Sóng điện từ là một phần quan trọng trong chương trình Vật lý 12 và thường xuất hiện trong các kỳ thi quan trọng. Bài viết này cung cấp những Bài Tập Sóng điện Từ Có Lời Giải chi tiết, giúp học sinh ôn tập, củng cố kiến thức và đạt kết quả cao trong các kỳ thi.
Sóng điện từ là gì?
Sóng điện từ là gì?
Sóng điện từ là sự lan truyền của điện trường và từ trường trong không gian, chúng dao động vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Sóng điện từ không cần môi trường vật chất để truyền đi, có thể lan truyền trong chân không và có tốc độ bằng tốc độ ánh sáng.
Các dạng bài tập sóng điện từ thường gặp
Bài tập sóng điện từ thường xoay quanh các dạng sau:
- Xác định các đại lượng đặc trưng của sóng điện từ: bước sóng, tần số, chu kì, tốc độ truyền sóng.
- Tính toán năng lượng sóng điện từ: năng lượng sóng, mật độ năng lượng, cường độ sóng.
- Tìm hiểu về sự phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ của sóng điện từ.
- Ứng dụng của sóng điện từ trong đời sống: sóng radio, lò vi sóng, tia X,…
Bài tập sóng điện từ có lời giải chi tiết
Bài tập 1: Một mạch dao động LC lý tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1mH và tụ điện có điện dung C = 1μF. Tính chu kì dao động riêng của mạch.
Lời giải:
Chu kì dao động riêng của mạch dao động LC được tính theo công thức:
T = 2π√(LC)Thay số vào ta được:
T = 2π√(1.10^-3 * 1.10^-6) ≈ 6,28.10^-5 sVậy chu kì dao động riêng của mạch là 6,28.10^-5 s.
Tính chu kỳ dao động riêng của mạch
Bài tập 2: Một sóng điện từ có tần số f = 100MHz lan truyền trong chân không. Tính bước sóng của sóng điện từ.
Lời giải:
Bước sóng của sóng điện từ được tính theo công thức:
λ = c/fTrong đó:
- λ là bước sóng (m)
- c là tốc độ ánh sáng trong chân không (c = 3.10^8 m/s)
- f là tần số (Hz)
Thay số vào ta được:
λ = 3.10^8 / 100.10^6 = 3mVậy bước sóng của sóng điện từ là 3m.
Bài tập 3: Một anten phát sóng điện từ có công suất phát P = 1kW. Tính cường độ điện trường cực đại của sóng điện từ tại điểm cách anten một khoảng r = 1km.
Lời giải:
Cường độ điện trường cực đại của sóng điện từ tại điểm cách nguồn phát sóng một khoảng r được tính theo công thức:
E0 = √(2P/(4πε0cr^2))Trong đó:
- E0 là cường độ điện trường cực đại (V/m)
- P là công suất phát (W)
- ε0 là hằng số điện môi trong chân không (ε0 ≈ 8,85.10^-12 F/m)
- c là tốc độ ánh sáng trong chân không (c = 3.10^8 m/s)
- r là khoảng cách từ điểm đó đến nguồn phát sóng (m)
Thay số vào ta được:
E0 = √(2 * 1000 / (4π * 8,85.10^-12 * 3.10^8 * 1000^2)) ≈ 0,048 V/mVậy cường độ điện trường cực đại của sóng điện từ tại điểm cách anten một khoảng 1km là 0,048 V/m.
Cường độ điện trường cực đại
Kết luận
Bài viết đã cung cấp một số bài tập sóng điện từ có lời giải chi tiết, hy vọng giúp các bạn học sinh củng cố kiến thức và đạt kết quả cao trong học tập. Để tìm hiểu thêm về các dạng bài tập khác, bạn có thể tham khảo bài tập phương pháp tính có lời giải chương 2. Chúc các bạn học tốt!