Lý Thuyết Vật Lí 12 Bài 23: Nguyên Tắc Thông Tin Liên Lạc Bằng Sóng Vô ...

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 23: Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

Bài giảng Vật lí 12 Bài 23: Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

1. Nguyên tắc chung của việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

- Phải dùng các sóng điện từ cao tần.

+ Những sóng vô tuyến dùng để tải các thông tin gọi là các sóng mang.

+ Trong vô tuyến truyền thanh, người ta dùng sóng mang có bước sóng từ vài m đến vài trăm m.

+ Trong vô tuyến truyền hình, người ta dùng sóng mang có bước sóng ngắn hơn nhiều ( λ < 1m )

- Phải biến điệu các sóng mang.

Cách biến điệu:

+ Dùng micrô để biến dao động âm thành dao động điện có cùng tần số: sóng âm tần.

+ Dùng mạch biến điệu để “trộn” sóng âm tần với sóng mang: biến điện sóng điện từ.

- Ở nơi thu, phải dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần để đưa ra loa.

- Khi tín hiệu thu được có cường độ nhỏ, ta phải khuyếch đại chúng bằng các mạch khuyếch đại.

2. Sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản

(1): Micrô: Tạo ra dao động điện âm tần.

(2): Mạch phát sóng điện từ cao tần: Phát dao động điện từ tần số cao (cỡ MHz).

(3): Mạch biến điệu: Trộn dao động điện từ cao tần với dao động điện từ âm tần.

(4): Mạch khuyếch đại: Khuyếch đại dao động điện từ cao tần đã được biến điệu.

(5): Anten phát: Tạo ra sóng điện từ cao tần lan truyền trong không gian.

3. Sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản

(1) Anten thu: Thu sóng điện từ cao tần biến điệu.

(2) Mạch chọn sóng: Chọn lấy sóng cao tần có chứa dao động âm tần cần thu.

(3) Mạch tách sóng: Tách dao động điện từ âm tần ra khỏi dao động điện từ cao tần.

(4) Mạch khuyếch đại dao động điện từ âm tần: Khuyếch đại dao động điện từ cao tần đã tách sóng.

(5) Loa: Biến dao động điện thành dao động âm.

Trắc nghiệm Vật lí 12Bài 23: Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

Câu 1: Dao động điện từ trong mạch chọn sóng của máy thu khi máy thu bắt sóng là:

A. dao động tự do với tần số bằng tần số riêng của mạch.

B. dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số riêng của mạch.

C. dao động tắt dần có tần số bằng tần số riêng của mạch.

D. Cả 3 câu trên đều sai.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Dao động điện từ trong mạch chọn sóng của máy thu khi máy thu bắt được sóng là: dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số riêng của mạch.

Câu 2: Điều nào sau đây là sai khi nói về nguyên tắc phát và thu sóng điện từ?

A. Không thể có một thiết bị vừa thu vừa phát sóng điện từ.

B. Để thu sóng điện từ cần dùng một ăng ten.

C. Nhờ có ăng ten mà ta có thể chọn lọc được sóng cần thu.

D. Để phát sóng điện từ phải mắc phối hợp một máy dao động điều hoà với một ăng ten.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

A – sai vì: có thiết bị có thể vừa thu và phát sóng điện từ như điện thoại,…

B, C, D - đúng

Câu 3: Nếu quy ước: 1 – chọn sóng, 2 – tách sóng, 3 -khuyếch đại âm tần, 4 – khuyếch đại cao tần, 5 – chuyển thành sóng âm. Việc thu sóng điện từ trong máy thu thanh phải qua các giai đoạn nào, với thứ tự nào?

A. 1, 2, 5, 4, 3.

B. 1, 3, 2, 4, 5.

C. 1, 4, 2, 3, 5.

D. 1, 2, 3, 4, 5.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Các giai đoạn trong máy thu thanh:

Anten thu: Thu sóng điện từ cao tần biến điệu.

Mạch khuyếch đại dao động điện từ cao tần: Khuếch đại dao động điện từ cao tần.

Mạch tách sóng: Tách dao động điện từ âm tần ra khỏi dao động điện từ cao tần.

Mạch khuyếch đại dao động điện từ âm tần: Khuếch đại dao động điện từ âm tần từ mạch tách sóng gửi đến.

Loa: Biến dao động điện thành dao động âm

=> Thứ tự ta cần sắp xếp là: 1 – 4 – 2 – 3 – 5.

Câu 4: Trong sơ đồ khối của máy thu thanh vô tuyến điện đơn giản không có bộ phận nào dưới đây?

A. Mạch biến điệu.

B. Anten thu.

C. Mạch khuếch đại.

D. Mạch tách sóng.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Trong sơ đồ khối của máy thu thanh vô tuyến điện đơn giản không có bộ phận mạch biến điệu.

Câu 5: Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào:

A. hiện tượng hấp thụ sóng điện từ của môi trường.

B. hiện tượng giao thoa sóng điện từ.

C. hiện tượng bức xạ sóng điện từ của mạch dao động hở.

D. hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch LC.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch LC.

Câu 6: Trong thông tin liên lạc bằng sóng điện từ, sau khi trộn tín hiệu âm tần có tần số fa với tín hiệu dao động cao tần có tần số f (biến điệu biên độ) thì tín hiệu đưa đến ăng ten phát biến thiên tuần hoàn với tần số

A. fa và biên độ như biên độ của dao động cao tần.

B. f và biên độ biến thiên theo thời gian và tần số bằng fa.

C. fa và biên độ biến thiên theo thời gian với tần số bằng f.

D. f và biên độ như biên độ của dao động âm tần.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Trong thông tin liên lạc bằng sóng điện từ, sau khi trộn tín hiệu âm tần có tần số fa với tín hiệu dao động cao tần có tần số f (biến điệu biên độ) thì tín hiệu đưa đến ăng ten phát biến thiên tuần hoàn với tần số f và biên độ biến thiên theo thời gian và tần số bằng fa.

Câu 7: Chọn câu đúng: Trong “ máy bắn tốc độ” xe cộ trên đường:

A. chỉ có máy phát sóng vô tuyến.

B. chỉ có máy thu sóng vô tuyến.

C. có cả máy phát và máy thu sóng vô tuyến.

D. không có máy phát và máy thu sóng vô tuyến.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Máy bắn tốc độ là dụng cụ có cả máy phát và máy thu sóng vô tuyến.

Câu 8: Mạch dao động ở lối vào của một máy thu thanh gồm một cuộn cảm có độ tự cảm 5μH và tụ điện có điện dung biến thiên. Tính điện dung của tụ khi máy được điều chỉnh để thu sóng có bước sóng 31 m? Biết rằng tần số dao động riêng của mạch dao động phải bằng tần số của sóng điện từ cần thu để có cộng hưởng. Lấy c=3.108m/s.

A. 54pF.

B. 54nF.

C. 5,4.10−14F.

D. 5,4.10−14F.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Ta có:

λ=2πcLC⇒C=λ24π2c2L=3124π23.1082.5.10−6=5,4.10−11F

Câu 9: Cho tần số sóng mang là 800kHz. Khi dao động ầm tần có tần số 1kHz thực hiện một dao động toàn phần thì dao động âm tần thực hiện được số dao động toàn phần là:

A. 1600.

B. 625.

C. 800.

D. 1000.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Ta có:

Thời gian để dao động âm tần thực hiện được một dao động toàn phần:

TA=1fA=10−3s

Thời gian để dao động cao tần thực hiện được một dao động toàn phần:

TC=1fC=0,125.10−3s

Số dao động toàn phần của dao động cao tần khi dao động âm tần thực hiện được một dao động toàn phần:

N=TATC=10−30,125.10−3=800

Câu 10: Một anten ra-đa phát ra những sóng điện từ đến một máy bay đang bay về phía ra-đa. Thời gian lúc anten phát đến lúc nhận sóng phản xạ trở lại là 120μs. Anten quay với tốc độ 0,5 vòng/s. Ở vị trí của đầu vòng quay tiếp theo ứng với hướng của máy bay, anten lại phát sóng điện từ, thời gian từ lúc phát đến lúc nhận lần này là 117μs. Tính tốc độ trung bình của máy bay? Biết vận tốc ánh sáng trong không khí là c=3.108m/s.

A. 810 km/h.

B. 1200 km/h.

C. 910 km/h.

D. 850 km/h.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Ta có:

+ Máy bay bay lại gần anten. Quãng đường mà máy bay đi được bằng hiệu của hai quãng đường sóng điện từ truyền tới và phản xạ.

Theo đó ta có quãng đường mà máy bay đi được là:

s=3.108.120−1172.10−6=450m

Thời gian đi được tính theo thời gian anten quay được 1 vòng, tức bằng t=2s

Tốc độ trung bình bằng: v=st=225m/s=810km/h

Câu 11: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn cảm thuần có độ tự cảm thay đổi được từ 0,5μH đến 2μHvà tụ điện có điện dung thay đổi được từ 20pF đến 80pF. Biết tốc độ truyền sóng điện từ c=3.108m/s, lấy π2=10. Máy này có thể thu được các sóng vô tuyến có bước sóng nằm trong khoảng:

A. Từ 6 m đến 40 m.

B. Từ 6 m đến 24 m.

C. Từ 4 m đến 24 m.

D. Từ 4 m đến 40 m.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Ta có:

λ1=cT1=2πcL1C1=210.3.108.0,5.10−6.20.10−12=6mλ2=cT2=2πcL2C2=210.3.108.2.10−6.80.10−12=24m

Bước sóng mà máy thu được có giá trị nằm trong khoảng từ λ1→λ2

Câu 12: Một mạch chọn sóng cộng hưởng gồm cuộn cảm và một tụ xoay. Khi điện dung của tụ bằng C1 thì mạch bắt được sóng có bước sóng λ1=10m. Khi điện dung của tụ bằng C2 thì mạch bắt được sóng có bước sóng λ2=20m. Khi điện dung của tụ là C2=12C1+C2thì mạch bắt được sóng có bước sóng là:

A. λ3=28,57m.

B. λ3=40m.

C. λ3=140m.

D. λ3=30m.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Theo bài ra ta có:

λ1=2πcLC1=10m⇒C1=1L102πc2 (1)

λ2=2πcLC1=20m⇒C2=1L202πc2 (2)

Khi điện dung của tụ là C3 thì:

λ3=2πcLC3=2πcL12C1+C2 (3)

Thay (1) và (2) vào (3) ta được λ3=40m.

Câu 13: Mạch chọn sóng của máy vô tuyến điện gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L=2.10−5Hvà một tụ xoay có điện dung biến thiên từ C1=10pFđến C2=500pFkhi góc xoay biến thiên từ 0∘đến 180∘. Khi góc xoay của tụ bằng 90∘thì mạch thu sóng điện từ có bước sóng là

A. 108 m.

B. 188 m.

C. 135 m.

D. 72 m.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Công thức tính điện dung của tụ xoay: C=C0+k.α

+ Khi α=0 thì C=C0=10pF

+ Khi α=180 thì C=C0+180k=500pFnên k=4918(pF/độ)

+ Vậy khi α=90 thì C=10+90.4918=255pF

Bước sóng điện từ

λ=c.T=c.2πLC=3.108.2π2.10−5.255p=135m

Câu 14: Một mạch dao động LC lí tưởng với q là điện tích trên tụ, I là dòng điện tức thời trong mạch. Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của q2 vào i2 như hình vẽ. Bước sóng mà mạch thu được trong không khí là:

A. 3π.103m.

B. 3π.103cm.

C. 6π.103cm.

D. 6π.103m.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Từ đồ thị ta thấy:

Q02=4μC2I0=0,04A2⇒Q0=2μCI0=0,2A

⇒ω=I0Q0=0,22.10−6=1.105rad/s

Bước sóng mà mạch thu được trong không khí là:

λ=2πcω=2π.3.1081.105=6π.103m

Câu 15: Biến điệu sóng điện từ là gì?

A. Là biến đổi sóng cơ thành sóng điện từ.

B. Là trộn sóng điện từ âm tần với sóng điện từ tần số cao.

C. Là làm cho biên độ sóng điện từ tăng lên.

D. Là tách sóng điện từ âm tần ra khỏi sóng điện từ tần số cao.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Mạch biến điệu: trộn dao động điện từ cao tần với dao động điện từ âm tần.

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 24: Tán sắc ánh sáng

Lý thuyết Bài 25: Giao thoa ánh sáng

Lý thuyết Bài 26: Các loại quang phổ

Lý thuyết Bài 27: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại

Lý thuyết Bài 28: Tia X