Sách hướng dẫn học tập Vật lý đại cương (A1)

Nội dung text: Sách hướng dẫn học tập Vật lý đại cương (A1)

1. Chương 11 - Từ trường của dòng điện khôngđổi 15. Hạt điện q chuyển động với vận tốc v có quỹ đạo như thế nào trong G G G G G trong từ trường B = const? Xét trường hợp v ⊥B , và trường hợp v hợp với B một góc α. 11.4. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP 1. Một dòng điện cường độ I = 6A chạy trong một dây dẫn điện uốn thành hình vuông ABCD có cạnh a = 10cm . Xác định vectơ cảm ứng từ B và cường độ từ trường H tại tâm O của mạch điện đó. Chiều dòng điện ngược chiều kim đồng hồ. μ μ.Ι D. Đáp số: B1= ()sin β + sin α ; Trong đó: OM = a/2 4π.OM −7 π π 10 .6 ⎛ ⎞ −5 B1= ⎜sin + sin ⎟ = 1,69.10 T 5.10−2 ⎝ 4 4 ⎠ -5 Vậy B = 4B1 = 6,67.10 T Β −5 Và H= = 6,67.10 = 53,50 A / m. μ μ −7 π D 10 .4 2. Một dây dẫn đường kính d = 1mm quấn thành một ống dây thẳng sao G -2 cho vectơ cảm ứng từ B ở trong ống có giá trị bằng 3.10 T .Cường độ dòng điện chạy trong ống dây bằng 6A. Cuộn dây có mấy lớp, biết rằng các vòng dây quấn sát nhau. μ μ Ι Đáp số: Áp dụng công thức: B= D n0 Trong đó no là số vòng quấn trên một đơn vị dài (tức là số vòng quấn trên một độ dài của ống dây bằng 1 m). B 3.10−2 Từ công thức trên, ta rút ra: n = = = 4000 vòng / m o μ μ Ι π −7 D . 4 .10 .6 Nếu đường kính d của sợi dây là 10-3 m thì mỗi lớp trên 1m sẽ có: 1 1 = = 103 vòng d 10−3 4000 Vậy số lớp phải quấn là: = 4lớp 1000 3. Một dây dẫn được uốn thành một hình tam giác đều, mỗi cạnh là a = 50cm. Dòng điện chạy trong dây dẫn đó có cường độ I=3,14 A. Tính cường độ G của vectơ cảm ứng từ B và cường độ từ trường H tại tâm của tam giác đó. Đáp số: B = 1,13.10 -5 T ; H = 9 A/m. 4. Một dòng điện cường độ I chạy trong một dây dẫn uốn thành hình chữ G nhật có cạnh là a và b. Xác định các vectơ B và H tại tâm 0 của hình chữ nhật 65
2. Chương 11 - Từ trường của dòng điện khôngđổi Cho biết: AB = BC = 5cm, I1 = I2 = I và I3=2I. Tìm một điểm trên AC tại đó cường độ từ trường gây bởi ba dòng điện bằng không. Đáp số: Rõ ràng là trên đọan BC, từ trường tổng hợp gây bởi ba dòng điện G G G không thể bằng không vì tại đó cả ba từ trường H1 , H 2 , H 3 đều cùng phương chiều. Điểm M cần tìm chỉ có thể nằm trong đọan AB. Đặt AM=x.Ta viết được: I I 2I H - H +H = 0; - + = 0 1 2 3 2πx 2π()5 - x 2π()10 - x 50 Phép tính cho ta: x = = 3,3cm 15 12. Cũng bài toán trên, nếu cả ba dòng điện I1, I2, I3 đều cùng chiều. Đáp số: Trong trường hợp này, điểm N cần tìm không thể nằm ngoài G G G đoạn AC vì khi đó H1 + H 2 + H 3 luôn luôn khác không. Điểm N cần tìm chỉ có thể nằm trên đường thẳng AC ở trong các khỏang AB hoặc BC. Đặt AN=x, ta viết được: G G G = + H1 + H 2 + H 3 = 0, H1 H 2 H3 I I 2Ι = + 2πx 2π()5 - x 2π()10 - x Ta thu được một phương trình bậc hai cho x, và có nghiệm bằng: x1 =1,8cm ; x2 = 6,96cm. 13. Hai dòng điện thẳng dài vô hạn song song H1 đặt cách nhau 5cm. Dòng diện chạy trong các dây Hk K cùng chiều và có cùng cường độ I1 = I2 =10A .Tìm H2 vectơ cường độ từ trường gây bởi hai dòng điện tại a a điểm K cách đều mỗi dòng 3cm (Hình 11-13bt). 1 2 Đáp số: MN 2 H = H 2 + H 2 +2H H cosα (1) 1 2 1 2 Hình 11-13bt Trong đó: H1 = H2 =I/2πa (2) 2 2 2 α 2 2 α d = a1 + a2 - 2a1a2cos =2a -2a cos (3) Rút cosα từ (3) và H1, H2 từ (2) và thay vào (1), ta được: I H = 4a 2 − d 2 = 58,68 A/m 2πa 2 I A B 14. Cho hai dòng điện dài vô hạn nằm trong cùng một mặt phẳng và vuông góc với nhau. Cường độ hai dòng I D C 67 Hình 11-14bt
3. Chương 11 - Từ trường của dòng điện khôngđổi Đáp số: a) Trường hợp các dòng điện cùng chiều: Tại một điểm bất kỳ trên trục vòng dây, ta có: μ Ι ⎡ 2 2 ⎤ D ⎢ R + R ⎥ B= 3 / 2 3 / 2 2 ⎣⎢()R 2 + h 2 []R 2 + ()a − h 2 ⎦⎥ Từ đó suy ra tại O1, h=0 ; tại O2, h=a. ⎡ 2 ⎤ μ Ι 1 R − = = D ⎢ − ⎥ = 5 Bo1 Bo2 3 / 2 2,1.10 T 2 ⎣⎢ R []R 2 + a 2 ⎦⎥ μ Ι 2 = D R = −5 Tại M, h=a/2 ta có: BM . 3 / 2 1,35.10 T 2 ()R 2 + a 2 b) Trường hợp các dòng điện ngược chiều: Tại một điểm bất kỳ trên vòng μ Ι ⎡ 2 2 ⎤ = D ⎢ R − R ⎥ dây, ta có: B 3 / 2 3 / 2 2 ⎣⎢()R 2 + h 2 []R 2 + ()a − h 2 ⎦⎥ ⎡ 2 ⎤ μ Ι 1 R − = D ⎢ − ⎥ = 5 Bo1 3 / 2 1,7.10 T Từ đó suy ra: Tại O1, h = 0, 2 ⎣⎢ R []R 2 + a 2 ⎦⎥ G G G G B01 hướng cùng chiều với B1 . Tại o2,h = a, BO2 hướng cùng chiều với B2 . Tại M, h = a/2, BM = 0. 19. Xác định cường độ điện trường tại các điểm nằm ở bên trong và bên ngoài một dây dẫn hình trụ đặc dài vô hạn có dòng điện cường độ I chạy qua. Cho biết bán kính tiết diện thẳng của hình trụ là R. ⎛ Ι ⎞ Đáp số: H=⎜ ⎟.r. (H tỷ lệ bậc nhất với r), Với 0 R. 2πr 20. Tìm cường độ từ trường H gây bởi một đọan AB của dây dẫn thẳng mang dòng điện tại một điểm C nằm trên đường trung trực của AB, Cách AB một đọan a=5cm. Dòng điện có cường độ I=20A. Đọan AB được nhìn từ điểm C dưới góc 600. Đáp số: Gọi M là trung điểm của đọan AB, gọi góc ϕ là góc ϕ=ACM=BCM=300. ⎡1 1⎤ 20. + Ι ⎢ ⎥ ()ϕ + ϕ = ⎣2 2⎦ = Ta có: Hc= sin sin − 31,8A/ m . 4πa 4.3,14.5.10 2 69
4. Chương 11 - Từ trường của dòng điện khôngđổi 27. Một hạt điện có vận tốc v = 106 m/s bay vào trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,3T. Vận tốc của hạt vuông góc với các đường sức từ trường. Tìm bán kính R của vòng tròn quỹ đạo của hạt và chu kỳ quay của nó. G G G G = GΛ Đáp số: Vì vận tốc v vuông góc với B , lực Lozentz Fq qv B giữ vai trò 2 của lực hướng tâm Fq = qvB = mv /R. Do đó bán kính quỹ đạo R bằng: −27 6 mv 6,64.10 .10 − R = = ≅ 7.10 2 m qB 3,2.10−19.0,3 −2 2πR 2.3,14.7.10 − Chu kỳ quay T bằng: T = = ≅ 4.10 7 s v 106 28. Một hạt electron có vận tốc 107 m/s bay song song với một dây dẫn thẳng mang dòng điện i và cách dòng điện một đoạn d = 2mm. Tìm lực từ của dòng điện tác dụng lên electron, cho biết dòng điện chạy trong dây dẫn bằng 10A. Đáp số: Cảm ứng từ gây bởi dòng điện i tại một điểm cách dây một đoạn d bằng: μ μI B = 0 0 . Lực Lozentz tác dụng lên hạt êlectron chuyển động trong từ trường 2πd bằng: FL = evBsinα, ở đây α = π/2. Ta có: evμμ i 1,6.10 -19.107 .4.3,14.10-6 .10 F = 0 = = 10 -15 N . L 2πd 2.3,14.2.10 -3 29. Một electron được tăng tốc bởi hiệu điện thế U =103V bay vào trong một từ trường đều vuông góc với phương chuyển động của nó. Cảm ứng từ B = 1,19.10-3T. Tìm: a) Bán kính cong của quỹ đạo êlectron. b) Chu kỳ quay của electron trên vòng tròn. c) Mômen động lượng của electron đối với tâm quỹ đạo. Đáp số: a) Vận tốc của êlectron trước khi bay vào từ trường được xác định bằng hệ thức eU = mv2/2. Lực Lorentz tác dụng lên hạt e giữ vai trò lực hướng tâm mv2/R = evB. Từ đó rút ra: 2mU − R = = 9.10 2 m eB 2 b) Chu kỳ quay không phụ thuộc vào vận tốc của êlectron 2πm − T = = 3.10 8 s eB c) Mômen động lượng đối với tâm quỹ đạo bằng 71
5. Chương 12 - Hiện t ượng cảm ứng điện từ dI ξ = - L tc dt Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật: Dùng để tôi bề mặt kim loại; Khi có dòng điện cao tần chạy trong một dây dẫn, dòng điện gần như chỉ tập trung ở bề mặt dây dẫn, do đó để tiết kiệm, người ta dùng dây dẫn rỗng. 3. Với hai vòng dây dẫn đặt gần nhau, nếu dòng điện trong chúng biến thiên theo thời gian thì giữa chúng có sự cảm ứng lẫn nhau, đó là hiện tượng hỗ cảm. Suất điện động hỗ cảm xuất hiện trong các mạch đó được xác định theo (12-10) và (12-11): trong mạch (C2) là: φ d m12 dI1 ξ hc2 = - = - M dt dt và trong (C1 ) là: φ d m21 dI2 ξ hc1 = - = - M dt dt trong đó, M được gọi là hệ số hỗ cảm giữa hai mạch, có cùng đơn vị với hệ số tự cảm L và do đó cũng được tính bằng đơn vị Henry (H). 4. Cuộn dây điện thẳng dài có dòng điện I có năng lượng (12-12): 1 2 Wm= LI ; Năng lượng này tích trữ bên trong từ trường của cuộn dây. Đó cũng 2 chính là năng lượng của từ trương bên trong ống dây. Nếu liên hệ với các đại lượng đặc trưng cho từ trường, ta được mật độ năng lượng từ trương bên trong ống dây thẳng dài: 2 1 2 1 nS 2 LI (.)μμ I 2 W 0 1 n ω = m = 2 = 2 l = μμ I 2 m V V lS 2 0 l2 n Cảm ứng từ B trong ống dây là: B =μμ. I , ta suy ra biểu thức mật độ 0 l năng lượng từ trường 1 B2 ω = . (12-13) m μμ 2 0 Biểu thức (12-13) đúng đối với từ trường bất kỳ, từ đó ta suy ra năng lượng của từ trường bất kỳ có thể tích V: G 1 G G 1 B 2 1 G B.HdV dV μ μH 2dV Wm= ∫ = ∫ = ∫ 0 (12-15) 2 ( V ) 2 (V) μ 0μ 2 (V) 73
6. Chương 12 - Hiện t ượng cảm ứng điện từ 3. Trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,4T, người ta đặt một ống dây gồm N = 300 vòng. Điện trở của ống dây R = 40 Ω , diện tích tiết diện ngang của vòng dây S = 16 cm2. Ống dây được đặt sao cho trục của nó lập một góc α = 60o so với phương của từ trường. Tìm điện tích q chạy qua ống dây khi từ trường giảm về không. Đáp số: q = NBScosα /R = 2,4.10-3C 4. Trong một từ trường đều có cảm ứng từ B, có một thanh kim loại có độ dài l quay với tần số n quanh một trục thẳng đứng, trục quay song song G với từ trường B . Một đầu đi qua trục. Tìm suất điện động cảm ứng xuất hiện tại đầu thanh. B.π.l 2 n.Δt Đáp số: ε = − = -B.π.l 2 .n Δt 5. Một máy bay bay theo phương nằm ngang với vận tốc 900 km/h. Tìm suất điện động cảm ứng xuất hiện trên hai đầu cánh máy bay, nếu thành phần G -4 thẳng đứng của vectơ cảm ứng từ B Trái Đất bằng 0,5.10 T. Cho biết khoảng cách giữa hai đầu cánh l = 12,5m. Δφ Đáp số: ε = = l.v.B = 0,156 V, (Đổi đơn vị vận tốc ra m/s). Δt 6. Cũng bài toán trên, nhưng xét khi máy bay bay với vận tốc 950 km/s, khoảng cách giữa hai đầu cánh bằng 12,5m. Người ta đo được suất điện động cảm ứng xuất hiện ở hai đầu cánh ε = 165mV. Tìm thành phần thẳng đứng của cảm ứng từ trái đất. Đáp số: B = 10-5 T. 7. Một vòng dây dẫn có diện tích S = 102 cm2 được cắt tại một điểm nào đó và tại điểm cắt người ta mắc vào một tụ B điện có điện dung C = 10 μF . Vòng dây được đặt trong một C từ trường đều có các đường sức vuông góc với mặt phẳng của vòng dây. Cảm ứng từ B biến thiên đều theo thời gian với tốc độ 5.10-3 T/s. Xác định điện tích của tụ điện. S.dB − − − − Đáp số: q = C.ε = −C. = 10.10 6.10 2.5.10 3 = 5.10 10 C dt 8. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có cạnh ngắn là L được đặt trong một từ trường đều có cường độ từ trường H. Từ trường H vuông góc với mặt khung và L + ε - - ε + hướng ra ngoài hình vẽ. Một thanh kim loại ab trượt trên 1 2 khung, luôn luôn song song với cạnh L, với vận tốc v. b 75
7. Chương 12 - Hiện t ượng cảm ứng điện từ 13. Trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,05T, người ta cho quay một thanh dẫn có độ dài l = 1m với vận tốc góc không đổi bằng 20 rad/s. Trục quay đi qua một đầu thanh và song song với đường sức từ trường. Tìm suất điện động xuất hiện tại các đầu thanh. 2 Đáp số: Từ thông Φ m do thanh quét trong khi quay bằng: Φ m= B.S = Bπ.l trong đó l là độ dài thanh. Gọi n là tần số quay bằng ta có: ω B.l 2 .n ε = B.π.l 2 .n = B.π.l 2 . = = 0,5 V 2π 2 14. Tìm hệ số tự cảm L của một cuộn dây gồm 400 vòng trên độ dài 20 cm. Tiết diện ngang của cống bằng 9 cm2. Tìm hệ số tự cảm L của cuộn dây này, nếu ta đưa một lõi sắt có μ = 400 vào trong ống. Đáp số: L = 360 mH = 0,36 H. 15. Một ống dây điện gồm N vòng dây đồng, tiết diện mỗi sợi dây bằng S1. Ống dây có độ dài bằng l và điện trở bằng R. Tìm hệ số tự cảm của ống dây. N 2 π.r 2 .S 2 R 2S 2 Đáp số: L = μ .μ.n 2l.S = μ μ. .π.r 2 = μ μ. 1 = μ μ. 1 o o l o l.4π 2 ρ2 o 4π.l.ρ2 16. Tìm hệ số tự cảm của một cuộn dây có quấn 800 vòng dây. Độ dài của cuộn dây bằng 0,25m, đường kính vòng dây bằng 4cm. Cho một dòng điện bằng 1A chạy qua cuộn dây. Tìm từ thông φ gửi qua tiết diện của cuộn dây. Tìm năng lượng từ trường trong ống dây. 2 2 2 N S − 800 π.0,04 Đáp số: Hệ số tự cảm L = μ = 4π.10 7. . ≈ 4mH 0 l 0,25 4 Từ thông gửi qua tiết diện cuộn dây: 2 −3 L.i 4.10 .1 − Φ = = ≈ 5.10 6 Wb N 800 Năng lượng từ trường gửi qua ống dây điện: 2 −3 2 Li 4.10 .1 − W = = ≈ 2.10 3 J 2 2 17. Một khung dây điện phẳng kín hình vuông tạo bởi dây đồng có tiết 2 diện 1mm đặt trong một từ trường biến thiên có cảm ứng từ B = Bo.sinωt, trong đó Bo= 0,01T. Chu kỳ biến thiên của cảm ứng từ là T = 0,02s. Diện tích của khung bằng S= 25 cm2. Mặt phẳng của khung vuông góc với đường sức từ trường. Tìm giá trị cực đại và sự phụ thuộc vào thời gian của: a. Từ thông φ gửi qua khung. b. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung. c. Cường độ dòng điện chạy trong khung. 77
8. Chương 13 - Trường điện từ CHƯƠNG 13 - TRƯỜNG ĐIỆN TỪ 13.1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU: Sau khi nghiên cứu chương này, yêu cầu sinh viên: 1. Hiểu được hai luận điểm Maxwell. Thành lập được phương trình Maxwell- Faraday, phương trình Maxwell-Ampère dạng tích phân và dạng vi phân. 2. Nắm được khái niệm trường điện từ và năng lượng của trường điện từ. 3. Nắm được khái niệm sóng điện từ và những tính chất cơ bản của nó. 13.2. TÓM TẮT NỘI DUNG 1. Nghiên cứu bản chất của các hiện tượng điện từ, Maxwell nhận thấy điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian có thể chuyển hoá lẫn nhau. Từ đó ông khái quát thành hai luận điểm. Luận điểm 1: “Mọi từ trường biến đổi theo thời gian đều làm xuất hiện một điện trường xoáy”. Đường sức điện trường xoáy là những đường cong kín. Các điện tích nằm trong điện trường xoáy sẽ dịch chuyển theo những đường cong kín để tạo thành dòng điện. Dòng điện này được gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng này đã được thực nghiệm xác nhận. Luận điểm 1 được biểu diễn định lượng bởi phương trình Maxwell-Faraday: G G G ∂B G Dạng tích phân ∫ Edl. = - ∫∫ .dS ()C ( S ) ∂t G G ∂B Dạng vi phân rotE = - ∂t Luận điểm 2: “Mọi điện trường biến thiên theo thời gian đều làm xuất hiện một từ trường”. Xét về mặt gây ra từ trường thì điện trường biến đổi theo thời gian tương đương với một dòng điện. Maxwell gọi dòng điện này là dòng điện dịch. Trong mạch điện xoay chiều, trong lòng tụ điện, dòng điện dịch nối tiếp dòng điện dẫn làm cho dòng điện khép kín trong toàn mạch. Luận điểm 2 được biểu diễn định lượng bởi phương trình Maxwell- Ampère: G G G G ∂D G Dạng tích phân (13-13) ∫ Hdl. = ( J + ).dS ∫ t ()C ( S ) ∂ 79
9. Chương 13 - Trường điện từ 6. Maxwell cũng đã đưa ra giả thuyết coi ánh sáng là sóng điện từ. Giả thuyết này về sau đã được thực nghiệm xác nhận. Ánh sáng thấy được có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,44μm (màu tím) đến 0,78μm (màu đỏ). 13.3. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Phát biểu luận điểm Maxwell. Phân biệt sự khác nhau giữa trường tĩnh điện và điện trường xoáy. 2. Thành lập phương trình Maxwell – Faraday dưới dạng tích phân và dạng vi phân. G 3. Chiều của điện trường E và chiều của dòng điện cảm ứng thay đổi thế nào G G G ΔB ΔB ΔB khi tốc độ biến thiên của cảm ứng từ thay đổi (xét khi > 0 và 0 và < 0 ). Δt Δt 8. Trường điện từ là gì? Sóng điện từ là gì? Viết các phương trình biểu diễn định lượng chúng. Nêu tính chất của sóng điện từ. 13.4. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP 1. Một tụ điện có hằng số điện môi ε = 6 được mắc vào một hiệu điện thế = ω xoay chiều U U o cos t với Uo = 300 V, chu kì T = 0,01s. Tìm giá trị của mật độ dòng điện dịch, biết rằng hai bản tụ cách nhau 0,4 cm. −12 G ε εU 8,85.10 .6.300.200π 2 Đáp số: J = o o ω.sinωt = .sin 200π A/m . di d 4.10−3 G -3 π 2 J di = 2,51.10 .sin200 ( A/m ) = ω 2. Điện trường trong một tụ điện phẳng biến đổi theo quy luật E Eo sin t với Eo=200V/cm và tần số f = 50Hz, khoảng cách giữa 2 bản d = 2cm, điện dung của tụ điện C = 2000 ρF . Tìm giá trị cực đại của dòng điện dịch. 81
10. Chương 13 - Trường điện từ 5. Đối với mạch điện trong bài toán trên: a) Viết các phương trình (với các hệ số bằng số) biểu diễn sự biến thiên theo t của năng lượng điện trường, năng lượng từ trường, năng lượng toàn phần. b) Tìm các giá trị của năng lượng điện trường, năng lượng từ trường, năng lượng toàn phần tại các thời điểm: T/8; T/4 và T/2. 1 − Đáp số: a) W = qU = 12,5.10 5.cos 2 ()2π.103.t J e 2 1 − W = Li 2 = 12,5.10 5.sin 2 ()2π.103.t J M 2 -5 W = WM + WE = 12,5.10 J -5 -5 -5 b) WE1 = 6,25.10 J; WM1 = 6,25.10 J; W1 = 12,5.10 J -5 -5 WE2 = 0 ; WM2 = 12,5.10 J; W2 = 12,5.10 J -5 -5 WE3 = 12,5.10 J; WM3 = 0 ; W3 = 12,5.10 J 6. Cho một mạch điện LC. Cho biết phương trình biểu diễn sự biến thiên theo t của hiệu điện thế trên các bản tụ điện có dạng U = 50 cos10 4 πt (V), điện dung C của tụ bằng 0,1 μF . Tìm: a) Chu kỳ dao động T của mạch. b) Hệ số tự cảm của mạch. c) Định luật biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. d) Bước sóng tương ứng với mạch dao động đó. 2π 2π − Đáp số: a) T = = = 2.10 4 s = 2π LC ω 10 4 π T 2 b) L = = 10,15 ( mH ) 4πC dq dU c) i = = C = −C.50.10 4 π.sin10 4 πt = −157sin104 πt ( mA ) dt dt d) λ = cT = 3.108.2.10-4 = 6.104 ( m ). 7. Phương trình biểu diễn sự biến thiên theo thời gian của cường độ dòng điện trong mạch dao động được cho dưới dạng: i = −0,02.sin 400πt (A), hệ số tự cảm L của mạch bằng 1H. Tìm: a) Chu kỳ dao động. b) Điện dung C của mạch c) Hiệu điện thế cực đại trên các bản tụ điện. d) Năng lượng từ trường cực đại. e) Năng lượng điện trường cực đại. 83
11. Chương 13 - Trường điện từ 11. Một mạch dao động điện từ gồm tụ điện có điện dung C = 250 ρF và một cuộn cảm có hệ số tự cảm L = 100 μH . Hỏi mạch dao động này cộng hưởng với bước sóng điện từ nào gửi tới. Đáp số: Khi một sóng điện từ gửi tới một mạch dao động LC nào đó, nó sẽ kích thích trong mạch một dao động điện từ cưỡng bức. Khi tần số Ω của sóng điện Ω = ω = 1 từ kích thích trùng với tần số riêng o của mạch, thì hiện tượng cộng LC hưởng điện từ xảy ra. Khi đó tổng trở Z của mạch bằng: ⎛ 1 ⎞ Z = R 2 + ⎜ Lω − ⎟ = R ⎜ o ω ⎟ ⎝ C o ⎠ U Và cường độ dòng điện trong mạch sẽ cực đại: I = o . Nhưng tần số tỉ o max R lệ với chu kì và chu kì tỉ lệ với bước sóng, do đó có thể nói hiện tượng cộng hưởng điện xảy ra khi chu kì riêng To của mạch trùng với chu kì T của sóng kích thích hay bước sóng λo của mạch bằng bước sóng λ của sóng kích thích. Ta có: λ = λ = = π o c.To c.2 LC =300m. Trong đó: c = 3.108 m/s là vận tố sóng điện từ trong chân không . 12. Một mạch thu vô tuyến có tụ điện biến thiên với điện dung biến đổi trong các giớ hạn từ C1 đến C2 = 9C1. Tìm dải tần số các sóng mà máy thu có thể bắt được nếu điện dung C1 tương ứng với bước sóng λ1 = 3 m. Đáp số: Dải tần số các sóng mà máy thu có thể bắt được nằm trong giới hạn: λ = = π λ = = π = π = λ 1 cT1 2 .c LC1 và 2 cT2 2 .c LC2 6 .c LC1 3 1 Trong đó T1 và T2 là các chu kỳ bé nhất và lớn nhất của mạch dao động, c là vận tốc lan truyền sóng trong chân không L là hệ số tự cảm của mạch dao động. Vậy dải tần mà máy thu có thể bắt được ứng với các bước sóng từ λ1 = 3m đến λ2 = 9m. 85
12. Phần phụ lục - Các ký hiệu thường dùng Thứ tự Tên đại lượng Ký hiệu Chương G 27 Lực F, F 2, 3, 4, 7, 10, 11 28 Mật độ điện tích dài λ 7 29 Mật độ điện tích mặt σ 7 30 Mật độ điện tích khối ρ 7 G 31 Mật độ dòng điện J, J 10 32 Mật độ năng lượng điện trường ωe 8 33 Mật độ năng lượng từ trường ωm 12 G 34 Mômen lực M, M 4, 11 35 Mômen quán tính I 4 G 36 Mômen từ pm, pm 11 G 37 Mômen ngẫu lực M 7, 11 G 38 Mômen động lượng L, L 4 G G 39 Mômen lưỡng cực điện pe , Pe 7, 9, 11 40 Năng lượng từ trường Wm 11, 12, 13 41 Năng lượng điện trường We 8, 12, 13 42 Năng lượng W 3, 8, 11, 13 43 Nhiệt lượng Q 6 44 Nhiệt độ tuyệt đối T 5, 6 45 Nội năng U 5, 6 46 Quãng đường dịch chuyển s, l 1, 3, 4, 11 47 Suất điện động ξ 10 48 Suất điện động cảm ứng ξ c 12 49 Suất điện động hỗ cảm ξ hc 12 50 Số bậc tự do I 5, 6 51 Tần số F 1 52 Thế năng Wt 3 53 Thể tích V 5, 6, 7, 10, 12 54 Thời gian T 1, 2, 3, 4 55 Từ thông φm 11, 12, 13 87
13. Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Vật lý đại cương. Tập I, II - Lương Duyên Bình, Dư Trí Công, Bùi Ngọc Hồ. Nhà xuất bản Giáo Dục - 2003. 2. Cơ sở Vật lý. Tập I, II, III, IV, V - Hallidy, Resnick, Walker. Nhà xuất bản Giáo Dục - 1998. 3. Vật lý đại cương. Tập II - Nguyễn Hữu Thọ. Nhà xuất bản Trẻ - 2004. 4. Tuyển tập các bài tập vật lý đại cương - L.G Guriep, X.E Mincova (bản tiếng Nga). Matxcơva - 1998. 5. Bài tập Vật lý đại cương tập I, II - Lương Duyên Bình. Nhà xuất bản Giáo Dục - 1999. 89
14. 4.2. Tóm tắt nội dung Mụ c lụ33c 4.3. Câu hỏi ôn tập 36 4.4. Bài tập và hướng dẫn giải bài tập 37 Chương 5 - Các định luật thực nghiệm về chất khí 41 5.1. Mục đích, yêu cầu 41 5.2. Tóm tắt nội dung 41 5.3. Câu hỏi ôn tập 41 5.4. Bài tập và hướng dẫn giải bài tập 41 Chương 6 - Các nguyên lý của nhiệt động lực học 44 6.1. Mục đích, yêu cầu 44 6.2. Tóm tắt nội dung 44 6.3. Câu hỏi ôn tập 44 6.4. Bài tập và hướng dẫn giải bài tập 44 Chương 7 - Trường tĩnh điện 48 7.1. Mục đích, yêu cầu 48 7.2. Tóm tắt nội dung 48 7.3. Câu hỏi ôn tập 49 7.4. Bài tập và hướng dẫn giải bài tập 49 Chương 8 - Vật dẫn 52 8.1. Mục đích, yêu cầu 52 8.2. Tóm tắt nội dung 52 8.3. Câu hỏi ôn tập 53 8.4. Bài tập và hướng dẫn giải bài tập 54 Chương 9 - Điện môi 55 9.1. Mục đích, yêu cầu 55 9.2. Tóm tắt nội dung 55 9.3. Câu hỏi ôn tập 56 9.4. Bài tập và hướng dẫn giải bài tập 56 Chương 10 - Dòng điện không đổi 58 91