Phiếu học tập:
Phiếu học tập số 1
Câu 1: Tần số góc của dao động điện từ tự do trong mạch LC có điện trở thuần không đáng kể được
xác định bởi biểu thức A. ω = 1/ B. ω= 1/ C. ω= 1/(π ) D. ω = 2π/
Câu 2: Một mạch dao động điện từ LC, có điện trở thuần không đáng kể. Hiệu điện thế giữa hai bản
tụ điện biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số f. Phát biểu nào sau đây là sai?


A. Năng lượng điện từ bằng năng lượng từ trường cực đại.
B. Năng lượng điện từ biến thiên tuần hoàn với tần số f .
C. Năng lượng điện từ bằng năng lượng điện trường cực đại.
D. Năng lượng điện trường biến thiên tuần hoàn với tần số 2 f .
Câu 3: Mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1 mH và tụ điện có
điện dung 0,1µF. Dao động điện từ riêng của mạch có tần số góc là A. 2.105 rad/s. B. 105 rad/s. C. 3.105 rad/s. D. 4.105 rad/s.
Câu 4: Một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung 0,125 μF và một cuộn cảm có độ
tự cảm 50 H. Điện trở thuần của mạch không đáng kể. Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là
3 V. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là A. 7,5 2 mA. B. 15 mA. C. 7,5 2 A. D. 0,15 A.
Câu 5: Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do, điện tích của một bản tụ
điện và cường độ dòng điện qua cuộn cảm biến thiên điều hòa theo thời gian
A. luôn ngược pha nhau.
B. với cùng biên độ.
C. luôn cùng pha nhau.
D. với cùng tần số.
Câu 6: Trong các loại sóng điện từ sau, sóng nào ít phản xạ ở tầng điện li.
I. Sóng dài II.Sóng ngắn III. Sóng trung bình IV. Sóng cực ngắn A. I và II B. IV C. III và I D.I, II và III
Câu 7: Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ.
A. Sóng điện từ là sự lan truyền của một điện từ trường B. Sóng điện từ là một sóng ngang
C. Sóng điện từ có đầy đủ tính chất như một sóng cơ học như phản xạ, giao thoa.
D. Sóng điện từ cũng như sóng cơ học không thể truyền trong chân không.
Câu 8: Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về sóng vô tuyến. A.
Sóng dài ít bị nước hấp thụ, dùng để thông tin dưới nước. B. Ban đêm nghe đài bằng sóng trung không tốt
C. Sóng ngắn được tầng điện li và mặt đất phản xạ nhiều lần nên có thể truyền đi mọi điểm trên mặt đất.
D. Sóng cực ngắn không bị tầng điện li hấp thụ hoặc phản xạ được dùng trong thông tin vũ trụ.
Câu 9: Kết luận sau đây là đúng khi nói về vận tốc lan truyền của sóng điện từ.
A. Không phụ thuộc vào môi trường truyền sóng, nhưng phụ thuộc vào tần số của nó
B. Phụ thuộc vào môi trường truyền sóng, nhưng không phụ thuộc vào tần số của nó
C. Không phụ thuộc vào môi trường và không phụ thuộc vào tần số của nó D. Phụ thuộc vào môi trường và tần số.
Câu 10: Sóng điện từ và sóng cơ học không có cùng tính chất nào sau đây.
A. Truyền được trong chân khôngB. Là sóng ngang
C. Mang năng lượng D. Phản xạ, khúc xạ, nhiểu xạ Câu 11: Nhận xét nào dưới đây là đúng. A. Sóng điện từ là sóng cơ học
B. Sóng điện từ, cũng như sóng âm, là sóng dọc nhưng có thể lan truyền trong chân không


C. Sóng điện từ là sóng ngang có thể lan truyền trong mọi môi trường, kể cả chân không.
D. Sóng điện từ chỉ lan truyền trong chất khí và bị phản xạ từ các mặt phẳng kim loại.
Câu 12: Điện trường xoáy là điện trường
A. có các đường sức bao quanh các đường cảm ứng từ
B. có các đường sức không khép kín
C. của các điện tích đứng yên
D. giữa hai bản tụ điện có điện tích không đổi
Câu 13: Đối với sự lan truyền sóng điện từ thì
A. vectơ cường độ điện trường ⃗E và vectơ cảm ứng từ ⃗B luôn vuông góc với phương truyền sóng.
B. vectơ cường độ điện trường ⃗E và vectơ cảm ứng từ ⃗B luôn cùng phương với phương truyền sóng.
C. vectơ cảm ứng từ ⃗B cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ cường độ điện trường ⃗E
vuông góc với vectơ cảm ứng từ ⃗B
D. vectơ cường độ điện trường ⃗E cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ cảm ứng từ ⃗B
vuông góc với vectơ cường độ điện trường ⃗E .
Câu 14: Một mạch dao động điện từ có tần số f = 0,5.106Hz, vận tốc ánh sáng trong chân không c =
3.108m/s. Sóng điện từ do mạch đó phát ra có bước sóng là A. 0,6m B. 6m C. 60m D. 600m
Câu 15: Phát biểu nào sau đâu là sai khi nói về sóng điện từ?
A. Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường, thì nó có thể bị phản xạ hoặc khúc xạ.
B. Sóng điện từ truyền được trong môi trường chân không.
D. Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại 1 điểm luôn đồng pha với nhau. Phiếu học tập số 2:
Bài 1: Tính tần số góc, tần số, chu kì dao động của một mạch điện có C = 60pF ; L = 1,5mH. Từ đó
nhận xét tần số của mạch dao động.
Bài 2: Một mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện gồm cuộn cảm L = và một tụ xoay, điện
dung biến đổi từ C1 = 10pF đến C2 = 250pF. Xác định dải sóng máy thu được?
Bài 3: Một mach dao động có C = 240pF ; L = 6mH. Tích điện cho tụ dưới hiệu điện thế 200V sau
đó để mạch tự dao động. Viết biểu thức của điện tích q và cường độ dòng điện i qua mạch.
Hướng dẫn: Các bước viết biểu thức trong phần này tương tự như phần dao động cơ. Hãy nhắc lại
các bước giải bài toán viết phương trình?
Bài 4: Cho mạch dao động có: C = 500pF, L = 0,2mH, tại thời điểm t = 0, i = Imax = 10mA, lấy 2 =
10. Viết biểu thức điện tích và cường độ dòng điện. 2. Học sinh
- Ôn lại nội dung bài mạch dao động
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp.


III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1: Mở đầu: Ôn lại kiến thức cũ thông qua các câu hỏi (hoặc game) kiểm tra bài a. Mục tiêu:
- Nắm được định nghĩa mạch dao động và quá trình biến thiên của điện tích và dòng điện trong mạch dao động.
- Nắm được công thức tính tần số góc, tần số, chu kì dao động riêng của mạch dao động.
- Nắm được sự bảo toàn năng lượng trong mạch dao động, thể hiện ở sự biến thiên điều hoà của
năng lượng điện trường và từ trường
- Ôn lại sơ lược sự tạo thành điện từ trường và sự lan truyền tương tác điện từ
- Hiểu được điện trường và từ trường là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường
- Hiểu sơ lược sự hình thành sóng điện từ và những đặc điểm của sóng điện từ
- Ôn lại khái niệm tầng điện li, những đặc điểm và ứng dụng của sóng vô tuyến
- Hiểu nguyên tắc phát và thu sóng điện từ.
- Nắm nguyên tắc phát và thu sóng điện từ
b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên
c. Sản phẩm: Các kiến thức trọng tâm được hệ thống lại.
d. Tổ chức thực hiện: Bước thực hiện Nội dung các bước Bước 1
Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: (Có thể hoạt động cá nhân hoặc tổ chức
game thi đua giữa các nhóm)
- Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau:
Câu 1:Nêu cấu tạo của mạch dao động và định luật biến thiên về điện tích và cường độ dòng điện.
Câu 2:Viết các công thức tần số góc, tần số và chu kì.
Câu 3: Nêu khái niệm điện từ trường.
Câu 4: Định nghĩa sóng điện từ - Các đặc điểm của sóng điện từ - Các loại sóng điện từ?
Câu 5: So sánh đặc điểm của sóng điện từ và sóng cơ học
Câu 6: Nêu 4 nguyên tắc cơ bản của việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến. Bước 2
Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo cá nhân (hoặc nhóm nếu lập game) Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Cá nhân hoặc đại diện 1 nhóm trả lời.
- Học sinh các nhóm thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4
Giáo viên tổng kết hoạt động 1.
GV nêu vấn đề: Trong tiết học hôm nay chúng ta sẽ vận dụng những kiến
thức đã học về mạch dao động để làm các bài tập.
Hoạt động 2: Luyện tập
Hoạt động 2.1: Giải một số bài tập trắc nghiệm a. Mục tiêu: