HKI 12

LÝ THUYẾT ÔN TẬP KIỂM TRA HKI VẬT LÝ 12 ====================================================∞∞∞∞∞∞∞========================================================= DAO ĐỘNG CƠ 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ a. Dđ cơ, dđ tuần hoàn, dđđh + Dđ cơ: Là những chuyển động cơ học lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng. + Dđ tuần hoàn là dđ mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau. + Dđđh là dđ trong đó ly độ là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. +Phương trình của dđđh là : x = Acos(ωt + ϕ), trong đó: A, ω và ϕ là những hằng số. x là li độ của dđ ( đơn vị là m,cm…); A là biên độ của dđ ( đơn vị là m,cm…); ω là tần số góc của dđ , có đơn vị là rad/s; ϕ là pha ban đầu của dđ (ωt + ϕ) là pha của dđ tại thời điểm t, có đơn vị là rad, cho phép xác định trạng thái của dđ tại thời điểm t bất kỳ b. Tần số góc, chu kỳ, tần số và pha của dđđh + Chu ky T của dđđh: Là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dđ toàn phần, là khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dđ của vật lặp lại như cũ Đơn vị là giây (s). + Tần số f của dđđh: Là số dđ toàn phần thực hiện được trong một giây. Đơn vị là hec (Hz). + Tần số góc ω của dđđh là một đại lượng liên hệ với chu kỳ T hay với tần số f bằng các hệ thức sau đây: ω = T π 2 = 2πf suy ra f = T 1 = π ω 2 , tần số góc ω có đơn vị là rad/s; c. Vận tốc và gia tốc trong dđđh + Vận tốc: v = x'(t) = - ωAsin(ωt + ϕ) -Vận tốc của dđđh biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng nhanh pha hơn li độ một góc 2 π . -Vận tốc : v max = ωA khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0).Tại vị trí biên (x = ± A): Vận tốc bằng 0 + Gia tốc: a = x''(t) = - ω 2 Acos(ωt + ϕ) = - ω 2 x -Gia tốc của dđđh biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ. -Gia tốc của vật dđđh đạt giá trị cực đại a max = ω 2 A khi vật đi qua các vị trí biên (x = ± A). -Gia tốc của vật dđđh bằng 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng. + Hệ thức độc lập đối với thời gian 2 2 2 ( ) v A x ω = + hay : A = 2 2       + ω v x 2. CON LẮC LÒ XO. a. Con lắc lò xo : Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k khối lượng không đáng kể, một đầu gắn cố định, đầu kia gắn với vật nặng khối lượng m được đặt theo phương ngang hoặc treo thẳng đứng. + Phương trình dđ: x = Acos(ωt + ϕ). Với: ω = m k ; + Chu kỳ, tần số: T = 2π k m ; f = π 2 1 m k + Con lắc lò xo treo thẳng đứng: ∆l o = k mg ; ω = o l g ∆ b. Tính chất của lực làm vật dđđh( Lực kéo về ) Lực làm vật dđđh tỉ lệ với độ dời tính từ vị trí cân bằng và luôn luôn hướng về vị trí cân bằng nên gọi là Lực kéo về ( lực hồi phục). Trị đại số của lực hồi phục: F = - kx. Lực kéo về đạt giá trị cực đại F max = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x = ± A). Lực kéo về có giá trị cực tiểu F min = 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0). c. Năng lượng trong dđđh + Trong quá trình dđ của con lắc lò xo luôn xẩy ra hiện tượng: khi động năng tăng thì thế năng giảm, khi động năng đạt giá trị cực đại bằng cơ năng thì thế năng đạt giá trị cực tiểu bằng 0 và ngược lại. + Thế năng: W t = 2 1 kx 2 = 2 1 k A 2 cos 2 (ωt + ϕ) + Động năng: W đ = 2 1 mv 2 = 2 1 mω 2 A 2 sin 2 (ωt + ϕ) = 2 1 kA 2 sin 2 (ωt + ϕ) ; với k = mω 2 + Cơ năng: W = W t + W đ = 2 1 k A 2 = 2 1 mω 2 A 2 . =======================================0000===================================== Trang 1 Lí THUYT ễN TP KIM TRA HKI VT Lí 12 ============================================================================================================= + Trong quỏ trỡnh dh ca con lc lũ xo, luụn cú s bin i qua li gia ng nng ca vt v th nng n hi ca lũ xo nhng tng ca chỳng l c nng khụng i v t l vi bỡnh phng biờn d. + ng nng ca vt v th nng n hi ca lũ xo bin thiờn iu ho chựng chu kỡ l T d = T t = T/2 , cựng tn s f d = f t = 2f d.Một số tr ờng hợp đặc biệt về CLLX * Con lắc lò xo treo nằm ngang ở VTCB lò xo không dãn và không nén, Lực đàn hồi và lực hồi phục có độ lớn bằng nhau * Con lắc lò xo treo thẳng đứng(vật nặng ở dới) ở VTCB lò xo dãn một đoạn 0 0 , l g k mg l == + Chiều dài cực đại của lò xo là: l max = l 0 + 0 l +A + Chiều dài cực đại của lò xo là: l max = l 0 + 0 l - A + Lực đàn hồi ở vị trí có li độ x : F = k( 0 l x) + Lực đàn hồi cực đại: F max = k( 0 l +A) + Lực đàn hồi cực tiểu: F min = 0 nếu A 0 l F min = k( 0 l - A) nếu 0 l >A Cỏc v trớ (li ) c bit : + v = 0, a= a max khi x = A ; + v = v max , a= 0 khi x = 0 ; + W t = W khi x = 2 A + W = 3W t khi x = 2 A 3.CON LC N a. Con lc n: Con lc n gm mt vt nng treo vo mt si dõy khụng gión, vt nng cú kớch thc khụng ỏng k so vi chiu di si dõy, cũn si dõy cú khi lng khụng ỏng k so vi khi lng ca vt nng. + Phng trỡnh d: s = S o cos(t + ) hoc = o cos(t + ); vi = l s ; o = l S o + Chu k, tn s gúc: T = 2 g l ; = l g . + Cụng thc xỏc nh lc cng ca dõy treo ti v trớ bt kỡ: 0 (3 os -2cos )T mg c = + Cụng thc xỏc nh vn tc ca vt nng ti v trớ bt kỡ: 0 2 ( os -cos )v gl c = + Chu kỡ d ca con lc n ph thuc cao, v a lớ v nhit mụi trng vỡ gia tc ri t do ph thuc vo cao so vi mt t v v a lớ trờn Trỏi t cũn chiu di con lc ph thuc vo nhit mụi trng. b. Nng lng Con lc n + ng nng: W = 2 1 mv 2 + Th nng: W t = mgl(1-cos) + C nng: W = W t + W = 2 1 mv 2 + mgl(1-cos) = hng s + Ngoi ra: 2 2 2 2 0 0 0 1 1 1 W= 2 2 2 mg m S S mgl l = = ( Vi 0 10 ; cú n v l rad) CON LC Lề XO CON LC N nh ngha Gm hũn bi cú khi lng m gn vo lũ xo cú cng k, mt u gn vo im c nh, t nm ngang hoc treo thng ng. Gm hũn bi khi lng m treo vo si dõy khụng gión cú khi lng khụng ỏng k v chiu di rt ln so vi kớch thc hũn bi. iu kin kho sỏt Lc cn mụi trng v ma sỏt khụng ỏng k. Lc cn mụi trng v ma sỏt khụng ỏng k. Gúc lch cc i 0 nh ( 0 10 0 ) Phng trỡnh d x = Acos(t + ), s = S 0 cos(t + ) hoc = 0 cos(t + ) Tn s gúc k m = g l = Chu k d 2 m T k = 2 l T g = 4. DAO NG TT DN, DAO NG CNG BC * D tt dn : D tt dn l d cú biờn gim dn theo thi gian. =======================================0000===================================== Trang 2 LÝ THUYẾT ÔN TẬP KIỂM TRA HKI VẬT LÝ 12 ====================================================∞∞∞∞∞∞∞========================================================= + Nguyên nhân: do ma sát, do lực cản môi trường mà cơ năng giảm nên biên độ giảm. + Ma sát càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh. + Tần số dđ càng lớn thì sự tắt dần xảy ra càng nhanh * Dđ tự do Dđ tự do là dđ mà chu kỳ( Tần số hoặc tần số góc) chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ, không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài. + Dđ của con lắc lò xo và con lắc đơn dược coi là dđ tự do trong điều kiện không có ma sát, không có sức cản môi trường và con lắc lò xo phải chuyển động trong giới hạn đàn hồi của lò xo. + Đối với con lắc đơn thì chuyển động với li độ góc nhỏ (α ≤ 10 o ). + Khi không ma sát con lắc dđđh với tần số riêng fo ( vì fo chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc). * Dđ duy trì :Là loại dđ được cung cấp năng lượng trong từng phần của mỗi chu kì ( để bù lại phần năng lượng bị mất đi do ma sát) có biên độ không đổi, có chu kỳ , tần số bằng tần số riêng (fo). * Dđ cưỡng bức: Dđ cưỡng bức là dđ của vật do chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức biến thiên tuần hoàn + Đặc điểm : - Dđ cữơng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức - Biên độ của dđ cưỡng bức không chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưởng bức, mà còn phụ thuộc vào cả độ chênh lệch giữa tần số của lực cưởng bức f và tần số riêng f o của hệ. Khi tần số của lực cưởng bức càng gần với tần số riêng thì biên độ của lực cưỡng bức càng lớn, * Cộng hưởng : Sự cộng hưởng là hiện tượng biên độ của dđ cưỡng bức tăng nhanh đến một giá trị cực đại khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dđ (f = f o ). + Đặc điểm: khi lực cản trong hệ nhỏ thì cộng hưởng rỏ nét (cộng hưởng nhọn)- Biên độ của cộng hưởng tăng lên đáng kể , khi lực cản trong hệ lớn thì sự cộng hưởng không rỏ nét . * Sự tự dđ : Sự tự dđ là sự dđ được duy trì mà không cần tác dụng của ngoại lực. Trong sự tự dđ thì tần số và biên độ dđ vẫn giữ nguyên như khi hệ dđ tự do. 5. TỔNG HỢP CÁC DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ + Nếu một vật tham gia đồng thời hai dđđh cùng phương, cùng tần số với các phương trình: x 1 = A 1 cos(ωt + ϕ 1 ) và x 2 = A 2 cos(ωt + ϕ 2 ) Thì dđ tổng hợp sẽ là: x = x 1 + x 2 = Acos(ωt + ϕ) với A và ϕ được xác định bởi: A 2 = A 1 2 + A 2 2 + 2 A 1 A 2 cos (ϕ 2 - ϕ 1 ) và tgϕ = 2211 2211 coscos sinsin ϕϕ ϕϕ AA AA + + Tổng hợp hai dđđh điều hoà cùng phương cùng tần số là một dđđh cùng phương, cùng tần số với các dđ thành phần. Biên độ và pha ban đầu của dđ tổng hợp phụ thuộc vào biên độ và pha ban đầu của các dđ thành phần. + Khi hai dđ thành phần cùng pha (ϕ 2 - ϕ 1 = 2kπ) thì dđ tổng hợp có biên độ cực đại: A = A 1 + A 2 + Khi hai dđ thành phần ngược pha (ϕ 2 - ϕ 1 = (2k + 1)π) thì dđ tổng hợp có biên độ cực tiểu: A = |A 1 - A 2 | + Khi hai dđ thành phần vuông pha (ϕ 2 - ϕ 1 = (2k + 1)π/2) thì dđ tổng hợp có biên độ :A = 2 2 2 1 AA + +Khi hai dđ thành phần có độ lệch pha bất kì thì biên độ của dđ tổng hợp nhận các giá trị trong khoảng : |A 1 - A 2 | ≤ A ≤ A 1 + A 2 SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM 1. CÁCĐỊNH NGHĨA: + Sóng cơ là những dđ cơ lan truyền trong môi trường vật chất theo thơig gian. + Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dđ của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì dđ xung quanh vị trí cân bằng cố định. + Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dđ theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su. + Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dđ theo phương trùng với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo. + Biên độ của sóng A: là biên độ dđ của một phần tử vật chất của môi trường có sóng truyền qua. + Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dđ của một phần tử vật chất của môi trường sóng truyền qua. + Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ són : f = T 1 + Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ lan truyền dđ trongmôi trường . =======================================0000===================================== Trang 3 LÝ THUYẾT ÔN TẬP KIỂM TRA HKI VẬT LÝ 12 ====================================================∞∞∞∞∞∞∞========================================================= + Bước sóng λ:là quảng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ. λ = vT = f v . +Bước sóng λ cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dđ cùng pha với nhau. + Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dđ ngược pha là 2 λ , và hai điểm gần nhau nhất vuông pha nhau cách nhau 4 λ 2. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG Nếu phương trình sóng tại O là u O =A o cos(ωt) thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là: u M = Acos(ω(t - ∆t) . Hay u M =Acos (ωt - 2π OM λ ) =Acos 2π( λ x T t − ) Độ lệch pha giữa hai điểm là: 2 d ϕ λ Π ∆ = 3. GIAO THOA SÓNG. * Nguồn kết hợp, sóng kết hợp, Sự giao thoa của sóng kết hợp. + Hai nguồn dđ cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp. + Hai sóng có cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai sóng kết hợp. + Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những nơi cố định mà biên độ sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt. *Lý thuyết về giao thoa: +Giả sử S 1 và S 2 là hai nguồn kết hợp có phương trình sóng u S1 =u S2 = Acos T t π 2 và cùng truyến đến điểm M ( với S 1 M = d 1 và S 2 M = d 2 ). Gọi v là tốc độ truyền sóng. Phương trình dđ tại M do S 1 và S 2 truyền đến lần lượt là: u 1M = Acos 1 2 ( )t d ω λ Π − u 2M = Acos 2 2 ( )t d ω λ Π − +Phương trình dđ tại M: u M = u 1M + u 2M = 2Acos λ π )( 12 dd − cos ) 2 (2 21 λ π dd T t + − Dđ của phần tử tại M là dđđh cùng chu kỳ với hai nguồn và có biên độ: A M =2Acos λ π )( 12 dd − và 1 2 ( ) M d d ϕ λ Π + = − + Khi hai sóng kết hợp gặp nhau: -Tại những nơi chúng cùng pha, chúng sẽ tăng cường nhau, biên độ dđ tổng hợp đạt cực đại:VỊ TRÍ CÁC CỰC ĐẠI GIAO THOA: Những nơi mà hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước sóng: d 1 – d 2 = kλ; ( k = 0, ±1, ± 2 , ) dđ của môi trường ở đây là mạnh nhất. -Tại những nơi chúng ngược pha, chúng sẽ triệt tiêu nhau, biên độ dđ tổng hợp có giá trị cực tiểu: VỊ TRÍ CÁC CỰC TIỂU GIAO THOA : Những nơi mà hiệu đường đi bằng một số lẻ nữa bước sóng: d 1 –d 2 = (2k+1) 2 λ ; ( k = 0, ±1, ± 2 , ) dđ của môi trường ở đây là yếu nhất. -Tại những điểm khác thì biên độ sóng có giá trị trung gian. *Điều kiện giao thoa: -Dđ cùng phương , cùng chu kỳ hay tần số -Có hiệu số pha không đổi theo thời gian. 4.SÓNG DỪNG Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây trong trưởng hợp xuất hiện các nút và các bụng. Sóng dừng có được là do sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ cùng phát ra từ một nguồn. + Điều kiện để có sóng dừng =======================================0000===================================== Trang 4 M S 1 S 2 d 1 d 2 LÝ THUYẾT ÔN TẬP KIỂM TRA HKI VẬT LÝ 12 ====================================================∞∞∞∞∞∞∞========================================================= -Để có sóng dừng trên sợi dây với hai nút ở hai đầu (hai đầu cố định) thì chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nữa bước sóng. l = k 2 λ -Để có sóng dừng trên sợi dây với một đầu là nút một đầu là bụng (một đầu cố định, một đầu dđ) thì chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ 4 1 bước sóng. l = (2k + 1) 4 λ + Đặc điểm của sóng dừng -Biên độ dđ của phần tử vật chất ở mỗi điểm không đổi theo thời gian. -Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là 2 λ . Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là 4 λ . + Xác định bước sóng, tốc độ truyền sóng nhờ sóng dừng:-Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là 2 λ . -Tốc độ truyền sóng: v = λf = T λ . 5. ÂM THANH * Sóng âm: Sóng âm là những sóng cơ truyền trong môi trường khí, lỏng, rắn .Tần số của của sóng âm cũng là tần số âm . *Nguồn âm: Một vật dđ tạo phát ra âm là một nguồn âm. *Âm nghe được , hạ âm, siêu âm +Âm nghe được(âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20000Hz và gây ra cảm giác âm trong tai con người. +Hạ âm : Những sóng cơ học tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm, tai người không nghe được +siêu âm :Những sóng cơ học tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng siêu âm , tai người không nghe được. +Sóng âm, sóng hạ âm, sóng siêu âm đều là những sóng cơ học lan truyền trong môi trường vật chất nhưng chúng có tần số khác nhau và tai người chỉ cảm thụ được âm thanh chứ không cảm thụ được sóng hạ âm và sóng siêu âm. +Nhạc âm có tần số xác định. * Môi trường truyền âm Sóng âm truyền được trong cả ba môi trường rắn, lỏng và khí nhưng không truyền được trong chân không. Các vật liệu như bông, nhung, tấm xốp có tính đàn hồi kém nên truyền âm kém, chúng được dùng làm vật liệu cách âm. *Tốc độ truyền âm: Sóng âm truyền trong mỗi môi trường với một tốc độ xác định. -Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường. -Nói chung tốc độ âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí. -Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi. * Các đặc tính vật lý của âm -Tần số âm: Tần số của của sóng âm cũng là tần số âm . -Cường độ âm : I tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phuơng truyền sóng trong một đơn vị thời gian . Đơn vị cường độ âm là W/m 2 . -Mức Cường độ âm : Mức cường độ âm L là lôga thập phân của thương số giữa cường độ âm I và cường độ âm chuẩn I o : L(B) = lg o I I . hoặc L(dB) = 10lg o I I +Đơn vị của mức cường độ âm là ben (B), thực tế thường dùng ước số của ben là đềxiben (dB):1B = 10dB. -Âm cơ bản và hoạ âm : Sóng âm do một người hay một nhạc cụ phát ra là tổng hợp của nhiều sóng âm phát ra cùng một lúc. Các sóng này có tần số là f, 2f, 3f, …. Âm có tần số f gọi là hoạ âm cơ bản, các âm có tần số 2f, 3f, … gọi là các hoạ âm thứ 2, thứ 3, …. Tập hợp các hoạ âm tạo thành phổ của nhạc âm nói trên -Đồ thị dđ âm : của cùng một nhạc âm (như âm la chẳng hạn) do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau. * Các đặc tính sinh lý của âm + Độ cao của âm: phụ vào tần số của âm. Âm cao (hoặc bổng) có tần số lớn, âm thấp (hoặc trầm) có tần số nhỏ. + Độ to của âm: gắn liền với đặc trưng vật lý mức cường độ âm. + Âm sắc: Giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra. Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dđ âm =======================================0000===================================== Trang 5 Lí THUYT ễN TP KIM TRA HKI VT Lí 12 ============================================================================================================= Điện xoay chiều 1. Cỏc biu thc u i + Biu thc sut in ng xoay chiu :e = E 0 cos( t + e ) + Biu thc cng dũng in : i = I 0 cos( t + i ) (A). + Biu thc hiu in th : u = U 0 cos( t + u ) (V). + Cỏc giỏ tr hiu dng : U= 0 2 U v I= 0 2 I + Xột on ,mch R, L , C ni tip: - Tn s gúc: 2 2 f T = = ; - Cm khỏng: . L Z L = ; Dung khỏng 1 C Z C = - Tng tr ca mch : 2 2 ( ) ( ) L C Z R r Z Z= + + ; - Hiu in th hiu dng: 2 2 R ( ) ( ) r L C U U U U U= + + nh lut ụm: C R L r L C R Z r Z U U U UU I Z = = = = = - lch pha gia u i: tan L C Z Z R r = + (trong ú u i = ) Mt s chỳ ý khi lm bi tp v vit phng trỡnh hiờu in th hay cng dũng in tc thi trong on mch RLC + Khi bit biu thc ca dũng in, vit biu thc ca hiu in th ta lm nh sau: 1. Tỡm tng tr ca mch 2. Tỡm giỏ tr cc i U 0 = I 0 .Z 3. Tỡm pha ban u ca hiu in th: lch pha gia ui: tan L C Z Z R r = + v u i = + Khi bit biu thc ca dũng in, vit biu thc ca hiu in th ta lm nh sau: 1. Tỡm tng tr ca mch 2. Tỡm giỏ tr cc i I 0 = U 0 /Z 3. Tỡm pha ban u ca cng dũng in tan L C Z Z R r = + v u i = + Cng dũng in trong mch mc ni tip l nh nhau ti mi im nờn: C R L r L C R Z r Z U U U UU I Z = = = = = + S ch ca ampe k, v vụn k cho bit giỏ tr hiu dng ca hiu in th v cng dũng in 2. Hin tng cng hng in Khi cú hin tng cng hng in ta cú: I = I max = U/R. trong mch cú Z L = Z C hay 2 LC = 1, hiu in th luụn cựng pha vi dong in trong mch, U L = U C . U=U R 3.Công suất của đoạn mạch xoay chiều p=UIcos Hệ số công suất: Cos = R Z . Phụ thuộc vào R, L, C và f 4. Máy phát điện xoay chiều: 4.1 Nguyên tác hoạt động: Dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ : Khi từ thông qua một vòng dây biến thiên điều hoà, trong vòng dây xuất hiện một suất điện động xoay chiều 0 cos t = trong đó: 0 BS = là từ thông cực đại thỡ 0 0 ' sin cos( ) 2 e N N t N t = = = Đặt E 0 = NBS là giá trị cực đại của suất điện động. 4.2 Máy phát điện xoay chiều một pha Gồm có hai phần chính: + Phần cảm : Là một nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu.Phần cảm tạo ra từ trờng + Phần ứng: Là những cuộn dây, xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động. Tạo ra dòng điện + Một trong hai phần này đều có thể đứng yên hoặc là bộ phận chuyển động + Bộ phận đứng yên gọi là Stato, bộ phận chuyển động gọi là Rôto 4.3 Máy phát điện xoay chiều ba pha =======================================0000===================================== Trang 6 R CL A M B N i U R ur U L ur U C ur U U L C + ur ur O U ur Lí THUYT ễN TP KIM TRA HKI VT Lí 12 ============================================================================================================= + Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều môt pha có cùng tần số, cùng biên độ, nhng lệch pha nhau từng đôi một là 2 3 + Gồm: Stato: Là hệ thống gồm ba cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống nhau quấn trên ba lõi sắt lệch nhau 120 0 trên một vòng tròn. Rôto là một nam châm điện 5. Máy biến áp- truyền tải điện năng đi xa: 5.1 Công thức của MBA: 1 1 2 1 2 2 1 2 N U I E N U I E = = = 5.2 Hao phí truyền tải: 2 2 2 . ( cos ) p p I R R U = = Dạng toán 1: Liên hệ giữa các giá trị hiệu dụng Bài 1: Cho mạch điện nh hình vẽ, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 318mH, điện trở thuần R = 100 3 . Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB Hiệu điện thế xoay chiều u AB = 200 2 cos 2 f t ( V) với f= 50Hz thì U MB = 100V a) Tính điện dung của tụ điện b) Tính độ lệch pha của u AB đối với cờng độ dòng điện i và độ lệch pha của u AM với cờng độ dòng điện i và từ đó tìm độ leechj pha của u AB đối với u AM Bài 2: Cho mạch điện nh hình vẽ, trong đó R là một biến trở, L là một cuộn dây thuần cảmvà C là điện dung của tụ điện. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch U AB và tần số f của mạch là không đổi . Ta có U R = 10 3 V; U L = 40V và U C = 30V a) Tính U AB b) Điều chỉnh biến trở R để U R = 10V. Tìm U L và U C Bài3: Cho mạch điện nh hình vẽ Cuộn dây thuần cảmU AB = 200V, U AM = U L = 200 2 V, U MB = 200V a) Tính hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R và tụ điện C b) Tính độ lệch pha giữa u AN và u MB c) Tính độ lệch pha giữa u NB và u MB d) Hiệu điện thế đánh thủng của tụ điện là 400V, hỏi hiệu điện thế giữa hai đầu AB phải là bao nhiêu để C không bị đánh thủng Bài4: Một đèn nêon đợc đặt dới hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức là u = 220 2 cos 100 t ( V). Đèn sẽ tắt nếu hiệu điện thế tức thời đặt vào đèn có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng 110 2 (V). Xác định thời gian đèn tắt trong mỗi nửa chu kì của dòng điện Bài5: Cho mạch điện nh hình vẽ: R là một biến trở, L là cuộn dây thuần cảm, C là điện dung của tụ điện. R V vô cùng lớn. Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện là : u = U 2 cos t (V). Với U = 100V. Biết 2LC 2 =1. Tìm số chỉ của Vôn kế. Số chỉ này có thay đổi không khi R thay đổi Bài6: Cho mạch điện nh hình vẽ: R = 30 , L = 0,2 H, và C = 3 10 6 F u EB = 80cos( 100 t + 4 ) (V) a) Lập biểu thức cờng độ dòng điện qua mạch b) Lập biểu thức u AB Bài7:: Cho mạch điện nh hình vẽ:R = 400 , L = 4 H, và C = 3,18 à F u AB = 220 2 cos( 100 t - 2 ) (V) a) Lập biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AN b) Lập biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch MB c) Tìm độ lệch pha giữa u AN và u MB d) giữ nguyên các giá trị khác, thay đổi giá trị của R. Để u AN vuông pha với u MB thì R phải nhận giá trị là bao nhiêu Dạng toán 2: mạch điện có cuộn dây có điện trở thuần r # 0 Bài1: Cuộn dây có độ tự cảm là L= 1 2,5 H, khi mắc vào hiệu điện thế một chiều U = 120V thì cờng độ dòng điện là I = 3A. a) Hỏi khi mắc cuộn dây đó vào hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 120V và tần số f = 50Hz thì c- ờng độ dòng điện qua cuộn dây là bao nhiêu =======================================0000===================================== Trang 7 R C L A M B R C L A B R CL A M B N R CL A B V R CL A B E R CL A M B N Lí THUYT ễN TP KIM TRA HKI VT Lí 12 ============================================================================================================= b) Nối tiếp cuộn dây trên với một điện trở R = 20 , sau đó mắc vào mạch điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng là U = 200V và tần số f = 100Hz thì công suất của toàn mạch và công suất của cuộn dây là bao nhiêu? c) Mắc thêm vào mạch điện ở câu (b) một tụ điện C. Tìm giá trị của C để công suất tiêu thụ trên toàn mạch đạt giá trị cực đại. Tìm giá trị đó d) Mắc thêm vào mạch điện ở câu (b) một tụ điện C. Tìm giá trị của C để công suất tiêu thụ trên cuộn dây đạt giá trị cực đại. Tìm giá trị đó Bài2;Cho mạch điện nh hình vẽ: : u AB = 170 2 cos t (V). Đoạn mạch AM cha cuộn dây Đoạn mạch MN chỉ có tụ điện, đoạn mạch NB có một biến trở. Hiệu điện thế hiệu dụng U MN = U NB = 70V và U AM = 170V a) Chứng tỏ cuộn dây có điểntở thuần r 0 . b) BIết cờng dộ dòng điện hiệu dụng trong mạch I= 1A. Tính r, cảm kháng L và điện dung C c) Cho biến trở thay đổi giá trị dến R thì công suất trong mạch đạt giá trị cực đại. Hãy tìm R và công suất của mạch khi đó Dạng toán 3: Cộng h ởng điện Bài1: Cho mạch điện nh hình vẽ, cuộn dây thuần cảm u AB = 80 cos 100 t (V) không đổi. R= 20 ; L=0,318H; và C= 4 10 1,2 F. Mắc vôn kế có điện trở rất lớn vào hai đầu điện trở R a) Tím số chỉ của Vôn kế b) Ngời ta ghép thêm với tụ điện C một tụ điện C sao cho số chỉ của vôn kế bằng 40 2 V. Hãy cho biết cách ghép và tính C. Bài2: Cho mạch điện nh hình vẽ u AB = 126 2 cos 100 t (V) không đổi. Cuộn dây thuần cảm Khi điều chỉnh C để vôn kế có giá trị cực đậi là 210V a) Tính R và C b) Thay đổi C đến fgiá trị C thì cờng độ dòng điện trong mạch là I = I MAX / 2 . Tìm C biết R A =0 và R V = Bài3: Một mạch điện gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm là L = 318mH mắc nối tiếp với điện trở R. khi mắc vào mạch điện không đổi U = 10V thì cờng độ dòng điện qua cuộn dây là 0,2 A. a) Nừu mắc mạch điện trên vào hiệu điện thế xoay chiều có gia trị hiệu dụng là U = 6,5V tần số là f= 60Hz thì c- ờng độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là bao nhiêu? b) Mắc mạch trên nối tiếp với một tụ điện có điện dung là C = 15,9.10 -6 F rồi đặt vào mạch điện xoay chiều có U AB = 141,4V thì cờng độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 2A. Tính tần số f. Cần thay đổi f nh thế nào để cờng độ dòng điện trong mạch tăng lên Dạng toán 4: công suất của dòng điện trong mạch Bài 1: Một mạch điện nh hình vẽ: 250 C = F, cuộn dây có điện trở thuần không đáng kể và có độ tự cảm L= 1 H , điện trở thuần R ghép nối tiếp nhau. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là U = 225V và tần số của dòng điện là f = 50Hz. Biết công suất tiêu thụ của mạch là P = 405W. Tìm R và hệ số công suất của mạch Bài 2: Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện có biểu thức u = 120 2 cos( 100 t - 4 ) và cờng độ dòng điện trong mạch có biểu thức i = 1,2 2 cos( 100 t + 12 ) A a) Tính công suất của dòng điện trong mạch b) Mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp với L = 318mH. Tìm R và C c) Muốn hệ số công suất là 0,6 thì cần mắc một điện trở R bằng bao nhiêu và mắc nh thế nào với điện trở R Bài3: Cho mạch điện xoay chiều nh hình vẽ Với R = 100 một tụ điện có điện dung C = 4 10 F và một Cuộn cảm có điện trở không đáng kể, độ tự cảm là L có thể thay đổi đợc. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch điện là :u = 200cos 100 t V. a) Tính L để hệ số công suất của mạch là lớn nhất. Tính công suất tiêu thụ trong mạch khi đó. b) Cho L thay đổi từ 0 đến 0,628H thì công suất trong mạch thay đổi nh thế nào Bài4: Cho mạch điện xoay chiều nh hình vẽ =======================================0000===================================== Trang 8 R CL A M B N R C L A M B N V R CL A M B N R CL A B R CL A B R CL A M B N Lí THUYT ễN TP KIM TRA HKI VT Lí 12 ============================================================================================================= Với R là một biến trở, một tụ điện có điện dung C = 31,8 à F và một Cuộn cảm có điện trở không đáng kể, độ tự cảm là L= 3 H Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch điện đợc duy trì không đổi U = 100V và tần số là f = 50Hz. a) Tính R 0 để công suất của mạch là lớn nhất. Tính công suất tiêu thụ trong mạch khi đó. b) Gọi R 1 và R 2 là hai giá trị khác nhau của biến trở sao cho công suất P của mạch là nh nhau với P < P MAX . Chứng minh rằng R 1 .R 2 = R 0 2 Bài5: Cho mạch điện xoay chiều nh hình vẽ Với R = 100 một tụ điện có điện dung C = 4 10 F và một kể, độ tự cảm là là L= 1 H Tần số f của dòng điện thay đổi. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là U = 100V a) Tính f công suất tiêu thụ của mạch là lớn nhất. Tính công suất tiêu thụ trong mạch khi đó. b) Cho f thay đổi từ 0 đến thì công suất trong mạch thay đổi nh thế nào Dạng toán 5: Độ lệch pha Bài1:Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện gồm điện trở thuần R và cuộn cảm thuần cảm L nối tiếp, có biểu thức u = 120 2 cos( 100 t + 6 ) và cờng độ dòng điện trong mạch có biểu thức i = 2cos( 100 t - 12 ) A a) Tìm R và L b) Mắc thên tụ điện C vào mạch điện để hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện nhanh pha 6 so với hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện C. Tìm giá trị của C Bài2: Cho mạch điện nh hình vẽ: X, Y là hai hộp, mỗi hộp chỉ có hai trong ba phần tử R, L và C Mắc nối tiếp. Các vôn kế V 1 , V 2 và am pe kế đo đợc cả dòng xoay chiều và dòng một chiều Điện trở của các vôn kế vô cùng lớn, điện trở của am pe kế nhỏ không đáng kể * Khi mắc hai điểm A và M vào hai cực của dòng điện một chiều Ampe kế chỉ 2A và vôn kế V 1 chỉ 60V. * Khi mắc A, B vào nguồn điện xoay chiều tần số f = 50Hz thì Ampe kế chỉ 1A và các vôn kế chỉ cùng giá trị 60V. Nhng u AM và u MB lệch nhau 90 0 . Hộp X và Y chứa những phần tử nào?Tính giá trị của chúng Bài3:Cho mạch điện nh hình vẽ. Đặt vào hai điểm (1) và(2) một hiệu điện thế xoay chiều có tần số f= 100Hz . Mắc vào (3) và (4) một ampe kế có điện trở rất nhỏ thì ampe kế chỉ 0,1 A và cờng độ dòng điện chậm pha góc 6 so với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch . Nếu thay ampe kế bằng một vôn kế có điện trở rất lớn thì vôn kế chỉ 20V và hiệu điện thế giữa hai đầu vôn kế chậm pha so với hiệu điện thế giữa hai đầu mạch góc 6 . Hãy tính R, L , C Dạng toán 6: bài toán cực trị Bài toán 1: Cho một đoạn mạch xoay chiều nối tiếp. R làmột biến trở Cuộn cảm có độ tự cảm L = 15,9mH. điện trở thuần là r = 40 và một tụ điện C= 2 10 7 F. Hiệu điện thế xoay chiều giữa hai đầu đoạn mach có tần số là 50Hz, và giá trị hiệu dụng là U = 10V. a)Có giá trị nào của R để công suất tiêu thụ trên điện trở R đạt gia trị cực đrại không, tìm gia trị đó. b) Có giá trị nào của R để công suất tiêu thụ trên điện trở R đạt gia trị cực đrại không, tìm gia trị đó Bài toán2: Cho đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở R 0 , cuộn cảm có độ tự cảm L = 2 H, và một tụ điện có điện dung thay đổi đợc. Một vôn kế có điện trở rất lớn mắc giữa hai bản cực của tụ điện. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là: u= 100 2 cos100 t (V). Biến đổi điện dung C đến giá trị C 0 thì thấy vôn kế chỉ gia trị cực đại bằng 125 V. Tìm R 0 Và C 0 Bài toán 3: Cho đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở R = 50 cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,1 H, và một tụ điện có điện dung =======================================0000===================================== Trang 9 R CL A B X Y V 1 V 2 A A M B RL 1 3 2 4 C R C L,r A B R 0 CL A B R 0 CL A B Lí THUYT ễN TP KIM TRA HKI VT Lí 12 ============================================================================================================= C = 100 F à . . Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là: u = U 2 cos2 ft (V). Tìm tần số f của mạch để U L max. Tì m giá trị cực đại đó Bài toán 4: Cho đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở R = 80 cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,318H,điện trở thuần r = 20 và một tụ điện có điện dung C = 15,9 F à . Một vôn kế có điện trở rất lớn mắc giữa hai bản cực của tụ điện. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là: u = U 2 cos2 ft (V). Tìm tần số f của mạch để U C max. Tì m giá trị cực đại đó Bài toán 5: Mạch điện xoay chiều gồm điên trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổit đợc và một tụ điện C mắc nối tiếp. Các am pe kế có điện trở rất nhỏ và vôn kế có điện trở rất lớn + Khi L = L 2 = 0,636 H thì số chỉ của Vônkế đạt cực đại và bằng 200V + Khi L = L 1 = 0,318 H thi f số chỉ của ampe kế đạt cực đại và công suất mạch lúc này là 200W. Tìm R, C và tần số góc. Bài toán6: Cho mạch điện nh hình vẽ. U AB , R, L, f không đổi Khi C = C 1 = 10 F à và khi C = C 2 = 20 F à thì số chỉ của Vôn kế là không đổi. Tìm giá trị của C để U C max Dạng toán 7: giản đồ vec tơ để giải bài toán điện xoay chiều Bài toán 1: Đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây mắc nối tiếp với một tụ điện một hiệu điện thế xoay chiều u= 200 2 cos100 t (V). Dùng vôn kế nhiệt có điện trở rất lớn mắc vào hai đầu cuộn dây và hai đầu tụ điện thì số chỉ lần lợt là 150V và 250V a) Hỏi cờng độ dòng điện trong mạch nhanh pha hay chậm pah so với hiệu điện thế u một góc là bao nhiêu? b) Viết biểu thức hiệu điện thế giữa hai đâu cuộn dây và hai đầu tụ điện Bài toán2: Cho mạch điện xoay chiều nh hình vẽ: Cho u= U 2 cos100 t (V). Giá trị hiệu dụng U là không đổi, Cờng độ dòng điện trong mạch là I = 3 A. Số chỉ của các vôn kế lần lợt là (V 1 ) = 200 3 V và (V 1 ) = 200V. Cuộn dây thuần cảm, C là một tụ điện, R là điện trở thuần. Xác định R, L, C để hiệu điện thế trên hai đầu các vôn kế lệch nhau 90 0 BIN LUN THEO R Bi1: Cho mch in RLC, R cú th thay i c, Hiu in th hai u mch l u = 150 2 cos(100 t) V; L = 2 (H), C = 1 0,8 . 4 10 F . Mch tiờu th cụng sut P = 90W. Vit biu thc ca i,tớnh P Bi 2: Cho mch in RLC; u = 30 2 cos100 t (V).R thay i c ; Khi mch cú R = R 1 = 9 thỡ lch pha gia u v i l 1 . Khi mch cú R = R 2 = 16 thỡ lch pha gia u v i l 2. bit 1 2 2 + = 1. Tớnh cụng sut ng vi R 1 v R 2 2. Vit biu thc ca cng dũng in ng vi R 1 , R 2 3. Tớnh L bit C = 1 2 . 4 10 F . 4. Tớnh cụng sut cc i ca mch Bi 3: Cho mch in RLC, R cú th thay i c, Hiu in th hai u mch l u = 200 2 cos(100 t) V; L = 1,4 (H), C = 1 2 . 4 10 F . Tỡm R : 1. Mch tiờu th cụng sut P = 90W 2. Cụng sut trong mch cc i.Tỡm cụng sut ú 3. V th ca P theo R Bi 4: Cho mch in RLC, R cú th thay i c, Hiu in th hai u mch l u = 200 2 cos(100 t) V; =======================================0000===================================== Trang 10 R C L,r A B V R CL A B V R C L A B V R C L A M B N V 2 V 1 L C R A B M N [...]...LÝ THUYẾT ÔN TẬP KIỂM TRA HKI VẬT LÝ 12 ==================================================== ∞∞∞∞∞∞∞========================================================= L= 2 1 (H), C = 10−4 F Tìm R để: π π 1 Hệ số công suất của mạch là 3 2 Hiệu... RLC, L có thể thay đổi được, Hiệu điện thế hai đầu mạch là 1 A u = 200 2 cos(100 π t) V; C = 10−4 F R = 120 Ω C M 0,9π 1 Tính L để ULmax Tính ULmax 2 Tính L để UL bằng 175 2 V Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ; u = U 2 cos100 π t (V).C = 5 r r Tính L để U AN vuông góc với U MB C R N L R 1 10−3 F R = 120 Ω M A 9π B N B Tính L để UAN đạt giá trị cực đại Tính L để cosϕ = 0,6 Bài 3: Cho mạch điện RLC, L có... cùng công suất P = 40W π π 1 Tính R và C 2 Viết biểu thức của i ứng với L1 và L2 =======================================0000===================================== Trang 11 LÝ THUYẾT ÔN TẬP KIỂM TRA HKI VẬT LÝ 12 ==================================================== ∞∞∞∞∞∞∞========================================================= Bài 4: Cho mạch điện RLC, L có thể thay đổi được, Hiệu điện thế hai đầu mạch... i, tính P Viết biểu thức của UAN Viết biểu thức của UMB Tính góc hợp bởi UAM và UMB Tính góc lệch giữa UAM và UMB =======================================0000===================================== Trang 12 . LÝ THUYẾT ÔN TẬP KIỂM TRA HKI VẬT LÝ 12 ====================================================∞∞∞∞∞∞∞========================================================= DAO. mω 2 A 2 . =======================================0000===================================== Trang 1 Lí THUYT ễN TP KIM TRA HKI VT Lí 12 ============================================================================================================= +. gian. =======================================0000===================================== Trang 2 LÝ THUYẾT ÔN TẬP KIỂM TRA HKI VẬT LÝ 12 ====================================================∞∞∞∞∞∞∞========================================================= +