công thức vật lí lớp 12

Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku CHƯƠNG I DAO ĐỘNG CƠ HỌC I Dao động điều hồ Các phương trình dao động: a Phương trình li độ: x  A cos  t    b Phương trình vận tốc: v  A sin  t    c Phương trình gia tốc: a  2 cos  t    x2 v2  2 1 A2  A v2 a2 e Hệ thức liên hệ vận tốc gia tốc : 2   A A d Hệ thức liên hệ vận tốc li độ: Chu kì - Tần số: 2   b Tần số: f     2f 2 a Chu kỳ: T  Cơ dao động điều hoà: Cơ : W = Wđ + Wt = m  2A2 2 1 Thế năng: Wt  m2 x  m2 A cos (t  )  Wco s (t  ) 2 Động năng: Wđ  mv  m2 A 2sin (t  )  Wsin (t  ) Tính khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí có li độ x1 đến x2 t   2  1    x1  co s 1  A  với  (  1 , 2   ) x2 co s     A Ghi chú: T - Nếu góc quét    tách thời gian : t  n  t ' với t '   ' Tương ứng với góc quét :   n   '  Tính quảng đường lớn nhỏ mà vật dao động điều hòa khoảng thời gian t Tốc độ trung bình lớn nhỏ a Trường hợp : < t < T - Góc quét  = t - Quãng đường lớn vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục sin: s max  2A sin  - Quãng đường nhỏ vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục cos:    s  2A   cos    Công thức Vật lý 12 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku b Trường hợp: t > T : T T  t ' Trong n  N;  t '  2 T - Trong thời gian n quãng đường 2nA - Tách t  n - Trong thời gian t’ quãng đường lớn s’max, nhỏ s’min tính - Quãng đường cực đại: s max  2nA  s ,max  2nA  2A sin    - Quãng đường cực tiểu s  2nA  s ,min  2nA  2A 1  cos     - Tốc độ trung bình lớn nhỏ khoảng thời gian t: v tbmax  s max s v tbmin  t t Tính quãng đường vật khoảng thời gian t: - Lập tỉ số: t  n, p 0,5T - Nếu p = quãng đường : s  n.2A - Nếu q = 0,5 quãng đường s  n.2A  A T - Tổng quát ta tính quãng đường s2 vật khoảng thời gian t =0,q dựa vào đường trịn lượng giác, từ suy qng đường vật được: s  n.2A  s III Con lắc lị xo 1.Tần số chu kì dao động: a Tần số góc:   b Tần số : f  k m k 2 m c Chu kì: T  2 m k Fmax  kA  m2 A d Lực kéo về: F = - kx = -m 2 x   Fmin   Năng lượng (Cơ năng): a Động lắc lò xo: Wđ = mv =W sin  t    kx = W cos  t    1 c Cơ toàn phần: W = Wđ + Wt = m  2A2 = kA22 b Thế đàn hồi: Wt = Xác định chiều dài cực đại cực tiểu lò xo trình dao động: l  l  A lmax  l0  A a Trường hợp lắc nămg ngang:  max Trong l0 chiều dài tự nhiên lị xo Cơng thức Vật lý 12 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku l  l0  l0  A l max  l0  l0  A b Trường hợp lắc treo thẳng đứng:  max Độ biến dạng lò xo vị trí cân l0  mg k Xác định lực đàn hồi cực đại cực tiểu lò xo tác dụng vào vật nặng trình dao động: F  k  l  x  Fmax  kA  m2 A a Trường hợp lắc nằm ngang:  Fmin    Fmax  k  l0  A   nêuA  l0 b Trường hợp lắc treo thẳng đứng:   Fmin    k  l0  A  nêuA  l0  c Lực đàn hồi phụ thuộc theo thời gian: Con lắc nằm ngang F = kAcos  t    Con lắc treo thẳng đứng:F = mg + kAcos  t    Ghép lò xo: a Ghép nối tiếp: k Độ cứng tương đương hệ:  1  k1 k b Ghép song song: Độ cứng tương đương hệ k = k1 + k2 Cắt lò xo: a Cắt lò xo thành n phần nhau: Gọi k0 độ cứng lò xo chưa cắt, k độ cứng mối phần thì: b Cắt lị xo thành hai phần khơng nhau: k l0   n  k  nk k0 l k1 l0 k l0  ;  k l1 k l2 III Con lắc đơn 1.Tần số chu kì dao động: a Tần số góc:   b Tần số: f  g l 1 g  T 2 l c Chu kì: T  2 l g Phương trình dao động: Xét trường hợp góc lệch cực đại   100 a Phương trình dao động: s  s cos  t    hay    cos  t    Với s  .l;s0   l b Vận tốc: v = - s sin  t    hay v = -l  sin  t    Công thức Vật lý 12 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku  v   s  s  c Công thức liên hệ vận tốc li độ: v =  ( s –s )   v2  s   s0    2 a2 d Công thức liên hệ vận tốc gia tốc: v   a  s   v   s0    2 2 2 Năng lượng: 2 a Thế : Wt  mgl 2 b Động năng: Wđ  mv  mgl      2 c Cơ toàn phần: W = Wđ + Wt = mgl  m2s = số 0 Vận tốc lực căng dây: a Vận tốc:v  gl      - Tại vị trí biên v = - Tại vị trí cân bằng: v max   gl    2 - Tại vị trí biên: min  mg   0    - Tại vị trí cân max  mg(1   )   b Lực căng dây:   mg 1    0  Chu kỳ lắc thay đổi theo nhiệt độ: T2       t  t1   T2  1    t  t1   T1 T1   0 Với T1, T2 chu kỳ lắc đơn t1 C, t 2C Đối với lắc đồng hồ thời gian đồng hồ chạy nhanh hay chậm t(s) : T2  T1 T 1    t    t  t1   T T1 2  Nếu T2 >T1 đồng hồ chạy chậm t  Nếu T2 < T1 đồng hồ chạy nhanh  t  T h h  Chu kỳ lắc thay đổi theo độ cao: h    Th  1   T T R  R T T T h  t h  t Đối với lắc đồng hồ thời gian đồng hồ chạy chậm t(s): t  t h T T R t  t Chu kỳ lắc vừa thay đổi theo độ cao vừa thay đổi theo nhiệt độ: T2h h  h       t  t1   T2  1     t  t1   T1 T1 R  R  Đối với lắc đồng hồ thời gian đồng hồ chạy nhanh hay chậm t(s): t  t T2h  T T h   t  t     t  t1   T1 T1 R  Nếu T2h >T1 đồng hồ chạy chậm t  Công thức Vật lý 12 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku Nếu T2h < T1 đồng hồ chạy nhanh  t  Chu kỳ lắc thay đổi theo lực lạ: Trọng lượng biểu kiến lắc          F , , P  P  FL  g  g  L m Chu kỳ lắc đó: T  2 l g, Chu kỳ lắc thay đổi lực quán tính: theo  a Lực quán tính: Fq   m.a - Điểm đặt: Trên vật  - Hướng: Ngược hướng với gia tốc a hệ quy chiếu - Độ lớn: F = m.a b Các trường hợp thường gặp: Trường hợp 1: Con lắc treo trần xe chuyển động biến đổi với gia tốc a theo phương ngang:   Vì a  g gia tốc trọng trường biểu kiến lắc là: g ,  a  g l Chu kỳ lắc đó: T,  2 a  g2 Trường hợp 2: Con lắc treo vào máy chuyển động nhanh dần lên, chậm dần xuống với gia tốc a: Gia tốc trọng trường biểu kiến: g, = a + g Chu kỳ lắc đó: T,  2 l a g Trường hợp 3: Con lắc treo vào trần thang máy chuyển động chậm dần lên, nhanh dần xuống với gia tốc a Gia tốc trọng trường biểu kiến: g, = g – a Chu kỳ lắc đó: T,  2 l ga Trường hợp 4: Con lắc treo trần xe chuyển động đường dốc nghiêng góc α so với mặt phẳng ngang chuyển động nhanh dần xuống, chậm dần lên dốc với gia tốc a Gia tốc trọng trường biểu kiến: g ,  a  g  2ag sin  Chu kỳ lắc đó: T,  2 l 2 a  g  2ag sin  Trường hợp 5: Con lắc treo trần xe chuyển động đường dốc nghiêng góc α so với mặt phẳng ngang chuyển động nhanh dần lên, chậm dần xuống dốc với gia tốc a Gia tốc trọng trường biểu kiến: g, = a  g  2ag sin  Chu kỳ lắc đó: T,  2 l a  g  2ag sin  10 Chu kỳ lắc thay đổitheo lực điện trường:   a Lực điện trường: F  q.E - Điểm đặt: Trên vật     - Hướng: hướng với E q > 0; ngược hướng với E q < Công thức Vật lý 12 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku - Độ lớn: F = q E Lưu ý liên hệ U E: U = E.d a Các trường hợp thường gặp:    Trường hơp 1: F  P  q E Gia tốc trọng trường biểu kiến: g  g     m  , 2 l Chu kỳ lắc đó: T,  2  q E g    m     Trường hợp 2: F song song chiều với P qE Gia tốc trọng trường biểu kiến : g ,  g  m l Chu kỳ lắc T,  2 qE g m    Trường hợp 3: F song song ngược chiều với P qE Gia tốc trọng trường biểu kiến : g ,  g  m l Chu kỳ lắc đó: T,  2 qE g m 2 11 Chu kỳ lắc thay đổi theo lực đẩy Acsimet:   a Lực đẩy Acsimet: F  Vg - Điểm đặt: Trên vật  - Hướng: Ngược hướng với g - Độ lớn: F = Vg Trong  khối lượng riêng môi trường chứa vật, V thể tích vật chiếm chỗ b Chu kỳ lắc thay đổi theo lực đẩy Acsimet: Khi đưa lắc từ khơng khí vào mơi trường khác: Gia tốc trọng trường biểu kiến : g ,  g  Chu kỳ lắc đó: T,  2 Vg m l Vg g m 13 Chu kỳ lắc thay đổi điều chỉnh chiều dài: T,  l  T l  1    T  l  T l 14 Chu kỳ lắc thay đổi theo vị trí địa lý: T, g T g   1  T g T g 15 Con lắc vướng đinh Công thức Vật lý 12 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku a Cấu trúc: Con lắc đơn chiều dài l1 dao động với góc nhị 1 , chu kì T1 Đóng đinh nhỏ đường thẳng qua điểm treo O cách O phía đoạn R Khi dao động, dây treo lắc bị vướng O’ chuyển động từ trái sang phải vị trí cân có độ dài l2, hợp góc nhỏ  với đường thẳng đứng qua điểm treo O, chu kìT2.Con lắc vướng đinh b Chu kì T lắc vướng đinh  ( l1  l ) Biểu diễn T theo l1 ,: l2 T  g Biểu diễn T theo T1,T2: T  (T1  T2 ) Lấy 2  10 , g  10ms 1 : T  l1  l l   c Tỉ số biên độ dao động bên vị trí cân bằng:    l2  1  d Tỉ số lực căng dây treo vị trí biên TA   12  1 TB e Tỉ số lực căng dây treo trước sau vướng chốt O’ (ở cị trí cân bằng) TT    2  12 TS 16 Con lắc trùng phùng: Nếu T1 > T2 qua hai lần trùng phùng liên tiếp: nT1 = (n + 1)T2 = t IV Dao động tắt dần Đối với lắc lò xo: Một lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ A0 hệ số ma sát µ Nếu coi dao động tắt dần có tính tuần hoàn với chu kỳ T  - Độ giảm biên độ sau chu kỳ là: A  2  4mg k - Độ giảm biên độ sau N chu kỳ dao động: A n  A  A n  4N - Số dao động thực được: N  Fms mg  4N k k A0 Ak  A 4mg - Thời gian vật dao động đến lúc dừng lại: t  N.T  A kT A  4mg 2g 2.Quãng đường vật dừng hẳn Gọi xo vị trí lực đàn hồi có độ lớn lực ma sát trượt, ta có: mg k 2mg  2x Gọi A1 độ giảm biên độ nửa chu kì : A1  k kxo = mg  x  Vật dừng lại đoạn từ – xo đến xo Nếu vật dừng lại vị trí có tọa độ x đường tổng cộng là: s k  A0  x  2mg A0  x  A1 Công thức Vật lý 12 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku Xét tỉ số: A0  n  q (q < 1) A A2 - Nếu q = 0: Vật dừng lại vị trí cân bằng: s  A1 - Nếu q = 0,5: vật dừng lại vị trí có |x| = xo: s  2 A0  x A1 - Nếu 0,5 < q < 1: Lúc biên độ cuối trước dừng vật 1  A n  q.A1  x   q   A1 ; x  2x  A n 2  - Nếu < q < 0,5: Trước chu kì, biên độ vật : A n 1  1, q.A1  A1  p  x  p Chú ý: Nếu lúc đầu vật đứng yên vị trí cân truyền vận tốc ban đầu v0 Áp dụng định luật bảo toàn lượng: 1 2 mv0  kA  mgA  A 2 Thì quãng đường cần tìm là: s  A Đối với lắc đơn: - Độ giảm biên độ chu kỳ: s  s  s1        4FC l mg 4FC mg - Độ giảm biên độ N chu kì là: sn  s0  s n  N  n     n  N FCl mg FC mg - Số dao động thực được: N  m gs  mg  4FC l FC ms  m l - Thời gian để lắc dựng lại: t  N.T =  FC 2FC VI Tổng hợp hai dao động Biên độ dao động tổng hợp A2  A12  A22  2A1A2 cos  2  1  Pha ban đầu dao đông tổng hợp tan   A sin   A sin  A cos   A cos  CHƯƠNG III SÓNG CƠ HỌC – ÂM HỌC I Sóng học Các đại lượng đặc trưng sóng: a Bước sóng :   v.T  b Tần số: f  v f T d Độ lệch pha hai điểm môi trường truyền sóng cách đoạn d:   2 d  Công thức Vật lý 12 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku Phương trình sóng a Phương trình sóng:  2  t    T  2d   - Phương trình sóng M cách nguồn đoạn d: u M  a cos  t        - Giả sử phương trình sóng nguồn A: u A  a cos  b Độ lệch pha hai điểm: Giả sử hai điểm phương truyền sóng cách nguồn khoảng d1, d2:    d1  d d d  2 v  - Nếu điểm M N phương truyền sóng cách khoảng d :  = 2 d  Chú ý: Hai điểm M N cách đoạn d phương truyền sóng sẽ: - Dao động pha khi: d  k  k  0; 1; 2;    k  0; 1; 2;   - Dao động vuông pha khi: d   2k  1  k  0; 1; 2;  - Dao động ngược pha khi: d   2k  1 Cho hai điểm M, N xác định phương truyền sóng, cho biết đặc điểm M N, xác định đặc điểm điểm lại, xác định biên độ sóng: - Tìm  - Lập tỉ số: MN  - Vẽ vòng tròn lượng giác: Dựa vào vòng tròn lượng giác ta suy đại lượng cần tìm - Điểm dao động nhanh pha biểu diễn trước, chậm pha biểu diễn sau II Giáo thoa sóng: Phương trình sóng điểm vùng giao thoa: - Giả sử phương trình sóng hai nguồn: u1  a cos  t  1  ; u  a cos  t  2  - Phương trình sóng tổng hợp điểm M:      2    u M  u1M  u 2M  2a cos   d  d1   cos  t   d  d1            d  d1        - Biên độ dao động M A  2a cos   Chú ý: Trường hợp 1: Hai nguồn dao động pha Nếu O trung điểm đoạn AB điểm nằm đường trung trực đoạn A,B dao động với biên độ cực đại bằng: A M  2a (vì lúc d1  d ) Trường hợp 2: Hai nguồn A, B dao động ngược pha Ta nhận thấy biên độ giao động tổng hợp là: A  2a cos (d  d1 )    Nếu O trung điểm đoạn AB điểm nằm đường trung trực đoạn A,B dao động với biên độ cực tiểu bằng: A  (vì lúc d1  d ) Trường hợp 3: Hai nguồn A, B dao động vuông pha Công thức Vật lý 12 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku Ta nhận thấy biên độ giao động tổng hợp là: A  2a cos (d  d1 )    - Nếu O trung điểm đoạn AB điểm nằm đường trung trực đoạn A,B dao động với biên độ : A M  a (vì lúc d1  d ) Số cực đại đứng yên giao thoa đoạn AB: - Tính   1  2 - Tìm số điểm dao động cực đại, số điểm đứng yên không dao động: L  Số cực đại:    L  k  2  2 (k  Z) L  L  k    2  2 Số điểm (hay số đường) đứng yên không dao động:    (k  Z) Các trường hợp đặc biệt: a Hai nguồn dao động pha:   2  1  2k - Số cực đại giao thoa:  L L k (k  Z)   L  - Số điểm (hay số đường) đứng yên không dao động giao thoa:    k  L   b Hai nguồn dao động ngược pha:   2  1   L  - Số cực đại giao thoa    k  L   - Số đường số điểm không dao động  L L k   c Trường hợp hai nguồn dao động vuông pha nhau: 2 1  Số cực đại giao thoa   L L  k    L  L  - Số điểm (hay số đường) đứng yên không dao động    k    Tìm số đường dao động cực đại khơng dao động hai điểm M, N: Giả sử M, N cách hai nguồn d1M, d2M, d1N, d2N Đặt dM = d2M - d1M ; dN = d2N – d1N giả sử d M  d N d M  d   k N  (k  Z)  2  2 d  d  Số đường không dao động: M    k  N    2  2 Số cực đại: (k  Z) a Hai nguồn dao động pha: Số cực đại: d M d k N   (k  Z) Số điểm (số đường) đứng yên không dao động  dM d  k N    (k  Z) b Hai nguồn dao động ngược pha: Số cực đại: d M d  k N   (k  Z) Số điểm (số đường) đứng yên không dao động: dM d  k  N (k  Z)   Công thức Vật lý 12 10 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku  Wđ = nWt 1  LI2  CU   n  1 Li  0 2 W  Wđ  Wt Xác định hiệu điện u hai tụ khi: Wt = nWđ  Wt = nWđ 1  LI2  CU   n  1 Cu  2 W  Wđ  Wt Nếu mạch có điện trở hoạt động R cơng suất cung cấp cho mạch để điện cực đại tụ U0:   I0  2  P  RI  R       P  U CR  2L W  LI  CU 0   2 CHƯƠNG V ĐIỆN XOAY CHIỀU I Tính tốn đại lượng Các giá trị hiệu dụng: Cường độ hiệu dụng: I  Điện áp hiệu dụng: U  I0 U0  I0  I  U0  U 2 Viết biểu thức dòng điện mạch – Biểu thức hiệu điện thế: a Dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch có điện trở R: Nếu i  I0cos  t  i  Thì u R  U 0R cos  t  u R  U 0R  U 0R  I0 R R u R  i  I0  b Dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch có cuộn dây cảm: Cảm kháng: ZL  L Nếu i  I0cos  t  i  Thì u L  U 0L cos  t  u L  U 0L  U 0L  I0 ZL R  u L  i  I0  c Dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch có tụ điện: C Nếu i  I0cos  t  i  Dung kháng: ZC  Thì u C  U 0C cos  t  u C  Công thức Vật lý 12 14 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku U 0C  U 0C  I0 ZC R  u L  i   I0  d Đoạn mạch RLC mắc nối tiếp: Tổng trở: Z  R   Z L  ZC  Độ lệch pha u i: tan   Z L  ZC R Nếu i  I0cos  t  i  Thì u  U 0cos  t  u  U0  U  I0 Z R u L  i   I0  Chú ý: Nếu cuộn dây khơng cảm có điện trở r thì: - Đối với cuộn dây: Zd  r  Z2 ; tan d  - Đối với đoạn mạch: Z  ZL r  R  r    ZL  ZC  Đối với đoạn mạch mắc nối tiếp: I  ; tan   ZL  ZC Rr U UL UC UR    Z Z L ZC R II Cực trị khảo sát Cho mạch điện R, L, C mắc nối tiếp Biết hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch U không đổi Trường hợp R thay đổi: - Cường độ hiệu dụng: R = Imax  U ZL  ZC R =  Imim = - Công suất tỏa nhiệt R cực đại: R = Z L  ZC Pmax  - Khi P = Pmax hệ số công suất đoạn mạch: cosφ = U2 Z L  ZC R1.R   ZL  ZC 2  - Mạch RLC có R thay đổi mà R = R1 R = R2 P1 = P2 thỏa mãn :  U2 P  R1  R  Trường hợp R thay đổi: Trong đoạn mạch R, L, C mà cuộn dây có điện trở hoạt động r - Công suất tỏa nhiệt R cực đại: Giá trị R R  r   Z L  ZC  Công suất cực đại R: PR max  U2 2r  r   Z L  ZC  Công thức Vật lý 12 15 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku - Công suất tỏa nhiệt toàn mạch cực đại: R  Z L  Z C  r Pmax  U2 Z L  ZC c Trường hợp L thay đổi: U Imax  C R U2 - Cơng suất tỏa nhiệt mạch cực đại: L  Pmax  C2 R R  Z2 U C - Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm cực đại: ZL  U L max  R  ZC R ZC - Cường độ hiệu dụng cực đại: L  Trường hợp C thay đổi: U Imax  L R U2 - Công suất tỏa nhiệt mạch cực đại: C  Pmax  L R 2 R  ZL U - Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện cực đại: ZC  U C max  R  ZL R ZL - Cường độ hiệu dụng cực đại: C  e Trường hợp ω thay đổi: U Imax  R LC U2 - Công suất tỏa nhiệt mạch cực đại:   Pmax  R LC - Hiệu điện UR đạt giá trị cực đại:   URmax = U LC - Cường độ hiệu dụng cực đại:   - Hiệu điện UL đạt giá trị cực đại:   2LC  R 2C 2L  R 2C - Hiệu điện UC đạt giá trị cực đại:   2L2 C III Tìm điều kiện để hai đại lượng điện thỏa liên hệ pha - Xác định hệ thức liên lạc pha ban đầu: Cùng pha: 1  2 Có pha vng góc: 1  2   - Dựa vào công thức độ lệch pha  hiệu điện cường độ dòng điện, suy hệ thức liên lạc phần tử cấu tạo đoạn mạch - Hiệu điện pha với cường độ dòng điện: tan   ZL  ZC   Z L  ZC  LC2  R - Hai hiệu điện pha: 1  1  tan 1  tan 2  L1C12  L 2C 2   R 1C1 R 2C2 - Hai hiệu điện vuông pha: Công thức Vật lý 12 16 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku tan 1   L C 2  R C2   1  tan 2 R 1C1 L C2 2  IV Máy điện: Tần số dòng điện máy phát ra: f n p 60 n: vận tốc quay (vòng/phút); p: số cặp cực rơto; f: tần số dịng điện máy phát Biểu thức suất điện động cảm ứng: Từ thông:   NBScos  t     N cos  t       Trong φ góc hợp n B thời điểm ban đầu Suất điện động cảm ứng: π  e = - , = E 0sinωt = E 0cos  ωt +  -  2  Suất điện động cực đại: E  N   NBS Từ thông cực đại qua vòng dây:   BS : N: số vòng dây phần ứng,  : vận tốc góc (tần số góc) rơto Từ thơng tức thời qua phần ứng:   NBScos  t     N cos  t    Từ thơng cực đại qua vịng dây:   BS Suất điện động tức thời phần ứng:   e  ,  NBS sin  t   N 0 sin  t     E cos  t     2  Suất điện động cực đại: E  N   NBS V Máy biến Trường hợp máy biến áp có hiệu suất H = 100% ( Bỏ qua điện trở cuộn sơ cấp thứ cấp dịng phu cơ) - Điện áp: U1 N1  k U2 N2 U1, U2: Là điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp để hở N1, N2: số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp k > máy hạ thế, k < máy tăng , k gọi hệ số máy biến - Cường độ dòng điện: Với hiệu suất máy biến H = I U1 N1   I1 U N 2 Trường hợp máy biến áp có Hiệu suất H  100% P U I cos 2 100% Hiệu suất máy biến áp: H  100%  2 P1 U1I1 Ta áp dụng định luật bảo toàn lượng (bỏ qua dịng điện Phu – cơ) 2 2 U1I1  r1I1  r2 I2  U I 2cos2  r1I1  r2 I  RI (1) Công thức Vật lý 12 17 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku Áp dụng công thức : N1 I2  2 N I1 Trong đó: r1, r2 điện trở cuộn sơ cấp thứ cấp R điện trở tải nối với mạch thứ cấp, cos2 hệ số công suất tải nối với mạch thứ cấp Kết hợp hai phương trình tổng quát (1) (2) ta giải toán máy biến áp dễ dàng VI Sự truyền tải điện năng: Cơng suất hao phí dây: Nếu cosφ = thì: P  RI  R P2 U2 P2 Nếu cosφ < thì: P  RI  R 2 U cos  Trong R: điện trở dây tải điện; P: Công suất cần tải; U: điện áp hai đầu máy phát l S P  P Hiệu suất tải điện: H  P Điện trở dây dẫn: R   P công suất nhà máy điện (công suất truyền tải) Độ giảm đường dây: U  IR CHƯƠNG VI SÓNG ÁNH SÁNG I Tán sắc ánh sáng: Các cơng thức liên quan: a Bước sóng ánh sáng chân không:   c  cT f c  3.108 m / s vận tốc ánh sáng chân không; f (Hz) tần số ánh sáng; T (s) chu kỳ ánh sáng  (m) bước sóng ánh sáng chân khơng v b Bước sóng ánh sáng mơi trường:    vT f (m): bước sóng ánh sáng mơi trường, v(m/s) vận tốc ánh sáng môi trường  c c c Chiết suất môi trường: n   v  v n n chiết suất môi trường d Hệ thức liên hệ: 0 c   ;  v n Tán sắc qua lăng kính: sin i1  n sin r1  sin i  n sin r2 a Các góc lớn  r1  r2  A D  i1  i  A  i1  nr1 i  nr 2 b Các góc nhỏ:  r1  r2  A D   n  1 A  Công thức Vật lý 12 18 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku A  D  2i1  A c Góc lệch cực tiểu : D A A sin    n sin     2 i1  i  r1  r2  d Tính khoảng cách vệt sáng màu quan sát cách lăng kính đoạn l: ĐT = l(tanDt – tanDđ) Tán sắc qua lưỡng chất phẳng Sử dụng định luật khúc xạ mặt phân cách cho tia: sin i  sin rđ  n  đ sin i  n đ sin rđ  n t sin rt   sin r  sin i t  nt  i O Khoảng cách vệt sáng màu đỏ màu tím đáy bể bước có chiều sâu h ĐT = h(tanrđ – tanrt) Tán sắc qua thấu kính a Tiêu cự thấu kính tính theo cơng thức: T A C  1  R1R   n  1   f  f  R1  R  n  1  R1 R  O Fđ Ft Tiêu cự thấu kính ứng với tia đỏ: fđ  Đ D B R1R  R1  R   n đ  1 Tiêu cự thấu kính ứng với tia tím: f t  R1R  R1  R   n t  1 b Khoảng cách tiêu điểm tia đỏ tia tím F't F 'đ c Độ rộng vệt sáng đặt vng góc với trục Fđ Tán sắc qua mặt song song Sử dụng định luật khúc xạ I: CD F 't F'đ   CD AB OFt, i sin i  sin rđ  n  đ sin i  n đ sin rđ  n t sin rt   sin i sin r  t  nt  rt rđ T Đ it H iđ Sử dụng định luật khúc xạ T Đ: sin iđ  n đ sin rđ  i t  iđ  i  sin i t  n t sin rt a Khoảng cách vệt sáng màu đỏ màu tím mặt thứ mặt song song :ĐT = h(tanrđ – tanrt) b Khoảng cách tia ló màu đỏ tia ló màu tím : ĐH = Đtsin(900 – i) II Giao thoa ánh sáng với khe Young Khoảng vân: i  D a Vị trí vân sáng: x  k D  ki a Trong đó: Cơng thức Vật lý 12 19 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku  :Bước sóng ánh sáng (m); a: khoảng cách hai khe Young (m); D : khoảng cách từ khe Young đến màn(m) k  0; 1; 2; 3; k = 0: Vân sáng trung tâm k  1 :Vân sáng bậc k  2 :Vân sáng bậc 2…   D  1   k  i Vị trí vân tối: x   k   2 a  2  k = ; k = -1:vân tối thứ k = ; k = -2 :vân tối thứ 2… Xác định M cách vân sáng trung tâm đoạn xM l vân sáng hay vân tối: - Tính khoảng vân i - Lập tỉ số xM nếu: i xM  k : Tại M vân sáng bậc k i xM  k  : Tại M vân tối thứ k +1 i Xác định số vân sáng, vân tối quan sát trường giao thoa : Gọi L bề rộng trường giao thoa - Tính khoảng vân i - Lập tỉ số : L  n, p 2i Số vân sáng: 2n + Số vân tối: p  0,5: Có 2n + vân tối p < 0,5 : Có 2n vân tối xác định số vân sáng vân tối khoảng MN Giả sử M, có tọa độ xM, N có tọa độ xN x M  x N tìm số vân sáng vân tối khoảng MN : xM x k N i i x x 1 - Số vân tối thỏa mãn : M   k  N  i i - Số vân sáng thỏa mãn : Chú ý : - Nếu M N phía : x M , x N  ; M N khác phía : x M  0; x N  - Nếu tính M N ta lấy thêm dấu II Giao thoa với ánh sáng có bước sóng khác : D  đ   t  a D ax   x  k Những xạ có vân sáng vị trí x :  a kD 0, 4m    0, 76m  Bề rộng quang phổ bậc n : i  n  iđ  i t   n Giải, biện luận suy xạ cho vân sáng x Công thức Vật lý 12 20 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku ax     1  Những xạ cho vân tối vị trí x :  k  D    0, 4m    0, 76m  Giải, biện luận suy xạ cho vân tối x IV Tia Rơnghen (tia X) Tia X: Tia X xạ không nhìn thấy có bước sóng từ 10-8m đến 10-11m Năng lượng phô tôn Rơnghen:   hf  h c  h = 6,625.10–34Js số Plăng c = 3.108m/s vận tốc ánh sáng chân không f, λ tần số bước sóng tia X Động electron đập vào đối ca tôt: Áp dụng định lý động năng: Wđ  Wđ0  eU AK  Wđ  Wđ  eU AK Wđ động electron đập vào đối ca tôt Wđ0 động electron khỏi ca tôt e = 1, 6.10–19(Js) điện tích nguyên tố Tính vận tốc electron đập vào đối ca tốt: Áp dụng định lý động năng: mv mv0 2eU AK   eU AK  v  v  2 m m = 9,1.10–31kg khối lượng electron Tìm tần số cực đại tia X: f max Wđ Wđ  eU AK mv0  eU AK    h h h Nếu động electron khỏi ca tôt Wđ eU AK  h h hc hc hc   Tìm bước sóng cực tiểu tia X:   Wđ Wđ0  eU AK mv  eU AK hc Nếu động electron khỏi ca tôt 0:   eU AK f max  Cường độ dòng điện qua ống Rơnghen: I  n e e ne số e đập vào đối catốt 1s I e Chú ý: Số electron đập vào ca tốt t(s): N e  n e t  t Hiệu suất ống Rơnghen: H  W Q   đ Wđ Wđ Chú ý: Nhiệt lượng tỏa thu vào Q  mCt  mC  t  t1  C(J/kg.độ): nhiệt dung riêng m(kg) khối lượng t1, t2 nhiệt độ đầu cuối CHƯƠNG VII LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Lượng tử ánh sáng (photon): Công thức Vật lý 12 21 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku a Năng lượng lượng tử:   hf  hc  mc2  Trong h = 6,625.10-34 Js số Plăng c = 3.108m.s vận tốc ánh sáng chân không f,  tần số, bước sóng ánh sáng (của xạ) m khối lượng photon  hf h  c c   hf h c Khối lượng: m    c c c hc Cơng electron: A  0 b Động lượng: p   Trong A cơng electron khỏi kim loại dùng làm catot Giới hạn quang điện kim loại:   hc A 0 giới hạn quang điện kim loại dùng làm catot Công thức Einstein: a Công thức Einstein hf  A  Wđmax  hc hc   mv0 max   v0max vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện thoát khỏi catot f,  tần số, bước sóng ánh sáng kích thích m  9,1.1031 kg khối lượng electron b Hiệu điện hãmUh: e U h  Wđmax Wđmax mv 0max  Uh   e 2e e  1, 6.1019 C điện tích nguyên tố Chú ý: hiệu điện hãm luôn âm Uh < 1  c Động cực đại electron quang điện: Wđ 0max  mv 0max  h.c   d Vận tốc cực đại quang electron v 0max    =e Uh 0  2.e U h 2Wđ 0max  h.c     A  m m m   Cho UAK > tính vận tốc e đập vào Anot 2 Áp dụng định lý động năng: mv  mv  eU AK  v  v0  0max 2eU AK m mv0max e.B Tính số Photon đập vào catot sau khoảng thời gian t Tính hiệu suất lượng tử tế bào quang điện W n  n hf n hc a Công suất nguồn xạ: P        t t t t n  số photon đập vào catot t(s) b Năng lượng chùm photon rọi vào Katot sau khoảng thời gian t: hc W  n   n   n  hf  Xác định bán kính quỹ đạo chuyển động electron R  Công thức Vật lý 12 22 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku Ibh t ne I hc c Hiệu suất lượng tử tế bào quang điện: H   e  bh  n  P..t P..e hc ne số electron khỏi catot t(s) q e nλ số photon đạp vào catot t(s) n e   I bh t e Tính hiệu điện cực đại mà kim loại đạt eVmax  Wđ max  Vmax  Wđ max hc  1      e e   0  V Mẫu nguyên tử Bohr- Quang phổ vạch hiđrô Dãy Laiman: Nằm vùng tử ngoại Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên quỹ đạo K Lưu ý: Vạch dài LK e chuyển từ L  K Vạch ngắn K e chuyển từ   K Dãy Banme: Một phần nằm vùng tử ngoại, phần nằm vùng ánh sáng nhìn thấy Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên quỹ đạo L Vùng ánh sáng nhìn thấy có vạch: Vạch đỏ H ứng với e: M  L, vạch lam H ứng với e: N  L vạch chàm H ứng với e: O  L , vạch tím H ứng với e: P  L Lưu ý: Vạch dài ML (Vạch đỏ H) Vạch ngắn L e chuyển từ   L Dãy Pasen: Nằm vùng hồng ngoại Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên quỹ đạo M Lưu ý: Vạch dài NM e chuyển từ N  M Vạch ngắn M e chuyển từ   M Các công thức: a Công thức tiên đề Bo: hf mn  E m  E n  (M) hc  Em  E n  b Mối liên hệ bước sóng vạch quang phổ ngun từ hiđrơ: 1    31  32  21 c Mối liên hệ tân số vạch quang phổ nguyên tử hiđrô f31  f32  f 21 d Cơng thức tính bước sóng vạch quang phổ nguyên tử hiđrrô  1   R     n1 n  Với R = 1,097.107 m-1: Hằng số Ritbet e Bán kính quỹ đạo dừng thứ n electron nguyên tử hiđrô: rn  n r0 Với r0 = 5,3.10 -11m bán kính Bo (ở quỹ đạo K) f Năng lượng electron nguyên tử hiđrô: E n   13, eV n2 Với n  N: Lượng tử số Công thức Vật lý 12 23 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku Chú ý:  21  12 f 21  f12 g Tính vận tốc số vịng quay (tần số) electron: e2 Lực tĩnh điên electron hạt nhân: F  k (1) rn Lực tĩnh điện đóng vai trò lực hướng tâm: F  m Từ (1) (2) suy vận tốc electron: v n  e v2 n (2) rn k mrn Số vòng (tần số) electron quay 1s: v n  2f rn  f  2rn h Động electron quỹ đạo thứ n: 2 Động năng: Wđ  mv n Thế năng: Wt   k e2 rn g Năng lượng ion hóa nguyên tử hyđro: E  E  E1  hc  1 CHƯƠNG VIII THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP CỦA ANHXTANH Tính tương đối khơng gian thời gian a Sự co độ dài chuyển động: Xét nằm yên dọc theo trục toạ độ hệ quy chiếu quán tính K , có độ dài l0 gọi độ dài riêng Phép tính chứng tỏ, độ dài l đo hệ K, chuyển động với tốc độ v dọc theo trục toạ độ hệ K, có giá trị bằng: l  l0  v2  l0 c2 b Sự chậm lại đồng hồ chuyển động: Tại điểm cố định M’ hệ quy chiếu quán tính K’, chuyển động với vận tốc v hệ qn tính K, có tượng diễn khoảng thời gian t đo theo đồng hồ gắn với K’ Phép tính chứng tỏ, khoảng thời gian xảy tượng này, đo theo đồng hồ gắn với hệ K t , tính theo cơng thức: t  t v2 1 c  t Khối lượng lượng a Khối lượng tương đối tính: m  m0 v2 1 c  m0 m0: khối lượng nghỉ (khối lượng tĩnh) khối lượng vật đứng yên (v = 0) m: khối lượng tương đối tính vật (khối lượng vật chuyển động với tốc độ v) c = 3.108m/s: tốc độ ánh sáng Công thức Vật lý 12 24 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku m0 b Hệ thức Einstein: E  mc  1 c v c2 E: lượng toàn phần vật m: khối lượng vật c Các trường hợp riêng - Khi v = E0  m0 c2 E0: lượng nghỉ d Động vật: K  E  E   m  m  c - Khi v  c thì: E  m0c  m0 v 2 Hệ thức liên hệ: E  E   pc  E  E0 p c Trong p = mv động lượng vật CHƯƠNG VIII VẬT LÝ HẬT NHÂN I Cấu tạo hạt nhân Cấu tạo hạt nhân a Cấu tạo hạt nhân Hạt nhân cấu tạo từ hạt nuclon Nuclon có hai loại: - Proton ký hiệu p, mang điện tích nguyên tố dương +e, proton hạt nhân nguyên tử hyđro H - Nơtron ký hiệu n, không mang điện Số proton hạt nhân số thứ tự Z bảng hệ thống tuấn hoàn, Z gọi nguyên tử số (cịn gọi điện tích hạt nhân) Tổng số nuclon hạt nhân gọi số khối A Số nơtron hạt nhân N = A - Z b Kí hiệu hạt nhân: A X Z A: số khối; Z: nguyên tử số Độ hụt khối: m  m  m   Zm p   A  Z  m n   m   m0: tổng khối lượng hạt nuclôn, m: khối lượng hạt nhân, mp: khối lượng proton, mn: lhoois lượng nơtron 3.Năng lượng liên kết: E  (m  m)c2  mc 2 E  Zm p   A  Z  m n  c    Năng lượng liên kết riêng:   A A A số khối Năng lượng liên kết riêng lớn hạt nhân bền vững II Sự phóng xạ N  N et  1.Định luật phóng xạ: m  m e t  N0 t T m0 t T Ln2 0, 693   : Hằng số phóng xạ T T No, mo: số hạt nhân,khối lượng ban đầu chất phóng xạ N, m:số hạt nhân,khối lượng chất phóng xạ lại sau thời gian t T:Chu kỳ bán rã Công thức Vật lý 12 25 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku Các tia phóng xạ: a Các loại tia phóng xạ: - Các loại tia phóng xạ gồm: ; -; + ;  - Tia phóng xạ khơng nhìn thấy, có tác dụng: kích thích số phản ứng hóa học, ion hóa khơng khí, làm đen kính ảnh, xuyên thấu lớp vật chất mỏng, phá hủy tế bào b Bản chất tia: - Tia : He , v  2.107m/s, ion hoá mạnh - Tai : v  c, ion hoá yếu  Có loại: - êlectron 0 e ; + pôziton 0 e 1 - Tia : sóng điện từ có  < 10-11m Có lượng lớn, đâm xuyên mạnh Độ phóng xạ: H  H et H  N :độ phóng xạ ban đầu H  N :độ phóng xạ sau thời gian t Đơn vị độ phóng xạ: Bq 1Bq = phân rã /s 1Ci  3, 7.1010 Bq Xác định số nguyên tử (khối lượng ) cịn lại chất phóng xạ sau thời gian phóng xạ t  t T  t T a Số ngun cịn lại sau thời gian phóng xạ t: N  N e t  N b Khối lượng cịn lại sau thời gian phóng xạ t: m  m0e t  m0 Hằng số phóng xạ: λ = ln 0, 693 = T T c Số nguyên tử có m(g) lượng chất: N  m NA A NA= 6,023.1023 hạt/mol số Avôgađrô Chú ý: t t   t Khi = n (n  N)thì áp dụng cơng thức: N = N0 T ; m = m0 T T t Khi số thập phân áp dụng công thức: N = N0 e .t ; m = m0 e .t T Khi t m: Phản ứng toả lượng: m0 < m: Phản ứng thu lượng: Năng lượng tỏa hay thu vào: E   m  m  c -HẾT 4 Công thức Vật lý 12 28 ... Công thức Vật lý 12 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku  v   s  s  c Công thức liên hệ vận tốc li độ: v =  ( s –s )   v2  s   s0    2 a2 d Công. .. đối tính vật (khối lượng vật chuyển động với tốc độ v) c = 3.108m/s: tốc độ ánh sáng Công thức Vật lý 12 24 Giáo viên biên soạn: Trần Nghĩa Hà – Trường THPT Phan Bội Châu - Pleiku m0 b Hệ thức Einstein:... dây có điện trở hoạt động r - Công suất tỏa nhiệt R cực đại: Giá trị R R  r   Z L  ZC  Công suất cực đại R: PR max  U2 2r  r   Z L  ZC  Công thức Vật lý 12 15 Giáo viên biên soạn: Trần