Lý thuyết Sóng điện từ (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

Câu 1: Chọn phát biểu đúng về sóng điện từ.

A. Sóng điện từ là sóng dọc.

B. Sóng điện từ lan truyền được trong điện môi nhưng không lan truyền được trong chân không.

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

D. Sóng điện từ có vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương với nhau.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

A - sai vì sóng điện từ là sóng ngang

B - sai vì sóng điện từ truyền được cả trong chân không

C - đúng

D - sai vì $\overrightarrow{E}$ và $\overrightarrow{B}$ luôn vuông góc với nhau

Câu 2: Phát biểu nào sau đây 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, khúc xạ.

B. Sóng điện từ truyền được trong chân không.

C. Sóng điện từ là sóng ngang nên nó chỉ truyền được trong chất rắn.

D. Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn đồng pha nhau.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

A, B, D - đúng

C - sai vì sóng điện từ truyền được trong chất rắn, lỏng, khí và chân không.

Câu 3: Phát biểu nào sai khi nói về sóng điện từ?

A. Sóng điện từ là sự lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên theo thời gian.

B. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường luôn dao động lệch pha nhau $\frac{\pi }{2}$.

C. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kì.

D. Sóng điện từ dùng trong thông tin vô tuyến gọi là sóng vô tuyến.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

A, C, D - đúng

B - sai vì: dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn luôn đồng pha với nhau.

Câu 4: Tìm câu sai khi nói về vai trò của tầng điện li trong việc truyền sóng vô tuyến trên mặt đất?

A. Sóng ngắn bị hấp thụ một ít ở tầng điện li.

B. Sóng trung và sóng dài đều bị tầng điện li phản xạ với mức độ như nhau.

C. Sóng ngắn phản xạ mạnh ở tầng điện li.

D. Sóng cực ngắn không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

A, C, D - đúng

B - sai vì:

+ Sóng dài bị các vật trên mặt đất hấp thụ mạnh nhưng nước lại hấp thụ ít

+ Sóng trung ban ngày bị tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm bị tầng điện li phản xạ.

Câu 5: Sóng điện từ dùng trong thông tin vũ trụ là

A. sóng ngắn.

B. sóng dài.

C. sóng trung.

D. sóng cực ngắn.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Sóng cực ngắn dùng trong thông tin vũ trụ vì:

+ Có năng lượng rất lớn

+ Không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ

+ Xuyên qua tầng điện li vào vũ trụ

Câu 6: Từ Trái Đất, các nhà khoa học điều khiển các xe tự hành trên Mặt Trăng nhờ sử dụng các thiết bị thu phát sóng vô tuyến. Sóng vô tuyến được dùng trong ứng dụng này thuộc dải:

A. sóng trung.

B. sóng cực ngắn.

C. sóng ngắn.

D. sóng dài.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Sóng cực ngắn truyền xa theo đường thẳng, xuyên qua tầng điện li

$\Rightarrow$ liên lạc vệ tinh và truyền hình

Ta suy ra, sóng vô tuyến được dùng trong ứng dụng trên là sóng cực ngắn

Câu 7: Khi nói về sóng vô tuyến phát biểu nào sau đây là sai?

A. Sóng cực ngắn không truyền được trong chân không.

B. Sóng ngắn có tần số lớn hơn tần số sóng dài cực đại.

C. Sóng cực ngắn được dùng trong thông tin vũ trụ.

D. Sóng dài được dùng để thông tin dưới nước.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

B, C, D - đúng

A - Sai vì sóng cực ngắn là sóng điện từ $\Rightarrow$ có thể truyền được trong chân không.

Câu 8: Một máy phát sóng điện từ đang phát sóng theo phương thẳng đứng hướng lên. Biết tại điểm M trên phương truyền vào thời điểm t, véc tơ cảm ứng từ đang cực đại và hướng về phía Tây. Vào thời điểm t thì véctơ cường độ điện trường đang có

A. độ lớn bằng không.

B. dộ lớn cực đại và hướng về phía Đông.

C. độ lớn cực đại và hướng về phía Bắc.

D. độ lớn cực đại và hướng về phía Nam.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Ta có:

+ $\overrightarrow{E},\overrightarrow{v},\overrightarrow{B}$ tạo tam diện thuận theo chiều quay từ $\overrightarrow{E}$ đế $\overrightarrow{B}$ thì chiều tiến là chiều $\overrightarrow{v}$.

+ Do $\overrightarrow{E},\overrightarrow{B}$ cùng pha $\Rightarrow \overrightarrow{B}$ cực đại thì véc tơ cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$ cũng có độ lớn cực đại và hướng về phía Bắc.

Câu 9: Một mạch dao động LC đang thu được sóng trung. Để mạch có thể thu được sóng dài thì phải

A. mắc nối tiếp thêm vào mạch một tụ điện có điện dung thích hợp.

B. mắc nối tiếp thêm vào mạch một điện trở thuần thích hợp.

C. mắc nối tiếp thêm vào mạch một cuộn dây thuần cảm thích hợp.

D. mắc song song thêm vào mạch một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm thích hợp.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Ta có:

+ Sóng trung có bước sóng ngắn hơn sóng dài

+ Bước sóng: $\lambda =2\pi c\sqrt{LC}$ tỉ lệ thuận với $\sqrt{C},\sqrt{L}$

$\Rightarrow$ Mạch đang thu được sóng trung, để mạch có thể thu được sóng dài thì ta cần mắc thêm vào mạch một tụ điện có điện dung hoặc cuộn cảm có độ tự cảm thích hợp sao cho bước sóng của mạch tăng.

A - Khi mắc nối tiếp thêm tụ điện: $\frac{1}{C_{nt}}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}\Rightarrow C_{nt}<C_1\Rightarrow \lambda \downarrow$ không thoả mãn.

B - Bước sóng không phụ thuộc vào điện trở $\Rightarrow$ không thỏa mãn.

C - Khi mắc nối tiếp thêm cuộn cảm: $L_{nt}=L_1+L_2>L_1\Rightarrow \lambda \uparrow$thỏa mãn.

D - Khi mắc song song thêm cuộn cảm: $\frac{1}{L_{//}}=\frac{1}{L_1}+\frac{1}{L_2}\Rightarrow L_{//}<L_1\Rightarrow \lambda \downarrow$không thỏa mãn.

Câu 10: Mạch chọn sóng gồm cuộn cảm có L biến thiên từ $L_{\min }$ đến $L_{\text{max}}$ và tụ điện có điện dung C. Bước sóng nhỏ nhất mà mạch bắt được là:

A. ${\lambda }_{\min }=c\frac{\sqrt{L_{\min }C}}{2\pi }$.

B. ${\lambda }_{\min }=2\pi c\frac{\sqrt{L_{\min }}}{C}$.

C. ${\lambda }_{\min }=\frac{2\pi c}{\sqrt{L_{\text{max}}C}}$.

D. ${\lambda }_{\min }=2\pi c\sqrt{L_{\min }C}$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Bước sóng nhỏ nhất mà mạch bắt được: ${\lambda }_{\min }=2\pi c\sqrt{L_{\min }C}$

Câu 11: Một sóng điện từ có tần số 100 MHz truyền với tốc độ ${3.10}^8$m/s có bước sóng là:

A. 300 m.

B. 0,3 m.

C. 30 m.

D. 3 m.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Bước sóng của mạch: $\lambda =\frac{c}{f}=\frac{{3.10}^8}{{100.10}^6}=3m$

Câu 12: Trong mạch thu sóng vô tuyến người ta điều chỉnh điện dung của tụ $C=\frac{1}{4000\pi }\left(F\right)$ và độ tự cảm của cuộn dây $L=\frac{1,6}{\pi }\left(H\right)$. Lấy ${\pi }^2=10$. Khi đó sóng được có tần số bằng:

A. 50 Hz.

B. 25 Hz.

C. 100 Hz.

D. 200 Hz.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Ta có: $f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}=\frac{1}{2\pi \sqrt{\frac{1,6}{\pi }\frac{1}{4000\pi }}}=\frac{50\pi }{2\pi }=25\left(Hz\right)$

Câu 13: Khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L₁ thì bước sóng dao động của mạch là ${\lambda }_1$, khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L₂ thì bước sóng dao động của mạch là ${\lambda }_2$. Khi mắc L₁ song song L₂ với tụ điện có điện dung C thì bước sóng dao động của mạch là bao nhiêu?

A. ${\lambda }_{//}^2={\lambda }_1^2+{\lambda }_2^2$.

B. $\frac{1}{{\lambda }_{//}^2}=\frac{1}{{\lambda }_1^2}+\frac{1}{{\lambda }_2^2}$.

C. ${\lambda }_{//}^2={\lambda }_1^2-{\lambda }_2^2$.

D. $\frac{1}{{\lambda }_{//}^2}=\frac{1}{{\lambda }_1^2}-\frac{1}{{\lambda }_2^2}$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Bước sóng điện từ: $\lambda =2\pi c\sqrt{LC}\Rightarrow L=\frac{{\lambda }^2}{4{\pi }^2{c}^{2}C}$

+ Khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L₁ thì bước sóng dao động của mạch là:

${\lambda }_1\Rightarrow L_1=\frac{{\lambda }_1^2}{4{\pi }^2{c}^{2}C}$

+ Khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L₂ thì bước sóng dao động của mạch là:

${\lambda }_2\Rightarrow L_2=\frac{{\lambda }_2^2}{4{\pi }^2{c}^{2}C}$.

+ Khi mắc L₁ song song L₂ với tụ điện có điện dung C thì bước sóng dao động là:

${\lambda }_{//}\Rightarrow L=\frac{{\lambda }^2}{4{\pi }^2{c}^{2}C}$

Mà L₁ song song L₂ nên $\frac{1}{L}=\frac{1}{L_1}+\frac{1}{L_2}$

Suy ra bước sóng của mạch khi mắc L₁ song song L₂ là:

$\frac{1}{{\lambda }_{//}^2}=\frac{1}{{\lambda }_1^2}+\frac{1}{{\lambda }_2^2}$

Câu 14: Điện dung của tụ điện phải thay đổi trong khoảng nào để mạch có thể thu được sóng vô tuyến có tần số nằm trong khoảng từ f₁ đến f₂ $\left(f_1<f_2\right)$. Chọn kết quả đúng:

A. $\frac{1}{2{\pi }^{2}L{f}_1^2}>C>\frac{1}{2{\pi }^{2}L{f}_2^2}$.

B. $\frac{1}{2{\pi }^{2}L{f}_1^2}<C<\frac{1}{2{\pi }^{2}L{f}_2^2}$.

C. $\frac{1}{4{\pi }^{2}L{f}_2^2}<C<\frac{1}{4{\pi }^{2}L{f}_1^2}$.

D. $\frac{1}{4{\pi }^{}L{f}_1^2}>C>\frac{1}{2\pi L{f}_2^2}$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Ta có: $f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\Rightarrow C=\frac{1}{4{\pi }^{2}L{f}^2}$

$\Rightarrow$ Để mạch có thể thu được sóng vô tuyến có tần số nằm trong khoảng từ f₁ đến f₂ $\left(f_1<f_2\right)$ thì tụ điện C phải:

$\frac{1}{4{\pi }^{2}L{f}_2^2}<C<\frac{1}{4{\pi }^{2}L{f}_1^2}$

Câu 15: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một tụ điện có điện dung thay đổi từ $\frac{10}{\pi }pF$ đến $\frac{160}{\pi }pF$ và cuộn dây có độ tự cảm $\frac{2,5}{\pi }\mu H$. Mạch trên có thể bắt được sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng nào?

A. $2m\le \lambda \le 12m$.

B. $3m\le \lambda \le 12m$.

C. $3m\le \lambda \le 15m$.

D. $2m\le \lambda \le 15m$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Ta có: $\lambda =2\pi c\sqrt{LC}$

+ ${\lambda }_{\min }=2\pi c\sqrt{L{C}_{\min }}=2\pi {\mathrm{.3.10}}^8\sqrt{\frac{2,{5.10}^{-6}}{\pi }.\frac{{10.10}^{-12}}{\pi }}=3m$

+ ${\lambda }_{\mathrm{m}ax}=2\pi c\sqrt{L{C}_{\mathrm{m}ax}}=2\pi {\mathrm{.3.10}}^8\sqrt{\frac{2,{5.10}^{-6}}{\pi }.\frac{{160.10}^{-12}}{\pi }}=12m$

$\Rightarrow 3m\le \lambda \le 12m$

Câu 16: Một mạch dao động lí tưởng LC được dùng làm mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến. Cuộn cảm có độ tự cảm không đổi, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Nếu điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị $C=C_1$ hay $C=C_2$ thì thu được sóng điện từ có bước sóng tương ứng là ${\lambda }_1$ và ${\lambda }_2$. Nếu điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị $C=4C_1+9C_2$ thì máy thu được sóng có bước sóng 51 m. Nếu điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị $C=9C_1+C_2$ thì máy thu được sóng có bước sóng 39 m. Các bước sóng ${\lambda }_1$ và ${\lambda }_2$có giá trị lần lượt là:

A. 12 m và 15 m.

B. 15 m và 12 m.

C. 16 m và 19 m.

D. 19 m và 16 m.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Ta có: ${\lambda }_1=2\pi c\sqrt{L{C}_1};{\lambda }_2=2\pi c\sqrt{L{C}_2}$

Khi $C=4C_1+9C_2$

$\lambda =2\pi c\sqrt{L\left(4C_1+9C_2\right)}\Rightarrow {\lambda }^2=4{\lambda }_1^2+9{\lambda }_2^2={51}^2$ (1)

Khi $C=9C_1+C_2$

$\lambda =2\pi c\sqrt{L\left(9C_1+C_2\right)}\Rightarrow {\lambda }^2=9{\lambda }_1^2+{\lambda }_2^2={39}^2$ (2)

Từ (1) và (2) suy ra: ${\lambda }_1=12m$ và ${\lambda }_2=15m$

Câu 17: Chọn phát biểu đúng. Sóng điện từ

A. là sóng dọc hoặc sóng ngang.

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

C. có thành phần điện từ trường và thành phần từ trường tại một điểm dao động cùng phương.

D. không truyền được trong chân không.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

A – sai vì sóng điện từ là sóng ngang

B – đúng vì Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.

C – sai vì thành phần điện từ trường và thành phần từ trường tại một điểm dao động cùng pha nhưng có phương vuông góc với nhau.

D – sai vì sóng điện từ truyền được cả trong chân không.

Câu 18: Sóng điện từ và sóng cơ học không có chung tính chất nào dưới đây?

A. Phản xạ.

B. Truyền được trong chân không.

C. Mang năng lượng.

D. Khúc xạ.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Ta có:

+ Sóng điện từ truyền được trong chân không.

+ Sóng cơ học không truyền được trong chân không.

Câu 19: Sóng điện từ là quá trình lan truyền của điện từ trường biến thiên trong không gian. Khi nói về quan hệ giữa điện trường và từ trường của điện từ trường trên thì kết luận nào sau đây là đúng?

A. Véctơ cường độ điện trường và cảm ứng từ cùng phương và cùng độ lớn.

B. Tại mỗi điểm của không gian, điện trường và từ trường luôn dao động ngược pha.

C. Tại mỗi điểm của không gian, điện trường và từ trường luôn dao động lệch pha nhau $\frac{\pi }{2}$.

D. Điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kì.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

A - sai vì: véctơ cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$và véctơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ luôn luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Ba véctơ $\overrightarrow{E},\overrightarrow{B}$ và $\overrightarrow{v}$ tại mọi điểm tạo với nhau thành một tam giác diện thuận.

B, C - sai vì: dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn luôn đồng pha với nhau.

D – đúng.

Câu 20: Đối với sự lan truyền sóng điện từ thì

A. Véctơ cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$ cùng phương với phương truyền sóng còn véctơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$vuông góc với véctơ cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$.

B. Véctơ cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$ và véctơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$B luôn cùng phương với phương truyền sóng.

C. Véctơ cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$ và véctơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ luôn vuông góc với phương truyền sóng.

D. Véctơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ cùng phương với phương truyền sóng còn véctơ cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$ vuông góc với véctơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Véctơ cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$ và véctơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Ba véc tơ $\overrightarrow{E},\overrightarrow{B}$ và $\overrightarrow{v}$ tại mọi điểm tạo với nhau thành một tam diện thuận.

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác: