10.3 Електромагнітні хвилі

10A34 Диференціальне рівняння електромагнітної хвилі для електричного поля:

А) ;

Б) ;

В) ;

Г) ;

Д) .

10A35 Рівняння плоскої електромагнітної хвилі:

А) ; Б) ; В) ;

Г) ; Д) .

10A36 В чому особливість електромагнітної хвилі?

А) одночасно змінюється амплітуда і фаза хвилі;

Б) це завжди стояча хвиля;

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

Г) одночасно змінюється напруженість електричного і магнітного поля, хвиля поздовжня ;

Д) змінюється магнітне поле за законом синуса.

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

А) ; Б) ; В) ; Г) ; Д) .

10A38 Довжина електромагнітної хвилі — це:

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

Б) відстань між двома точками з максимальною амплітудою;

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

Г) відстань, яку пройшла хвиля за час t;

Д) це відстань, яку пройшла хвиля за 1 секунду.

10A39 Хвильові властивості електромагнітних хвиль:

А) відбивання, заломлення, інтерференція, дифракція, випромінювання, фотоефект, дисперсія;

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

В) інтерференція, дифракція, тиск, випромінювання, перенос енергії, поглинання енергії;

Г) випромінювання, фотоефект, тиск, дисперсія, Комптон-ефект;

Д) відбивання, заломлення, дисперсія, випромінювання, поглинання і розповсюдження енергії.

10A40 Квантові властивості електромагнітних хвиль:

А) відбивання, заломлення, інтерференція, дифракція, випромінювання, фотоефект, дисперсія;

Б) відбивання, заломлення, теплове випромінювання, фотоефект, тиск світла;

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

Г) поляризація, фотоефект, ефект Комптона, теплове випромінювання;

Д) правильної відповіді немає.

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

А) ; Б) ; В) ; Г) ; Д) .

Задачі першого рівня складності

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

А) в 2 рази; Б) в 4 рази; В) в е² разів; Г) в е разів; Д) в 6 раз.

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

А) 500; Б) 200; В) 100; Г) 50; Д) 10.

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

А) 5·10⁴ с^-1; Б) 3·10⁴ с^-1; В) ·10⁴ с^-1; Г) 5·10³ с^-1; Д) 2·10³ с^-1.

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

А) 2π·10^-3 с; Б) π·10^-3 с; В) 0,5π·10^-3 с; Г) 0,6·10^-3 с; Д) 0,8·10^-3 с.

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

А) 54 Гц; Б) 122 Гц; В) 318 Гц; Г) 824 Гц; Д) 1018 Гц.

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

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

А) е²; Б) е; В) 2; Г) 1,25; Д) 1,08.

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^-3 Гц; Б) 5·10^-3 с^-1; В) ·10⁴ с^-1; Г) 3·10⁴ с^-1; Д) 5·10⁴ с^-1.

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

А) 500 Гц; Б) 200 Гц; В) 75 Гц; Г) 40 Гц; 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?

А) 200 Гц; Б) 300 Гц; В) Гц; Г) 400 Гц; Д) 600 Гц.

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

А) 100 Гц; Б) 15 Гц; В) 5 Гц; Г) 3 Гц; Д) 2 Гц.

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

А) збільшити в 2 рази;

Б) збільшити в 4 рази;

В) збільшити в 8 разів;

Г) зменшити в 2 рази;

Д) зменшити в 4 рази.

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

А) зменшити в 2 рази;

Б) зменшити в 5 разів;

В) зменшити в 2,5 рази;

Г) збільшити в 2,5 рази;

Д) збільшити в 5 разів.

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

А) 0,25 А; Б) 0,2 А; В) 0,176 А; Г) 0,12 А; Д) 0,1 А.

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

А) 125 В; Б) 175 В; В) 375 В; Г) 220 В; Д) 312 В.

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

А) 375 В; Б) 312 В; В) 264 В; Г) 220 В; Д) 125 В.

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

А) 5 А; Б) 15 А; В) 20 А; Г) 55 А; Д) 125 А.

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

А) 60º; Б) 30º; В) 90º; Г) 100π; Д) 0.

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

А) π Ом; Б) 2 Ом; В) 2π Ом; Г) 5π Ом; Д) 10 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; Б) 0,2·10^-6 Ом; В) 20 Ом; Г) 55 Ом; Д) 2000 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.

А) 0,25 А; Б) 0,34 А; В) 0,54 А; Г) 1,2 А; Д) 1,55 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

А) 20 мкФ; Б) 50 мкФ; В) 75мкФ; Г) 100мкФ; Д) 125 мкФ.

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.

А) 0,052; Б) 0,126; В) 0,545; Г) 0,825; Д) 1,254.

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)

А) 110 Дж; Б) 1100 Дж; В) 11 Дж; Г) 5 Дж; 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.

А) 25 Вт; Б) 2·10^-6 Вт; В) 0; Г) 12,5 Вт; Д) 7,5 Вт.

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.

А) 0; Б) 440 Вт; В) 220 Вт; Г) 110 Вт; Д) 55 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?

А) 396 Дж; Б) 592 Дж; В) 1250 Дж; Г) 2480 Дж; 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.

А) 0,5; Б) 0,4; В) 0,3; Г) 0,2; Д) 0,1.

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

А) 0,53·10^-4 В/м; Б) 0,01 В/м; В) 0,02 В/м; Г) 200π В/м; Д) 0,5·π·10^-8 В/м.

10B29 Визначити циклічну частоту електромагнітної хвилі:

А) 600π с^-1; Б) 0,5π·10^-8 с^-1; В) 0,53·10^-4 с^-1; Г) 100π с^-1; Д) 50π с^-1.

10B30 Визначити хвильове число електромагнітної хвилі:

А) 0,53·10^-4; Б) 200π; В) 10^-8; Г) 2·π·10^-6; Д) 2π.

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

А) 500 м; Б) 1500 м; В) 10⁴ м; Г) 2·10⁵ м; Д) 10⁶ м.

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

А) 2,5·10⁴ м; Б) 5,2·10⁴ м; В) 10⁵ м; Г) 1,9·10⁵ м; Д) 3,2·10⁵ м.

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.

А) 25825 Дж; Б) 45868 Дж; В) 128325 Дж; Г) 200625 Дж; Д) 252382 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.

А) 52,4 Дж/(м²·с); Б) 38,4 Дж/(м²·с); В) 22,2 Дж/(м²·с); Г) 15 Дж/(м²·с); Д) 7,2 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^-12 Ф/м, середовище — повітря.

А) 7,1·10^-9 Дж/м³; Б) 2,9·10^-9 Дж/м³; В) 4,5·10^-9 Дж/м³; Г) 2,1·10^-9 Дж/м³; Д) 1,5·10^-9 Дж/м³.

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

А) 3,2·10^-5 Дж/м³; Б) 10^-5 Дж/м³; В) 5,6·10^-4 Дж/м³; Г) 2,4·10^-4 Дж/м³; Д) 10^-4 Дж/м³.