Bài Tập Dao Động Điện Từ Sóng Điện Từ - Sóng Ánh Sáng – Lượng Tử Ánh Sáng – Vật Lý Hạt Nhân Mới Lạ Khó #33 - Tài liệu vật lý file word Free - Blog Góc vật Lí

Bài tập & Ôn luyện: Dao động điện từ – Sóng điện từ – Lượng tử ánh sáng – Vật lí hạt nhân

Đăng bởi Blog Học cùng Con · Góc học tập của Chúng ta chia sẻ tài liệu ôn luyện Vật lí 12 có ví dụ minh họa.

Mục lục

1. 1. Dao động điện từ (LC)
2. 2. Sóng điện từ & sóng ánh sáng
3. 3. Lượng tử ánh sáng & quang điện
4. 4. Vật lí hạt nhân – phóng xạ, phân hạch, nhiệt hạch
5. 5. Ví dụ minh họa nhanh
6. 6. Gợi ý tự luyện (có đáp án ngắn)
7. 7. Câu hỏi thường gặp

Gợi ý: Trước khi làm bài tập, Góc học tập của Chúng ta khuyến khích bạn xem nhanh tóm tắt khái niệm, sau đó luyện từng dạng từ dễ đến khó để củng cố nền tảng.

1) Dao động điện từ (LC)

Trong mạch LC lí tưởng, năng lượng điện trường trong tụ (U_e) và năng lượng từ trường trong cuộn cảm (U_m) trao đổi tuần hoàn. Điện tích trên bản tụ và dòng điện trong mạch thường được mô tả bằng hàm cos/sin với cùng tần số góc ω, chu kì T = 2π√(LC). Khi có điện trở, biên độ giảm dần do hao phí.

Mẹo nhớ nhanh

• Biên độ dòng điện cực đại khi điện tích qua trạng thái cân bằng (tụ xả nhanh nhất).
• Đồ thị q(t) và i(t) lệch pha 90°, nên khi q cực đại thì i bằng 0.

2) Sóng điện từ & sóng ánh sáng

Sóng điện từ là sự lan truyền của dao động điện trường và từ trường vuông góc nhau và cùng vuông góc với phương truyền sóng. Ánh sáng là một phần của phổ sóng điện từ (từ đỏ đến tím theo tăng tần số/giảm bước sóng). Ứng dụng trải rộng từ phát thanh, Wi-Fi đến sợi quang.

Mẹo áp dụng

• Bước sóng λ = v/f. Trong chân không, v = c ≈ 3×10⁸ m/s.
• Hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ giúp nhận biết bản chất sóng của ánh sáng.

3) Lượng tử ánh sáng & quang điện

Ánh sáng mang tính hạt (photon) với năng lượng E = hf. Hiện tượng quang điện chứng minh điều này: electron bật khỏi bề mặt kim loại khi ánh sáng có tần số đủ lớn (vượt ngưỡng đặc trưng của vật).

Mẹo làm bài

• Động năng cực đại của electron quang điện phụ thuộc vào tần số, không phụ thuộc cường độ.
• Cường độ sáng tăng → số electron bật ra tăng (nếu f > f_ngưỡng).

4) Vật lí hạt nhân – phóng xạ, phân hạch, nhiệt hạch

Hạt nhân gồm proton và neutron. Các quá trình hạt nhân như phóng xạ, phân hạch (tách) và nhiệt hạch (nóng chảy hạt nhân nhẹ) kèm biến đổi năng lượng lớn. Bảo toàn số khối và điện tích là nguyên tắc nền tảng trong lập phương trình phản ứng hạt nhân.

5) Ví dụ minh họa nhanh

Ví dụ (LC): Mạch LC có L = 2 mH, C = 5 nF. Tính chu kì dao động riêng.

Gợi ý: T = 2π√(LC) ≈ 2π√(2×10^-3 × 5×10^-9) ≈ 2π√(10^-11) ≈ 2π×10^-5.5 s.

Ví dụ (sóng): Ánh sáng đơn sắc truyền trong chân không có f = 6×10¹⁴ Hz. Bước sóng λ ≈ c/f ≈ 3×10⁸ / 6×10¹⁴ = 5×10^-7 m (≈ 500 nm, vùng lục).

Ví dụ (quang điện): Ngưỡng f₀ của kim loại là 5×10¹⁴ Hz. Nếu chiếu f = 6×10¹⁴ Hz, electron sẽ bật ra; tăng cường độ sẽ làm tăng số electron, không làm tăng động năng cực đại.

6) Gợi ý tự luyện (có đáp án ngắn)

1. LC: Cho q = q₀cos(ωt). Hỏi khi nào i đạt cực đại? Đáp: Khi q = 0 (tụ đang xả nhanh nhất).
2. Sóng: Một đài phát thanh f = 100 MHz. Tính λ trong không khí (xấp xỉ c). Đáp: λ ≈ 3 m.
3. Quang điện: Nếu f < f₀, tăng cường độ có phát electron không? Đáp: Không.
4. Hạt nhân: Viết phương trình phóng xạ β^- của hạt nhân X(Z,A). Đáp: (Z,A) → (Z+1,A) + e^- + ν̄.

7) Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Học phần này nên bắt đầu từ đâu?
Blog này trả lời: Bắt đầu từ dao động LC để nắm cơ chế trao đổi năng lượng, sau đó mở rộng sang sóng điện từ và ánh sáng; cuối cùng ôn hạt nhân để hệ thống hóa cả chương.

Hỏi: Làm sao nhớ công thức nhanh?
Blog Học cùng Con gợi ý: Viết bảng “3 dòng vàng”: T, ω của LC; λ, f, c của sóng; E = hf của photon và dán trước bàn học.

Liên kết nội bộ (đọc thêm)

• Chủ đề Vật lí 12 (LTĐH)
• Sóng điện từ
• Lượng tử ánh sáng
• Dao động điều hòa

(*Nếu các nhãn/label khác nhau, bạn có thể đổi đường dẫn cho phù hợp với blog.)

Góc học tập của Chúng ta rất muốn nghe câu hỏi của bạn: phần nào trong chương này làm bạn “khựng” lại lâu nhất? Hãy đặt câu hỏi ở phần bình luận để Blog Học cùng Con hỗ trợ chi tiết hơn nhé!

→ Khám phá thêm tại Trang chủ Blog Học cùng Con.

Dao Động Điện Từ | Blog Góc Vật Lí | Tài liệu Vật lí File Word free download #20

Blog Góc Vật lí chia sẻ File Word Tài liệu Vật lý "Các phương pháp biểu diễn Dao động Điều hòa và Xác định các Đại lượng đặc trưng" thuộc chủ đề Vật lí 12 LTĐH . 

 >>>Link tải về (Free Download) File word chủ đề Dao Động Điện Từ ở đây. 

Dao động điện từ trong mạch dao động LC với q là điện tích của tụ điện và i là cường độ qua L | Blog Góc Vật lí

Dao động điện từ trong mạch dao động LC với q là điện tích của tụ điện và i là cường độ qua L:

A. Điện tích q biến thiên trễ pha hơn cường độ i là π/2

B. Cường độ i biến thiên cùng pha với điện tích q

C. Điện tích q biến thiên sớm pha hơn cường độ i là  π/2

D. Cường độ i biến thiên ngược pha với điện tích q.

Dòng điện i = q’ nên i và q vuông pha, trong đó Dòng điện i sớm pha hơn điện tích q một góc π/2 hay Điện tích q biến thiên trễ pha hơn cường độ i là π/2

⇒ Chọn giải đáp A

Tag: Blog Góc Vật lí, bloggocvatli, đề thi, LTĐH, Vật lí 12, dao động điện từ

Xem thêm về các bài viết cùng chủ đề : 3 bài viết có nhãn 'Dao động điện từ' trong blog góc vật lí

BÀI VIẾT	THỜI GIAN xuất bản	NHÃN liên quan
Dao động điện từ trong mạch dao động LC với q là điện tích của tụ điện và i là cường độ qua L | Blog Góc Vật lí	2023-02-11	Blog Góc Vật lí, Dao động điện từ, LTĐH
Tóm tắt lý thuyết Dao động điện từ và bài tập mẫu #2 |Blog Góc Vật lí	2021-09-23	Blog Góc Vật lí, Sóng điện từ, Tóm tắt lý thuyết Dao động điện từ và bài tập mẫu, Vật lí 12
Tóm tắt lí thuyết và Công thức Dao động điện từ - Vật lí 12 |Blog Góc Vật lí	2021-09-18	Blog Góc Vật lí, Dao động điện từ, Vật lí 12

Bạn muốn tìm kiếm gì không?

Tóm tắt lí thuyết và Công thức Dao động điện từ - Vật lí 12 |Blog Góc Vật lí

Blog Góc Vật lí giúp các bạn Tóm tắt lí thuyết và Công thức Dao động điện từ - Vật lí 12.

Sau khi đọc xong bạn bài này, cần cố gắng trả lời được các câu hỏi trọng tâm dưới đây nhé.

1. Mạch dao động điện từ LC là gì?
2. Định luật biến thiên của điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch dao động.
3. Viết được công thức tính chu kì và tần số dao động riêng của mạch LC.
4. Trong mạch dao động điện từ gồm tụ điện (C, U, Q) mắc nối tiếp với cuộn dây (F, I, Q).
5. Nâng cao hơn một chút, ta có thể ghép bộ tụ điện hoặc bộ cuộn cảm vào mạch bạn nhé.

Bây giờ, ta sẽ hệ thống lí thuyết Dao động điện từ.

1. Cấu tạo và hoạt động của mạch dao động LC

Nhìn vào hình trên, ta thấy cấu tạo của mạch dao động gồm: một cuộn cảm có độ tự cảm L (H) mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C (F)thành một mạch điện kín.

Muốn cho mạch dao động hoạt động, ta tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện trong mạch. Tụ điện sẽ phóng điện qua lại nhiều lần, tạo ra một dòng điện xoay chiều trong mạch. dòng điện qua cuộn dây sẽ sinh ra từ trường, và như vậy, năng lượng Điện ở tụ C và năng lượng Từ ở cuộn dây L biến đổi qua lại với nhau tạo ra dao động điện - từ trong mạch.

2. Mạch dao động điện từ LC

Mạch dao động lý tưởng có điện trở r = 0
Tóm  tắt nguyên lí hoạt động của mạch dao động như sau (bạn xem hình vẽ màu xanh nhé):

+ Cấp năng lượng cho mạch bằng cách dùng nguồn điện không đổi có điện áp  U0 để tích điện Q0= C.U0 cho tụ C.

+ Khép kín mạch dao động thì điện tích trên tụ C (hay điện trường giữa hai bản tụ) và dòng điện qua L (hay từ trường trong lòng cuộn dây) biến thiên điều hòa theo thời gian. Ta nói mạch có một dao động điện từ.

3. Định luật biến thiên của điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch dao động.

- Điện tích trên tụ C: q = Q₀cos(ωt + φ) => q biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số góc:

$\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}$

- Dòng điện qua L: i = q’ = -ωQ₀sin(ωt + φ) = I₀cos(ωt + φ + π/2) với biên độ,

$Io=\omega Qo=\frac{Qo}{\sqrt{LC}}$

=> i biến thiên cùng tần số nhưng nhanh pha hơn q một góc π/2

- Các hiệu điện thế (điện áp) tức thời:

$u_C=\frac{q}{C}=\frac{Qo}{C}cos(\omega t+\phi )=U_{0}cos(\omega t+\phi );$$u_L=-u_C=-\frac{Qo}{C}cos(\omega t+\phi )=-U_{0}cos(\omega t+\phi )$ 

Khi dao động điều hòa với chu kì  

tần số  , trong mạch LC cũng có các đại lượng biến đổi nhưng độc lập với thời gian:

.

Năng lượng điện từ trong mạch dao dộng lý tưởng 

4. Năng lượng điện từ trong mạch dao động LC:

* Năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện:

* Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm:

Vậy: Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với tần số góc ω’ = 2ω và chu kì T'=T/2.

* Năng lượng điện từ trong mạch:

Như vậy, trong mạch dao động LC lý tưởng: năng lượng của mạch được bảo toàn, bạn nhé.

Sau đây là một vài chú ý quan trọng, cũng là các công thức giúp bạn giải nhanh bài toán Dao động điện từ để chinh phục thành công kì thi THPT quốc gia phân môn Vật lí.

+ Mạch dao động có tần số góc w, tần số f và chu kỳ T thì W_đ và W_t biến thiên với tần số góc 2ω, tần số 2f và chu kỳ T/2.

+ Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường là T/4

+ Tính nhanh năng lượng điện, năng lượng từ:    

+ Mạch dao động có điện trở thuần R  ≠  0 thì dao động sẽ tắt dần. 

+ Để duy trì dao động, cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất:

$\mathrm{P=}$

+ Liên hệ giữa các giá trị cực đại: W = $\frac{{Q_0}^2}{2C}=\frac{1}{2}C{U}_0^2=\frac{1}{2}L{I_0}^2$

          => Q₀ = CU₀ = I_0$\sqrt{LC}$=I₀/ω;  

U₀ = Q₀/C = I_{0$\sqrt{\frac{L}{C}}$};  

I₀ = ωQ₀= U_{0$\sqrt{\frac{C}{L}}$};

+ Liên hệ giữa giá trị cực đại với tức thời:

=> Tính nhanh các giá trị tức thời u, i:   

=>   Tính nhanh giá trị cực đại I₀, U₀:

+ Liên hệ giữa các giá trị tức thời:

- Nếu cho (q₁, i₁) và (q₂, i₂) 

- Nếu cho (u₁, i₁) và (u₂, i₂) 

Sau khi hệ thống lí thuyết về Dao động điện từ với các công thức thường dùng, bạn hãy cố gắng trả lời các câu hỏi mục tiêu và làm các bài tập mẫu về Dao động điện từ thường gặp trong đề thi tphpt quốc gia nhé. 

1. Mạch dao động điện từ LC là gì?
2. Định luật biến thiên của điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch dao động.
3. Viết được công thức tính chu kì và tần số dao động riêng của mạch LC.
4. Trong mạch dao động điện từ gồm tụ điện (C, U, Q) mắc nối tiếp với cuộn dây (F, I, Q).
5. Nâng cao hơn một chút, ta có thể ghép bộ tụ điện hoặc bộ cuộn cảm vào mạch bạn nhé.

Các dạng bài tập về Dao động điện từ thường gặp trong đề thi THPT quốc gia môn vật lí:

Dạng 1: Viết biểu thức q, i, u_c, u_L, W_c, W_L

Dạng 2: Xác định các giá trị cực đại và tức thời của q, i, u_c, u_L, W_c, W_L, xác định Δq, Δt... 

Dạng 3: Thêm bớt một linh kiện vào mạch dao động

Nội dung liên quan:  Vật lí 12,  Blog Góc Vật lí trong loạt bài về Thu và phát sóng điện từ.

Bài viết Tóm tắt lí thuyết và Công thức Dao động điện từ - Vật lí 12 này thuộc chủ đề Dao động điện từ  - Vật lí 12 - luyện thi THPT quốc gia, bạn có đóng góp về nội dung bài viết này xin hãy để lại nhận xét cuối bài viết hoặc liên hệ với Admin Góc Vật lí: Bùi Công Thắng nha. Chúc bạn thành công!

Bài đề xuất cho bạn: