Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 13: Xác định các thông số cơ bản của mạch chọn sóng - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

Nội dung text: Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 13: Xác định các thông số cơ bản của mạch chọn sóng - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

1. DẠNG 13: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MẠCH CHỌN SÓNG ❖ KIẾN THỨC TRỌNG TÂM T 2 LC - Chu kì và tần số riêng của mạch : 1 f 2 LC c - Bước sóng của máy thu sóng hoặc phát sóng điện từ:  c.T 2 c LC f Với c 3.108 m / s là tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không - Giả sử có hai mạch L1C1 và L2C2 thì tỉ số chu kì (bước sóng), tần số hai mạch là:  T L C f L C 2 2 2 2 ; 2 1 1 1 T1 L1C1 f1 L2C2 Ví dụ 1. (THPT QG 2019) Một sóng điện từ lan truyền trong chân không có bước sóng 3000 m . Lấy c 3.108 m / s. Biết trong sóng điện từ, thành phần điện trường tại một điểm biến thiên điều hòa với chu kì T. Giá trị T là A. 4.10 6 s. B. 2.10 5 s. C. 10 5 s. D. 3.10 6 s. Hướng dẫn giải  3000 Ta có:  c.T T 10 5 s c 3.108 Đáp án C. Ví dụ 2. (THPT QG 2017): Mạch dao động ở lối vào của một máy thu thanh gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 3 H và tụ điện có điện dung biến thiên trong khoảng từ 10 pF đến 500 pF . Biết rằng, muốn thu được sóng điện từ thì tần số riêng của mạch phải bằng với tần số của sóng điện từ cần thu (để có cộng hưởng). Trong không khí, tốc độ truyền sóng điện từ là 3.108 m / s, máy thu này có thể thu được các sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng A. 10 m đến 730 m. B. 100 m đến 730 m. C. 10 m đến 73 m. D. 1 m đến 73 m. Hướng dẫn giải Nguyên tắc hoạt động của các loại máy (thu, phát sóng điện từ) sử dụng mạch dao động LC là tần số sóng điện từ phát hoặc thu được phải bằng tần số riêng của mạch dao động. 1 + Tần số riêng của mạch LC: f0 2 LC c + Tần số sóng điện từ: f  Trang 1
2. 1 c Để có cộng hưởng f0 f  2 c LC 2 LC  8 6 12 12 12  2 .3.10 . 3.10 .10.10 10 m C 10.10 F 500.10 F min   2 .3.108. 3.10 6.500.10 12 73 m min Đáp án C. Ví dụ 3. (THPT QG 2017): Mạch dao động ở lối vào của máy thu thanh gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5H và tụ điện có điện dung thay đổi được. Biết rằng, muốn thu được sóng điện từ thì tần số riêng của mạch dao động phải bằng tần số của sóng điện từ cần thu (để có cộng hưởng). Trong không khí, tốc độ truyền sóng điện từ là 3.108 m / s,để thu được sóng điện từ có bước sóng từ 40 m đến 1000 m thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện có giá trị A. từ 90 pF đến 56,3 nF. B. từ 9 pF đến 56,3 nF. C. từ 90 pF đến 5,63 nF. D. từ 9 pF đến 5,63 nF. Hướng dẫn giải Nguyên tắc hoạt động của các loại máy (thu, phát sóng điện từ) sử dụng mạch dao động LC là tần số sóng điện từ phát hoặc thu được phải bằng tần số riêng của mạch dao động. 1 + Tần số riêng của mạch LC: f0 2 LC c + Tần số sóng điện từ: f  1 c  2 Để có cộng hưởng f f C 0 2 2 LC  c.2 L 402 C 11 F pF min 2 9.10 90 3.108.2 .5.10 6  40m1000m  10002 C 5,63.10 8 F 56,3 nF max 2 3.108.2 .5.10 6 Đáp án A. Trang 2