Cách tìm các đại lượng đặc trưng của sóng điện từ hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12
Cách tìm các đại lượng đặc trưng của sóng điện từ hay, chi tiết
Với Cách tìm các đại lượng đặc trưng của sóng điện từ hay, chi tiết Vật Lí lớp 12 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập tìm các đại lượng đặc trưng của sóng điện từ từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.
A. Phương pháp & Ví dụ
1. Phương pháp
- Mỗi giá trị của L hoặc C, cho ta một giá trị tần số, chu kỳ tương ứng.
- Tần số góc, tần số và chu kỳ dao động riêng của mạch LC:
- Vận tốc lan truyền trong không gian: v = c = 3.108 (m/s)
- Bước sóng của sóng điện từ:
- Bước sóng điện từ: trong chân không λ = c / f ; trong môi trường: λ = v / f = c / n.f
Máy phát hoặc máy thu sóng điện từ sử dụng mạch dao động LC thì tần số song điện từ phát ra hoặc thu được bằng tần số riêng của mạch.
Mạch chọn sóng vô tuyến của máy thu có:
- Từ công thức tính bước sóng ta thấy, bước sóng biến thiên theo L và C. L hay C càng lớn thì bước sóng càng lớn.
- Mạch dao động có L biến đổi từ Lmin đến Lmax và C biến đổi từ Cmin đến Cmax thì bước sóng của sóng điện từ phát (hoặc thu):
λmin tương ứng với Lmin và Cmin
λmax tương ứng với Lmax và Cmax
Nếu mạch chọn sóng có cả L và C biến đổi thì bước sóng mà máy thu vô tuyến thu được thay đổi trong giới hạn từ λmin đến
Lưu ý:
- Khi ghép 2 tụ nối tiếp hoặc 2 cuộn cảm song song:
- Khi ghép 2 tụ song song hoặc 2 cuộn cảm nối tiếp:
2. Ví dụ
Ví dụ 1: Trong mạch chọn sóng, khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu được bước sóng, λ1 = 90m. Khi mắc tụ có điện dung C2 với cuộn cảm L thì mạch thu được bước song λ2 = 120m. Khi mắc C1 nối tiếp C2 rồi mắc vào cuộn cảm L thì mạch thu được bước sóng là
A. 100 m
B. 150 m
C. 210 m
D. 72 m
Hướng dẫn:
Áp dụng công thức bước sóng khi ghép 2 tụ điện nối tiếp:
Đáp án D
Ví dụ 2: Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến gồm cuộn cảm có L = 1mH và tụ có C = 10pF. Biết tốc độ sóng điện từ 3.108 m/s. Máy thu trên có thể thu được sóng điện từ có bước sóng bao nhiêu?
A. 188,4 m
B. 235,2 m
C. 1635,8m
D. 761,5m
Hướng dẫn:
Đáp án A.
B. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Một mạch dao động được dùng để thu sóng điện từ, nếu tăng điện dung lên 2 lần, tăng độ tự cảm lên 8 lần và tăng hiệu điện thế hiệu dụng lên 3 lần thì bước sóng thu được
A. tăng 48 lần
B. giảm 4 lần
C. tăng 4 lần
D. tăng 12 lần
Lời giải:
Ta có λ = cT = 2πc√(LC) → C’ = 2C; L’ = 8L thì λ’ = 4λ.
Câu 2: Một mạch dao động để bắt tín hiệu của một máy thu vô tuyến gồm một cuộn cảm có hệ số tự cảm L = 2 μH và một tụ điện. Để máy thu bắt được sóng vô tuyến có bước sóng λ = 16 m thì tụ điện phải có điện dung bằng bao nhiêu
A. 36 pF
B. 320 pF
C. 17, 5 pF
D. 160 pF
Lời giải:
Ta có λ = cT = 2πc√(LC)
Câu 3: Sóng FM của đài tiếng nói Việt Nam có tần số f = 100 MHz. Bước sóng mà đài thu được có giá trị là
A. λ = 10 m B. λ = 3 m
C. λ = 5 m D. λ = 2 m
Lời giải:
Câu 4: Sóng điện từ trong chân không có tần số f = 150 kHz, bước sóng của sóng điện từ đó là
