10.3 Електромагнітні хвилі

10A34 Диференціальне рівняння електромагнітної хвилі для електричного поля:

А) ;

10A35 Рівняння плоскої електромагнітної хвилі:

А) ;

10A36 В чому особливість електромагнітної хвилі?

В) змінюється в однаковій фазі напруженість електричного і магнітного поля, хвиля поперечна;

10A37 Залежність швидкості розповсюдження електромагнітної хвилі від електричних і магнітних властивостей середовища, формула:

Б) ;

10A38 Довжина електромагнітної хвилі — це:

В) найкоротша відстань між двома точками, що коливаються в однаковій фазі;

10A39 Хвильові властивості електромагнітних хвиль:

Б) відбивання, заломлення, інтерференція, дифракція, поляризація, дисперсія, поглинання;

10A40 Квантові властивості електромагнітних хвиль:

В) дисперсія , теплове випромінювання, ефект Комптона, тиск світла, фотоефект;

10A41 Вектор густини потоку енергії. Вектор Пойтінга, формула:

Г) ;

Задачі першого рівня складності

10B1 Логарифмічний декремент затухання контуру дорівнює 2. у скільки разів зменшиться заряд на конденсаторі за 1 період?

В) в е²разів;

10B2 Який коефіцієнт затухання β в коливному контурі, який містить С=0,5 мкФ, L=0,02 Гн,R=20 Ом?

А) 500;

10B3 Яку циклічну частоту має коливний контур з параметрами L=0,02 Гн,R=40 Ом,C=10 мкФ?

Д) 2·10³с^-1.

10B4 Який період коливань в контурі з параметрами L=0,02 Гн,R=40 Ом,C=10 мкФ?

Б) π·10^-3с;

10B5 Визначити частоту коливального контуру з параметрами L=0,02 Гн,R=40 Ом,C=10 мкФ.

В) 318 Гц;

10B6 Амплітуда заряду на конденсаторі в коливальному контурі за одне повне коливання змінилась з 2·10^-5Кл до

2·10^-5·е^-2Кл. Визначити логарифмічний декремент затухання.

А) е²;

10B7 До контуру з параметрами L=0,02 Гн,R=40 Ом,C=10 мкФ підключена зовнішня періодична напруга. При якій циклічній частоті зовнішньої напруги в колі виникне резонанс?

А) 2·10^-3Гц;

10B8 Визначити власну частоту коливань в коливальному контурі, якщо рівняння вимушених коливань має вигляд при резонансі.

Д) 3 Гц.

10B9 Частота власних коливань в електричному контурі ν=200 Гц, частота вимушених коливань ν_в=400 Гц. З якою частотою будуть відбуватися вимушені коливання в контурі?

Г) 400 Гц;

10B10 Коливальний контур з індуктивністю L=0,5 Гн, опоромR=20 Ом, ємністюC=2·10^-6Ф підключено до зовнішньої напруги. Визначити частоту вимушених коливань.

Д) 2 Гц.

10B11 Коливальний контур з індуктивністю L=0,05 Гн, ємністюC=0,2 мкФ підключено до зовнішньої напруги. Як треба змінити індуктивність в контурі, лишаючи незмінною ємність, щоб в ньому наступив резонанс?

Б) збільшити в 4 рази;

10B12 Коливальний контур з індуктивністю L=0,02Гн і ємністюC=2·10^-6Ф підключено до зовнішньої напруги. У скільки разів треба змінити частоту зовнішньої напруги, щоб в колі наступив резонанс?

В) зменшити в 2,5 рази;

10B13 Струм в колі змінного струму змінюється за законом . Визначити ефективне значення струму.

В) 0,176 А;

10B14 Амплітудна значення змінної напруги U=312 В. Визначити ефективну напругу

Г) 220 В;

10B15 Пробійна напруга конденсатора 375 В. Яка допустима ефективна напруга в колі змінного струму?

В) 264 В;

10B16 В колі змінного струму активний опір дорівнює R=50 Ом, реактивний опірX_L-X_С=30 Ом. Визначити ефективне значення струму, якщо ефективна напруга дорівнює 220 В.

Г) 55 А;

10B17 В колі змінного струму струм визначається за формулою , а напруга —. Визначити зсув фаз між струмом і напругою.

Б) 30º;

10B18 Який індуктивний опір в колі змінного струму з індуктивністю L=0,05 Гн та ємністю С=2·10^-6Ф? Частота змінного струму 50 Гц.

Г) 5π Ом;

10B19 Обчислити ємнісний опір в колі змінного струму з індуктивністю L=0,05 Гн, ємністю С=0,2 мкФ і активним опором 20 Ом. Частота 50 Гц.

А) Ом;

10B20 Котушка з омічним опором 15 Ом та індуктивністю 2 Гн включена в коло змінного струму частотою 50 Гц і напругою 200 В. Визначити силу струму в котушці.

Б) 0,34 А;

10B21 Визначити ємність конденсатора в колі змінного струму, якщо ефективний струм і напруга відповідно рівні І_еф=1,5 А,U_еф=200 В. Період коливань струму і напруги

В) 75мкФ;

10B22 До котушки з омічним опором 20 Ом та індуктивністю 0,5 Гн прикладена напруга 220 В частотою 50 Гц. Визначити cosφ — косинус зсуву фаз між струмом і напругою.

Б) 0,126;

10B23 Яку роботу виконує змінний струм на індуктивності за 10 секунд? (U_еф=220 В,I_еф=0,5 А,L=0,02 Гн, частота 50 Гц)

Д) 0.

10B24 Визначити потужність змінного струму на конденсаторі С=2 мкФ, якщо ефективне значення струму І_еф=0,2 А,U_еф=125 В. Частота змінного струму 50 Гц.

В) 0;

10B25 Яка потужність виділяється на активному опорі в колі змінного струму частотою 50 Гц? R=440 Ом,I_еф=0,5 А,U_еф=220 В.

Г) 110 Вт;

10B26 Зсув фаз між струмом і напругою в колі змінного струму з індуктивністю, ємністю і активним опором дорівнює 30º. Ефективне значення струму І_еф=0,6 А, напруга 220 В. Яка робота виконається в колі за 1 хвилину?

Д) 3960 Дж.

10B27 Визначити коефіцієнт потужності і колі змінного струму, якщо при напрузі 220 В та ефективному струму 0,05 А виділяється потужність 4,4 Вт.

Б) 0,4;

10B28 Визначити амплітудне значення напруженості електричного поля, яке описується рівнянням хвилі:

В) 0,02 В/м;

10B29 Визначити циклічну частоту електромагнітної хвилі:

А) 600π с^-1;

10B30 Визначити хвильове число електромагнітної хвилі:

Г) 2·π·10^-6;

10B31 Визначити довжину електромагнітної хвилі, якщо рівняння цієї електромагнітної хвилі::

Д) 10⁶м.

10B32 Визначити довжину електромагнітної хвилі, що випромінюється коливальним контуром з ємністю С=2·10^-7Ф, індуктивністюL=0,05 Гн.

Г) 1,9·10⁵м;

10B33 Напруженість електричного поля в певній точці Е=120 В/м, напруженість магнітного поля в цій же точці Н=3,2 А/м. Визначити енергію, яка передається електромагнітною хвилею через площу 2 м за 1 хвилину.

Б) 45868 Дж;

10B34 Обчислити вектор Пойтінга — енергія, яка передається хвилею за одиницю часу через одиницю площі для електромагнітної хвилі з напруженістю електричного поля Е=120 В/м та напруженістю магнітного поля Н=3,2 А/м в одній точці.

Б) 38,4 Дж/(м²·с);

10B35 Обчислити об’ємну густину енергії електричного поля в точці, де напруженість електричного поля дорівнює Е=40 В/м. ε₀=8,85·10^-12Ф/м, середовище — повітря.

А) 7,1·10^-9Дж/м³;

10B36 Обчислити об’ємну густину енергії магнітного поля в електромагнітній хвилі з напруженістю магнітного поля Н=4 А/м. µ₀=4π·10^-7Гн/м. Середовище — повітря.

Б) 10^-5Дж/м³;