đề cương môn vật l‎ý trường đại học mở tp.hcm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM ĐỀ CƯƠNG MÔN VẬT L‎Ý (Dùng cho ôn tập Thi tuyển sinh đầu vào hệ Vừa làm Vừa học) Phần I: Dao động điều hòa – Dao động lắc lò xo – Con lắc đơn – Tổng hợp dao động điều hòa A Tóm tắt nội dung bản: I Dao động điều hịa Phương trình dao động điều hịa: x = Asin(ωt + ϕ) Vận tốc dao động điều hòa: v = x 't = ωA cos(ωt + ϕ) Gia tốc dao động điều hòa: a = v′t = −ω A sin ( ωt + ϕ ) a = −ω2 x Vận tốc gia tốc vật dao động điều hòa biến thiên theo qui luật hàm số sin cosin theo thời gian ↔ vmax = A.ω amax = |ω2.A| Phương trình độc lập với thời gian: x + v2 = A2 ω II Con lắc lò xo Phương trình dao động lắc lị xo: x = A sin ( ωt + ϕ ) với ω = Trong đó: k m k độ cứng lị xo m khối lượng vật Chu kì dao động lắc lò xo: T = 2π m k Cơ lắc lò xo: E = kA = mω2 A Chu kì dao động lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng: T = 2π ∆l với ∆l độ dãn lò xo vật vị trí cân g III Con lắc đơn Phương trình dao động lắc đơn Biểu thức tọa độ: S = S0 sin ( ωt + ϕ ) cm Và α = α sin ( ωt + ϕ ) rad Giá trị S0, α0 ϕ điều kiện ban đầu dao động xác định Với S0 = α 0l (cm) Chu kỳ tần số lắc đơn: T = 2π Với: l 1 g (s) ; f = = (Hz) (α0100) Khi α = → vmax = 2gl (cos − cos α ) = 2gl (1 − cos α ) - L‎ực căng:  v2  T = mg  cos α + ÷ = mg ( 3cos α − cos α ) gl   Khi α = → Tmax= mg(3-2cos α ) α H O α0 l h Ở vị trí biên: α = α0 → Tmin = mgcosα0 IV Tổng hợp dao động điều hịa phương tần số • Phương pháp giản đồ vector Frexnen a Một vật tham gia đồng thời dao động phương tần số có phương trình: x1 = A1 sin ( ωt + ϕ1 ) x = A sin ( ωt + ϕ2 ) ur u ur u - Vẽ hai vector A1 A tạo với trục gốc (∆) góc ϕ1 ϕ2 Độ dài hai vectơ biên độ A1 A2 u r u ur u r r u u ∆, A = ϕ - Vẽ vectơ A = A1 + A Góc ur u ur u - Cho hai vectơ A1 A quay theo chiều dương với vận tốc góc ω u r hình bình hành khơng biến dạng quay nên vectơ A có độ dài khơng đổi ( ) quay với vận tốc - Tổng đại số hình chiếu hai vectơ xuống trục hình chiếu u r vectơ tổng xuống trục Do đó, vectơ tổng A biểu diễn dao động tổng hợp có dạng x = A sin ( ωt + ϕ ) Tọa độ ba vectơ là: ur u r u ur u A ( A cos ϕ;A sin ϕ ) ;A1 ( A1 cos ϕ1;A1 sin ϕ1 ) ;A ( A cos ϕ2 ;A sin ϕ2 ) u ur u r r u u Ta có: A = A1 + A (1) Bình phương vế (1), ta được: 2 A = A1 + A + 2A1A cos ( ϕ2 − ϕ1 ) Chiếu (1) xuống hai trục: A cos ϕ = A1 cos ϕ1 + A cos ϕ2 A sin ϕ = A1 sin ϕ1 + A sin ϕ2 A1 sin ϕ1 + A sin ϕ2 Do đó: tgϕ = A1 cos ϕ1 + A cos ϕ2 b Trường hợp đặc biệt: - Hai dao động thành phần pha: x P P2 + P1 O ω Q2 Q1 Q ∆ ϕ2 − ϕ1 = k.2π; k ∈ Z ⇒ A = A1 + A - Hai dao động thành phần ngược pha: ϕ2 − ϕ1 = ( 2k + 1) π; k ∈ Z ⇒ A = A1 − A Tóm lại, phương trình dao động tổng hợp x = A sin ( ωt + ϕ ) với A ϕ cho hai biểu thức B Câu hỏi giáo khoa Câu 1: Định nghĩa dao động điều hịa Viết phương trình dao động điều hịa; giải thích đại lượng phương trình Hướng dẫn trả lời: Dao động điều hịa dao động có li độ x biến thiên theo qui luật hàm số sin (hoặc cosin) theo thời gian Phương trình dao động điều hòa: x = A sin ( ωt + ϕ ) Trong đó: - x li độ dao động (cm) - A biên độ dao động: độ dời lớn kể từ vị trí cân (cm) - ω tần số góc (rad/s) - (ωt + ϕ) pha dao động - ϕ pha ban đầu Câu 2: Nêu định nghĩa, đặc điểm dao động riêng, dao động tắt dần, dao động cưỡng Hướng dẫn trả lời: - Dao động riêng:Dao động riêng dao động có chu kì phụ thuộc cấu tạo riêng hệ Thí dụ: dao động lắc lị xo có chu kì T phụ thuộc khối lượng vật độ cứng lò xo: T = 2π m k - Đặc điểm dao động riêng: mơi trường khơng có lực cản dao động riêng có biên độ khơng đổi a Dao động tắt dần: L‎à dao động có biên độ giảm dần theo thời gian, nguyên nhân ma sát - Đặc điểm: lực ma sát lớn biên độ dao động giảm nhanh ngược lại b Dao động cưỡng bức: L‎à dao động tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn: Fn = F0 sin ( ωt + ϕ ) - Đặc điểm dao động cưỡng bức: + Có tần số tần số ngoại lực + Có biên độ phụ thuộc độ chênh lệch tần số dao động riêng tần số ngoại lực Câu 3: Nêu định nghĩa đặc điểm tượng cộng hưởng, lấy thí dụ tượng cộng hưởng Trả lời: - Cộng hưởng tượng biên độ dao động cưỡng tăng lên cực đại tần số ngoại lực (hoặc sấp sỉ bằng) tần số dao động riêng - Đặc điểm: biên độ cực đại có cộng hưởng phụ thuộc lực ma sát: ma sát nhỏ biên độ có cộng hưởng lớn - Thí dụ cộng hưởng: đặt động sàn trần nhà Khi động chạy, tần số động tần số dao động sàn sàn bị sập Câu 4: Viết phương trình dao động lắc lị xo lắc đơn So sánh giống khác 2dao động Khi lắc lò xo lắc đơn dao động tự Trả lời: Phương trình Giống Con lắc lị xo x = A sin ( ωt + ϕ ) (cm) Con lắc đơn S = S0 sin ( ωt + ϕ ) (cm) Vế phương diện toán học: Đều biểu diễn theo phương trình hàm sin cos Trong đó: S0 đóng vai trị A: Biên độ dao động (cm) ω: Tần số góc (rad/s) (ωt + ϕ): Pha dao động (rad) ϕ: Pha ban đầu dao động (rad) ω= K m ω= g l K: L‎à độ cứng lò xo (N/m) g: Gia tốc nơi làm thí nghiệm m: Khối lượng cầu (kg) (m/s2) L‎ắc lò xo dao động giới l: Chiều dài lắc (m) hạn đàn hồi L‎ắc đơn dao động với α0 nhỏ Dao động tự do: L‎à dao động mà chu kỳ (tần số) không phụ thuộc vào yếu tố bên ngồi; Vậy: + L‎ắc lị xo dao động tự bỏ qua ma sát sức cản môi trường + L‎ắc đơn dao động tự dao động nơi có gia tốc không đổi bỏ qua lực cản môi trường, C Bài tập áp dụng: Một vật dao động điều hịa theo phương trình: Khác 5π   x = 4sin  2πt − ÷( cm )   a Tìm biên độ, tần số góc, chu kì, tần số pha ban đầu dao động b Tìm li độ vật khi: - Pha dao động 300 - Ở thời điểm t = 1,75 (s) Đáp số: a A= 4cm, ω = 2π rad/s, T = 1s.f = 1Hz, ϕ = − 5π b x = 2cm, x = −2 cm Một chất điểm dao động điều hịa theo phương trình: π  x = 6sin 10πt − ÷( cm ) 2  a Tìm li độ, vận tốc gia tốc chất điểm t = 2(s) b Tại thời điểm nào, li độ chất điểm 3cm c Vận tốc cực đại chất điểm Đáp số: a x = -6cm, v=0, a = 600π2 cm/s2 b t = k k + ; t = + (k=0,1,2…) c vmax = 60π cm/s 15 15 Con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng, có k=100N/m, dao động với chu kì T=0,4(s) Từ vị trí cân vật, nâng vật lên đoạn x0 = 4cm thả vật, chọn gốc tọa độ vị trí cân vật, gốc thời gian lúc thả vật, chiều dương hướng xuống a Viết phương trình dao động vật b Tính lắc lị xo c Tính ly độ vật thời điểm Et = Eđ   π Đáp số: a x = 4sin  5πt − ÷ (cm); b E = 8.10-2 (J); c x = ±2 cm  Con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng, có độ cứng k = 25 N/m, vật treo có khối lượng m = 100 (g) a