A. λ = 2000 m. B. λ = 2000 km.
C. λ = 1000 m. D. λ = 1000 km.
Lời giải:
Câu 5: Một mạch dao động LC đang dao động tự do. Người ta đo được điện tích cực đại trên 1 bản tụ là Q0 = 10-6 C và dòng điện cực đại trong mạch I0 = 10 A. Bước sóng điện từ mà mạch có thể phát ra là:
A. λ = 1,885 m B. λ = 18,85 m
C. λ = 188,5 m D. λ = 1885 m
Lời giải:
Ta có:
Bước sóng mạch phát ra
Câu 6: Mạch chọn sóng của một máy thu thanh gồm một cuộn dây thuần cảm và một tụ điện có điện dung biến đổi được. Khi đặt điện dung của tụ điện có giá trị 15 pF thì bắt được sóng có bước sóng 25 m. Khi điện dung của tụ điện giá trị 135 pF thì sẽ bắt được sóng có bước sóng bằng
A. 270 m B. 10 m
C. 75 m D. 150 m
Lời giải:
Ta có λ = cT = 2πc√(LC) → C’ = 9C thì λ’ = 3λ = 75 m.
Câu 7: Để truyền các tín hiệu truyền hình bằng vô tuyến người ta đã dùng các sóng điện từ có tần số cỡ
A. mHz B. KHz
C. MHz D. GHz
Lời giải:
Ta có λ = c/f → f = c/λ.
Sóng dùng trong truyên hình là sóng ngắn 10 m ≤ λ ≤ 100 m → f cỡ MHz.
Để truyền các tín hiệu truyền hình bằng vô tuyến người ta đã dùng các sóng điện từ có tần số cỡ MHz.
Câu 8: Câu 8. Mạch dao động ở lối vào của một máy thu thanh gồm một cuộn cảm có độ tự cảm 5 μH và một tụ điện có điện dung biến thiên. Để thu sóng có bước sóng 31 m thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện bằng
A. 67 pF B. 54 pF
C. 45 pF D. 76 pF
Lời giải:
Ta có λ = cT = c. 2π√(LC)
Câu 9: Một mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thực hiện dao đông điên từ tự do. Để bước sóng mạch dao động thu được giảm đi 3 lần thì phải thay tụ điện C bằng tụ điện C’ có giá trị
A. C’ = 3C B. C’ = C/3
C. C’ = 9C D. C’ = C/9
Lời giải:
Ta có: λ = cT = c.2π√(LC) → λ ∼ √C.
→ λ giảm 3 lần thì C giảm 9 lần → C’ = C/9.
Câu 10: Mạch chọn sóng của một máy thu sóng vô tuyến gồm cuộn cảm thuần có L = 0, 4/π H và tụ điện có C thay đổi được. Điều chỉnh C = 10/9π pF thì mạch này thu được sóng điện từ có bước sóng
A. 300 m. B. 400 m.
C. 200 m. D. 100 m.
Lời giải:
Ta có: λ = 2πc√(LC) = 400 m
Câu 11: Mạch dao động dùng để chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Máy này thu được sóng điện từ có bước sóng 20 m. Để thu được sóng điện từ có bước sóng 60 m, phải mắc song song với tụ điện C của mạch dao động một tụ điện có điện dung
A. C = 2Co B. C = Co
C. C = 8Co D. C = 4Co
Lời giải:
Ta có λ = cT = c. 2π√(LC)
C1 = C0 √ C2 = C0 + C √ C = 8C0
Câu 12: Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, người ta sử dụng cách biến điệu biên độ, tức là làm cho biên độ của sóng điện từ cao tần (sóng mang) biến thiên theo thời gian với tần số bằng tần số của dao động âm tần. Cho tần số sóng mang là 800 kHz. Khi dao động âm tần có tần số 1000 Hz thực hiện một dao động toàn phần thì dao động cao tần thực hiện được số dao động toàn phần là
A. 800. B. 1000.
C. 625. D. 1600.
Lời giải:
