Chuyên đề ôn thi đại học môn vật lý bài toán hộp đen

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC TR ƯỜNG THPT XUÂN HÒA CHUYÊN ĐỀ ÔN THI ĐH MÔN VẬT LÍ BÀI TOÁN HỘP ĐEN Tác giả: Lê Anh Tuấn GV môn Vật lí  PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ "Bµi to¸n hép ®en"  !!"#$%&'$(!)*$+,-#. /+,##$0%1"& 2 Có nhiều phương pháp để xác định xem trong hộp đen có những phần tử nào và xác định giá trị của chúng. 3!&!4,567 ++,!&48&'96,:' 5giản đồ véc tơ*!/;%8&<!= Đối tượng áp dụng là học sinh lớp 12A2 và12A3 trường THPT Xuân Hòa. PHẦN II: NỘI DUNG a. C¬ së lý thuyÕt >?4@+A9B&(C!/;$D &EB6!CFGC'1C+, E16C+H2IH ,JB'+,6 K%L&'AGCME2 DẠNG 1: N'AEO'A%P8%6D!+ C'2 Q#ϕ,'1C+,M'       π ≤ϕ≤ π − 22 O ϕR ϕRS ϕR .T. .U5.&, V . WV U .TX .X5U5. V U RV . .TU .U5. V U WV . Y22Z Y22OZ YG22Z YG22OZ (c.1.1) (c.1.2) [ϕ[S S[ϕ < π/2 NX +,. .4X5U5 .2V . WV U N U+,X .4X5U5 .2V U WV . Y22Z Y22OZ YA22Z YA22OZ ϕ \ U \ U. \ . \ X5. \ X \ U5X DẠNG 2: 2NO'A%&]'T<K' ϕ^1C&+,C&O S≤ϕ ’≤π. L >%&'& !&' J >%&U!ω YE_Z`ϕ = 0 N8a" N<a >%&. +,bF N<X Y_2Z Y2Z Y2Z ϕ^RS ϕ^R ϕ^Rπ c'(+  K c'X c'O. c'U c'OX c'U c'O. Y2OZ YG2O2OZ YG2O2Z Y2OZ DẠNG 3:NO'A&]'T<O%LKX5U5.1 !8+H2 Q#ϕ^,'BC1O'$+HC 1O'OYS≤ϕ^≤π). dc'X5Ue • c'X5. f 0 < ϕ^[ c'U5% c'OXEU5% c'U c'OU52% c'U2% c'O. Y2O2OZ YA2OZ Y2O2Z [ϕ^[π 0 < ϕ^[ c'O.5 X^ c' O X^5 . V . WV U 0 < ϕ^[ c'  O X^5 . V U^ WV . c'OX^5 U^ c'OX^5 . ϕ^RS c'OX^5U^ ϕ^R c'OX^5. (a.3) (b.3) ϕ^RS c'OX^5.^ ϕ^R c'OX^5U (e.3) (f.3) < ϕ^[ c'O.5X^ c'OU^5. V . WV U^ 0 < ϕ^[ c'OU^5. V U^ WV . c'OX^5U^ c'OX^5. (c.3.3)(c.3.1) (d.3.1) (d.3.2)(c.3.2) *c'U5.eV U WV . YgCV U [V . 9DZ 2. Ph¬ng ph¸p gi¶i chung: hiHe >=&'e Q1C+,M',ϕ Q16C+H,ϕ^ gCG,'6C5`=&ϕ5ϕ^5?G*< 6CE?G*<'e j c'O.5 X^ c' O X^5 . V . WV U c'  O X^5 . V U^ WV . c'OX^5 U^ c'OX^5 . < ϕ^[ c'OX^5U c'OU5.^ V .k [V U 0 < ϕ^[ c'OX^5.^ c'OX^5U c'OU5.^ V .k WV U (i.3.1) (i.3.2) (i.3.3) (k.3.1) (k.3.2) ϕ^RS c'OU^5.^ V U^ WV .k ϕ^R c'OUk5%+,.k V Uk RV .k ϕ^Rπ c'O.^5U^ V .^ WV U^ (l.3) (m.3) (n.3) 0 < ϕ^[ c'OX5U^ [ϕ^[π c'OX5.^ (p.3) (q.3) h rR C 1 L rR ZZ UU UU tg CL rR CL + ϖ −ϖ = + − = + − =ϕ E$ϕ =R/Z. h-;,&$($e$ϕ^R O O O O OL L O OL \ \ \ O\ \ + − 2He 231213 uuu  += hiHOe >?4@+A9e l6;G,6'&'%GGCP%82 mCF6%MFP%&ộ$9@E(F+H6%M F%G$9@*!/;&<1!=n+,C ,4G,6&&M2 B. CÁC VÍ DỤ MINH HỌA: BÀI TẬP DẠNG 1: B i à 1: .&=+o2l,&''A<K XEUE.5GC  pi RSS 2 $ SSπYZqr p R 2 YpZ5RSSYsZ5. R π 3 10 3− YtZ5%u9 pi 2>=&vl+,6%;BK2 Gi¶i: mCF4C+'1+,+,&8a$%' A4&YA22Z 'A,&'&'' %≠S2 >eRr O %→%R ( ) ( ) Ω== 50 2 100 I P 22 NE!6e% O hYV U V  Z O R 2 2 I U AB ⇒ ( ) 2 2 2 2 2 2 AB CL 50 2 100 r I U ZZ −=−=− w l p . i p Q4%eV U RxSYΩ) ⇒UR ππω 5 4 100 80 == L Z YcZ B i 2:à .&=+o2X ,GC%P5a., L S y − π YtZl,&'&@&O%LKX S 5U S 5.&z(C2-E +, p5i&'C6%;a\  pi !2mXRX  RySΩ=e  pN RxS O $YSSπ O π Z YZ  Ni RwS O $YSSπZ YZ l6;6KBl+,6%;B`2 Gi¶i: l{pN5'1\ pN +,e ϕ ΑΜ R 4 1 1 π ϕ −=⇒−= − AM C R Z Y$H&9\ pN  f π >eV pN  290 2 2 =+= C ZR $% A Z U I AM AMO 2 0 == →RO$YSSπ f π ZYpZ i M{Nie 230 I U Z 0 MB MB ==  YΩ). 3 +H      5  \ Ni  $H&    9   ϕ ΜΒ = 4 π %l4<KX S +,U S Y0&YA22ZZ >e ϕ Ni R 1 4 tg R Z 0 L 0 = π = ⇒V US RX S  >eV Ni RLS 2 R 2RRR 0 2 10 2 0 =+ 3%eX S RLSΩ = V US +,U S R π = ϖ 3,0 Z 0L YcZ | l p X i N . BÀI TẬP DẠNG 2: B i 1: à .&'&(Cp^i^.^<!,' '4&5a5%P2m$(BG}SSSc V M F6Ca\ p^i^ ROYZ5\ i^.^ R 3 YZ5\ p^.^ RYZ+,M 'arRS L YpZ2 Q1(;\ p^.^ "$(8J6SSSc V Mv% &7p^i^.^4&2-&p^i^.^<1=n>$n-& p^i^<=ni^.^<=n$n>7%PB'4&C2 Gi¶i: >=&' ϕ k1 pkik +, ik.k =&p^i^.^&z(C8e  p^.^ R p^i^ h i^.^ '''''' CBBACA UUU  += >G*uG}4@+A92Y=+oG8Z >e O O O p^.^ p^i^ i^. ^ p^i ^ i^ .^ \ \ \ O\ 2\ 2$= + − α RfhLO2O L $α →$αR p ^ i ^5 i^.^ \ \ L j ^ O w w π π →α= →ϕ = >vπ W p^ i ^5 i ^ . ^ ^ \ \ O π ϕ >  >%8&]&p^i^+,i^.^T&'!<0%8p^i^.^ @&&'a&z(C+H' %PAYA2OZ2 >?<e rR ( ) p^.^ p^.^ O O p^.^ U . \ \ V X V V = + − .v\ p^.^ R$5X5U5.R$ m_"8H9_ S RSSSc ~ &,U4&<0YV U V . Z O "→ •V U V . •"&,!_"=V U "V . 4&2 x ϕ^ i^.^ \  p^i^ \  p^.^ \  α &( U . V V− "!_W_ S =_ S 4Oπ_ S UW S  O _ .π  V SU ≥V S. [RW O O O O O SU S.^ SU S.^  ^ ~ ~ X ~ ~ \ \≥ → + > → > >AG,\ p^i^ R\  R OW\ i^.^ R L YZ %8p^i^4,' %P5%8i^.^,a2 m_R_ S RSSSc V V S. R L i^.^ \ L2S r = Ω V p^i^ R O O L p^i^ S \ X V O2S r + = = Ω V p^.^ R ( ) O O L p^.^ SU S. \ X V V S r + − = = Ω Q4%XRS L Ω BÀI TẬP DẠNG 3 B i 1:à .&=+ol+,€,'A5&]'T<O %LKe%P5' 4&+,a&z(C2.6 +!C  5 O +,&A!CF4+,&'2-%P6 +!C%vH5%P&A!C!6!*2m&z*&p+,N+, DB@&'5&A!CTOp5  TwSYZ2m&zp+,i +,@5$(jSc V =&A!CTp56+!CT :6%;wSYZ\ pN +,\ Ni  2 π 2c'l+,€1 !,n>=&6%;B`2 Gi¶i: y €l  O   p i N m&zOBl+,€+H@&'5%&rR Op2.<0!<aYAY_2ZZ2%l<%+,' 4&U2Ie%R Ω== 30 2 60 I U gC€•1X+,U=1 AM U +, MB U T*, &'#+=4$H&9$+H2€<%PX +,a.YAYG2LZZ2 Q4@+A9%%MF,F%=G,=+o2 >AG,erRp23% \ % Rr2%R2LSRLSYZ g+e\ % R 2 1 \ pN →αRLS S  >\ U R\ pN 2$αRwS2$LS S RLS 3 YZ 3%eV U R 330 1 330 I U L == YΩ) ⇒UR π = ω 100 330 Z L YcZ I\ pN +,\ Ni +5$%β = α = LS S 8e \ X R\ pi 2$βRwS$LS S RLS 3 YZ ⇒XR 330 I U R = YΩ) \ . R\ pi 2$βRwS$LS S RLSYZ V . R 30 1 30 I U C == YΩ) ⇒.R π3000 1 YtZ CÁC BÀI TẬP TƯƠNG TỰ i,e .&=+oe RSS 2 $SSπYZ2 S l p %5U i N m pg \  U \  β . \  Ni \  X \   α % \  [...]... nghiệp và các em học sinh để việc áp dụng đề tài vào giảng dạy đợc tốt hơn! Tài liệu tham khảo 1 2 3 4 5 6 Sách giáo khoa vật lý 12 Sách giáo khoa chuyên vật lý Tuyển tập đề thi olympic 30/4 Tuyển tập các đề thi đại học cao đẳng Tạp chí vật lý phổ thông Một số trang website về vật lý 18 ... : KT LUN Đề tài đã hệ thống nhiều bài tập về mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp có Hộp đen các phơng pháp giải và các ví dụ đa ra giúp học sinh thu nhận tốt kiến thức nhằm phát triển t duy và kỹ năng làm việc độc lập giúp cho việc phát triển khả năng tự học, tự tìm tòi kiến thức của học sinh nhằm trang bị cho học sinh khối lợng kiến thức về bài toán điện xoay chiều cũng nh các chuyên đề vật lý khác Hệ... vật lý khác Hệ thống các bài tập đa ra đã giúp học sinh tiếp cận tốt với các bài tập về mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp có Hộp đen, điều này đã đợc chúng tôi kiểm nghiệm Do thời gian không nhiều, khả năng của bản thân còn có hạn nên đề tài khó tránh khỏi những thi u sót Rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp của các thầy cô đồng nghiệp và các em học sinh để việc áp dụng đề tài vào giảng dạy đợc... nhau Các (A) và (V) lý tởng Tìm cấu tạo mỗi hộp và giá trị các phần tử 13 ĐS: X: Rnt L: R = ZL = 30 Y: Cnt L: ZL = ZC = 25 Bài 10: Nối mạch điện xoay chiều nh hình vẽ, trong mỗi hộp X, Y chỉ chứa một linh kiện, Ampe kế (A) chỉ 1A UBD = UDF = 10 (V) UBF = 10 3 (V) PBF = 5 A B X Y D F 6 (W) Xác định linh kiện trong X, Y và độ lớn f = 50Hz Bài 11 Cho 2 hộp đen X, Y mắc nối tiếp, mỗi hộp chỉ chứa 2 trong... C2 so với uMB, i chậm 2 và I = 0,5A 6 Hộp X chứa gì? Tìm giá trị của chúng ĐS: Chứa R = 50 3 ; L = (H) 2 Bài 6: Trong một hộp kín có chứa dụng cụ điện xoay chiều Nối hai đầu hộp với nguồn điện xoay chiều thì thấy hiệu điện thế hai đầu hộp nhanh pha hơn cờng độ dòng điện qua hộp một góc (0 < < ) Hãy cho biết trong hộp chứa các dụng 2 cụ điện nào? Biết nếu hộp có nhiều dụng cụ điện thì các dụng... điện trở, cuộn dây và tụ điện Bài 7: Cho mạch điện nh hình vẽ A A C L X B 12 Giữa A và B có uAB = 200 sin100t (V) Cuộn dây thuần có L = C= 2 , 100 (à,F) Biết X chứa 2 trong 3 phần tử R, L thuần cảm, C nối tiếp Tìm các phần trong X, biết I = 2,8 (A), hệ số công suất toàn mạch bằng 1, lấy 2 =1,4 Bài 8: Cho mạch điện nh hình vẽ M A X A V1 B Y V2 X, Y là hai hộp đen Mỗi hộp chỉ chứa 2 trong 3 loại linh... C 0 của tụ điện b) Khi khoá K ngắt, thay đổi tần số thì thấy đúng khi f = 50Hz, Ampe kế chỉ giá trị cực đại và hiệu điện thế giữa hai đầu hộp kín X lệch pha /2 so với hiệu điện thế giữa hai điểm M và D Hỏi hộp X chứa những phần tử nào? Tính giá trị của chúng? ĐS: Hộp X chứa L = 3 (H) , R = 300 () Bài1 8: Cho mạch điện nh 1 A X C B M 2 1,2 hình vẽ.uAB = 120 2 sin (100 t + ) (V); L= (H); 2 L, r =0 10... 1A; uAM lệch pha so với uMB 1 góc 900 a Tính công suất tiêu thụ trên X b Đoạn mạch X chứa 2 trong 3 phần tử (R, L, C thuần) Hãy xác định X và tìm giá trị của chúng Bài 2: Cho mạch điện nh hình vẽ R A M B X X là hộp đen chứa 2 trong 3 phần tử, cuộn cảm, tụ, điện trở thuần khi f = 50Hz; UAM = UMB = 75 (V); UAB = 150 (V); I = 0,5A 1 Khi f = 100Hz, hệ số công suất của đoạn mạch MB là 2 Hỏi X chứa những... của chúng 1 10 4 ĐS: Hộp X gồm cuộn dây có r = 150 (), L = (H) và C = Bài 3: Cho đoạn mạch nh hình vẽ 1 10 2 (H) ; C = L= (F) 2 25 C A L M X B (r = 0) uAB = 100 2 sin 100t (V) X là một hộp chứa 2 trong 3 phần tử cuộn dây thuần cảm, tụ và điện trở thuần UAM = 100 2 (V); uAM và uMB lệch pha nhau 3 Hỏi X chứa những linh kiện 4 gì? Tìm độ lớn của chúng? Bài 4 R Cho đoạn mạch AB gồm hộp kín X chỉ chứa... giá trị của biến trở R để cho công suất tiêu thụ trong đoạn mạch AB là cực đại Khi đó, cờng độ dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng bằng 1,414A (coi bằng 2 A) Biết cờng độ dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB Hỏi hộp kín chứa phần tử nào, tìm giá trị của chúng Bài 5: Cho mạch điện nh hình vẽ uAB = 100 2 sin 100t (V) A X C1 R B M 10 3 C1 = (F) Hộp X chứa 2 5 trong 3 phần tử . SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC TR ƯỜNG THPT XUÂN HÒA CHUYÊN ĐỀ ÔN THI ĐH MÔN VẬT LÍ BÀI TOÁN HỘP ĐEN Tác giả: Lê Anh Tuấn GV môn Vật lí  PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ "Bµi. !!"#$%&'$(!)*$+,-#. /+,##$0%1"& 2 Có nhiều phương pháp để xác định xem trong hộp đen có những phần tử nào và xác định giá trị của chúng. 3!&!4,567 ++,!&48&'96,:' 5giản. tơ*!/;%8&<!= Đối tượng áp dụng là học sinh lớp 12A2 và12A3 trường THPT Xuân Hòa. PHẦN II: NỘI DUNG a. C¬ së lý thuyÕt >?4@+A9B&(C!/;$D &EB6!CFGC'1C+, E16C+H2IH