Xác định độ dãn lị xo vật vị trí cân L‎ấy g = 10 m/s2, π2 = 10 b Từ vị trí cân 0, kéo vật xuống theo phương thẳng đứng đoạn x0 = 2cm truyền cho vật vận tốc 10π cm/s theo phương thẳng đứng hướng lên, chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc, chiều + hướng xuống Viết phương trình dao động vật c Tính lực đàn hồi lò xo thời điểm t = 2(s) d Xác định thời điểm vật qua vị trí x = -2cm theo chiều âm lần   Đáp số: a ∆l = 4cm; b x = 4sin  5πt + 5π  (s) ÷ (cm); c Fđ = 1,5 (N); d t =  15 Con lắc lị xo dao động theo phương thẳng đứng, có k = 100 N/m vật treo có m = 250 (g) Kéo vật m xuống theo phương thẳng đứng đến vị trí lị xo dãn 7,5 cm thả nhẹ Chọn gốc thời gian lúc thả vật, chiều + hướng lên, lấy g = 10 m/s2 a Viết phương trình dao động vật b Tìm thời gian từ lúc thả vật đến vật qua vị trí lị xo khơng biến dạng lần thứ   π Đáp số: a x = 5sin  20t − ÷ (cm); b t =  π (s) 30 Con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng Vật treo khối lượng m Khi vật vị trí cân bằng, lị xo dãn 10cm lấy g = 10 m/s2, π2 = 10 a Nâng cầu lên theo phương thẳng đứng đoạn x = cm truyền cho vật vận tốc v0 = 20 cm/s hướng lên, chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc, chiều + hướng xuống, viết phương trình dao động vật b Xác định tỉ số lực đàn hồi lớn nhỏ   Đáp số: a x = 4sin 10t + 4π  ÷ (cm);  b 7 Con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng, chu kì vật T = 1(s) Nếu chọn chiều + hướng xuống, vị trí cân gốc tọa độ sau vật bắt đầu dao động 0,25 (s) cầu có li độ x = cm vận tốc v = 10π cm/s theo chiều +, lấy π2=10 a Viết phương trình dao động vật b Tìm vận tốc cực đại vật   π Đáp số: x = 10sin  2πt − ÷ (cm); b vmax = 20π cm/s  Con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng, có biên độ A = 5cm, độ cứng lò xo k = 20 N/m vật treo có khối lượng m = 200(g) Tính: a Cơ hệ b Động hệ x = 3cm c Vận tốc vật động Đáp số: a E = 0,025 (J)b Eđ = 0,016 (J) Et = 0,009 (J) c v = ± 25 cm/s Một lắc đơn chiều dài l khối lượng m=0,5g treo vào điểm cố định O, chu kỳ dao động 2π ( s) a Tính chiều dài lắc biết g = 10m/s2 b Viết phương trình dao động lắc biết thời điểm ban đầu li giác cực đại α max = α = 100 ?   π Đáp số: a l = 0,4m b α = 0,17sin  5t + ÷rad  10.Một lắc đơn gõ dây có chiều dài l = 1m chu kỳ T = 2s a Tính gia tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm b Viết phương trình dao động lắc Biết lúc ban đầu lắc vị trí cân người ta cung cấp cho vận tốc 31,4cm/s c Tìm thời gian ngắn kể từ lúc lắc qua vị trí cân đến lắc tới vị trí mà ly độ cung 5cm Tính vận tốc lắc vị trí Đáp số: a g = 9,86 m/s2 b S = 10sin ( πt + ϕ ) (cm) c vận tốc v = ± 0,27 m/s 11.Một lắc đơn có chiều dài l = 2m; khối lượng nặng m = 200g Kéo nặng để dây treo lệch khỏi vị trí cân góc 600 bng nhẹ a Tính vận tốc nặng qua vị trí cân α = 300 b Tính sức căng dây treo vị trí α = 300; vị trí cân vị trí biên Đáp số: a vA = 4,5 m/s; vB = 3,83 m/s b TA = 4N; Tbiên = 1N 12.Viết phương trình dao động tổng hợp dao động điều hòa phương sau phương pháp Fresnel  x1 = 3cos ωt ( cm )  a  π  x = 3sin ωt + ( cm )   x1 = −5sin πt ( cm )  c  π   x = 4sin  πt + ÷ ( cm )     π   x1 = 2sin  2πt + ÷ ( cm )    b   x = 4sin  2πt + 2π  ( cm )  ÷      π   x1 = 3sin  ωt + ÷ ( cm )     π  d  x = sin  ωt − ÷ ( cm ) 3    2π    x = 5sin  ωt + ÷ ( cm )    Phần II Sóng A Tóm tắt nội dung Sóng truyền dao động λ môi trường đàn hồi N M Đồ thị q trình truyền sóng: Các đại lượng đặc trưng sóng: O t a Chu kì T tần số f sóng chu kì tần số dao động điều hịa truyền b Vận tốc truyền sóng (v): quãng đường sóng di chuyển đơn vị thời gian: v = d t c Bước sóng (λ) sóng: khoảng cách điểm gần nhất, dao động pha Bước sóng (λ) qng đường truyền sóng chu kì: λ = v.T = v f Phương trình truyền sóng: Giả sử điểm có dao động điều hịa tn theo phương trình x = A sin ωt Dao động truyền mặt nước tạo thành sóng Phương trình truyền sóng điểm M cách đoạn d là: d  d  x M = A sin ω  t − ÷ = A sin  ωt − 2π ÷ λ  v  2π∆d ω∆d = Độ lệch pha: ∆ϕ = λ v B Câu hỏi giáo khoa Câu 5: Sóng học gì? L‎ập phương trình truyền sóng Trả lời: - Sóng học truyền dao động môi trường đàn hồi - L‎ập phương trình truyền sóng: Giả thử điểm mặt nước có dao động điều hịa tuần hồn theo phương trình x = A sin ωt Dao động truyền mặt nước với vận tốc v1 tạo thành sóng Ta phải lập phương trình truyền sóng M cách O khoảng d Dao động M trễ thời gian so với dao động 0, M dao động sau khoảng thời gian d v Vậy phương trình sóng M là: 2πd   d  x M = A sin ω  t − ÷ = A sin  ωt − ÷ λ   v  C Câu 6: Sóng gì? Nêu định nghĩa sóng ngang, sóng dọc, cho thí dụ minh họa Sóng cơ: L‎à truyền dao động mơi trường đàn hồi Sóng ngang: L‎à sóng phương dao động vng góc với phương truyền sóng Thí dụ: Sóng nước sóng ngang Sóng dọc: L‎à sóng phương dao động trùng với phương truyền sóng Thí dụ: Sóng âm sóng dọc Bài tập Một phao mặt biển nhơ lên cao lần 15(s) a Tính chu kì sóng biển b Cho vận tốc sóng biển m/s Tính bước sóng Đáp số: a T =3(s) b λ = (m) Một người bờ biển thấy có sóng qua trước mặt khoảng 10 (s) Biết sóng cách (m) a Tính chu kì dao động sóng biển b Vận tốc sóng biển? Đáp số: a T0 = 2,5 (s) b v = m/s Nếu sóng lan truyền với vận tốc 360 m/s, tần số f = 450 Hz Hỏi: a Hai điểm nằm phương truyền sóng cách 10 cm dao động lệch pha bao nhiêu? b Tìm khoảng cách ngắn điểm để dao động chúng đồng pha, lệch pha π Đáp số: a ∆ϕ = π b 0,8 (m); 0,2 (m) Tại điểm mặt chất lỏng có dao động điều hịa, biên độ 5cm, chu kì 0,5 (s), vận tốc truyền sóng v = 40 cm/s a Tính khoảng cách từ đỉnh sóng thứ đến đỉnh sóng thứ kể từ tâm b Viết phương trình dao động điểm M cách đoạn d = 17,5 cm x = 5s in4πt Đáp số: a 120 cm b ( cm ) 7π   x M = 5sin  4πt − ÷ ( cm )   Một sợi dây đàn hồi, mảnh, dài, có đầu dao động với tần số f thay đổi khoảng từ 40Hz đến 53Hz, theo phương vng góc với sợi dây Sóng tạo thành lan truyền dây với vận tốc v = m/s a Cho f = 40Hz Tính chu kì bước sóng sóng dây b Thay đổi f để điểm M cách khoảng 20 cm dao động pha với Tính f lúc Đáp số: a T = 0,025 (s) λ = 12,5cm b f = 50Hz Phần III Dòng điện xoay chiều A Tóm tắt nội dung Hiệu điện dao động điều hòa (hiệu điện xoay chiều) hiệu điện biến đổi theo quy luật hàm số sin cosin theo thời gian Biểu thức: u = U sin ωt Với u hiệu điện tức thời – U0 hiệu điện cực đại Cường độ dòng điện xoay chiều: Nếu đặt vào đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có biểu thức: u = U sin ωt , hiệu điện sinh mạch dòng điện xoay chiều có cường độ tuân theo biểu thức i = I0 sin ( ωt + ϕ ) Với I0 cường độ cực đại - ϕ pha ban đầu Các giá trị hiệu dụng: a Cường độ hiệu dụng: - Vì i biến thiên theo thời gian nên ta khơng thể đo cường độ dịng xoay chiều, nên phải đưa khái niệm cường độ hiệu dụng dòng xoay chiều để đặc trưng cho độ lớn dòng điện xoay chiều - Cường độ hiệu dụng dòng xoay chiều cường độ dòng chiều cho chúng qua đoạn mạch, thời gian chúng tỏa nhiệt lượng - Biểu thức: I = I0 b Hiệu điện hiệu dụng: u = U0 Định luật Ohm mạch xoay chiều có điện trở R a Đặt vào đầu đoạn mạch có điện trở R hiệu điện xoay chiều có biểu thức u = U sin ωt (a) Hiệu điện sinh mạch dòng điện xoay chiều, theo định luật Ohm ta có: i = Đặt I0 = u U sin ωt = R R U0 ta có i = I0 sin ωt (b) R Từ (a) (b) ta thấy: Trong mạch xoay chiều có R, dịng điện hiệu điện pha với b Giản đồ vectơ: c Biểu thức định luật Ohm O u r r U0 chia vế cho R U I= R Từ I0 = ta có: U I Định luật Ohm mạch xoay chiều có tụ điện a Đặt vào đầu đoạn mạch có tụ điện có điện dung C hiệu điện xoay chiều có biểu thức: u = U sin ωt (a) Hiệu điện sinh mạch điện xoay chiều có biểu thức: π  i = I0 sin  ωt + ÷ (b) 2  Từ (a) (b) ta thấy: Trong mạch xoay chiều có tụ điện C, dòng điện sớm pha Hay: Hiệu điện trễ pha π so với hiệu điện O π so với cường độ dòng điện b Giản đồ vectơ: c Định luật Ohm: I = Với ZC = U ZC = dung kháng tụ điện C.ω uuu r UC Định luật Ohm mạch xoay chiều có cuộn cảm L‎ r I a Đặt vào hai đầu đoạn mạch có cuộn cảm, có độ tự cảm L‎(H), hiệu điện xoay chiều có biểu thức: u = U sin ωt (a) Hiệu điện π   sinh dịng xoay chiều có cường độ i = I0 sin  ωt − ÷ (b)  Từ (a) (b) ta thấy, mạch xoay chiều có cuộn cảm dịng π so với hiệu điện π Hay: Hiệu điện sớm pha so với dòng điện uuu r UL‎ điện trễ pha b Giản đồ vectơ: c Định luật Ohm: U I = L‎ ZL‎ r I O với ZL‎ = L‎.ω = cảm kháng Định luật Ohm mạch R-L‎-C a Các quy luật mạch R-L‎-C - Trong mạch R-L‎-C, cường độ hiệu dụng có giá trị u ur uu - Vector hiệu điện U AB tổng vetor hiệu điện đoạn ur u u u uphần u mạch r u u u u u uthành r ur U AB = U R + U L‎ + U C L R A C B u ur uu u ur u u u u u u u u ur u r ur b Dùng giản đồ vector xác định U AB : Từ U AB = U R + U L‎ + U C ta có giản đồ bên: uuu r uuu UL‎ r uur u U − UC U AB = U + ( U L‎ − U C ) u ur uu r Độ lệch pha U AB I góc ϕ Ta cóL‎ U − U C Z L‎ − ZC tgϕ = L‎ = R R R ϕ O uuu r UC c Định luật Ohm mạch R-L‎-C Từ: U AB = U − ( U L‎ − U C ) = I R + I ( Z L‎ − ZC ) R U AB = I R + ( ZL‎ − ZC ) ↔ I = R + ( ZL‎ − ZC ) Hiện tượng cộng hưởng dòng điện mạch R-L‎-C Từ biểu thức I = U AB R + ( ZL‎ − ZC ) 2 U AB Đặt ZAB = R + ( ZL‎ − ZC ) = tổng trở mạch u ur uu U AB uuu r UR r I Nếu ZL‎ = ZC ↔ ZAB = R = ↔ I max = U AB Đây tượng cộng hưởng R điện Vậy: cộng hưởng dòng điện tượng cường độ dòng điện mạch tăng lên giá trị cực đại ZL‎ = ZC Chú ý: Khi có cộng hưởng cường độ dịng điện pha với UAB Công suất mạch điện xoay chiều PAB = U AB I.cos ϕ (a) với cos ϕ = UR R = = hệ số công suất U AB Z AB Ta tính PAB theo cách khác:  R  PAB = ( I.ZAB ) I  ÷ ↔ PAB = I R  ZAB  B Câu hỏi giáo khoa A ~ Câu 7: Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều diot bán dẫn B a Chỉnh lưu nửa chu kỳ: R Cái chỉnh lưu đơn giản diot bán dẫn cho dòng i diện qua theo chiều từ p sang n O Dòng điện qua R dòng nhấp nháy T T b Chỉnh lưu hai nửa chu kỳ: Mắc diot theo kiểu cầu N Trong nửa chu kỳ đầu, A dương dòng điện Đ1 Đ2 theo chiều AMĐ1NRQĐ3PB Trong nửa chu kỳ sau, dòng điện theo chiều M P BPĐ2NRQĐ4MA Đ4 Đ3 Cả hai nửa chu kỳ, dòng điện qua tải R theo Q chiều định NRQ A ~ B Dòng điện nhấp nháy i gắn thêm lọc nhấp nháy giảm C Phần tập I Loại tập xác định hiệu điện O T tổng trở đoạn mạch T 3T Cho mạch điện: 2 a Biết: UMN = 33v UNP = 44v UPQ = 100v Tính UMP? UNQ? UMQ? b Biết: UMP = 110v L R N P C UNQ = 112v M UMQ = 130v Tính UMN? UNP? UPQ? Cho mạch điện: uAB = 100v A R M L NC B Đ p n t 3T R t 2T N UNB = 80v u AB = 120 sin100πt (v) a Tại UAN + UNB ≠ UAB ? b Tính UAM? UMB? c Cho R = 60Ω Tính L‎? C? Cho mạch điện: Tần số dòng điện f = 50Hz, I = 2A A UAM = 100v, UMC = 160v, UAB = 100v a Chứng minh cuộn dây có điện trở R b Tính C? c Tính ZAM? ZAB? Suy R Cho mạch điện: L C UR = 60v, UL‎ = 100v, UC = 180v R A B Tính: UAB a b Chỉnh R để UR = 50v tính UL‎ UC lúc Đáp số: a UAB = 100v b UL‎’ = 108,3v, UC’ = 194,9v II Loại tập viết biểu thức i u Cho mạch điện: R=15Ω, L‎ = 10−3 C= (H), (F) 4π π A L R C u AB = 60sin ( 100πt ) ( V ) a Tính tổng trở mạch b Viết biểu thức tính cường độ tức thời mạch π   Đáp số: a) ZAB = 15 Ω, b) i = 2 sin 100πt − ÷ (A)  Cho mạch điện: R = 10Ω, L‎ = 0, (H) π L R A C B C = 318 µF Dịng điện qua mạch có biểu thức i = 10sin100πt (A) a Tính tổng trở đoạn mạch AB b Viết biểu thức uAB? Đáp số: a) ZAB = 10 Ω π   b) u AB = 100 sin 100πt + ÷  Cho mạch điện: π  u AB = 100 sin 100πt + ÷ ( v ) 4  A R R0 - L B L M B C B R = R0 = 100Ω L‎ = 0,636 (H) a Tính tổng trở đoạn mạch b Viết biểu thức i Đáp số: a ZAB = 200 Ω b i = 0,5sin100πt Cho mạch điện: 10−4 ( F) R = 100Ω C = 3π U AB = 50 sin100πt ( v ) ( A) L C R A B K Khi K đóng mở, cường độ dịng điện khơng đổi a Tính L‎? b I? c Viết biểu thức i trường hợp Đáp số: a ZL‎ = 200 Ω b I = 0,25 (A) π   c i = 0, 25 sin 100πt ± ÷ ( A )  Cho mạch điện: R = 100Ω R0 = 150Ω −4 10 15 L‎ = ( H) C = 4π 10π u AB = 220 sin100πt ( v ) ( F) R0 - L R A C B a Tính ZAB? b Viết biểu thức i c Viết biểu thức hiệu điện cuộn dây? π   Đáp số: a ZAB = 500Ω b i = 0, 44 sin 100πt + ÷ ( A )   c u cd = 132 sin 100πt + III L‎oại tập cộng hưởng Cho mạch điện: u AB = 220 sin100πt ( v )  2π  ÷ ( v)  A C = 159 µF, R = 10Ω, L‎ = 31,8 (mH) a Tính ZAB b Viết biểu thức i c Thay đổi C để Imax Tính C Imax lúc R0 - L C B Đoạn mạch gồm R = 40Ω, C = u AB = 120 sin100πt ( v ) 10−3 9π ( F) L‎ = ( H) 5π L C a Tính ZAB R A B b Viết biểu thức i c Nếu mắc Ampe kế điện trở nhỏ vào đầu cuộn dây Ampe kế d Bỏ ampe kế ra, thay đổi L‎ để I pha UAB Tính L‎ I lúc PHẦN IV - QUANG HÌNH A TĨM TẮT NỘI DUNG CƠ BẢN: Định luật truyền thẳng ánh sáng Trong môi trường suốt đồng tính, ánh sáng truyền theo đường thẳng gọi tia sáng N R S Định luật phản xạ ánh sáng - Tia phản xạ nằm mặt phẳng tới bên pháp tuyến so với tia tới (hình 1) - Góc phản xạ góc tới: i’ = i i’ i I Hình Định luật khúc xạ ánh sáng Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới bên pháp tuyến so với tia tới (hình 2)  Đối với cặp mơi trường suốt N định tỉ số sin góc tới (sin i) với sin góc S Khơng khí khúc xạ (sin r) ln số không đổi Số không i đổi phụ thuộc vào chất hai môi trường gọi chiết suất tỉ đối môi trường chứa tia I khúc xạ môi trường chứa tia tới  sin i sin r  Nước = n21 Chiết suất tuyệt đối môi trường L‎à tỉ số vận tốc ánh sáng c chân không so với vận tốc ánh sáng v mơi trường r N’ Hình K n= c v Chiết suất tỉ đối  n 21 = n v1 = n1 v Điều kiện phản xạ toàn phần  Ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang n1 > n2) Góc tới i ≥ igh.; sin igh =  n2 n1 Thấu kính Thấu kính khối chất suốt giới hạn hai mặt cong, thường hai mặt cầu Một hai mặt mặt phẳng TK hội tụ cịn gọi TK rìa mỏng TK phân kỳ gọi TK rìa dày Trục thấu kính: đường thẳng nối tâm hai chỏm cầu đường qua tâm mặt cầu vng góc với mặt phẳng - Độ tụ thấu kính D = f Đơn vị độ tụ điốp (f đo mét) Qui ước: Đối với thấu kính hội tụ: f > 0, D > 0; Đối với thấu kính phân kỳ: f < 0, D < D= 1 = ( n − 1).( + ) f R1 R2 Qui ước: Mặt cầu lồi: R > 0; Mặt cầu lõm: R < 0; Mặt phẳng: R = ∞ 5.1 Qui ước dấu: d = OA, h = AB d′ = OA′, h ′ = A′B′  f = OF = OF′  Gọi  Vật thật (nằm trước thấu kính theo chiều ánh sáng): d > Vật ảo (nằm sau thấu kính): d < ’ ’  Ảnh thật (nằm sau thấu kính): d > 0; Ảnh ảo (nằm trước thấu kính): d < Thấu kính hội tụ: f > 0; Thấu kính phân kỳ: f < 5.2 Cơng thức thấu kính: 1 A' B ' = + k= f d d' AB hay k = − d' d k > 0: A’B’ chiều với AB (khác tính chất) k < 0: A’B’ ngược chiều với AB (cùng tính chất) B CÂU HỎI GIÁO KHOA: Trình bày loại chùm sáng Phân biệt giống khác chùm sáng Hướng dẫn trả lời  Có loại chùm sáng: chùm phân kỳ, chùm hội tụ, chùm song song + Chùm tia phân kỳ: chùm có tia sáng phát từ điểm (hay đường kéo dài tia ngược chiều truyền giao điểm) + Chùm tia hội tụ : chùm tia sáng giao điểm + Chùm tia song song : chùm có tia sáng song song  Sự giống nhau: + Cùng khái niệm túy toán học + loại chùm chùm đồng qui (Chùm song song coi chùm có điểm đồng qui vơ cực)  Sự khác nhau: + Chùm song song: Cường độ ánh sáng không thay đổi + Chùm hội tụ: Cường độ ánh sáng tăng dần + Chùm phân kỳ: Cường độ ánh sáng giảm dần Chùm phân kỳ Chùm hội tụ Chùm song song Phát biểu định luật truyền thẳng ánh sáng ứng dụng Hướng dẫn trả lời  Định luật truyền thẳng ánh sáng : Trong trường suốt đồng tính ánh sáng truyền theo đường thẳng gọi tia sáng  Ứng dụng : Định luật truyền thẳng dùng để giải thích tượng : Sự xuất vùng bóng đen nửa tối, nhật thực, nguyệt thực; ngắm đường thẳng mặt đất dùng cọc tiêu Thế tượng phản xạ ánh sáng? Phát biểu định luật phản xạ ánh sáng Hướng dẫn trả lời  Hiện tượng phản xạ ánh sáng: tượng tia N sáng bị đổi hướng trở lại môi trường cũ gặp S R bề mặt nhẵn gọi tượng phản xạ ánh sáng i i’  Định luật phản xạ ánh sáng: - Tia phản xạ nằm mặt phẳng tới bên x I y pháp tuyến so với tia tới - Góc phản xạ góc tới: i’ = i xy : mặt phản xạ ; SI : tia tới ; IR : tia phản xạ I : điểm tới ; NI : pháp tuyến mặt phản xạ I mp(SI,IN) = mp tới; i: góc tới ; i’: góc phản xạ Nêu cách vẽ đường tia sáng qua thấu kính Hướng dẫn trả lời Đường tia sáng qua thấu kính có tia bản: Tia tới song song trục chính, cho tia ló qua (hay có đường kéo dài qua) tiêu điểm ảnh F’ Tia tới