Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến Vật Lí 12 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 12 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí.

Mời các bạn đón xem:

Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến (Lý thuyết + 18 bài tập có lời giải)

I. Lý thuyết Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

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

     - Ưu điểm của sóng vô tuyến: sóng vô tuyến có thể truyền đi xa, có thể lan truyền khắp nơi trong khí quyển, chỉ cần hệ thông trạm phát thu mà không cần cáp truyền.

     - Để truyền được thông tin như âm thanh, hình ảnh,... ta đều sử dựng quy trình sau:

         +) Biến các thông tin muốn truyền đi thành các dao dộng điện, những dao động điện này có tần số thấp nên được gọi là tín hiệu âm tần hay thị tần (không thể truyền đi xa vì năng lượng nhỏ)

         +) Dùng sóng điện từ có tần số cao (cao tần), được gọi là sóng mang, truyền thông tin đi xa.

         +) Để sóng mang truyền tải được thông tin của âm tần, ta trộn sóng âm tần với sóng mang, gọi là biến điệu sóng điện từ. (có thể biến điệu biên độ, biến điệu tần số hoặc biến điệu pha). Trong cách biến điệu biên độ: âm tần có tần số là f, sóng mang có tần số là f₀ thì sóng biến điệu sẽ có tần số là f₀ (để truyền được đi xa) nhưng biên độ biên thiên theo tần số f(thông tin cần truyền đi)

         +) Dùng anten để phát và thu sóng.

         +) Ở nơi thu phải tách sóng lấy sóng âm tần rồi đưa sóng âm tần về thông tin cần truyền đi.

2. Sơ đồ khối của hệ thống phát thanh và thu thanh đơn giản

     - Hệ thống phát thanh:

         +) Ống nói (micro): thiết bị biến âm thanh thành dao động điện âm tần

         +) Máy phát dao động cao tần: tạo ra dao động cao tần ( sóng mang)

         +) Biến điệu: trộn sóng âm tần với sóng mang

         +) Khuêch đại cao tần: tăng công suất ( cường độ) của cao tần

         +) Anten phát: phát sóng ra không gian.

     - Hệ thống thu thanh:

         +) Anten thu: thu sóng để lấy tín hiệu.

         +) Chọn sóng: là 1 mạch dao động LC, dựa vào hiện tượng cộng hưởng để chọn sóng có tần số mong muốn (vì trong không gian có rất nhiều sóng và anten thu tất cả các sóng đó nên cần phải chọn sóng (chỉnh tần số đến tần số của đài mình muốn nghe)

         +) Tách sóng: tách lấy sóng âm tần

         +) Khuếch đại âm tần: tăng công suất (cường độ) của âm tần.

         +) Loa: biến dao động âm tần thành âm thanh.

II. Bài tập Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

Câu 1: Hoạt động của mạch chọn sóng của máy thu thanh dựa vào hiện tượng

A. truyền sóng điện từ

B. hấp thụ sóng điện từ

C. Giao thoa sóng điện từ

D. cộng dưởng điện từ

Câu 2: Kí hiệu các mạch trong máy thu thanh và phát thanh như sau: (1) mạch tách sóng ; (2) mạch khuếch đại âm tần ; (3) mạch khuếch đại cao tần ; (4) mạch biến điệu.

Trong sơ đồ của một máy thu thanh vô tuyến điện, không có mạch nào kể trên?

A. (1) và (2)     

B. (3)

C. (3) và (4)     

D. (4)

Câu 3: Kí hiệu các mạch trong máy thu vô tuyến điện như sau: : (1) mạch tách sóng ; (2) mạch khuếch đại ; (3) mạch biến điệu ; (4) mạch chọn sóng.

Trong các máy thu thanh, máy thu hình, mạch nào nêu trên hoạt động dựa trên hiện tượng cộng hưởng điện từ?

A. (1)    

B. (4)    

C. (2) và (3)       

D.(1) và (4)

Câu 4:Trong sơ đồ khối của máy phát thanh vô tuyến đơn giản không có mạch:

A. phát sóng điện từ cao tần.

B. tách sóng.

C. khuếch đại.

D. biến điệu.

Câu 5: Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến điện gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,1 mH và tụ điện có điện dung biến thiên từ 2,5 nF đến 10 nF. Cho tốc độ ánh sáng trong chân không là c = 3.10⁸ m/s. Máy thu này có thể thu được sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng:

A. từ 18,84 m đến 56,52 m

B. từ 56,52 m đến 94,2 m

C. từ 942 m đến 1885 m

D. từ 188,4 m đến 565,2 m

- Áp dụng công thức:

- Thay C₁ = 2,5nF = 2,5.10^-9F và C₂ = 10.10^-9F lần lượt vào công thức tính bước sóng ta thu được: Chọn đáp án C

Câu 6: Khi mắc tụ điện có điện dung C₁ với cuộn cảm L thì tạo mạch dao động điện từ có thể thu được sóng điện từ có bước sóng 30 m; khi mắc tụ điện có điện dung C₂ với cuộn cảm L thì tạo ra mạch dao động điện từ có thể thu được sóng điện từ có bước sóng 40 m. Khi mắc (C₁ song song C₂) rồi mắc với cuộn L thì tạo ra mạch dao động thu được sóng điện từ có bước sóng là:

A. 50 m     

B. 10 m

C. 70 m     

D. 35 m

- Ta có: Chọn đáp án A

Câu 7: Một mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn dây có độ tự cảm L và một bộ tụ điện gồm một tụ điện cố định C₀ mắc song song với một tụ điện C. Tụ điện C có điện dung thay đổi từ 10 nF đến 170 nF. Nhờ vậy mà mạch có thể thu được các sóng vô tuyến có bước sóng từ λ đến 3λ. Điện dung của tụ điện C₀ là:

A. 30 nF     

B. 10 nF

C. 25 nF     

D. 45 nF

- Ta có:Chọn đáp án B

Câu 8: Một mạch dao động điện từ dùng để chọn sóng của máy thu vô tuyến điện gồm một tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Khi điều chỉnh L = L₀ máy thu được sóng điện từ có bước sóng λ, để máy thu được sóng điện từ có bước sóng 2λ thì phải điều chỉnh độ tự cảm L đến giá trị:

A. 3L₀     

B. L₀

C. 2L₀     

D. 4L₀

- Ta có:Chọn đáp án D

Câu 9: Một mạch dao động điện từ gồm một cuộn cảm L khi mắc nối tiếp với tụ điện C₁ thì thu được sóng điện từ có bước sóng λ₁, còn khi thay bằng tụ trên bằng tụ C₂ thì mạch thu được sóng điện từ có bước sóng λ₂. Nếu mắc đồng thời hai tụ nối tiếp với nhau rồi nối với cuộn dây thì mạch thu được sóng điện từ có bước sóng bằng:

- Ta có: - Do C₁ nối tiếp C₂:Chọn đáp án C

Câu 10: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm bộ tụ điện và cuộn cảm thuần L. Khi L = L₁; C = C₁ thì mạch thu được bước sóng λ. Khi L = 3L₁; C = C₂ thì mạch thu được bước sóng là 2λ. Khi điều chỉnh cho L = 2L₁; C = C₁ + 2C₂ thì mạch thu được bước sóng là:

- Ta có:+ Khi L = L₁; C = C₁ thì:+ Khi L = 3L₁; C = C₂ thì:- Vì λ' = 2λ:- Khi điều chỉnh cho L = 2L₁; C = C₁ + 2C₂ = 11C₁/3 thì mạch thu được bước sóng là:

Câu 11: Mạch dao động LC trong máy thu vô tuyến có điện dung C₀ = 8.10^–8 F và độ tự cảm L = 2.10^–6 H, thu được sóng điện từ có bước sóng 240π m. Để thu được sóng điện từ có bước sóng 18π m người ta phải mắc thêm vào mạch một tụ điện có điện dung C bằng bao nhiêu và mắc như thế nào?

A. Mắc nối tiếp và C = 4,53.10^–10 F.

B. Mắc song song và C = 4,53.10^–10 F.

C. Mắc song song và C = 4,53.10^–8 F.

D. Mắc nối tiếp và C = 4,53.10^–8 F.

- Suy ra ta phải mắc nối tiếp với tụ điện của mạch dao động trên một tụ điện có điện dung C’ sao cho:Chọn đáp án A

Câu 12: Mạch dao động LC có tụ phẳng không khí hình tròn bán kính 48 cm cách nhau 4 cm phát ra sóng điện từ có bước sóng 100 m. Nếu đưa vào giữa hai bản tụ một tấm điện môi phẳng song song và cùng kích thước với hai bản có hằng số điện môi ε = 7, bề dày 2 cm ghép sát vào một bản thì phát ra sóng có bước sóng là:

A. 100 m.      

B. 100√2 m.

C. 50√7 m.     

D. 175 m.

Ta có hình vẽ:- Nếu ghép sát vào một bản tụ một tấm điện môi có hằng số điện môi ε có bề dày bằng x lần bề dày của lớp không khí (x < 1) và các yếu tố khác không đổi thì bộ tụ C gồm hai tụ C₁, C₂ ghép nối tiếp:- Bước sóng mạch thu được là:Chọn đáp án C

Câu 13: Mạch thu sóng có lối vào là mạch dao động LC, tụ điện C là tụ phẳng không khí thì khi đó bước sóng mà mạch thu được là 60 m. Nếu nhúng một nửa diện tích các bản tụ vào trong điện môi có hằng số điện môi ε = 2 thì bước sóng mà mạch thu được khi đó bằng:

A. 89,6 m     

B. 54,3 m

C. 98,4 m     

D. 73,5 m

- Nếu nhúng 1/2 diện tích các bản tụ vào trong điện môi có hằng số điện môi ε = 2 thì ta được 1 bộ tụ mới gồm 2 tụ điện mắc song song với:- Suy ra bước sóng mạch thu được khi đó là:Chọn đáp án D

Câu 14: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm tụ xoay không khí và cuộn cảm thuần L = 4,5 mH. Tụ xoay không khí gồm 16 tấm kim loại phẳng giống nhau đặt song song cách đều nhau 1 mm, các tấm cách điện với nhau, diện tích đối diện giữa hai tấm là 3,14 (cm²). Mạch dao động này thu được sóng điện từ có bước sóng là:

A. 51 m      

B. 54,4 m

C. 842 m     

D. 816 m

- Tụ xoay gồm 15 tụ điện giống nhau ghép song song.- Suy ra điện dung tương đương của tu xoay:- Bước sóng mạch thu được:Chọn đáp án D

Câu 15: Mạch dao động của một máy phát sóng vô tuyến gồm cuộn cảm và một tụ điện phẳng mà khoảng cách giữa hai bản tụ có thể thay đổi. Khi khoảng cách giữa hai bản tụ là 4,8mm thì máy phát ra sóng có bước sóng 300 m, để máy phát ra có bước sóng 240 m thì khoảng cách giữa hai bản tụ phải tăng thêm:

A. 6,0 mm     

B. 7,5 mm

C. 2,7 mm     

D. 1,2 mm

- Công thức tính điện dung của tụ phẳng: - Suy ra:- Vậy khoảng cách giữa hai bản tụ phải tăng thêm:Chọn đáp án C

Câu 16: Mạch thu sóng có lối vào là mạch dao động LC, tụ điện C là tụ phẳng không khí thì khi đó bước sóng mà mạch thu được là 40 m. Nếu nhúng 2/3 diện tích các bản tụ vào trong điện môi có hằng số điện môi ε = 2,5 thì bước sóng mà mạch thu được khi đó bằng:

A. 66 m     

B. 56 m

C. 58 m     

D. 69 m

- Nếu nhúng 2/3 diện tích các bản tụ vào trong điện môi có hằng số điện môi ε = 2,5 thì ta được 1 bộ tụ mới gồm 2 tụ điện mắc song song với:- Suy ra bước sóng mạch thu được khi đó là:Chọn đáp án B

Câu 17: Mạch thu sóng có lối vào là mạch dao động LC. Khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L₁ thì bước sóng mà mạch thu được là λ₁ = 10m. Khi mắc tụ C với cuộn cầm thuần L₂ thì bước sóng mà mạch thu được là λ₂ = 30m. Nếu mắc tụ C với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L₃ = 20L₁ + 19L₂ thì bước sóng mà mạch thu được là:

A. 138,20 m      

B. 156,1 m

C. 58,98 m     

D. 27,75 m

Ta có:- Do đó:Chọn đáp án A

Câu 18: Một tụ điện xoay có điện dung tỉ lệ thuận với góc quay các bản tụ. Tụ có giá trị điện dung C biến đổi giá trị C₁ = 10pF đến C₂ = 490pF ứng với góc quay của các bản tụ là α các bản tăng dần từ 0° đến 180°. Tụ điện được mắc với một cuộn dây có hệ số tự cảm L = 2µH để làm thành mạch dao động ở lối vào của 1 một máy thu vô tuyến điện.

- Để bắt được sóng 19,2m phải quay các bản tụ một góc α là bao nhiêu tính từ vị trí điện dung C bé nhất?

A. 51,9°     

B. 19,1°

C. 15,7°     

D. 17,5°

- Ta có: -

Tụ xoay có điện dung tỉ lệ theo hàm bậc nhất với góc quay các bản tụ nên:

- Suy ra ta có tỉ lệ: