1/ Lí do sử dụng các giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều và hiệu điện thế xoay chiều : + Với dòng điện xoay chiều , ta khó xác định được cường độ tức thời vì nó biến đổ
Trang 1Câu1 : Khảo sát dao động điều hoà
1/ Đ/n dao động Dao động tuần hoàn
2/ Đ/n dao động điều hoà Nêu các đ/n các đại lượng
3/ Vận tốc và gia tóc của dao động điều hoà
4/ Cơ năng của dao động điều hoà
5/ Mối liên hệ dao động điều hoà với chuyển động tròn đều
1 Định nghĩa dao động và dao động tuần hoàn:
Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần xung quanh vị trí cân bằng Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau Khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ gọi là chu kỳ dao động T, đơn vị s; tần số dao động là số dao động lặp lại trong 1 đơn vị thời gian, đơn vị s-1 hay héc: Hz
2/ Định nghĩa và phương trình dao động điều hoà : Là dao động được mô tả bởi định luật dạng sin (hoặc cos) đối
với thời gian
Phương trình dao động (gốc toạ độ ở VTCB) : x = Asin(ωt + ϕ) = Asin(
+ A : Biên độ dao động – Li độ cực đại (m, cm, mm)
+ ϕ : Pha ban đầu của dao động (rad)
+ (ωt + ϕ) : Pha dao động, là đại lượng trung gian cho phép xác định trạng thái dao động ở thời điểm t (rad)
+ T : Chu kỳ dao động, là thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động được lặp lại như cũ (Thực hiện 1 dao động) (s) + f : tần số, là số dao động thực hiện trong một đơn vị thời gian, là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ, (Hz)
+ ω : Tần số góc, nó cho phép xác định trạng thái dao động, liên hệ với T & f là : ω = 2πf = 2π/T (rad/s)
Vì hàm số sin (hay cos) có chu kỳ 2π nên : x = Asin(ωt + ϕ) = Asin(ωt + 2π + ϕ) = Asin[ω(t + 2π/ω) + ϕ] Như vậy khoảng thời gian T = 2π/ω chính là chu kỳ dao động
3/ Vận tốc và gia tốc dao động điều hoà : Từ phương trình dao động điều hoà : x = Asin(ωt + ϕ)
+ Vận tốc đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động : v =
Xét gia tốc tực thời (Khi ∆t → 0)
Thì gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian : a = lim
Có sự chuyển hoá từ động năng sang thế năng và ngược lại 0 ϕ ∆
Vũ Kim Phượng – Trang 1 – Chuyên Đề LTVL 12
Cơ năng toàn phần bảo toàn ( không đổi) và tỉ lệ với bình phương biên độ
5/ Liên hệ chuyển động tròn đều và dao động điều hoà :
Xét chất điểm M chuyển động tròn đều với vận tốc ω trên đường tròn tâm 0 bán kính A
Chọn hệ trục toạ độ vuông góc, gốc tại tâm 0 Tại t = 0, nó ở điểm M0 xác định bởi
góc ϕ H.vẽ Đến thời điểm t nó ở điểm Mt Hình chiếu của của nó trên xx/ là P x/
x = 0 P = Asin(ωt + ϕ)
Kết luận : Hình chiếu của chuyển động tròn đều xuống một trục toạ độ trên mặt phẳng quỹ đạo là dao động điều hoà
CMR Hình chiếu của chất điểm chuyển động tròn đều xuống một trục toạ độ nằm trong mặt phẳng quỹ đạo dao
động điều hoà với vận tốc và gí tốc bằng hình chiếu của các véc tơ vận tốc gia tốc chuyển động tròn đều trên trục đó
Trang 2Câu 2 : Phương pháp véc tơ quay
1/ Biểu diễn dao động điều hoà bằng véc tơ quay 2/ Tổng hợp dao động điều hoà bằng véc tơ quay
3/ Độ lệch pha
1/ Biểu diễn dao động điều hoà bằng véc tơ quay :
a/ Cơ sở : mối liên hệ giữa dao dộng điều hoà và chuyển động tròn đều: một x
dao động điều hoà có thể dược coi như hình chiếu của một chuyển động tròn P Mt
Vũ Kim Phượng – Trang 2 – Chuyên Đề LTVL 12
đều xuống một tục toạ độ nằm trong mặt phẳng quĩ đạo
b/ Nội dung : giả sử cần biểu diễn dao động x = Asin (ωt + ϕ ) ω
Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc rồi vẽ véc tơ A có : ωt M0
+ Gốc tại O ϕ
+ Độ dài tỉ lệ với A
+ Tạo với trục gốc ∆ một góc bằng pha ban đầu ϕ 0 ∆ Cho A quay theo chiều dương (quy ước là ngược chiều kim đồng hồ)
với vận tóc góc bằng ω Khi đó hình chiếu P của đầu mút A xuống trục xx’ dao động diều hoà với phương trình :
x = OP = Asin(ωt + ϕ ) Ta nói dao động điều hoà x = Asin(ωt + ϕ ) được biểu diễn ( hình học ) bằng véc tơ quay
A Trên một hệ trục toạ độ có thể biểu diễn đồng thời nhiều dao động điều hoà bằng các véc tơ quay tương ứng và
đó là một giản đồ véc tơ (giản đồ Frexnen)
2/ Tổng hợp dao động điều hoà bằng phương pháp véc tơ quay :
a/ Thí dụ: Võng mắc trên tàu biển : võng dao động theo tần số riêng , còn P A
tàu bị sóng biển làm dao động Khi đó dao động của võng đối với đất là tổng
hợp của hai dao động : dao động riêng của chính nó và dao động của tàu P2 A2
Thực tế ta có thể gặp một vật tham gia vào nhiều dao động đồng thời và dao
động của vật là sự tổng hợp của nhiều dao động thành phần khác nhau Ta
chỉ xét tổng hợp những dao động cùng phương và cùng tần số P1 A1
b/ Tổng hợp dao động bằng phương pháp véc tơ quay :
Giả sử vật đồng thời tham gia 2 dao động cùng phương và cùng tần số :
x1 = A1sin(ωt + ϕ1 ) và x2 = A2sin(ωt + ϕ2 ) 0 P2/ P1/ P / ∆
Ta sẽ dùng phương pháp véc tơ quay để tìm phương trình của dao động tổng hợp : x = x1 + x2
+ Biểu diễn mỗi dao động trên bằng các véc tơ quay A1 và A2 tương ứng Theo cách biểu diễn nói ở trên thì ở từng thời điểm hình chiếu của các véc tơ quayA1 và A2 Liên trục õ có toạ độ x1 = A1sin(ωt + ϕ1 )
x2 = A2sin(ωt + ϕ2 )
Xét véc tơ tổng A =A1+A2 Khi A1 và A2 quay thì A cũng quay với vận tốc góc ω (Tức là A biểu diễn một dao động tần số góc ω nào đó) , góc giữa hai véc tơ A1 và A2 không đổi và hình bình hành 0A1AA2 không biến dạng , ở mỗi thời điểm hình chiếu của đầu mút A lên trục x/x có toạ độ dúng bằng tổng các toạ độ của các hình chiếu của các véc tơ A1 và A2: x = x1 + x2
Nghĩa là A biểu diễn dao động tổng hợp Và đó là một dao động điều hoà mà phương trình có dạng
x = Asin(ωt + ϕ )
c/ Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp : Từ hình vẽ , dựa vào định lí hàm số cos ta có :
A2 = A22 + A22 + 2A1A2cos (ϕ2 – ϕ1) và tgϕ =
2 2 1 1
2 2 1 1
cos A cos
A
sin A sin
A
ϕ +
ϕ
ϕ +
ϕ
=> ta tìm được ϕ
Nếu hai dao động cùng pha thì A = A1 + A2 ; và ngược pha thì A = | A1 – A2 | ; Vậy Aa + A2 > A > | A1 – A2 | Bằng phương pháp này ta có thể tổng hợp nhiều dao động trên cùng một giản đồ véc tơ
d/ ứng dụng : Lập công thức định luật Ôm cho mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh
Biên độ A phụ thuộc vào độ lệch pha (ϕ2 – ϕ1) của các dao động thành phần
3/ Độ lệch pha :
Định nghĩa : Độ lệch pha là một đại lượng đặc trưng cho sự khác nhau về trạng thái giữa hai dao động và được xác
định bằng hiệu các pha dao động
Nếu có hai dao động cùng tần số x1 = A1sin(ωt + ϕ1 ) và x2 = A2sin(ωt + ϕ2 ) thì độ lệch pha là
∆ϕ = (ωt + ϕ2 ) – (ωt + ϕ1 ) = ϕ2 – ϕ1 = hiệu các pha ban đầu Nếu ∆ϕ = ϕ2 – ϕ1 > 0 thì ta nói dao động x2 sớm (nhanh) pha hơn dao động x1 hoặc dao động x1 trễ (chậm) pha hơn dao động x2 và ngược lại
Nếu ∆ϕ = 2kπ hai dao động cùng pha; Nếu ∆ϕ = (2k + 1)π hai dao động ngược pha
Trang 3Câu 3 : PT dao động con lắc lò xo & con lắc đơn
Lập phương trình dao động của con lắc lò xo nằm ngang & con lắc đơn
So sánh sự giống và khác nhau giữa hai phương trình
Với điều kiện nào thì dao động của chúng được coi là dao động tự do
chuyển động không ma sát dọc theo một thanh nằm
ngang cố định trùng với trục lò xo (Hình vẽ) Kéo
hòn bi đến toạ độ x = A rồi thả nhẹthì nó dao động
quanh vị trí cân bằng với biên độ A
+ Chọn trục toạ độ xx/ trùng với thanh , gộc 0 tại vị
trí cân bằng
+ Tại vị trí bất kỳ có li độ x, hòn bi chịu tác dụng
của 3 lực: Trọng lực P, phản lực N của thanh và lực
đàn hồi lò xo F
Vì P luôn cân bằng với N nên chỉ còn lực dàn hồi
F = – kx truyền cho vật m gia tốc a
+ áp dụng định luật II Niu Tơn :
F
a = ư = ư ; Đặt ω2 =
m k
Ta có : x’’ = – ω2x Đây là phương trình vi phân
bậc đặc trưng của dao động điều hoà , nghiệm của
phương trình này là : x = Asin (ωt + ϕ )
Đây là phương trình dao động của con lắc lò xo
Kết luận : Con lắc lò xo dao động điều hoà với tần
2/ Con lắc đơn :
+ Con lắc đơn gồm vật nhỏ và nặng treo vào một sợi dây nhẹ không dãn dài l
+ Bỏ qua lực cản không khí + Dao động nhỏ: Biên độ góc αm nhỏ (αm < 100) để
có thể coi với α < α0 : cung 0M trùng với dây cung 0M &
sinα ≈ α (rad) = s/l + Đẩy cho vật lệch khỏi vị trí αm α cân bằng để sợi dây hợp với T phương thẳng đứng một góc
αm rồi thả nhẹ + Chọn gốc toạ độ 0 tại VTCB chiều dương hướng sang phải 0 P2
Vị trí M của vật ở thời điểm t bật kỳ sợi dây hợp với phương thẳng đứng góc α , li P1
độ bằng độ dài của cung 0M = s P + Vật luôn chịu tác dụng của 2 lực : lực căng sợi dây T và trọng lực P Phân tích P thành 2 lực
* P1 = P cosα theo phương dây treo , coi như câu bằng với lực căng T khi biên độ góc αm nhỏ
* P2 = mgsinα theo phương vuông góc với dây treo,
có tác dụng kéo vật về vị trí cân bằng 0 + áp dụng định luật II Niu Tơn :
P
l
s g g
a ≈ ư α ≈ ; Đặt ω2 =
l
g thay a = s’’, ta có Nghiệm của phương trình này là s = S0sin (ωt +ϕ)
đây là phương trình dao động của con lắc đơn
Kết luận : với biên độ góc nhỏ con lắc DĐĐH với
3/ So sánh dao động điều hoà của con lắc đơn và con lắc lò xo :
a/ Giống nhau : Hai phương trình đều có dạng toán học giống nhau , đều mô tả dao động điều hoà
b/ Khác nhau : + Về biểu thức tần số góc : con lắc lò xo ω = k/m, con láec đơn ω = g l
+ Khi không có ma sát thì dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà (trong giới hạn đàn hồi của lò xo) còn dao động của con lắc đơn chỉ gần đúng là dao động điều hoà khi biên độ góc αm nhỏ (αm < 100) và không ma sát
4/ Điều kiện để hai dao động nói trên được xem là dao động tự do :
