### Phần I: Xác định tần số sóng điện từ
Tốc độ truyền sóng điện từ là \( v = 3 \times 10^8 \, m/s \).
Tần số sóng điện từ được tính bằng công thức:
\[
f = \frac{v}{\lambda}
\]
Trong đó:
- \( v \) là tốc độ của sóng,
- \( \lambda \) là bước sóng.
Nếu không có bước sóng cụ thể, chúng ta không thể tính toán được tần số chính xác. Tuy nhiên, nếu giả định bước sóng là \( \lambda = 1 m \) thì tần số sẽ là:
\[
f = \frac{3 \times 10^8}{1} = 3 \times 10^8 \, Hz
\]
Để chuyển đổi sang đơn vị MHz:
\[
f = 3 \times 10^8 \, Hz = 300 \, MHz
\]
### Kết luận
Tần số của sóng điện từ là **300 MHz**.
---
### Phần IV: Tự luận
**Câu 1: Dòng điện xoay chiều**
Dòng điện được cho là:
\[
i = 5 \cos(120\pi t + \frac{\pi}{4}) (A)
\]
- **Giá trị cực đại** \( I_0 \):
\[
I_0 = 5 A
\]
- **Tần số góc** \( \omega \):
\[
\omega = 120\pi \, rad/s
\]
- **Pha ban đầu** \( \phi \):
\[
\phi = \frac{\pi}{4} \, rad
\]
- **Pha dao động**:
Dòng điện dao động theo hàm cosin, vì vậy pha dao động là \( \frac{\pi}{4} \).
### Kết luận
- Giá trị cực đại: **5 A**
- Tần số góc: **120π rad/s**
- Pha ban đầu: **π/4 rad**
- Pha dao động: **π/4 rad**
---
**Câu 2: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn**
Dài đoạn dây dẫn \( L = 0.15 \, m \) và cường độ dòng điện \( I = 4.0 \, A \). Độ lớn cảm ứng từ \( B = 0.6 \, T \).
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn được tính bằng công thức:
\[
F = I \cdot L \cdot B \cdot \sin(\theta)
\]
Trong đó \( \theta \) là góc giữa chiều dòng điện và chiều đường sức từ. Ở đây, \( \theta = 90^\circ \) (do từ trường thẳng đứng, và dây dẫn nằm ngang), nên:
\[
F = I \cdot L \cdot B
\]
Tính lực:
\[
F = 4.0 \cdot 0.15 \cdot 0.6 = 0.36 \, N
\]
### Kết luận
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn là **0.36 N**.
---
**Câu 3: Suất điện động cảm ứng và công suất tỏa nhiệt**
**a)** Để tính suất điện động cảm ứng, sử dụng công thức:
\[
\mathcal{E} = -N \frac{\Delta B}{\Delta t}
\]
Với \( N = 100 \) vòng, \( \Delta B = 0.06 - 0.02 = 0.04 \, T \), và \( \Delta t = 0.015 \, s \):
\[
\mathcal{E} = -100 \cdot \frac{0.04}{0.015} = -266.67 \, V
\]
**b)** Tính công suất tỏa nhiệt trên khung dây. Đầu tiên tính điện trở của dây:
\[
R = R_0 \cdot L = 1 \, \Omega/m \cdot (2\pi \cdot 0.15) \approx 0.942 \, \Omega
\]
Từ suất điện động và điện trở, tính cường độ dòng điện \( I \):
\[
I = \frac{\mathcal{E}}{R} = \frac{266.67}{0.942} \approx 283.6 \, A
\]
Công suất tỏa nhiệt:
\[
P = I^2 R = (283.6)^2 \cdot 0.942 \approx 75,800 \, W
\]
### Kết luận
- Suất điện động cảm ứng: **-266.67 V**
- Công suất tỏa nhiệt: **75,800 W**.