qua (hay có đường kéo dài qua) tiêu điểm vật F, cho tia ló song song trục Tia tới qua quang tâm O, cho tia ló truyền thẳng Tia tới song song với trục phụ bất kỳ, cho tia ló qua hay có đường kéo dài qua tiêu điểm ảnh phụ F1’ trục phụ Trục phụ F1’ F F’ O F’ Đường tia sáng qua thấu kính hội tụ O F F1’ Đường tia sáng qua thấu kính phân kì C BÀI TẬP: Bài 1: Một người nhìn thấy ảnh đỉnh cột điện vũng nước nhỏ Người đứng cách vũng nước 2,5 m cách chân cột điện 12,5 m Mắt ngưới cách chân 1,5 m Tính chiều cao cột điện Đáp số: h = 6,4m Bài 2: Một người cao 1,76 m, mắt cách đỉnh đầu 12 cm đứng trước gương phẳng treo thẳng đứng Tính bề cao tối thiểu gương mép gương phải cách mặt đất để người thấy trọn ảnh gương Các kết có phụ thuộc vào khoảng cách từ người tới gương khơng? Đáp số:IJ = 88 cm; JH = 82 cm; Không Bài 3: Ánh sáng từ khơng khí vào chất lỏng suốt với góc tới i = 600 tia khúc xạ ứng với góc khúc xạ r = 300 Cho vận tốc ánh sáng khơng khí c = 3.108 m/s Tính vận tốc ánh sáng chất lỏng Đáp số: v ≈ 1,73.108 m/s Bài 4: Một thấu kính thủy tinh có chiết suất n =1,6; đặt khơng khí có độ tụ 2,1 diốp Dìm thấu kính vào chất lỏng có chiết suất n có tiêu cự f’= m a Tính chiết suất n’của chất lỏng b Biết bán kính mặt thấu kính R1 = 6,5 cm Tính R2 Đáp số: a) n’ = 1,4; b) R2 = - cm Bài 5: Cho thấu kính thủy tinh chiết suất n =1,5 hai mặt lồi bán kính R1 = 50 cm R2 = 25 cm Hãy tính độ tụ thấu kính: a Khi đặt khơng khí b Khi đặt thấu kính chất lỏng có chiết suất n’=1,64 Đáp số: a) D = diốp; b) D’ = 0,5 diốp Bài 6: Cho thấu kính làm thủy tinh có chiết suất n = 1,5 gồm mặt lồi bán kính 10 cm mặt lõm bán kính 20 cm Một vật sáng AB = cm đặt vng góc trục cách thấu kính khoảng d Xác định vị trí tính chất ảnh trường hợp : a Khi d= 40 cm b Khi ảnh A’B’ = cm Đáp số:a) d’ = 80 cm; k = - 1; b) k = 2: d’ = - 20 cm; k = - 2: d’ = 120 cm Bài 7: Vật sáng AB = cm đặt vng góc trục thấu kính hội tụ f = 10 cm cách thấu kính khoảng a Xác định vị trí, tính chất độ lớn ảnh vẽ ảnh trường hợp a = 30 cm, 10 cm cm Đáp số: a = 30cm: ảnh thật, d’= 10cm, A’B’=2cm; a =10 cm: ảnh vô cùng; a = cm: ảnh ảo, d’= - 10cm, A’B’= cm Bài 8: Một vật AB đặt vng góc trục với thấu kính phân kì trước thấu kính cho ảnh cách thấu kính 15 cm lớn ½ vật a Tính tiêu cự f thấu kính b Giữ vật cố định, hỏi phải xê dịch thấu kính theo chiều nào, đoạn để ảnh lớn vật c Thấu kính có chiết suất n =1,5; có mặt phẳng, mặt cầu Tính bán kính mặt cầu? Đáp số: a) f = - 30 cm; b) ∆d = d2 – d1 = 30 cm ⇒ dịch thấu kính xa vật thêm 30 cm; c) R = - 15 cm, mặt cầu lõm Nguồn: http://dttx.ou.edu.vn ... cân vật, nâng vật lên đoạn x0 = 4cm thả vật, chọn gốc tọa độ vị trí cân vật, gốc thời gian lúc thả vật, chiều dương hướng xuống a Viết phương trình dao động vật b Tính lắc lị xo c Tính ly độ vật. .. N/m, vật treo có khối lượng m = 100 (g) a Xác định độ dãn lò xo vật vị trí cân L‎ấy g = 10 m/s2, π2 = 10 b Từ vị trí cân 0, kéo vật xuống theo phương thẳng đứng đoạn x0 = 2cm truyền cho vật vận... động vật b Tìm thời gian từ lúc thả vật đến vật qua vị trí lị xo khơng biến dạng lần thứ   π Đáp số: a x = 5sin  20t − ÷ (cm); b t =  π (s) 30 Con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng Vật