+ Dao động mà chu kỳ chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc nhưng không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài được gọi là dao động tự do
Thí dụ : Chu kỳ dao động riêng của con lắc lò xo là T = 2π k/m; của con lắc đơn là T = 2π / g
+ Điều kiện để con lắc dao động tự do là các lực ma sát phải rất nhỏ, con lắc lò xò thì lực đàn hồi của lò xo phải nằm trong giới hạn đàn hồi, con lắc đơn thì góc lệc cực đại không quá 100, khi ấy nó sẽ dao động mãi với chu kỳ riêng của nó
Trang 4Câu 4 : Năng lượng các con lắc
Khảo sát định tính và định lượng sự biến đổi năng lượng
của con lắc lò xo và con lắc đơn
Chứng minh rằng khi chúng dao động điều hoà thì cơ năng của chúng không đổi và tỉ lệ với bình phương biên độ
1/ Khảo sát định tính (Xét chung cho cả hai con lắc)
+ Khi dưa vật từ vị trí cân bằng (0) dến vị trí biên độ A, lực kéo đã thực hiện công và truyền cho vật năng lượng ban đàu dưới dạng thế năng
+ Khi lực kéo ngừng tác dụng , lực đàn hồi F (hoặc thành phần P2 = mgsinα của trọng lực , có phương vuông góc với dây) kéo vật chuyển động nhanh dần về vị trí cân bằng 0 Động năng của vật tăng dần, tế năng giảm dần
+ Khi về tới vị trí cân bằng (0) thì lực F = 0 (hoặc P2 = 0) , thế năng bằng không khi ấy vận tốc của vật cực đại,
động năng cực đại
+ Từ vị trí cân bằng vật tiếp tục chuyển động theo quán tính, lực F (hoặc P2) xuất hiện theo chiều ngược lại làm cho vận tốc hòn bi giảm dần, tức là động năng giảm dần Lúc này lò xo bi nén (hay vật lên cao dần) nên thế năng giảm
+ Khi vật tới vị trí biên B thì dừng lại Tại B động năng hòn bi bằng không , thế năng cực đại
+ Sau đó , lực F (hoặc P2) đẩy vật chuyển động về 0 Động năng của vật tăng dần, thế năng của vật giảm dần Quá trình trên lặp lại hoàn toàn tương tự
* Kết luận : Trong quá trình dao động của con lắc khi thế năng giảm thì động năng tăng và ngược lại
Kết luận : Trong quá trình dao động cơ năng của
con lắc lò xo là không đổi và tỉ lệ với bình phương biên
độ dao động
Động năng và thế năng biến thiên điều hoà theo thời
gian Động năng của hòn bi tăng lên bao nhiêu thì thế
năng của lò xo giảm bấy nhiêu và ngược lại , tức là có
sự chuyển hoá từ thế năng của lò xo sang động năng
của viên bi và ngược lại
b/ Con lắc đơn :
Chọn mốc tính thế năng là vị trí cân bằng 0 Giả sử ở thời điểm t vật có li độ s = S0sin(ωt + ϕ) Khi đó dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α = s/l , thì thế năng của hệ là :
1ml
g
s2 = 2
1mω2S02sin2(ωt + ϕ) (Do dao động điều hoà thì biên độ góc αm phải nhỏ nên với α < αm thì sin(
1
l
s
) Vận tốc : v = s/ = ω S0 cos (ωt + ϕ) Động năng : Eđ =
2
1mv2 =
2
1mω2S0 cos2 (ωt + ϕ) Cơ năng toàn phần : E = Et + Eđ =
2
1mω2S02
Kết luận : Với biên độ góc nhỏ , con lắc đơn dao động
điều hoà Cơ năng của con lắc đơn không đổi và nó tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động
(Giống con lắc lò xo) Thế năng của con lắc giảm đi bao nhiêu thì động năng của
nó tăng lên bấy nhiêu và ngược lại Tức là có sự chuyển hoá năng lượng từ thế năng sang động năng và ngược lại
? Chứng minh rằng khi không có ma sát và thế năng của hệ dao động tỉ lệ với bình phương biên độ thì hệ dao
mA2
)2t2cos(
12
mA)tcos(
2
mA2
mv2 = 2ω2 ω +ϕ = 2ω2⎢⎣⎡ + ω + ϕ ⎥⎦⎤= 2ω2+ 2ω2 ω + ϕ
4
kA4
kA2
)2t2cos(
12
kA)t(sin2
kA2
* Động năng và thế năng con lắc dao động điều hoà với chu kỳ T’ = T/2 và tần số góc ω’ = 2ω
Vũ Kim Phượng – Trang 4 – Chuyên Đề LTVL 12
Trang 5Câu 5 : Các loại dao động
1/ Dao động cơ tắt dần : Định nghĩa và nguyên nhân
2/ Dao động duy trì Nguyên tắc duy trì
3/ Nêu định nghĩa và đặc điểm của dao động cưỡng bức 4/ Sự cộng hưởng cơ Thí nghiệm về cộng hưởng
1/ Dao động cơ tắt dần : x
Vũ Kim Phượng – Trang 5 – Chuyên Đề LTVL 12
a/ Định nghĩa : Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
Đồ thị dao động tắt dần :
b/ Nguyên nhân : Lực ma sát của môi trường Lực này luôn 0 t
ngược chiều chuyển động nên thực hiện công âm làm cơ năng
của con lắc giảm dần , chuyển hoá thành nhiệt năng
Tuỳ theo lực ma sát lớn hay nhỏ mà dao động sẽ ngừng lại (tắt) nhanh hay chậm
2/ Dao động duy trì :
a/ Định nghĩa : là dao động có biên độ không thay đổi theo thời gian (còn gọi là dao động tự do)
* Đồ thị dao động duy trì : x
b/ Nguyên tắc duy trì dao động : A
Tác dụng vào con lắc một lực tuần hoàn với tận số bằng tần số
riêng của dao động Lực này phải nhỏ để không làm biến đổi tần 0 t
số riêng của con lắc , cung cấp cho nó một năng lượng đúng bằng T 2T 3T
phần năng lượng tiêu hao sau mỗi nửa chu kỳ dao động - A
3/ Dao động cưỡng bức :
a/ Định nghĩa : là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn F = F0sin(ωt + ϕ)
b/ Đặc điểm : 3 đặc điểm chính : x Đồ thị :
+ Về tần số : Trong khoảng thời gian ∆t nhỏ khi ngoại
lực bắt đầu tác dụng dao động của vật là một dao động
phức tạp : là tổng hợp của dao động riêng và dao động t
do ngoại lực gây ra đó là giai đoạn chuyển tiếp
Sau đó dao động riêng tắt hẳn, chỉ còn dao động tự do
tác dụng của ngoại lực Vật dao động ổn định Đó là
dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức ; tần số này nói chung khác tần số riêng của con lắc + Về biên độ : dao động cưỡng bức có biên độ phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số f của lực cưỡng bức và tần
số riêng f0 của vật nếu tần số f càng gần tần số riêng f0 thì biên độ dao động cưỡng bức càng tăng Nếu f = f0 thì xẩy ra cộng hưởng
+ Về thời gian: Lực cưỡng bức được duy trì lâu dài thì dao động cưỡng bức cũng được duy trì lâu dài
4/ Sự cộng hưởng:
a/ Định nghĩa : Cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng nhanh đột ngột đến một giá trị cực
đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f0 của con lắc: f = f0
b/ Đặc điểm : Hiện tượng cộng hưởng thể hiện càng rõ khi lực cảm môi trường càng nhỏ
c/ Thí nghiệm : Treo hai con lắc : Con lắc A (có tần số riêng là f0) gồm vật m gắn cố định vào một thanh kim loại mảnh Con lắc B gômg vật M (M > m) di động được trên thanh kim loại đó , có vạch chia độ nên tần số f thay đổi
được tuỳ vị trí của M trên thanh
Nối hai thanh bằng một lò xo mền rồi cho B dao động thì A sẽ chịu một một lực cưỡng
bức do B tác dụng qua lò xo Lực cưỡng bức có tần số bằng tần số f của B
Thay đổi vị trí của M để thay đổi tần số f của lực cưỡng bức ta thấy :
+ Khi f ≈ f0 thì biên độ của A có giá trị lớn nhất A m
+ Khi f lớn hơn hoặc nhỏ hơn f0 thì biên độ A giảm rất nhanh
Vậy khi lực cản không khí nhỏ thì cộng hưởng thể hiện rõ nét B M Bây giờ tăng lực cản không khí bằng cách lắp thêm vào con lắc A một tấm mỏng N N
bằng chất dẻo rồi làm lại thí nghiệm trên thì thấy hiện tượng cộng hưởng không rõ nét
nữa : Tuy A vẫn dao động cộng hưởng khi f ≈ f0 ngưng biên độ của nó nhỏ hơn khi chưa lắp tấm N
d/ ứng dụng của cộng hưởng :
+ Cộng hưởng có lợi : Với một lực nhỏ có thể tạo dao động có biên độ lớn , chẳng hạn một em nhỏ đưa võng , nếu
đẩy võng với tần số bằng tần số riêng của võng thì có thể đưa võng lên rất cao
+ Cộng hưởng có hại : Trong xây dựng cầu , chế tạo máy móc cần tránh xảy ra cộng hưởng không cần thiết giữa các
bộ phận khi hoạt động để không sẩy ra đổ , vỡ , gãy do rung động mạnh
Trang 6Câu 6 : Sóng và các đại lượng đặc trưng
1/ Sóng cơ học là gì ? Định nghĩa sóng dọc , sóng ngang
2/ Định nghĩa của các đại lượng đặc trưng cho sóng
3/ Giải thích sự tạo thành sóng trên mặt nước
4/ Vì sao truyền sóng là một quá trình truyền dao động
5/ Thành lập phương trình dao động của 1 điểm trên phương truyền sóng
1/ Định nghĩa và đặc điểm của sóng cơ học Phân loại : Sóng dọc – Sóng ngang :
+ Sóng cơ học là những dao động đàn hồi lan truyền trong môi trường vật chất theo thời gian
* Một đặc điểm quan trọng của sóng là khi sóng truyền trong một môi trường thì các phần tử môi trường chỉ dao
động quanh vị trí cân bằng của chúng, mà không chuyển rời theo sóng, chỉ có pha dao động của chúng được truyền
2/ Định nghĩa các đại lượng đặc trưng của sóng :
+ Chu kỳ T của sóng là chu kỳ dao động chung của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua và bằng chu kỳ dao động của nguồn sóng
+ Tần số f của sóng là tần số dao động chung của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua
+ Biên độ sóng a tại một điểm là biên độ dao động của phần tử vật chất tại điểm đó khi sóng truyền qua
+ Vận tốc truyền sóng v là vận tốc truyền pha của dao động
+ Bước sóng λ là khoảng cách gần nhất giữa hai điểm dao động cùng pha trên cùng một phương truyền sóng Nó cũng là quãng đường mà sóng truyền đi trong thời gian một chu kỳ
* Giữa chu kỳ T , tần số f , vận tốc v và bước sóng λ có hệ thức : λ = v.T =
f v
3/ Giải thích (nguyên nhân) sự tạo thành sóng trên mặt nước :
+ Giữa các phần tử nước có lực liên kết đóng vai trò như lực đàn hồi của lò xo Khi một phần tử nước A dao động
và nhô lên cao thì các lực tương tác kéo các phần tử lân cận nhô lên theo , nhưng chậm hơn một chút Các lực đó cũng kéo A về vị trí cân bằng , Như vậy mỗi phần tử khi dao động theo phương thẳng đứng sẽ làm cho các phần tử lân cận dao động theo phương này Kết quả là tạo thành những gợn sóng tròn đồng tâm lan rộng ra trên mặt nước + Vật nổi trên mặt nước chỉ nhấp nhô theo sóng mà không bị đẩy ra xa là do trong môi trường có sóng lan truyền , các phần tử vật chất của môi trường chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của nó
4/ Giải thích vì sao quả trình truyền sóng là qúa trình truyền năng lượng :
+ Sóng truyền đến điểm nào thì làm cho các phần tử vật chất của môi trường ở đó dao động với một biên độ nhất
định , tức là truyền cho các phần tử đó một năng lượng Vì vậy quá trình truyền sóng cũng là quá trình truyền năng lượng
+ Năng lượng sóng tại một điểm tỉ lệ với bình phương biên độ sóng tại đó Năng lượng từ nguồn càng trải rộng ra cho các phần tử của môi trường nên năng lượng và biên độ sóng tại các điểm càng xa nguồn càng nhỏ
5/ Lập phương trình dao động của một điểm trên phương truyền sóng :
Phương trình sóng cũng là phương trình dao động của một điểm bất kỳ trên phương truyền sóng
+ Xét một điểm M nằm trên phương truyền sóng và cách nguồn
sóng 0 một khoảng 0M = d (Hv) d phương truyền sóng + Giả sử nguồn 0 dao động với phương trình : x0 = a sin (2πft)
Gọi v là vận tốc truyền sóng thì thời gian để sóng truyền 0 M
Đây là phương trình sóng
Với một giá trị xác định của d thì (*) biểu diễn dao động của điểm xác định M theo thời gian t
Với một giá trị xác định của t thì (*) biểu diễn toạ độ các điểm khác nhau ở cùng một thời điểm t
Nghĩa là nó biểu diễn hình dạng của sóng tại thời điểm t
Như vậy sóng là một quá trình tuần hoàn trong không gian theo thời gian
+ Hai điểm M và N có phương trình sóng là: xM = aM sin(2ωt – 2π
=λ
ư
πd d 2 d
2 1 2 ; vậy hai điểm dao động cùng pha thì ∆d = kλ; hai
điểm dao động ngược pha thì ∆d = (2k +1)λ/2; và ngược lại
Vũ Kim Phượng – Trang 6 – Chuyên Đề LTVL 12
Trang 7Câu 7 : Giao thoa sóng cơ
1/ Hiện tượng giao thoa sóng nước
2/ Lý thuyết giao thoa sóng : Định nghĩa các sóng kết hợp - Định nghĩa giao thoa sóng - Độ lệch pha giữa hai sóng – Chứng minh rằng độ lệch pha là một yếu tố quan trọng trong việc giải thích hiện tượng giao thoa của sóng nước
Vũ Kim Phượng – Trang 7 – Chuyên Đề LTVL 12
1/ Hiện tượng giao thoa sóng nước :
Thí nghiệm : Gắn một dây thép hình chữ U , ở hai đầu có hai viên bi nhỏ,
vào đầu thanh thép P Đặt cho hai viên bi chạm nhẹ vào mặt nước rồi cho
thanh P giao động thì ta có hai sóng giao động cùng tần số và cùng pha lan
truyền theo những hình tròn đồng tâm , mở rộng dần và cắt nhau Khi sóng
đã ổn định ta thấy trên mặt nước có các nhóm đường cong có dạng những
gợn lồi và những gợn lõm xen kẽ, đứng yên, không truyền trên mặt nước
Những gợn lồi : ở đó các phân tử nước có biên độ cực đại và những gợn
lõm : ở đó các phân tử nước có biên độ cực tiểu hoặc bằng không Đó là
hiện tượng giao thoa của hai sóng
2/Sóng kết hợp , giao thoa sóng
* Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có : - Cùng tần số
- Cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi
* Hai sóng kết hợp là 2 sóng do 2 nguồn kết hợp phát ra Chúng thoả mãn hai điều kiện :
- Hai sóng có cùng tần số (hoặc có cùng bước sóng)
- Tại mỗi điểm mà hai sóng gặp nhau thì dao động phải cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi
* Sự giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian trong đó có những chõ nhất định mà biên độ sóng được tăng cường hoậc bị giảm bớt
3/Định nghĩa độ lệch pha giữ hai sóng :
a/Định nghĩa : Độ lệch pha là một đại lượng đăc trưng cho sự khác nhau về trạng thái giữa hai dao động và được
xác định bằng hiệu các pha ban đầu : ∆ϕ = (ωt + ϕ2) – (ωt + ϕ1) = ϕ2 – ϕ1
Nếu ∆ϕ = ϕ2 – ϕ1 > 0 thì ta nói dao động x2 sớm pha hơn dao động x1 hoặc dao động x1 trễ (chậm) pha so với dao
động x2
Hai dao động gọi là cùng pha nếu : ∆ϕ = 2kπ Hai dao động gọi là ngược pha nếu : ∆ϕ = (2k + 1) π
b/Vai trò độ lệch pha giữa hai sóng trong việc giải thích giao thoa :
Giả sử 2 nguồn sóng 01 và 02 dao động với phương trình x1 = x2 = asin 2πft Xét điểm M cách hai nguồn sóng lần lượt là d1 & d2 Hiệu d2 – d1 gọi là hiệu đường đi từ hai nguồn đến M M
Biên độ của hai sóng tại M coi như bằng nhau : a1M = a2M = a
Sóng từ hai nguồn truyền đến M là : 01
phụ thuộc 02 vào vị trí của M Dao động tổng hợp do 2 sóng gây ra tại M là :
xM = x1M + x2M = 2acosπ
λ
2 d d
sin(2πft – π
λ
2 d d
) = 2acos
2
ϕ
∆sin(2πft – π
λ
2 d d
Từ (*) ta thấy biên độ dao động tổng hợp tại M phụ thuộc độ lệch pha ∆ϕ = ϕ2 – ϕ1 = 2π
λ
2 d d
Nếu tại M hai sóng cùng pha : ∆ϕ = 2kπ Ù d2 – d1 = kλ (với k = 0 , + 1 , + 2 ) Tức là hiệu đường đi bằng nguyên lần bước sóng , thì biên độ dao động tại đó sẽ cực đại và bằng 2a Với mỗi giá trị k thì những điểm có
d2 – d1 = kλ nằm trên hypebol nhận 01 và 02 làm tiêu điểm (đường liền nét)
Nếu tại M hai sóng ngược pha : ∆ϕ = (2k + 1)π Ù d2 – d1 = (2k + 1)
Trang 8Câu 8 : Sóng dừng - Sóng âm
1/ Sóng dừng : Định nghĩa , giải thích và nêu điều kiện để có sóng dừng
2/ Sóng âm : Định nghĩa , môi trường truyền âm – Vận tốc âm Các đại lượng đặc trưng vật lí & sinh lí
1/ Sóng dừng :
a/ Định nghĩa : Sóng dừng là sóng có các nút và bụng cố định trong không gian
b/ Sự hình thành sóng dừng trên một sợi dây : Ban đầu
sóng từ một đầu dây truyền trên dây dưới dạng một sóng
ngang, gặp đầu kia noa phản xan ngược lại Sau rất nhiều A B lần phản xạ liên tiếp ở hai đầu dây, trên dây hình thành hai
lớp sóng truyền cùng phương ngược chiều Khi chiều dài
và sức căng dây thoả mãn những điều kiện nào đó thì hai
lớp sóng đó thoả mãn điều kiện kết hợp và giao thoa với
nhau Kết quả là có điểm cố định mà các phần tử vật chất
tại đó luôn dao động với biên độ cực đại (gọi là bụng sóng)
và những điểm cố định khác luôn không dao động (gọi lá nút) Các dao động tổng hợp này tạo thành một sóng không thuyền đi trong không gian gọi là sóng dừng (hoặc sóng đứng) Sóng dừng khác sóng chạy ở chỗ : trong sóng chạy thì các điểm ở cạnh nhau có cùng bên độ nhưng pha khác nhau , còn sóng dừng hình thành thì pha dao
động không truyền đi , các phần tử cạnh nhau dao động cùng pha nhưng khác biên độ : các điểm nằm giữa hai nút liên tiếp dao động cùng pha , các điểm nằm hai bên một nút dao động ngược pha
c/ Đặc điểm của sóng dừng: + Biên độ dao động của phần tử vật chất ở mỗi điểm không đổi theo thời gian
+ Không truyền tải năng lượng + Khoảng cách 2 bụng hoặc 2 nút liền kề là λ/2
d/ Điều kiện để có sóng dừng : Gọi l là chiều dài dây, ta thấy điều kiện để có sóng dừng trên dây :
+ Với hai nút ở hai đầu : Chiều dài dây bằng số nguyên lần nửa bước sóng : l = kλ/2 ; với k = 1, 2,
+ Với một đầu là nút và một đầu là bụng : Chiều dài dây bằng số bán nguyên lần nửa bước sóng hay bằng lẻ lần phần tư bước sóng : l = (k + 1/2) λ/2 = (2k + 1) λ/4 ; với k = 1, 2,
e/ ứng dụng : hiện tượng sóng dừng cho phép quan sát và đo λ một cách chính xác Việc đo tần số f cũng tương đối
đơn giản Nhờ đó có thể xác định vận tốc truyền sóng: v = λf (dùng thước đo được khoảng cách 2 nút = λ/2 => λ)
2/ Sóng âm :
a/ Định nghĩa: là các sóng dọc cơ học truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn
+ Sóng âm nghe thấy được có tần số trong khoảng 16 Hz đến 20.000 Hz Sóng có tần số lớn hơn 20.000 Hz gọi là sóng siêu âm, Sóng có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là sóng hạ âm
+ Dao động âm là dao động cơ học có tần số trong khoảng nối trên Nguồn âm là bất kỳ vật nào phát ra sóng âm + Hộp cộng hưởng: Sóng âm do các nguồn âm trực tiếp phát ra thường có cường độ nhỏ vì thế phải dùng các nguồn
âm đó kích thích cho khối không khí chứa trong một vật rỗng (ống sáo, bầu đàn ) dao động cộng hưởng để nó phát ra âm có cường độ lớn Các vật rỗng này gọi là hộp cộng hưởng (Mỗi hộp cộng hưởng cho một âm sắc riêng)
b/ Môi trường truyền âm – Vận tốc âm: Môi trường truyền âm có thể là rắn, lỏng, khí Sóng âm không truyền
trong chân không Các vật xốp nhẹ có tính đàn hồi kém nên truyền âm kém (vật liệu cách âm)
Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ và nhiệt độ môi trường Nói chung vận tốc âm trong chất rắn lớn hơn vận tốc âm trong chất lỏng, vận tốc âm trong chất lỏng lớn hơn vận tốc âm trong chất khí
c/ Các đặc trưng vật lí (khách quan) của âm thanh :
1/ Tần số âm : Từ 16 đến 20.000 Hz
2/ Vận tốc và bước sóng : Vận tốc âm trong khoảng từ vài trăm m/s
(trong chất khí) đến vài nghìn m/s (trong chất rắn)
Bước sóng λ = vT = v/f
3/ Năng lượng âm: Cũng như sóng cơ học khác, sóng âm mang năng
lượng tỉ lệ với bình phương biên độ
Cường độ âm I tại một điểm là năng lượng âm truyền trong một
đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương
truyền âm tại điểm đó
Đơn vị của I là W/m2
Mức cường độ âm L : là đại lượng đo bằng loga thập phân của tỉ số
giữa cường độ âm I tại điểm đang xét và cường độ âm chuẩn I0 của
phụ thuộc vào tần số âm, biên độ sóng âm
và thành phần cấu tạo của âm
Một nhạc cụ phát ra một âm tần số f1(âm cơ bản) thì đồng thời cũng phát ra các hạo âm thứ hai có tần số f2 = 2f1 thứ ba có tần số f3 = 3f1 Âm sắc phụ thuộc vào số các hoạ âm và cường độ các hoạ âm
3/ Độ to: là một đặc trưng sinh lí của âm, phụ thuộc vào mức cường độ âm tức là phụ
thuộc vào cường độ âm và của tần số âm Vì mức cường độ âm phụ thuộc vào I và f
? Tại sao không dùng trực tiếp cường độ âm mà phải dùng đại lượng mức cường độ âm
? Ngưỡng đau, ngưỡng nghe, chúng phụ thuộc vào yếu tố nào
Vũ Kim Phượng – Trang 8 – Chuyên Đề LTVL 12
Trang 9Câu 9 : Dòng điện xoay chiều : Các giá trị hiệu dụng, các ưu điểm
1/ Vì sao với dòng điện xoay chiều người ta dùng các đại lượng này ?
2/ Thế nào là cường độ dòng điện và hiệu điện thế hiệu dụng ?
3/ Tạo sao dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi hơn dòng điện một chiều ? 4/ Nêu một số trường hợp cần dòng điện một chiều
1/ Lí do sử dụng các giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều và hiệu điện thế xoay chiều :
+ Với dòng điện xoay chiều , ta khó xác định được cường độ tức thời (vì nó biến đổi quá nhanh) cũng như không thể lấy được giá trị trung bình (vì trong một chu kỳ giá trị trung bình bằng không)
+ Khi sử dụng dòng điện xoay chiều ta cần quan tâm tới tác dụng của nó trong thời gian dài chứ không phải là tác dụng tức thời ở từng thời điểm Vì vậy ta không cần biết giá trị tức thời mà biết giá trị của cường độ dòng điện gây
ra trong một thời gian dài
Tác dụng nhệt của dòng điện , tỉ lệ với bình phương của cường độ dòng điện nên không phụ thuộc vào chiều dòng
điện , do đó có thể so sánh dòng điện xoay chiều với một dòng điện không đổi gây ra tác dụng nhiệt tương đương trong cùng khoảng thời gian
Đó là hai lí do để đưa ra khái niệm cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
Dựa vào nguyên tắc trên người ta chế tạo các máy đo cho dòng xoay chiều , đó là các ampe kế nhiệt , vôn kế nhiệt Số đo của chúng chỉ giá trị hiệu dụng của cường độ và hiệu điện thế
2/ Cường độ hiệu dụng và hiệu điện thế hiệu dụng :
Dòng điện xoay chiều là dòng điện biến thiên điều hoà theo thời gian : i = I0sin (ωt + ϕ )
Cho dòng điện xoay chiều i = I0sin(ωt) chạy qua một điện trở thuần R trong một thời gian t khá dài Lí thuyết và thực nghiệm đã chứng tỏ nhiệt lượng toả ra trên điện trở bằng Q = I02Rt/2
Nghĩa là, xét về tác dụng nhiệt trong một thời gian thì dòng điện xoay chiều i = I0sin(ωt) tương đương với một dòng
điện không đổi có cường độ I = I0/ 2 (*)
Cường độ dòng điện I xác định bằng công thức (*) được gọi là cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
* Định nghĩa : Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi mà
nếu chúng lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những thời gian như nhau thì chúng toả ra những nhiệt lượng bằng nhau
Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều có độ lớn bằng cường độ cực đại chia cho 2
Tương tự , người ta cũng định nghĩa suất điện động hiệu dụng E của nguồn điện xoay chiều e = E0sin(ωt) là
E = E0/ 2 và hiệu điện thế hiệu dụng U ở hai đầu mạch điện xoay chiều : chiều u = U0sin(ωt) là U = U0/ 2
3/ Tại sao trong thực tế , dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi hơn dòng điện một chiều :
+ Dòng điện xoay chiều dẽ sảm xuất hơn (máy phát có cấu tạo đơn giản hơn máy phát một chiều) và có thể chế tạo máy có công suất lớn
+ Nhờ dùng máy biến thế , dòng điện xoay chiều có thể tải đi xa được với hao phí ít, việc phân phối điện cũng rất thuận tiện
+ Đối với các ứng dụng thực tiễn như thắp sáng , đun nấu , chạy các máy, quạt , máy công cụ thì dòng điện xoay chiều cũng cho kết quả tốt như dòng điện không đổi Khi cần dòng điện một chiều ta có thể chỉnh lưu dòng
điện xoay chiều để tạo ra dòng điện một chiều
+ Đối với dòng điện xoay chiều ra pha còn có thêm 2 ưu điểm :
- Tiết kiệm dây dẫn và hao phí trên dây nhờ mắc hình sao hoặc hình tam giác
- Tạo từ trường quay trong động cơ không đồng bộ ba pha
4/ Sự cần thiết của dòng điện một chiều : Trong một số ngành kỹ thuật sau đây :
+ Dùng để nạp điện cho ắc quy , mạ điện , đúc điện , sảm xuất hoá chất , tinh chế kim loại bằng phương pháp
điện phân
+ Dùng cho các thiết bị điện tử
+ Dùng cho các động cơ điện một chiều (loại động cơ có mô nem khởi động lớn và rễ dàng thay đổi vận tốc) (Để có dòng điện một chiều có thể dùng pin, ắc quy, máy phát điện một chiều hoặc dùng phương pháp chỉnh lưu dòng điện xoay chiều Xem câu 18)
? Phân biệt cường độ dòng điện tức thời và cường độ dòng điện hiệu dụng ? Đâu là cường độ dòng điện thật ?
Vũ Kim Phượng – Trang 9 – Chuyên Đề LTVL 12
Trang 10Câu 10 : Định luật Ôm cho mạch chỉ có điện trở thuần
thuần iều
/ Định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R
1/ Trình bầy (Thiết lập , phát biểu, vẽ giản đồ véc tơ) : Định luật Ôm cho mạch xoay chiều chỉ có điện trở
2/ Nêu và giải thích ảnh hưởng thuần trở R trong mạch xoay ch
= U0sin(ωt) vào hai đầu AB của đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R Xét thời
A B
a/ Thiết lập quan hên giữa i & u :
Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u
điểm t bất kỳ , trong khoảng thời gian rất nhỏ ∆t tính từ thời điểm t thì hiệu điện thế coi như không đổi và có thể áp dụng công thức định luật Ôm đối với dòng điện không đổi trong thời gian đó ta có: i = u/R = U0sin(ωt)/R =
i = I0sin(ωt), với I0 = U0/R Do ∆t rất nhỏ nên dòng điện trong thời gian ∆t cũng là dòng điện ở thời điểm t
* Phát biểu : Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần cường độ
Vũ Kim Phượng – Trang 10 – Chuyên Đề LTVL 12
dòng điện biến thiên điều hoà cùng tần số và cùng pha với hiệu điện thế
I = U/R Trong đó I U là cường độ hiệu dụng và hiệu điện thế hiệu dụng 0
2/ ảnh hưởng của điện trở thuần R :
toả ra trên điện trở thuần R đều tính theo định luật Lun – Lenxơ : Q = I2Rt
+ Với nguồn không đổi U thì I = U/R
+ Với nguồn xoay chiều u = U0sin(ωt) thì i & u cùng pha : i = I
b/ Giải thích : Sở dĩ điện trở điện thuần R cùng gây ảnh hưởng như nhau trong mạch điện
điện xoay chiều (cùng gây cản trở như nhau với dòng điện và có hiệu ứng Jun – Lenxơ) vì có cùng nguyên nhân :
đó là sự va chạm của các êlectrôn tự do (trong chuyển dời có hướng) với các ion dương của mạng tinh thể dẫn đến
sự cản trở dòng điện và sự toả nhiệt của vật dẫn
ong mạch AB vào thời điểm t có dạng : A L B
ùng pha : uR = U0Rsin(ωt) với U0R = I0R
U0L = I0ZL ; ZL = Lω
hiên cùng tần số ω và có
Xét mạch điện như hình vẽ
i = I0sin(ωt) So với dòng điện thì :
+ Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R c
+ Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm L sớm pha π/2 : uL = U0Lsin(ωt + π/2) với
+ Hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện C trễ pha π/2 : uC = U0Csin(ωt – π/2) với U0C = I0ZC ; ZC = 1/Cω
+ Hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AB vào thời điểm t : u = uR + uL + uC
Như vậy hiệu điện thế ở hai đầu mạch là tổng của 3 dao động cùng tần số nên sẽ biến t
dạng : u = U0sin(ωt + ϕ) Ta dùng phương pháp céc tơ quay để tổng hợp các dao động điều hoà :
2/ Giản đồ véc tơ : (Hình vẽ) Biểu diễn 3 dao động uR , uL , uC bằng 3 vác tơ quay : U0R , U0L , U0C tương ứng ta
)
ư+(ZL ZC ϕ
R
ZZU
thiên điều hoà cùng tần số nhưng lệch pha ϕ so với cường độ dòng điện
+ Nếu ZL > ZC : Thì ϕ > 0 , hiệu điện thế sớm pha so với cường độ dòng đi
+ Nếu ZL > ZC : Thì ϕ < 0 , hiệu điện thế trễ pha so với cường độ dòng điện , mạch điện có tính dung kháng + Nếu ZL = ZC : Thì ϕ = 0 , hiệu điện thế cùng pha so với cường độ dòng điện , (có cộng hưởng điện)
2 2
)ZZ(
R + ư với U & I là hiệu điện thế
2 ta được : U = I
độ dòng điện hiệu dụng Hay I = U/Z , với Z = 2 L C 2
5/
)ZZ(
R + ư là tổng trở của mạch RLC
Cộng hưởng điện : Theo công thức trên I sẽ cực đại nếu Z cực tiểu , khi đó Lω = 1/Cω Zmin = R nên Imax = U/R
Đó là hiện tượng cộng hưởng điện , lúc này cường độ dòng điện cùng pha với hiệu điện thế
* Chú ý : nếu mạch thiếu một phần tử nào thì trong công thức và giản đố véc tơ bỏ phần tử đó
Trang 11Câu 12 : định luật ôm cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm (hoặc tụ điện)
thế nào ?
/ Định luật Ôm cho mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm (Hoặc tụ điện)
1/ Trình bầy định luật Ôm cho mạch xoay chiều chỉ có cuộn cảm (hoặc tụ điện)
2/ Nêu ảnh hưởng của cuộn cảm L (hoặc tụ điện C) trong mạch một chiều và xoay chiều
3/ Mắc đèn ống có chấn lưu ghi 220V – 50Hz vào 220V – 60Hz thì độ sáng đèn thay đổi
4/ Tại sao tụ điện bị nóng lên khi hoạt động liên tục ?
vào cuộn thuần cảm làm
mạch xoay chiều chỉ có cuộn
hia hai U
+
Vũ Kim Phượng – Trang 11 – Chuyên Đề LTVL 12
* Thí nghiệm : Mắc mạch điện ngư hình vẽ Giữa A & B có hiệu điện
thế xoay chiều
+ Đóng khoá K vào M đèn sáng lên B ∼
+ Đóng khoá K vào N đèn sáng kém hơn
Chứng tỏ + dòng điện xoay chiều “đi qua” đ
+ Tụ điện cản trở dòng điện xoay chiều tức là c
điện trở , gọi là dung kháng , kí hiệu ZC (Tương tự đối với L )
i &u :
Đật hiệu điện thế xoay chiều
xuất hiện dòng điện i = I0sin(ωt) thì trên cuộn cảm có
suất điện động e = - Li / = - ω LI0cos(ωt)
áp dụng định luật Ôm cho giá trị tức thời :
i(R + r) = u + e = 0 (vì R + r = 0) Vậy :
u = - e = ω LI0cos(ωt) = U0sin(ωt + π/2)
với U0 = ω LI0
Phát biểu : Trong đoạn
thuần cảm dòng điện biến thiên điêug hoà cùng tần số
như hiệu điện thế nhưng trễ pha góc π/2
ong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện
: π/2
iữa & u
Đặt vào hai C hiệu điện thế xoay
ở thời điểm t , điện tíc của tụ là :
U ; với ZC =
ωC1
U, I là các giá trị hiệu dụng , ZC là dung kháng
+ Dòng thay đổi: cuộn cảm L c
của cường độ dòng điện
+ Cản trở dòng điện xoay c
gọi là cảm kháng ZL = ω L
+ Tạo độ lệch pha π/2 giữa c
hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm ; với cuộn
cảm có điện trở thuần thì hiệu điện thế sớm pha
+ Tạo độ lệch pha π/2 giữa i &
/ Độ sáng của đèn thay đổi thế nào
có điện trở thuần R nên có tổng trở Z =
220V – 50Hz vào mạng điện 220V – 60 Hz tần số f tăng từ 50 Hz lên 60 Hz nên ăng Vì hiệu điện th
U = 220V không đổi nên cường độ dòng điện I = U/Z giảm do đó đèn tối hơn
4/ Tụ điện có nóng lên không ? Dung kháng của tụ tuy có làm giảm cường độ dòng điện xoay chiều , nhưng
c thì không gây toả nhiệt tức là không tiêu thụ điện năng Do đó các dụng cụ điện có tụ điện , nếu hoạt động liên tụ
tụ vần không bị nóng Trong thực tế , do điện môi của tụ điện không hoàn toàn cách điện (tụ có một điện trở thuần
khá lớn) , nên khi tụ hoạt động liên tục sẽ có nhiệt toả ra và tụ bị nóng đôi chút
Trang 12Câu 13 : Công suất của dòng điện xoay chiều
ủa phải tăng hên số công suất
/ Công suất của dòng điện xoay chiều
1/ Trình bày công suất của dòng điện xoay chiều 2/ Nêu ý nghĩa hệ số công suất
3/ Vì sao khi chế tạo các động c
vôn kế đo hiệu điện thế hiệu dụng , ăm pe kế đo cường độ dòng điện hiệu dụng
cho thấy P = UI
+ Với dòng điện không đổi P = UI
+ Với dòng điện xoay chiều : Dùng
và dùng oát kế đo công suất tiêu thụ trên đoạn mạch thấy :
* Nếu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì các phép đo
* Nếu mắc thêm cuộn cảm, tụ điện hoặc cả hai thì thấy công suất là P < UI
Ta có thể viết P = kUI , với k < 1 là hệ số biểu thị độ giảm của công suất
Lí thuyết chứng tỏ giữa k và độ lệch pha ϕ có hệ thức: k = cosϕ
Người ta gọi cosϕ là hệ số công suất Vậy P = UIcosϕ
Đối với mạch RLC không phân nhánh, (vẽ giản đồ véc tơ) dễ dàng tìm được : cosϕ = UR/U = R/Z với Z là tổng
Mạch điện chỉ có π/2) : Cosϕ = 0 => P = 0 : Công suất trên mạch nhỏ nhất bằng không , đó
cosϕ nhỏ hơn công suất cung cấp
cosϕ
là do tụ điện và cuộn cảm không tiêu thụ năng lượng điện mà dự trữ năng lượng
Trong thực tế hay gặp : 0 < cosϕ < 1 : Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch P = UI
cho đoạn mạch UI Muốn làm tăng hiệu quả sử dụng điện năng ta cần phải tăng cosϕ để đoạn mạch sử dụng phần
lớn công suất do nguồn cung cấp
3/ Lí do để tăng hệ số công suất
Vũ Kim Phượng – Trang 12 – Chuyên Đề LTVL 12
: Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch P = UIcosϕ Muốn tăng hiệu quả sử
Câu 14 : Máy phát điện xoay chiều một pha
/ Nguyên tắc hoạt động
dụng điện năng ta phải tăng cosϕ để đoạn mạch sử dụng phần lớn công suất UI do nguồn cung cấp Mặt khác công suất tiêu thụ UIcosϕ gồm cả công suất hữu ích (dưới dạng cơ năng , hoá năng ) và một phần hao phí dưới dạng nhiệt (trừ trường hợp của bếp điện , bàn là) Phần lớn công suất hữu ích là do nhu cầu tiêu dùng nên có giá trị xác
định , phần toả nhiệt I2R hao phí phụ thuộc I = P/(Ucosϕ) Với P , U xác định khi cosϕ lớn thì năng lượng hao phí nhỏ , công suất hữu ích sẽ lớn Nếu cosϕ = 0 thì I rất lớn làm cho nhiệt hao phí vô ích lớn rễ làm cháy cuộn dây
Nguyên tắc hoạt động , biểu thức suất điện động và cấu tạo
Khi từ thông qua mộ khung dây biến thiên điều hoà thì trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng biến thiên điều hoà Nối 2 đầu khung dây với mạch ngoài thì suất điện động đó gây ra trong toàn mạch một dòng điện biến thiên điêù hoà gọi là dòng điện xoay chiều
2/ Biểu thức suất điện động :
Xét một khung dây kim loại có N vòng dây cùng diện tích S quay đều
x/
B
inωt a
Với vận tốc góc ω quanh trục đối xứng xx/ co nó trong một từ trường
đều B có phương vuông góc với xx/ A
Giả sử lúc t = 0 pháp tuyến n của khung trùng với phương B Đến 1 2 B
thời điểm t , n quay được một góc α = ωt , từ thông qua khung dây x
Φ = NBScosα = NBScosωt Theo định luật cảm ứng điện từ trong
khung xuất hiện suất điện động cảm ứng tức thời : e = - Φ/ = ωNBSs b
e = E0sinωt ; với E0 = ωNBS
3/ Cấu tạo : 2 phần : Phần tạo ra từ trường là phần cảm , phần tạo ra dòng
sẽ chuyển động (gọi là rôto)
g trục gắn
ối tiếp , mỗi cuộn có nhiều vòng và rôto là
điện gọi là phần ứng Một trong 2 phần sẽ đứng yên (gọi là stato) , phần kia
+ Nếu phần ứng là rôto thì để đưa dòng điện ra ngoài ta dùng bộ góp điện gồm : hai vành khuyên đặt đồn
với khung và cùng quay với khung , Hai chổi quét cố định tì lên hai vành khuyên đóng vai trò là là 2 cực của máy phát Dòng điện từ khung qua vành khuyên và chổi quét ra mạch ngoài
+ Để có suất điện động lớn , stato là phần ứng gồm nhiều cuộn dây mắc n
phần cảm gồm nam châm điện tạo thành nhiều cặp cực Bắc – Nam khác nhau Nếu rôto là phần cảm có p cặp cực quay với tốc độ n (vòng/phút) thì tần số dòng điện phát ra là : f = n.p/60 (Hz)
Trang 13Câu 15 : dòng điện ba pha
ì so với dòng điện 1 pha?
/ Nguyên tắc cấu tạo & hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha
1/ Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy dao 2/ Cách mắc mạch điện ba pha
3/ Dòng điện 3 pha có ưu điểm g
3 cuộn dây đưa ra ngoài
A 3 Dây pha 2 A/ 3
ng điện trên dây trung hoà : Dây pha 3
3 mạch ngoài như nhau(tải đối xứng) thì i = 0
o biểu thức : Ud =
Vẽ hình bên
Các đặc điểm
+ 3 đầu nối của
bằng một dây trung hoà 3 điểm cuối đưa B2 B Dây trung hoà B/B2/ B
ra ngoài bằng 3 dây khác nhau , gọi là 3
dây pha Tải tiêu thụ thường được nối với 2 A 2 A/một dây trung hoà (dây nguội) và một dây
pha (dây nóng)
+ Cường độ dò
i = i1 + i2 + i3
Nếu tải tiêu thụ
Nếu tải không đối xứng thì i ≠ 0 (nhưng thường rất nhỏ)
+ Giữa hiệu điện thế dây & hiệu điện thế pha liên hệ the 3 UP ; Id = IP
iểm : A B3 Dây pha 1 A/B/
tải tiêu thụ phải giống nhau
+ Điểm cuối của cuộn dây này nối với điểm đầu
cuộn dây kia Ba điểm đó được nối với ba mạch
ngoài bằng ba dây pha
3/ Ưu điểm của dòng điện ba pha so với dòng điện một pha
+ Bằng cách mắc hình sao hay hình tam giác : tiết kiệm được
dây dẫn và hao phí điện năng trên dây
+ Tạo từ trường quay để sử dụng trong động cơ không đồng bộ
ba pha (là loại động cơ có công suất lớn , rễ sảm xuất hơn động
cơ một pha , chiều quay cũng thay đổi rễ ràng)
Trang 14Câu 16 : Động cơ không đồng bộ ba pha
1/ Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha
2/ Nguyên tắc cấu tạo của động của động cơ không đồng bộ ba pha
3/ Ưu điểm của động của động cơ không đồng bộ ba pha
4/ So sánh rôto & stato của máy dao điện 3 pha & động của động cơ không đồng bộ ba pha
1/ Nguyên tắc hoạt động :
a/ Nguyên tắc : Biến điện năng thành cơ năng , trên cơ sở hiện tượng N
Vũ Kim Phượng – Trang 14 – Chuyên Đề LTVL 12
cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay
b/ Cách tạo ra từ trường quay : Quay đều một nam châm vĩnh cửu hình
chữ U quanh trục xx/ thì từ trường B giữa hai nhánh của nó cũng quay đều ω
c/ Sự quay không đồng bộ :
+ Hiện tượng quay đều nam châm với vận tốcω ta thấy khung dây (hình vẽ)
quay nhanh dần , cùng chiều với nam châm và khi đạt tới vận tốc góc ω0 < ω S
* Nếu khung dây đạt tới vân tốc ω thì từ thông không biến thiên nữa , dòng điện cảm ứng mất đi , lực từ cũng mất
đi , khung dây quay chậm lại Nên thực tế khung dây chỉ đạt tới một vận tốc góc ổn định ω0 < ω , lúc đó mô men lực từ cân bằng mô men cản Động cơ hoạt động theo nguyên tắc trên gọi là động cơ không đồng bộ
d/ Tạo từ trường quay bằng dòng điện ba pha :
* Cách tạo : Cho dòng điện xoay chiều 3 pha 1
đi vào 3 cuôn dây đặt lệch nhau 1200 B B1 B2 B3
trên một vòng tròn để có từ trường
trong 3 cuộn dây biến đổi (Hình vẽ)
Tại t = 0 từ trường tổng hợp 3 cuộn 0 t hướng từ cuộn 1 ra ngoài ngoài
Sau 1/3 chu kỳ từ trường tổng hợp lại
hướng theo cuôn 2 ra ngoài ; sau 1/3 2 3
chu kỳ tiếp theo từ trường tổng hợp T/3 T/3
0
hướng theo cuôn 3 ra ngoài (hình vẽ)
* Kết luận : Từ trường tổng hợp của ba cuộn dây quay quanh tâm 0 với tần số như tần số dòng điện
2/ Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha : Gồm hai phần chính :
a/ Stato : Gồm ba cuộn dây giống nhau quấn trên lõi sắt đặt lệch nhau
1200 trên đường tròn để tạo ra từ trường quay khi có dòng điện xoay Rôto
chiều ba pha đi vào ba cuôn dây
b/ Rôto : (hình trụ) có tác dụng như một cuộn dây quấn trên lõi thép
Hoạt động : Khi mắc động cơ vào mạng điện ba pha , từ trường quay
do stato gây ra làm cho rôto quay quanh trục Chuyển động này được
truyền ra ngoài để vận hành các cơ cấu chuyển động khác Stato
3/ Các ưu điểm của động cơ không đồng bộ ba pha :
+ Cấu tạo đơn giản , rễ chế tạo
+ Sử dụng thuận tiện , không cần vành khuyên , chổi quét
+ Dễ dàng thay đổi chiều quay bằng cách đảo hai trong 3 dây pha cho nhau
4/ So sánh Rôto và Stato của máy dao điện ba pha và động cơ không đồng bộ ba pha :
+ Stato : có cấu tạogiống nhau : Gồm ba cuộn dây giống nhau đặt lệch 1200 trên vòng tròn Nhưng chức năng ngược nhau : ở máy phát điện thì là nơi sinh ra điện năng , còn ở động cơ không đồng bộ ba pha lại là nơi tiêu thụ
điện năng
+ Rôto : khác nhau : ở máy phát điện ba pha là nam châm điện và quay nhờ động cơ kéo bên ngoài (biến cơ năng thành điện năng) còn rôto của động cơ không đồng bộ ba pha là hình trụ có tác dụng như một cuộn dây quấn trên lõi thép và quay khi có dòng điện ba pha đi vào stato (chuyển điện năng thành cơ năng)
Trang 15Câu 17 : Máy biến thế
1/ Định nghĩa và cấu tạo máy biến thế (MBT)
2/ Nguyên tắc hoạt động, sự biến đổi hiệu điện thế và cường độ dòng điện quaMBT 3/ Công dụng của MBT
4/ Vai trò MBT trong việc vận tải điện năng đi xa và sử dụng điện
1/ Định nghĩa và cấu tạo :
Vũ Kim Phượng – Trang 15 – Chuyên Đề LTVL 12
a/ Định nghĩa : MBT là mmột thiết bị biến đổi hiệu điện
thế xoay chiều này thành hiệu điện thế xoay chiều khác
có cùng tần số nhưng khác biên độ
b/ Cấu tạo : (hình vẽ và ký hiệu MBT) : Gồm 2 phần : N1 N2 U1 U2
+ Hai cuộn dây đồng có điện trở nhỏ, bọc sơn cách điện
có số vòng khác nhau (N1 ≠ N2) quấn trên lõi thép chung
+ Lõi thép kỹ thuật do nhiều lá mỏng ghép cách điện xếp
thành khung hình chữ nhật (hình vẽ)
Cuộn mắc vào nguồn điện xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp ; Cuộn nối với tải tiêu thụ gọi là thứ cấp
2/ Nguyên tắc hoạt động : Hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
Khi cuộn sơ cấp được mắc vào nguồn điện xoay chiều , dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp làm phát sinh một từ trường biến thiên trong lõi thép Từ thông biến thiên của từ trường này qua cuộn thứ cấp , gây ra một suất
điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp Nếu mạch điện thứ cấp nối với tải thì có dòng điện cảm ứng cùng tần số với dòng điện ở cuộn sơ cấp
3/ Sự biến đổi hiệu điện thế và cường độ dòng điện :
a/ Hiệu điện thế : Dòng điện xoay chiều trong cuộng sơ cấp làm phát sinh từ trường biến thiên điều hoà tập trung
chủ yếu trong lõi thép Tại một thời điểm từ thông qua tiết diện lõi thép có giá trị như nhau nên tốc độ biến thiên từ thông ở mỗi vòng dây của mỗi cuộn dây đều bằng nhau
+ Suất điện động cảm ứng tức thời ở cuộn sơ cấp : | e1 | = N1
2
N
N e
e u
2N
NU
U = = k Nếu NNếu N2 > N1 (k > 1) thì U2 > U1 : MBT là máy tăng thế
2 < N1 (k < 1) thì U2 < U1 : MBT là máy hạ thế
b/ Cường độ dòng điện : Nếu bỏ qua hao phí năng lượng trong MBT , công suất trong mạch sơ cấp và thứ cấp
bằng nhau , các dòng điện cùng pha với hiệu điện thế thì : P1 = P2 Suy ra : U1I1 = U2I2 Do đó
5/ Vận tải điện năng đi xa : 110KV 35KV 6KV 220V a/ Công suất hao phí trên đường dây tải điện :
Gọi P là công suất cung cấp bởi nhà máy B C D E
(không đổi), U là hiệu điện thế hai đầu dây 35KV 6KV 220V
Ta có P = UI Đường dây có điện trở R Công suất hao phí trên do toả nhiệt trên đường dây : P / = I2R = 2
2
U
Như vậy có thể giảm hao phí bằng cách tăng U hay giảm R
b/ Biện pháp giảm công suất hao phí :
+ Giảm R , tức là tăng tiết diện dây dẫn S (và R = ρl/S) , cách này rất tốn kém (Chỉ dùng cho hạ thế)
+ Biện pháp chủ yếu là tăng U nhờ sử dụng MBT đưa hiệu điện thế ở nơi phát điện lên cao đến nơi tiêu thụ lại giảm thế từng bước đến giá trị thích hợp
c/ Sơ đồ truyền tải và phân phối điện như hình vẽ
Trang 16Câu 18 : Máy phát điện một chiều & Chỉnh lưu dòng điện
1/ Trình bầy nguyên tắc hoạt động và cấu tạo máy phát điện một chiều
2/ Trình bầy phương pháp chỉnh lưu dòng điện xoay chiều bằng điốt
Những ưu điểm và nhược điểm của phương pháp này
3/ Tạo sao phương pháp chỉnh lưu dùng phổ biến hơn máy phát điện một chiều?
1/ Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện một chiều :
a/ Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện một chiều : Hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ : Khi
từ thông qua một khung dây biến thiên điều hoà thì trong khung dây suất hiện suất điện động cảm ứng biến thiên
điều hoà Mỗi khi dòng điện qua khung dây đổi chiều thì các vành bán khuyên lại đổi chổi quét, nên mạch ngoài là dòng điện một chiều
Vũ Kim Phượng – Trang 16 – Chuyên đề LTVL12
b/ Cấu tạo : Bộ góp có hai chổi quét cố định tỳ lên hai vành
bán khuyên , giữa chúng có một khe nhỏ cách điện (Hình vẽ)
Trong nửa chu kỳ đầu , giả sử dòng điện trong toàn mạch kín
là: trong khung đi từ A đến B , mạch ngoài đi từ chổi quét a a A a B
đến chổi quét b Người ta bố trí sao cho trong nửa chu kỳ sau B A
khi dòng điện trong khung đổi chiều từ B đến A thì các vành
bán khuyên đổi chổi quét , dòng điện ở mạch ngoài vẫn có b b
chiều từ chổi quét a đến chổi quét b tạo dòng kín trong toàn mạch
Như vậy a luôn là cực dương còn b luôn là cực âm của máy phát
Dòng điện mạch ngoài là dòng một chiều Để có dòng điện một A
chiều không đổi (không nhấp nháy) người ta chế tạo những máy
phát có số khung dây lớn , đặt lệch nhau và mặc nối tiếp va nhau B
2/ Phương pháp chỉnh lưu bằng điốt :
a/ Chỉnh lưu nửa chu kỳ : i
+ Sơ đồ : Gồm điốt Đ mắc với tải R như hình vẽ
+ Hoạt động :
- Trong nửa chu kỳ đầu : A là cực dương, B là cực âm hiệu t
điện thế đặt vào Đ là thuận , dòng điện từ A qua Đ, qua R về B
- Trong nửa chu kỳ sau : B là cựu dương, A là cựu âm hiệu
điện thế đặt vào Đ ngược nên không có dòng điện qua Đ và R M
+ Đồ thị : Hình vẽ
b/ Chỉnh lưu hai nửa chu kỳ : Đ1 Đ2
+ Sơ đồ : Gồm 4 điốt mắc với tải R như hình vẽ P
+ Hoạt động : R Q
- Trong nửa chu kỳ đầu : A là dương, B là âm hiệu điện thế đặt vào A
Đ1 và Đ3 là thuận , vào Đ2 & Đ4 là ngược , dòng điện đi theo chiều Đ4 Đ3
A(+)→ P ⎯⎯→Đ 1 M ⎯⎯→R N ⎯⎯→Đ 3 Q → B( )
B
- Trong nửa chu kỳ sau : B là dương , A là âm hiệu điện thế đặt vào N
Đ1 và Đ3 là ngược , vào Đ2 & Đ4 là thuận dòng điện theo chiều :
B(+)→ Q ⎯⎯→Đ 2 M ⎯⎯→R N ⎯⎯→Đ 4 P → A( )
i
- Như vậy dòng điện qua R là dòng điện một chiều liên tục nhưng
vẫn còn nhấp nháy Để bớt nhấp nháy , cần dùng bộ lọc (Tụ điện) 0
+ Đồ thị dòng điện khi chưa có bộ lọc và khi có bộ lọc :
3/ Ưu nhược điểm của phương pháp chỉnh lưu :
a/ Ưu điểm :
+ Là phương pháp kinh tế nhất , tiện lợi nhất i
+ Thiết bị chỉnh lưu rễ chế tạo ít tốn kém , gọn , dễ
vận chuyển dễ dàng
+ Có thể tạo ra dòng điện một chiều có công suất 0
lớn , nhỏ tuỳ theo ý muốn
b/ Nhược điểm : Dòng một chiều tạo ra vẫn còn nhấp nháy
So với máy phát điện một chiều , phương pháp chỉnh lưu dòng điện dùng phổ biến hơn vì nó có ba ưu điểm trên Trong khi đó máy phát điện một chiều chế tạo phức tạp , tốn kém hơn nên không kinh tế và không tiện lợi Cổ góp thường xuyên có tia lửa điện nên chóng hỏng và làm ảnh hưởng đến các thiết bị khác ở gần
Trang 17Câu 19 : Mạch dao động
1/ Khảo sát sự biến thiên của điện tíc và dòng điện trong mạch dao động 2/ Khảo sát năng lượng điện từ trong mạch
Vì sao dao động trong mạc là tắt dần ?
3/ Máy phát dao động điện từ duy trì
1/ Sự biến thiên điện tích và dòng điện trong mạc dao động :
+ Mạch dao động bao gômg tụ điện có điện dung C mắc với cuộn cảm có độ tự cảm L P
Vũ Kim Phượng – Trang 17 – Chuyên đề LTVL12
a/ Sự biến thiên điện tích:
+ Mắc mạch điện như hv Lúc đầu K ở A, tụ được nạp điện Q0 C
+ Đóng K sang B: tụ phóng điện qua cuộn cảm tạo thành dòng điện i
Trong thời gian ∆t rất nhỏ sau thời điểm t có điện lượng ∆q chạy qua K A
i = |∆q/∆t| =|q’(t)| Vì ∆q < 0 => q’ < 0 nên i = – q’(t) B Trong cuộn cảm suất hiện sđđ cảm ứng, nó đóng vai trò suất phản điện (máy thu)
e = |L∆i/∆t| = L.i’ vì i’ > 0 => e = Li’ = – Lq’’ Tại thời điểm t có thể coi là dòng
điện không đổi áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch DB, với điện trở R = 0 ta có: D L
uDB = (R + r)i + e = e hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm cũng là hiệu điện thế hai đầu tụ:
+ Kết luận : Điện tích q của tụ biến thiên theo thời gian là nghiệm phương trình q// + ω2q = 0 là một dao động hoà: q = Q0sin(ωt + ϕ) với ω = 1/ LC , Q0 và ϕ là các hằng số
b) Sự biến thiên của dòng điện trong cuộn cảm:
+ Phương trình : Như trên i = q/ = Q0ωcos(ωt + ϕ) = I0sin(ωt + ϕ + π/2); I0 = Q0ω
+ Kết luận: Dòng điện i cũng biến thiên điều hoà cùng tần số như điện tích với biên độ I 0 = Q 0ω nhưng lệch pha
so với q là π/2
2- Khảo sát năng lượng điện từ trong mạch dao động :
a/ Hai loại năng lượng trong mạch dao động : Năng lượng điện trường trong tụ điện và năng lượng từ trường
trong cuộn cảm
+ Năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện : Eđ =
C2
qC2 = C2
Q02sin2(ωt + ϕ)
+ Năng lượng từ trừơng : Et =
2
1
Li2 = 2
1
Lω2Q2
0 cos2 (ωt + ϕ) =
C2
Q02cos2(ωt + ϕ) ; vì ω2 = 1/LC Kết luận : Năng lượng điện trường và từ trường trong mạch dao động biến thiên tuần hoàn theo thời gian với cùng tần số
b/ Năng lượng toàn phần của mạch dao động : Bằng tổng 2 loại năng lượng trên
E = Eđ + Et =
2
U.C2
I.LC2
0 2
0 2
* Kết luận : Giữa năng lượng điện trường và năng lượng từ trường luôn có sự chuyển hoá lẫn nhau nhưng tổng của chúng , tức là năng lượng mạch dao động không đổi (được bảo toàn)
3/ Hai lí do làm tắt dần dao động trong mạch dao động :
+ Điện trở của mạch (dù nhỏ) làm toả nhiệt , nên năng lượng bị tiêu hao
+ Điện từ trường biến thiên bức xạ sóng điện từ ra không gian mang theo năng lượng I C
4/ Máy phát dao động điều hoà dùng tranzito : Là mạch tự dao động
để sản ra dao động điện từ cao tần không tắt (tắt do 2 nguyên nhân trên)
a/ Sơ đồ : Hình vẽ
Mạch gồm LC là mạch dao động , T là trandito, L/ là cuộn cảm liên hệ C /
cảm ứng với L (L & L/ hợp với nhau như máy biến thế) Tụ C/ ngăn dòng T
một chiều của nguồn P Năng lượng bổ xung lấy từ nguồn không đổi P
b/ Hoạt động : L / L C
Mạch dao động LC tạo ra dao động điện từ tàn số f = 1/2π LC Khi đó
dòng i biến thiên trong L làm xuất hiện dòng cảm ứng i’ trong cuộn L’ cùng
tần số với dòng i Theo tính chất của tranzito thì dòng côlếcto iC (cũng đi qua P
mạch LC) tỉ lệ với dòng bazơ i/ : iC = βi/ nên iC có cùng tần số với dao động
trong mạch LC và nhờ đó mà bổ xung năng lượng cần thiết ăn nhịp với dao động trong mạch Vấn đề là phải chọn các thông số thichá hợp của mạch sao cho trong mỗi chu kỳ năng lượng được bổ xung đúng bằng năng lượng mà
nó mất đi Nhờ đó dao động duy trì
Trang 18Câu 20 : Điện từ trường và sóng điện từ
1/ Hai giả thuyết Mẵcxoen vễ điện trường biến thiênvà từ trường biến thiên
Đặc điểm của điện trường xoáy Thế nào là dòng điện dịch ?
2/ Thế nào là điện từ trường ?
3/ Giải thích sự tạo thành sóng điện từ khi một điện tích điểm DĐĐH Đ/n SĐT 4/ Nêu các tính chất của SĐT 5/ Thang SĐT 6/ Sóng vô tuyến
1/ Hai giả thuyết của Mắcxoen về điện trường biến thiên và từ trường biến thiên :
Để phát biểu dùng sơ đồ sau : B E
Vũ Kim Phượng – Trang 18 – Chuyên đề LTVL12
Theo thời gian
Các đường sức Bao quanh Các đường cảm ứng từ a/ B tăng b/ E tăng
Từ trường biến thiên
(xoáy)
Điện trường biến thiên
(xoáy)
* Đặc điểm của điện trường xoáy :
Các đường sức là những đường cong khép kín bao quanh các đường cảm ứng từ (Điện trường tĩnh các đường sức hở)
* Dòng điện dịch : là một khái niệm để chỉ sự biến thiên của điện trường cũng làm xuất hiện từ trường như dòng
điện dẫn Dòng điện dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích trong dây dẫn Dòng điện nàu sing ra từ trường
+ Như vậy dòng điện trong mach dao động được coi là dòng điện khép kín gồm dòng điện dẫn trong cuộn cảm và dòng điện dịch trong tụ điện
2/ Điện từ trường :
+ Mỗi biến thiên của từ trường đều gây ra một điện trường xoáy biến thiên trong không gian xung quanh và đến lượt mình mỗi biến thiên của điện trường cũng làm xuất hiện một từ trường biến thiên trong không gian xung quanh Như vậy điện trường và từ trường có thể chuyển hoá cho nhau , liên hệ chặt chẽ với nhau Chúng là hai mặt thể hiện khác nhau của một trường duy nhất là điện từ trường Tuỳ vào điều kiện quan sát mà ta chỉ có thể nhận thấy một mặt thể hiện nào đó (điện trường hoặc từ trường) nhưng thực ra mặt thứ hai vẫn tồn tại
+ Điện từ trường là một dạng vật chất gồm điện trường và từ trường biến thiên liên hệ chặt chẽ với nhau , đóng vai trò tương tác giữa các điện tích
3/ Giải thích sự tạo thành sóng điện từ (SĐT) :
Một điện tích điểm dao động điều hoà với tần số f (tương đương với dòng điện xoay chiều tần số f) sinh ra một từ trường biến thiên điều hoà tần số f.Khi đó ở sát điện tích điểm, nơi có từ trường biến thiên sẽ sinh ra một điện trường biến thiên điều hoà cùng tần số f Đến lượt mình điện trường biến thiên này lại sinh ra một từ trường biến thiên và quá trình này cứ tiếp tục mãi làm điện , từ trường biến thiên lan truyền ra xa dưới dạng sóng , đó là sóng
+ Mang theo năng lượng, tỉ lệ với luỹ thừa bậc 4 của tần số
+ Tuân theo các định luật phản xạ, khúc xạ, giao thoa B
như sóng thông thường
5/ Thang sóng điện từ : Theo bước sóng λ (ranh giới không rõ rệt)
Tia Gam ma : λ < 10—11 m ánh sáng nhìn thấy: 0,4 à m đến 0,76 àm
Tia Rơn ghen : 10—12 m đến 10—8 m Tia hồng ngoại : 0,76 à m đến 10—4 m
Tia tử ngoại : 10—8 m đếm 0,4.10—6 m Sóng vô tuyến : 10—4 m đến 104 m
6/ Sóng vô tuyến – truyền thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến :
Sóng vô tuyến là SĐT có bước sóng từ 10—4 m đến 104 m , ngoài tính chất chung của SĐT còn có t/c riêng phân biệt nó với các sóng khác
+ Sóng dài (λ từ 1000m – 1Km) ít bị nước hấp thụ => dùng chủ yếu thông tin dưới nước
+ Sóng trung (λ từ 100m – 1000m) ban ngày bị tầng điện li hấp thụ mạnh nên ban ngày không truỳng được đi xa , nhưng ban đêm bị tầng điện li phản xạ nên có thế truyền đi xa được
+ Các sóng ngắn (λ từ 10m – 100m) có năng lượng lớn lại bị tầng điện li và mặt đắt phản xạ nhiều lần nên công suất đủ lớn có thể truyền đến nhiều địa điểm trên mặt đất
+ Các sóng cực ngắn (λ từ 0.01m – 10m) không bị tầng điện li hấp thụ mà truyền thẳng qua
* Tầng điện li là tầng khí quyển có độ cao 50 km trở lên chứa nhiều hạt mang điện : e , iôn
Nhờ các tính chất đó của sóng vô tuyến mà nó được sử dụng rộng rãi trong thông tin liên lạc và điều khiênr từ xa
Trang 19Câu 21 : Phát và thu sóng vô tuyến
1/ Trình bầy nguyên tắc phát sóng vô tuyếnvà nguyên tắc hoạt động của máy phát sóng vô tuyến
2/ Trình bầy nguyên tắc thu sóng vô tuyếnvà nguyên tắc hoạt động của máy thu sóng vô tuyến
1/ Nguyên tắc phát sóng vô tuyếnvà nguyên tắc hoạt động của máy phát sóng vô tuyến
Vũ Kim Phượng – Trang 19 – Chuyên đề LTVL12
a/ Nguyên tắc phát sóng vô tuyến :
+ Phối hợp một máy phát dao động với một ăngten
+ Máy phát dao động sinh ra dao động cao tần tần số f trong mạch dao C /
động cuộn dây L của mạch dao động ghép cảm ứng với cuộn LA của ăngten T
làm các êléctrôn trong ăng ten dao động cùng tần số f và ăngten bức xạ ra
sóng điện từ có tần số f L / L C
b/ Nguyên tắc hoạt động máy phát vô tuyến : P LA
Sóng âm tác dụng lên micrô sinh ra dòng điện dao động âm tần Dao động
đó được khuyếch đại rồi đưa sang trộn sóng cùng với điện ân tần để làm biện
điệu biên độ Dao động cao tần biến điệu lại được khuyếch đại rồi mới đưa tới
ăngten để bức xạ thành sóng điện từ truyền đi trong không gian
Sơ đồ nguyên tắc được mô tả nhe hình vẽ Gồm các khối chính sau :
M : Micrô ăngten phát
KC : Khuyếch đại cao tần M
KA : Khuyếch âm cao tần LA
KCBiến điệu
KA
Máy phát DD cao tần
LA Cuộn dây ăng ten
2/ Nguyên tắc thu sóng vô tuyến và nguyên tắc hoạt động của máy thu vô tuyến :
a/ Nguyên tắc thu sóng vô tuyến : ăngten thu
+ Phối hợp một ăngten với một mạch giao động LC
+ Ăngten nhận được nhìêu sóng vô tuyến có các tần số f1 , f2 , … Khác nhau
do nhiều đài phát truyền tới và đều gây trong ăngten các dòng điện cảm ứng LA L C
điện với tần số tương ứng Do cuộn LA của ăngten gép cảm ứng với cuộn L
của mạch dao động có dao động cưỡng bức va các tần số trên Điều chỉnh tụ
C sao cho tần số f của mạch dao động trùng với một trong các tần số nói trên
thì có cộng hưởng Lúc đó chỉ có dao động với tần số f của đài muốn thulà
mạnh nhất còn các giao động khác coi như không đáng kể Như vậy đã thực Mạch chọn sóng hiện được việc chọn sóng
b/ Nguyên tắc hoạt động của máy thu sóng vô tuyến :
Ăngten và mạch LC thực hiện việc chọn sóng của đài muốn thu Dao động thu được là dao động cao tầng đã biến
điệu cần phải khuyếch đại rồi đưa đến bộ tách sóng để tách ra tín hiệu âm tần Tiếp theo phải khuyếch đại âm tần rồi đưa ra loa để phát ra âm thanh
Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ Gồm các khối chính sau :
* Mạch dao động hở - ăngten : Trong mạch dao động LC của máy phát dao động điều hoà có các dao động
không tắt , nhưng chưa có bức xạ đáng kể sóng điện từ vì hầu hết điện trường biến thiên vẫn tập trung ở tụ điện và từ trường biến thiên tập trung trong cuộn cảm Đó là mạch dao động kín Mở rộng các bản tụ điện cho chúng không song song mữa để điện trường vượt ra ngoài và mạch có khả năng phát ra sóng xa hơn ta sẽ được mạch dao động hở Tròn thực tế chỉ cần dùng một dây dẫn dài , một đầu nối đất , ở giữa có cuộn cảm ta sẽ được mạch dao động hở có thể phát ra sóng điện từ , gọi đó là ăng ten (xem kí hiệu trên)
Trang 20Câu 22 : Ba định luật quang hình
1/ Phát biểu định luật truyền thẳng ánh sáng, nguyên lý thuận nghịch chiều truyền của ánh sáng
2/ Hiện tượng và định luật phản xạ ánh sáng , áp dụng định luật để : tìm vị trí ảnh của 1 điểm sáng
qua gương phẳng và tìm tia phản xạ qua gương cầu
3/ Hiện tượng và định luật khúc xạ ánh sáng Khi nào ánh sáng không bị gãy khúc khi truyền qua mặt phân cách? 4/ Chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối Nối liên hệ giữa chúng và vận tốc truyền ánh sáng ?
1/ Định luật truyền thẳng ánh sáng và nguyên lý thuận nghịch chiều truyền của ánh sáng :
a/ Định luật truyền thẳng ánh sáng:Trong 1 môi trường trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền theo đường thẳng b/ Nguyên lý thuận nghịch chiều truyền của ánh sáng :
Theo một đường truyền ánh sáng từ điểm A đến điểm B có thể
cho ánh sáng đi theo chiều từ A => M => B hoặc B => M => A
+ Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia
pháp tuyến so với tia tới
kéo dài của các tia phản xạ cắt nhau tại S / , S / là ảnh
ảo của S qua gương phẳng (ảnh ảo không hứng được
trên màn – chỉ có thể quan sát được bằng mắt)
áp dụng để vẽ tia phản xạ của một tia sáng chiếu
tới gương cầu : S / N
Khi tia sáng chiếu tới gương cầu
thì bán kính của gương qua của i / i S
tới đóng vai trò pháp tuyến , góc
giữa tia tới và pháp tuyến là góc I
tới i (hình vẽ) Vẽ tia phản xạ
sao cho góc phản xạ i / bằng
góc tới i
3/ Hiện tượng khúc xạ ánh sáng : S N a/ Định nghĩa : là hiện tượng ánh i
sáng khi truyền qua mặt phân I cách hai môi trường trong suốt ,
bị gãy khúc (đổi phương đột ngột) ở mặt phân cách r R
Hai trường hợp tia sáng không bị khúc xạ + Tia tới vuông góc với mặt cách : i = 0 thì r = 0
+ Hai môi trường có triết suất như nhau n21 = 1 ⇒ i = r
c/ Thí nhiệm : ( hình vẽ ) chiếu chùm sáng đơn sắc hẹp SI
từ không khí vào nước Tại I , chùm sáng bị chia làm hai phần : một phần phản xạ trở lại không khí , một phần đi xuyên vào nước nhưng đổi phương truyền ( gãy khúc ) đó
là hiện tượng khúc xạ ánh sáng
4/ Chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối :
a/ Định nghĩa : Chiết suất của một môi trường trong suốt này với môi trường trong suốt khác là chiết suất tỉ đối
Chiết suất của một môi trường đối với chân không là chiết suất tuyệt đối của môi trường đó
b/ Liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối :
1
2 21n
n
n =
c/ Liên hệ giữa chiết suất với vân tốc ánh sáng :
* Chiết suất tỉ đối hai môi trường tỉ lệ nghịch với vận tốc ánh sáng trong hai môi trường đó :
2 1 1
2 21
v
vn
n
* Nếu môi trường 1 là chân không thì n1 = 1 thì v1 = c = 3.108 m/s , lúc này n21 = n2 =
vc
+ Do v < c nên chiết suất tuyệt đối luôn lớn hơn 1
+ Chiết suất tuyệt đối cho biết vận tốc ánh sáng trong môi trường nhỏ hơn trong châu không bao nhiêu lần
Vũ Kim Phượng – Trang 20 – Chuyên đề LTVL12
Trang 21Câu 23 : Phản xạ toàn phần
1/ Hiện tượng phản xạ toàn phần: Điều kiện để có hiện tượng sảy ra
2/ Phân biệt hiện tượng phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường
3/ Lăng kính phản xạ toàn phần và ứng dụng của nó
1/ Hiện tượng phản xạ toàn phần :
a/ Thí nghiệm : S N K
Chiếu chùm tia sáng song song hẹp SH từ không khí vào nước theo phương r
vuông góc với mặt nước dưới đáy có gương phẳng G mà độ nghiêng có thể H J
i i /
I R
thay đổi được chùm phản xạ lại mặt nước tại J ở đó có chùm sáng bị phản
xạ JR và chùm sáng khúc xạ JK
+ Khi góc tới i nhỏ thì tia khúc xạ JK rất sáng và tia phản xạ JR rất mờ
+ Tăng dần góc tới i thì góc khúc xạ r cũng tăng lên nhưng luôn lớn hơn i , tia
khúc xạ mờ dần , tia phản xạ sáng dần
+ Khi góc tới thay đổi đến giá trị nào đó gọi là igh thì tia khúc xạ đi là mặt phân
cách phân cách hai môi trường r = 900 và rất mờ tia phản xạ rất sáng
+ Tiếp tục tăng góc tới thì không còn tia khúc xạ nữa đó là hiện tượng phản xạ toàn phần
Vậy : hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng chùm sáng chiếu đến mặt phân cách giữa hai môi trường trong
suốt mà tất cả các tia sáng đều bị phản xạ, không có khúc xạ
b/ Điều kiện để một tia sáng phản xạ toàn phần :
+ Tia sáng truyềntừ môi trường (1) triết quang sang môi trường (2) kém triết quang (n1 > n2)
+ Góc tới của tia sáng tơi mặt phân cách lớn hơn hoặc bằng góc gới hạn của phản xạ toàn phần : i > igh
2/So sánh hiện tượng phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường :
a/ Giống nhau ở hai điểm sau :
+ Cùng là hiện tượng phản xạ ánh sáng (tia sáng bị hắt trở lại môi trường cũ)
+ Cùng tuân theo định luật phản xạ ánh sáng
b/ Khác nhau : ở ba điểm sau :
+ Hiện tượng phản xạ thông thường xảy ra khi tia sáng gặp một mặt phẳng nhẵn phân cách hai môi trường và không kèm theo điều kiện gì
+ Hiện tựơng phản xạ toàn phần xảy ra nếu hai điều kiện trên được thoả mãn
+ Trong phản xạ toàn phần cường độ chùm phản xạ bằng cường độ chùm tia tới , trong phản xạ thông thường cường độ chùm phản xạ yếu hơn chùm tia tới
* Có hai cách sử dụng lăng kính phản xạ toàn phần :
+ Chiếu tia tới vuông góc với mặt bên ( hình 1 ), khi đó tia sáng sẽ bị phản xạ toàn phần ở mặt đáy
+ Chiếu tia tới vuông góc với mặt đáy (hình 2 ), tia sáng sẽ bị phản xạ toàn phần liên tiếp ở mặt hai bên
Vũ Kim Phượng – Trang 21 – Chuyên đề LTVL12
Hình1 Hình 2
Trang 22
Lăng kính là một khối chất trong suốt hình lăng trụ có tiết diện thẳng là một tam giác
1/ Vẽ và nêu đặc điểm dường truyền của một tia sáng qua lăng kímh : A
a/ Đường đi của một tia sáng đơn sắc qua lăng kính :
Vũ Kim Phượng – Trang 22 – Chuyên đề LTVL12
* Điều kiện khảo sát :
+ Chỉ xét đường đi của tia sáng nằm trong một tiết diện D
thẳng của lăng kính và truyền từ đáy lên I J i2
+ Chiết suất của lăng kính n > 1
* Đặc điểm : i1 r1 r2 R + Tia tới : SI đến gặp mặt bên AB tại I , do n > 1 nên i1 > r1
tia khúc xạ IJ bị lệch về đáy so lăng kính với SI S
+ ở mặt AC , tia IJ tạo với mặt AC góc tới r2 , vì n > 1
nên i2 > r2 tia ló IJ lại bị lệch về đáy lăng kính so với IJ B C
* Vậy sau 2 lần khúc xạ ở 2 mặt bên tia ló IJ bị lệch về đáy so với SI
b/ Đường đi của tia sáng trắng qua lăng kính : ánh sáng trắng là tổng hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc có màu
liên tục từ đỏ đến tím Các áng sáng đơn sắc khác nhau lại có triết suất khác nhau đối với cùng một môi trường Vì vậy khi đi qua lăng kính , tia sáng trắng không những bị khúc xạ về đáy , màcòn bị tán sắc : tách ra thành nhiều tia sáng có màu sắc khác nhau , sắp xép cạnh nhau ( dỏ , da cam , vàng , lục , lam , chàm , tím )trong
đỏ có triết suất nhỏ nhất nên bị lệch ít nhất và tia tím vì có triết suất lớn nhất nên bị lệch nhiều nhất
2/ Góc lệch của tia sáng đơn sắc khi đi qua lăg kính :
a/ Định nghĩa : góc lệch D là góc phải quay tia tới để nó trùng với tia ló cả về phương và chiều
b/ Công thức : Để tính góc lệch pha D ta dễ dàng chứng minh các công thức sau đây , gọi đó là công thức lăng
kính Theo định luật khúc xạ ánh sáng : sini1 = nsinr1 (1) sini2 = nsinr2 (2)
Góc chiết quang A = r1 + r2 (3) Góc lệch : D = i1 + i2 – A (4)
Chú ý : khi góc tới i và góc triết quang A nhỏ thì D = ( n – 1 )A (CM : góc nhỏ thì sini i ) ≈
2/ Góc lệch cưc tiểu :
a/ Thí nghiệm : hình vẽ
Đặt một lăng kính thuỷ tinh lên một bàn quay sao cho E
đỉnh A của lăng kính trùng với tâm bàn quay Chiếu một
chùm sáng đơn sắc SA song song , hẹp vào cạnh của lăng S H kính sao cho một phần chùm sáng không qua lăng kính ,
phần này cho vệt sáng H trên màn E , một phần chùm tia M /
sáng qua lăng kính bị lệch về phía đáy cho vêt sáng M trên M
A
màn E
Góc HAM chính là góc lệch D của tia sáng
Quay bàn quay theo chiều mũi tên để thay đổi góc tới i1
Ta thấy vệt sáng H đứng yên , cồn vệt sáng M dich lại gần
điểm H (Góc D giảm) Đến một lúc nào đó thì vệt sáng
M dừng lại ở vị trí M’ (ứng với góc lệch D nhỏ nhất) rồi dịch chuyển ngược lại ra xa H (góc lệch D tăng) Lúc goc lệch đạt cực tiểu (vệt sáng M ở M’) ta thấy tia ló, tia tới đối xứng nhau qua mặt phẳng phân giác của góc triết quang
A
Dmin
=+
c/ ý nghĩa của đo góc lệch cực tiểu :
Công thức trên cho thấy : nếu đo được Dmin , A ( bằng dụng cụ đo góc gọi là giác kế thì sẽ sác dịnh được n Đó lf cơ sở của phép đo chiết suất bằng giác kế
Có phải tia sáng lú nào cũng bị lệch về đáy không ?
Có phải tia sáng lúc nào cũng cả bốn công thức này đúng không ?
CM : D = ( n – 1 ) A ?
?
Trang 23Câu 25 : Gương Cầu
1/ Tiêu điểm chính tiêu điểm phụ của gương cầu : Định nghĩa những đặc điểm , vị trí
2/ Điều kiên tương điểm vị trí tiêu điểm chính giữ của gương cầu
3/ Nêu các điều kiện để chùm sáng phát ra từ một nguồn sáng điểm đặt trước
gương cầu cho chùm phản xạ là chùm hội tụ
1/ Tiêu điểm chính , phụ :
a/ Định nghĩa :
+ Tiêu điểm chính : Chiếu chùm tia tới song song với trục chính của gương cầu thì chùm tia phản xạ (hoặc đường kéo dài của các tia phản xạ) sẽ đồng quy tại điểm F trên trục chính Điểm F goi là tiêu điểm chính của gương (Hv) + Tiêu điểm phụ : Tương tự (hình vẽ)
b/ Đặc điểm và vị trí của các tiêu điểm :
+ Tia tới (hoặc đường kéo dài của nó) qua tiêu điểm chính F thì phản xạ song song với trục chính
+ Tiêu điểm của gương cầu lõm là thật ở trước gương ; của gương cầu lồi là ảo , ở sau gương (Hv)
+ Mỗi gương cầu chỉ có một tiêu điểm chính , nhưng có vô số tiêu điểm phụ: tiêu điểm chính nằm trên trục chính, cách đều tâm và đỉnh gương Các tiêu điểm phụ nằm trên mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm chính của gương , mặt phẳng này gọi là tiêu diện của gương
Vũ Kim Phượng – Trang 23 – Chuyên đề LTVL12
F /
F 0 F 0
F /
0 F C 0 F C
2/ Điều kiện tương điểm – xác định vị trí tiêu điểm chính :
a/ Điều kiện tương điểm : Là điều kiện đảm bảo cho ảnh rõ nét , tức là ảnh của một điểm cũng là một điểm chứ
+ Cho tia tới SI song song với trục chính , gặp mặt O
gương tại I , tia phản xạ cắt trục chính tại F F C
Vì α = i nên ∆ICF cân , ta có :
R = 2HC = 2FC.cosα = 2Fccosi hay FC =
icos2
R Theo điều kiện tương điểm thì góc tới i phải rất nhỏ , tức là cosi ≈ 1 nên ta có : FC = R/2
Suy ra tất cả các tia tới song song với trục chính , sau khi phản xạ đều đi qua tiêu điểm F
+ Khoảng cách từ đỉnh gương đến tiêu điểm chính của gương gọi là tiêu cự 0F = f Như vậy công thức tính tiêu cự theo bán kính : f = OF = R/2
3/ Điều kiện để chùm sáng phát ra từ nguồn sáng tới gương cầu cho chùm sáng hội tụ :
Nguồn sáng là vật thật , chùm sáng phản xạ hội tụ tức là ảnh thật , suy ra phải có 3 điều kiện :
+ Gương là gương cầu lõm vì chỉ có gương cầu lõm mới cho ảnh thật
+ Điểm sáng phải nằm ngoài tiêu điểm F (d > f) thì mới cho ảnh thật
+ Ngoài ra còn phải thoả mãn 2 điều kiện tương điểm trên
Thị trường gương cầu là gì ? Phụ thuộc những yếu tố nào ? Cách xác định thị trường của gương ? ?
Trang 24Câu 26 : Vẽ ảnh và tính chất của ảnh qua gương cầu
1/ Trình bầu cách vẽ ảnh của điểm angs qua gương cầu khi : a/ Điểm sáng nằm ngoài trục chính của gương
b/ Điểm sáng nằm trên trục chính của gương
2/ Nêu các tính chất của ảnh của vật thật qua gương cầu
1/ Cách vẽ ảnh của một điểm sáng qua gương cầu :
a/ Trường hợp điểm sáng nằm ngoài trục chính :
* Muốn vẽ ảnh của A / của điểm sáng A ta cần vẽ đường đi của 2 trong 4 tia đặc biệt phát ra từ A
+ Tia tới đi qua tâm gương ( hoặc đường kéo dài qua tâm gương ) cho tia phản xạ đi qua tâm
+ Tia tới song song với trục chính cho tia phản xạ qua tiêu điểm
+ Tia tới đi qua tiêu điểm chính cho tia phản xạ song song với trục chính
+ tia tới đỉnh gương cho tia phản xạ đối xứng với tia tới qua trục chính
b/ Trường hợp điểm sáng nằm ở trên trục chính
* Ta vẽ hai tia tới sau :
+ Tia tới trùng với trục chính thì tia phản xạ cũng trùng với trục chính
+ Tia tới song song với trục phụ bất kì , cho tia phản xạ ( hoặc đường kéo dài của tia phản xạ ) đi qua tiêu
điểmphụ tương ứng ( Tiêu điểm phụ tương ứng là giao điểm của trục phụ song song với tia sáng đó là tiêu diện )
* Giao điểm của các tia phản xạ ( hoặc đường kéo dài của các tia phản xạ ) là ảnh thật ( ảo ) của vật
Vũ Kim Phượng – Trang 24 – Chuyên đề LTVL12
F/
F 0
A C A/ A 0 F C
F/
2/ Tính chất ảnh thật của vật thật đặt trước gương cầu :
a/Gương cầu lồi: ( Giống thấu kính phân kỳ ) Vật thật cho ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật
(Với TKPK : ảnh nằm trong khoảng từ tiêu điểm ảnh đến quang tâm (và luôn gần thấu kính hơn so với vật ) Vật ảo nằm từ O đến F cho ảnh thật lớn hơn vật ; vật nằm ngoài F cho ảnh ảo
b/ Gương cầu lõm: (giống thấu kính hội tụ ) : Gọi d là khoảng cách từ vật đến gương ( hoặc thấu kính ) ; d/ là khoảng cách từ ảnh ảo đến gương ( hoặc thấu kính ) ; f là tiêu cự của gương ( hoặc thấu kính ) Ta có bảng sau :
8 d = ∞ d/ = f : ảnh thật rất nhỏ ở tiêu điểm f
Tại sao để vẽ ảnh ta chỉ cần hai tia ?
Thế nài là ảnh Thật ? vật ảo ?ảnh thật ? ảnh ảo ?
Tính chất ảnh của một vật ảo qua quang gương ? ?
