ÔN LÝ+ĐỀ+ĐÁP ÁN 12CB

LỜI NÓI ĐẦU Tài liệu nhằm giúp giáo viên định hướng ôn tập thi TN; giúp các em học sinh dễ dàng học và ôn tập tốt môn Vật lí 12. Tài liệu sắp xếp theo phần và chương, mỗi chương gồm 3 phần chính: * Phần lý thuyết cơ bản: định hướng những kiến thức cơ bản nhất của môn Vật lí 12, chương trình cơ bản mà học sinh cần phải nắm vững. Mục tiêu: - Nêu được các hiện tượng; khái niệm, ý nghĩa vật lí của các khái niệm, các thuyết. - Phát biểu được các định luật vật lí; viết được công thức tính các đại lượng, nêu tên và đơn vị đo các đại lượng có mặt trong công thức. - Vận dụng kiến thức đã học để giải thích được các hiện tượng vật lí, giải các bài tập định tính đơn giản. - Kỹ năng trả lời câu hỏi trắc nghiệm khách quan. * Các dạng bài tập cơ bản: thống kê, phân loại các dạng bài tập chính (theo tác giả). Mục tiêu: - Vận dụng nội dung kiến thức đã học để giải được các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập và những bài tập tương tự. - Nắm được phương pháp và có kĩ năng giải các loại bài tập dưới dạng trắc nghiệm trong chương trình. * Phần luyện tập: những bài tập giúp học sinh cũng cố và nâng cao kiến thức, kỹ năng giải bài tập dưới dạng câu hỏi trắc nghiệm khách quan. * Cuối tài liệu có đề thi thử tốt nghiệp tham khảo. Cấu trúc đề thi tốt nghiệp: 1. Mỗi đề thi gồm có 40 câu hỏi trắc nghiệm khách quan (32 câu thuộc phần chung cho tất cả thí sinh; 8 câu thuộc phần riêng: thí sinh học theo CT nào chỉ được phép làm phần riêng thuộc chương trình đó) tương ứng với thời gian làm bài là 60 phút. 2. Câu hỏi trắc nghiệm kiểm tra lí thuyết là câu hỏi khách quan có 4 lựa chọn trong đó duy nhất có một lựa chọn đúng. Học sinh trả lời bằng cách lựa chọn phương án đúng. 3. Câu hỏi trắc nghiệm dưới dạng bài tập là bài tập có đáp số gồm 4 lựa chọn trong đó duy nhất có một lựa chọn đúng. Học sinh trả lời bằng cách lựa chọn đáp số đúng theo các bước sau: - Đọc nội dung câu trắc nghiệm - Giải bài tập - Chọn đáp số đúng. Tài liệu được biên soạn phục vụ chủ yếu các đối tượng học lực trung bình. Học sinh học lực khá, giỏi cần phải tham khảo thêm các loại tài liệu khác. Giáo viên dạy môn thi nên chủ động xây dựng kế hoạch, thực hiện ôn tập phù hợp với điều kiện thực tế, với khả năng nhận thức của học sinh, cần tổ chức ôn tập nhiều vòng: - Ôn tập theo chương trình, sách giáo khoa (CT-SGK) theo hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ năm học của Bộ. - Ôn tập theo từng chủ đề: nội dung trong mỗi chủ đề có thể bao gồm kiến thức, kỹ năng của các bài, các chương khác nhau. - Ôn tập tổng hợp kiến thức, kỹ năng của Chương trình THPT, chủ yếu chương trình lớp 12: nội dung tổng hợp của tất cả các chủ đề đã được ôn tập. - Trên cơ sở thực hiện tốt 3 nội dung trên, tổ chức làm một số đề thi thử theo cấu trúc đề thi đã được BGDĐT thông báo giúp học sinh nắm vững hình thức thi và cách thức làm bài thi. Đây là tài liệu lần đầu tiên được biên soạn thời gian có hạn nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót. Rất mong nhận được sự góp ý chân thành của các quý thầy cô và HS. NHÓM BIÊN SOẠN Pham C ông Đ ức - 1 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên ." PHẦN I: DAO ĐỘNG CƠ A. LÍ THUYẾT: • Dao động điều hòa • Con lắc lò xo • Con lắc đơn • Năng lượng của con lắc lò xo và con lắc đơn • Dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức • Hiện tượng cộng hưởng • Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen Thực hành: Chu kì dao động của con lắc đơn. B. CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN: I. BÀI TOÁN VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA: 1. Bài toán tính theo phương trình dao động:  Tìm biên độ, tần số góc, pha, pha ban đầu: (9;10/T09-SGK)  Tìm chu kì, tần số, số chu kì, độ dài quỹ đạo, quãng đường vật đi được: (1.6; 1.7; 7/T09-SGK)  Tìm li độ x (hoặc v, a,) tại thời điểm t (hoặc tại thời điểm vật có pha dao động α ) cho trước: (1.6; 1.7; 2.6) 2. Bài toán lập phương trình dao động dao động điều hoà: (1.7; 2.6; 3.8) * Tính ω: có thể sử dụng một số công thức sau: f2 T 2 π= π =ω hoặc 2 2 v A x ω = − * Tính A (Biên độ dao động) Đề cho Công thức xác định BC: là độ dài quỹ đạo mà vật dao động 2 BC A = Tọa độ x, ứng với vận tốc v 2 2 2 ω v xA += Vận tốc tại VTCB ( v max ) ω ω max max . v AAv =⇒= Gia tốc cực đại 2 max 2 max . ω ω v AAa =⇒= Năng lượng (cơ năng) toàn phần W k W AkAW 2 2 1 2 =⇒= Lực kéo về cực đại (con lắc lò xo ngang) k F AkAF max max =⇒= Kéo ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn x A=x * Tính ϕ dựa vào điều kiện đầu: lúc t = t 0 (thường t 0 = 0) 0 0 Acos( ) sin( ) x t v A t ω ϕ ϕ ω ω ϕ = +  ⇒  = − +  Lưu ý: + Vật chuyển động theo chiều dương thì v > 0 ⇒ ϕ <0, ngược lại v < 0 ⇒ ϕ >0 (thường lấy -π < ϕ ≤ π) Ví dụ: Bài 1. Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình: x 4cos(10 t ) 4 π = π + cm. a) Tính chu kì, tần số dao động. -Chu kì: 2 2 T 0,2s 10 π π = = = ω π -Tần số: 1 1 f 5Hz T 0,2 = = = b) Tính vận tốc và gia tốc cực đại. -Vận tốc cực đại: m v A 10 .4 40 (cm /s)= ω = π = π Pham C ông Đ ức - 2 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên ." -Gia tốc cực đại: 2 2 2 2 m a A (10 ) .4 400 (cm /s )= ω = π = π c) Viết phương trình vận tốc và gia tốc. -Phương trình vận tốc: 5 v Asin( t+ )=-40 sin(10 t+ )=40 sin(10 t+ ) (cm/s) 4 4 π π = −ω ω ϕ π π π π -Phương trình gia tốc: 2 2 2 2 5 a Acos( t+ )=-400 cos(10 t+ )=400 cos(10 t+ ) (cm/s ) 4 4 π π = −ω ω ϕ π π π π d) Vận tốc và gia tốc của vật khi pha dao động là 5 6 π rad. Khi pha dao động 5 ( t+ )= rad 6 π ω ϕ -Vận tốc: 5 v 40 sin 20 (cm /s) 6 π = − π = − π -Gia tốc: 2 2 2 5 a 400 cos 200 3(cm /s ) 6 π = − π = π e) Tính vận tốc và gia tốc của vật khi vật có li độ x= 2 2 cm. Khi vật có li độ x= 2 2 cm. -Vận tốc: 2 2 2 2 v A x 10 4 (2 2) 20 2(cm /s)= ±ω − = ± π − = ± π -Gia tốc: 2 2 2 2 a x (10 ) 2 2 200 2(cm /s )= −ω = − π = − π f) Tính số dao động toàn phần vật thực hiện được trong 3 giây đầu, quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian đó. -Số chu kì dao động: t 3 n 15 T 0,2 = = = =>số dao động toàn phần là: N=15. -Quãng đường vật đi được: S=N.4A=15.4.4=240 (cm) Bài 2. Một con lắc dao động với biên độ A = 5cm, chu kỳ T=0,5s. Viết phương trình dao động của con lắc khi chọn gốc thời gian tại các trường hợp sau: a. Vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. b. Vật ở li độ cực đại dương. c. Vật ở li độ cực đại âm. d. Vật ở vị trí có li độ x = 2,5 cm và đang chuyển động theo chiều âm. II. BÀI TOÁN VỀ CON LẮC LÒ XO: 1. Bài toán lập phương trình dao động dao động điều hoà: (2.6) 2. Bài toán sử dụng các công thức năng lượng của con lắc: (2.2; 2.4; 2.7; 5/T13-SGK) - Động năng: 2 đ mv 2 1 W = - Thế năng: 2 đ kx 2 1 W = - Cơ năng: ConstAm 2 1 kA 2 1 WWW 222 tđ =ω==+= Lưu ý: -Liên hệ v và x : 2 2 2 2 A v x = ω + -Liên hệ a và x : a = - ω 2 x Ví dụ: Một con lắc lò xo nằm ngang vật khối lượng m=50g dao động điều hòa trên trục x với chu kì T=0,2s và biên độ A=0,20m. Chọn gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng, chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm. a) Viết phương trình dao động của con lắc. b) Tính li độ và pha dao động tại thời điểm t=T/6. c) Khi vật có li độ x=12,5cm tìm cơ năng, động năng, thế năng của con lắc. Pham C ông Đ ức - 3 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên ." m=50g T=0,2s A=0,2m a) x=? a) Viết phương trình: -Tần số góc: 2 2 10 d/s 0,2 ra T π π ω π = = = -Pha ban đầu: tại t=0 có Acos =0 d 2 sin 0 2 sin 0 ra π ϕ ϕ π ϕ ϕ ϕ   = ±   → → =   >   >   Phương trình dao động: x=0,2cos(10 π t+ 2 π ) m b) t=T/6 x=? ( t+ ) ω ϕ =? b) Tại t=T/6, vật có -Li độ: 2 2 os( t+ )=Acos( t+ )=0,2cos( + )=-0,173m 6 2 T x Ac T T π π π ω ϕ ϕ = -Pha dao động: 2 2 5 ( t+ )= t+ = + = d 6 2 6 T ra T T π π π π ω ϕ ϕ c) 3 = 4 π ϕ rad W, W đ , W t =? c) Khi li độ c=2,5cm -Cơ năng của vật: W= 2 2 2 3 2 1 1 1 A 50.10 1000.0,2 1 2 2 2 k m A J ω − = = = -Thế năng: 2 2 2 3 2 4 t 1 1 1 W x 50.10 1000.12,5 .10 0,39 2 2 2 − − = = = =k m x J ω -Động năng: W đ =W-W t =1-0,39=0,61J III. BÀI TOÁN VỀ CON LẮC ĐƠN: 1. Bài toán sử dụng công thức tính chu kì của con lắc đơn: Công thức tính chu kì của con lắc đơn dao động diều hòa: 2 2 2 2 T g 4 T 2 g g 4 T π = π ⇒ = ⇒ = π l l Trong đó: T: chu kì(s); l : chiều dài con lắc(chiều dài dây treo) (m, cm); g: gia tốc rơi tự do (m/s 2 ) 2. Bài toán tính cơ năng, vận tốc, lực căng dây của con lắc đơn: Khi con lắc đơn dao động với α 0 bất kỳ. Cơ năng, vận tốc và lực căng của sợi dây con lắc đơn W = mgl(1-cosα 0 ); v 2 = 2gl(cosα – cosα 0 ) và T C = mg(3cosα – 2cosα 0 ) Ví dụ: Một con lắc đơn có chu kỳ dao động T=2s ở nơi có gia tốc trọng trường g=9,86m/s 2 . a) Xác định chiều dài l của con lắc. Chiều dài của con lắc: 2 2 T g T 2 g 4 = π ⇒ = π l l 2 2 2 .9,86 1(m) 4 = = π b) Giảm chiều dài của con lắc một đoạn bằng 2/10 chiều dài cũ. Tính chu kỳ dao động điều hòa của con lắc mới. Chiều dài của con lắc còn lại là: 2 1 2 T g 0,2 0,8 4 − = = π l l l 2 1 1 2 T0,8 T T 0,8 2 0,8 1,79(s) T ⇒ = → = = = l l IV. BÀI TOÁN TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA: (6/T25-SGK; 5.1 đến 5.5) Có thể cho học sinh nhận dạng một số trường hợp riêng sau: - Hai dao động cùng biên độ: A=2A 1 2 1 cos( ) 2 ϕ −ϕ ; 2 1 2 ϕ +ϕ ϕ = - Hai dao động cùng pha: A = A1 + A2; - Hai dao động ngược pha: A = A1 - A2 ; 1 1 2 2 2 1 A A A A ϕ = ϕ ⇔ >   ϕ = ϕ ⇔ >  - Hai dao động vuông pha : 2 2 1 2 A A A= + Ví dụ: Một chất điểm đồng thời tham gia hai dao động điều hòa cùng phương Tìm phương trình dao động tổng hợp trong các trường hợp hai dao động thành phần có biểu thức sau: a. ) 3 100sin(2 1 π π −= tx cm và ) 6 100cos( 2 π π += tx cm. (Đ/s cmtx ) 6 100cos( π π += ) Pham C ông Đ ức - 4 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên ." b. cmtx )sin(6 1 π = và cmtx )cos(3 2 π = (ĐS: cmtx )1,1cos53 −= π ) c. cmtx ) 2 2cos(4 1 π π += và cmtx ) 6 2cos(8 2 π π −= (Đs: cmtx )2cos(34 π = ) d. cmtx ) 3 2cos(3 1 π π −= và cmtx ) 6 2cos(3 2 π π += (Đs: cmtx ) 12 2cos(23 π π −= C. LUYỆN TẬP: Bài 1: Một vật có khối lượng m=1kg dao động điều hòa theo phương ngang với chu kỳ 2s, vật đi qua VTCB với vận tốc v=31,4cm/s. a) Viết phương trình dao động của vật, chọn t=0, vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. b) Tính lực phục hồi tác dụng lên vật vào lúc t=0,5s (1N) Bài 2: Một con lắc đơn có chiều dài l trong thời gian t nó thực hiện 10 dao động. nếu giảmchiều dài con lắc thêm 36cm thì nó thực hiện 25 dao động trong cùng khoảng thời gian như trên. Tính chiều dài con lắc(d/s: 42,8cm) Bài 3: Một con lắc đơn dao động điều hòa có chu kỳ T=2s. Nếu tăng chiều dài con lắc ấy thêm 21cm thì chu kỳ dao động là T’=2,2s. Tính gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm. Lấy 86,9 2 = π (Đs: 9,86m/s 2 ) Bài 4:Một con lắc đơn có chu kỳ dao động T=2s ở nơi có gia tốc trọng trường g=9,86m/s 2 . a. Xác định chiều dài l của con lắc. (d/s: 1m) b. Giảm chiều dài của con lắc một đoạn bằng 1/10 chiều dài cũ. Tính chu kỳ dao động điều hòa của con lắc mới. (d/s: 1,9s) Bài 5: Một con lắc đơn m=500g, l=1m dao động tại nơi có gia tốc 9,8m/s 2 . Bỏ qua sức cản không khí và ma sát ở điểm treo. a. Tình chu kỳ của con lắc khi nó dao động với biên độ nhỏ. (2s) b. Kéo con lắc ra khỏi vị trí cân bằng 1 góc α =60 0 rồi thả không vận tốc đầu. Tình - Vận tốc cực đại của quả cầu. (3,13m/s) - Vận tốc của quả cầu khi con lắc lệch góc 0 30= β (2,68m/s) Bài 6: Một con lắc lò xo, vật nặng có khối lượng m=100g, con lắc dao động theo phương nằm ngang theo qui luật cmtx )( 2 20cos(4 π += cm. a. Tính T,k (0,314s,40N/m) b. Ở vị trí ứng với x bằng bao nhiêu thì E t =3E đ ( cm46,3± ) Bài 7: Một chất điểm đồng thời tham gia hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình: cmtx ) 2 10cos(36 1 π π −= ; cmtx )10cos(6 2 π = . Tính vận tốc và gia tốc của vật tại thời điểm t=2s. (D/s: 188,4cm/s;102m/s 2 ) PHẦN II. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM A. LÍ THUYẾT: • Sóng cơ. Sự truyền sóng. Phương trình sóng • Sóng âm • Giao thoa sóng • Phản xạ sóng. Sóng dừng. B. CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN: 1. Đại cương về sóng cơ học - Bước sóng: v vT f λ = = (m) - Phương trình sóng: Biết PT sóng tại O 2 cos cos2 cos O u A t A ft A t T π ω π = = = PT sóng tại một điểm M cách O một đoạn x: 2 x acos( t- ) M u π ω λ = ( coi biên độ sóng không đổi ) Pham C ông Đ ức - 5 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên ." - Biết PT sóng tại một điểm so sánh với PT tổng quát 2 x acos( t- ) M u π ω λ = suy ra a, ω( T, f), λ từ đó xác định được tốc độ truyền sóng: .v f T λ λ = = - Hai điểm trên cùng phương truyền sóng cách nhau một đoạn d : + d k λ = :Hai dao động cùng pha + 1 ( ) 2 d k λ = + : Hai dđ ngược pha 2. Giao thoa sóng - Điều kiện để có giao thoa: hai sóng kết hợp: cùng tần số, có độ lệch pha không đổi theo thời gian, DĐcùng phương. - Điều kiện có cực đại giao thoa: 2 1 d d k λ − = ( k ∈ Z; k = 0, 1, 2 ± ± ) - Điều kiện có cực tiểu giao thoa: 2 1 1 ( ) 2 d d k λ − = + ( k ∈ Z; k = 0, 1, 2 ± ± ) - Tìm số cực đại, số cực tiểu giao thoa trên S 1 S 2 + Xác định số khoảng vân trong nửa vùng S 1 S 2 : N= 1 2 S S λ (Gọi n là phần nguyên của N) + Số cực đại giao thoa: N max =2n+1 (là số lẻ) + Số cực tiểu giao thoa: N min (là số chẵn) Nếu phần thập phân của N <0,5 thì: N min =2n Nếu phần thập phân của N ≥ 0,5 thì: N min =2(n+1) Lưu ý: Nếu N là số nguyên thì tại S 1 , S 2 là các cực đại. Nếu N là số bán nguyên thì tại S 1 , S 2 là các cực tiểu. Ví dụ: Hai điểm S 1 , S 2 trên mặt một chất lỏng, cách nhau 18cm, dao động cùng pha với biên độ A, tần số f=20Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là v=1,2m/s. Hỏi giữa S 1 , S 2 có bao nhiêu cực đại, cực tiểu giao thoa. S 1 S 2 =18cm v=1,2m/s f=20Hz N max =? N min =? Số vân giao thoa trong nửa trường giao thoa: 1 2 = S S N λ với v f λ = 2 1 2 . 18.10 .20 3 1,2 − → = = = S S f N v Số cực đại giao thoa trong khoảng S 1 S 2 là: N max =2n+1=7 (kể cả tại S 1 , S 2 ) Số cực tiểu giao thoa trong khoảng S 1 S 2 là: N min =2n=6. 3. Bài toán sóng dừng: - Sử dụng các điều kiện để có sóng dừng + Sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định : 2 kl λ = ;( k = số bụng sóng = số nút sóng-1) + Sóng dừng trên sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do : 4 )1k2(l λ += ; (k +1= số bụng sóng = số nút sóng) - Kết hợp với hệ thức: v vT f λ = = 4. Bài toán về sóng âm: Tính cường độ âm I, mức cường độ âm L AD: 0 ( ) 10lg I L dB I = Trong đó: I cường độ âm tại điểm khảo sát ( W/m 2 ) I 0 cường độ âm chuẩn ( W/m 2 ) L mức cường độ âm ( B) 1B = 10dB. C. LUYỆN TẬP: Câu 1. Một sóng truyền trong một môi trường với vận tốc 110 m/s và có bước sóng 0,25 m. Tần số của sóng đó là A.440 Hz B.27,5 Hz C.50 Hz D.220 Hz Câu 2. Sóng cơ có tần số 50 Hz truyền trong môi trường với vận tốc 160 m/s. Ở cùng một thời điểm, hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền sóng có dao động cùng pha với nhau, cách nhau A. 3,2m. B. 2,4m C. 1,6m D. 0,8m. Pham C ông Đ ức - 6 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên ." Câu 3. Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = acos20πt(cm) với t tính bằng giây. Trong khoảng thời gian 2 s, sóng này truyền đi được quãng đường bằng bao nhiêu lần bước sóng ? A. 20 B. 40 C. 10 D. 30 Câu 4. Sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u cos(20t 4x)= − (cm) (x tính bằng mét, t tính bằng giây). Vận tốc truyền sóng này trong môi trường trên bằng A. 5 m/s. B. 50 cm/s. C. 40 cm/s D. 4 m/s. Câu 5. Sóng cơ có tần số 80 Hz lan truyền trong một môi trường với vận tốc 4 m/s. Dao động của các phần tử vật chất tại hai điểm trên một phương truyền sóng cách nguồn sóng những đoạn lần lượt 31 cm và 33,5 cm, lệch pha nhau góc A. 2 π rad. B. π rad. C. 2π rad. D. 3 π rad. Câu 6. Một sợi dây đàn hồi có độ dài AB = 80cm, đầu B giữ cố định, đầu A gắn với cần rung dao động điều hòa với tần số 50Hz theo phương vuông góc với AB. Trên dây có một sóng dừng với 4 bụng sóng, coi A và B là nút sóng. Vận tốc truyền sóng trên dây là A. 10m/s. B. 5m/s. C. 20m/s. D. 40m/s. Câu 7. Quan sát sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi, người ta đo được khoảng cách giữa 5 nút sóng liên tiếp là 100 cm. Biết tần số của sóng truyền trên dây bằng 100 Hz, vận tốc truyền sóng trên dây là A. 50 m /s B. 100 m/s C. 25 m/s D. 75 m/s Câu 8. Trên một sợi dây dài 2m đang có sóng dừng với tần số 100 Hz, người ta thấy ngoài 2 đầu dây cố định còn có 3 điểm khác luôn đứng yên. Vận tốc truyền sóng trên dây là : A. 60 m/s B. 80 m/s C. 40 m/s D. 100 m/s Câu 9. Cho một sóng ngang có phương trình sóng là u= 8cos 2 ( ) 0,1 50 t x π − mm,trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây. Bước sóng là A. 0,1m λ = B. 50cm λ = C. 8mm λ = D. 1m λ = Câu 10. Tại một điểm A nằm cách nguồn âm N (Nguồn điểm )một khoảng NA = 1 m, có mức cường độ âm là L A = 90 dB. Biết ngưỡng nghe của âm đó là I 0 = 0,1n W/m 2 . Cường độ của âm đó tại A là: A. I A = 0,1 nW/m 2 . B. I A = 0,1 mW/m 2 . C. I A = 0,1 W/m 2 . D. I A = 0,1 GW/m 2 . PHẦN III : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. LÝ THUYẾT VÀ CÁC CÔNG THỨC CẦN NHỚ 1- Đại cương về dòng điện xoay chiều ( DĐXC ) - KN Dòng điện xoay chiều: 0 os( ) i i I c t ω ϕ = + ( nêu rõ tên, đơn vị các đại lượng có mặt trong BT) với 2 2 f T π ω π = = . - Nguyên tắc tạo ra DĐXC : Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ + Từ thông qua cuộn dây : Φ = NBScos ωt + Suất điện động cảm ứng: 0 0 sin sin , d e NBS t E t E NBS dt φ ω ω ω ω = − = = = + Cuộn dây khép kín có điện trở R Cường độ dòng điện cảm ứng : 0 0 sin sin , . NBS NBS i t I t I R R ω ω ω ω = = = - Các giá trị hiệu dụng: + Cường độ hiệu dụng : ( ĐN, BT ) 0 2 I I = ( Giá trị HD) = ( Giá trị cực đại) : 2 + Điện áp hiệu dụng : 0 2 U U = + Suất điện động hiệu dụng : 0 2 E E = + Lưu ý : Các số liệu ghi trên các thiết bị điện đều là các giá trị hiệu dụng Pham C ông Đ ức - 7 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên ." 2- Đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có R, L, C và có RLC mắc nối tiếp. Cộng hưởng điện a) Đoạn mạch xoay chiều chỉ có R, L, C Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần Đoạn mạch chỉ có một tụ điện Sơ đồ mạch Đặc điểm - Điện trở R ( Ω ) - i cùng pha với u. 0 os 2 osi I c t I c t ω ω = = 0 os 2 osu U c t U c t ω ω = = - Cảm kháng:( Ω ) L Z L 2 fL= ω = π - u sớm pha 2 π so với i ( i trễ pha 2 π so với u) . 0 os 2 osi I c t I c t ω ω = = 2 os( ) 2 u U c t π ω = + - Ý nghĩa của L: + L lớn DĐXC bị cản trở nhiều + có t/d làm i trễ pha 2 π so với u - Dung kháng:( Ω ) C 1 1 Z C 2 fC = = ω π - u trễ pha 2 π so với i ( i sớm pha 2 π so với u) . 0 os 2 osi I c t I c t ω ω = = 2 os( ) 2 u U c t π ω = − - Ý nghĩa của C: + C lớn DĐXC bị cản trở ít +có t/d làm i sớm pha 2 π so với u ĐL Ôm 0 0 U U I I R R = ⇔ = L U I Z = C U I Z = b) Mạch có R,L, C mắc nối tiếp. Cộng hưởng điện - Định luật Ôm: U I Z = *Tổng trở: ( ) 2 2 L C Z R Z Z= + − ( Ω ) *Cảm kháng: 2 L Z L L f ω π = = ( Ω ) L : độ tự cảm của cuộn dây (Henri:H) *Dung kháng: 1 1 2 C Z C C f ω π = = ( Ω ) C : Điện dung của tụ điện (Fara :F) - Điện áp hiệu dụng: 2 2 ( ) R L C U U U U= + − + U R = I.R : Điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở + U L = I.Z L : Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây + U C = I.Z C : Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện - Độ lệch pha giữa u và i: 2 os( ) u u U c t ω ϕ = + ; 2 os( ) i i I c t ω ϕ = + u i ϕ ϕ ϕ = − ; L C L C R Z Z U U tg R U ϕ − − = = ◦ L C u i Z Z ϕ ϕ > ⇔ > : ⇒ ϕ >0 :u sớm hơn i ◦ L C u i Z Z ϕ ϕ < ⇔ < : ⇒ ϕ < 0: u trể so với i ◦ L C u i Z Z ϕ ϕ = ⇔ = : ⇒ ϕ = 0 :u cùng pha với i - Cộng hưởng điện ( axm I I= ) Điều kiện : L C Z Z= ( LC 2 ω =1) 2- Công suất DĐXC. Hệ số công suất Pham C ông Đ ức - 8 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên ." R A B C A B L, r = 0 A B R B CL A a) Công suất DĐXC * Biểu thức của công suất ( công suất tức thời ) Điện áp tức thời 2 osu U c t ω = ; cường độ dòng điện tức thời 2 os( )i I c t ω ϕ = + Công suất tức thời: p = ui = UI cosφ + UI cos (2ωt + φ ) NX: Công suất tức thời biến thiên tuần hoàn với tần số góc 2ω, tần số 2f, chu kỳ T/2. * Công suất TB : osP UIc ϕ = * Điện năng tiêu thụ của mạch điện: W = P.t b) Hệ số công suất (RLC): 2 2 R os = Z 1 ( ) R U R c U R L C ϕ ω ω = = + + ( 0 ≤ cos ϕ ≤ 1) 2 osP UIc RI ϕ = = 4. Máy biến áp. Truyền tải điện năng a) Máy biến áp lý tưởng - ĐN: (………….) - Cấu tạo và nguyên tắc của MBA ( …………) Công thức: 1 1 2 2 2 1 U N I U N I = = + Nếu N 1 >N 2 thì U 1 >U 2 : Máy hạ áp. + Nếu N1<N2 thì U 1 <U 2 : Máy tăng áp. - Ứng dụng của MBA: Truyền tải điện năng, nấu chảy KL, hàn điện. b) Truyền tải điện năng 2 2 2 hp phat phat r P rI P U = = (W) Để giảm P hp : Giảm r hoặc tăng U phát + Giảm r: Tốn kém, không thực hiện được + Tăng U phát : Có hiệu quả rõ rệt U phát tăng 10 lần, thì P hp giảm 100 lần, được thực hiện nhờ MBA dễ chế tạo, hiệu quả kinh tế cao. 5. Máy phát điện xoay chiều a) Máy phát điện xoay chiều một pha - NTHĐ: Dựa trên HT cảm ứng điện từ - Cấu tạo: Phần cảm ( ……… ) , phần ứng ( …………….) - Tần số: .f n p= ( n:số vòng quay/giây, p:số cặp cực nam châm) b) Máy phát điện xoay chiều ba pha - Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động - Cách mắc mạch ba pha: + Mắc hình tam giác + Mắc hình sao: 3. d p U U= U d : Điện áp giữa hai dây pha U p : Điện áp giữa dây pha và dây trung hoà - Dòng ba pha: Là hệ 3 DĐXC hình sin có cùng tần số, lệch pha với nhau 2π/3 từng đôi một, nếu các tải là đối Xứng thì 3 DĐ này có cùng biên độ. - Những ưu việt của dòng 3 pha: tiết kiệm dây dẫn ; cung cấp điện cho các động cơ 3 pha… 6. Động cơ không đồng bộ 3 pha - Nguyên tắc HĐ: Khung dây dẫn dặt trong từ trường quay sẽ quay theo từ trường đó với tốc độ góc nhở hơn ( dựa trên HT cảm ứng điện từ bằng cách sử dụng từ trường quay ) - Cấu tạo: Gồm 2 bộ phận chính: Rôto( ……….) và Stato ( …………) 7. Thực hành: Khảo sát đoạn mạch RLC nối tiếp. * Xác định r, L, C - Biết R , Đo U R , U NP , U MP , U C , U MQ - Ta có R U I R = , Pham C ông Đ ức - 9 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên ." r/2 r/2 U phát Nhà máy điện Nơi tiêu thụ f = 50 Hz R Q CL,r M N P - U L = I. Z L = I. 2πf. L 2 L R RU L fU π ⇒ = - U r = Ir => . r r R U RU r I U = = - U C = I. Z C = 2 . I f C π => C = .2 . .2 R C C UI U f RU f π π = II. BÀI TẬP Loại 1 : Đại cương về dòng điện xoay chiều - Cho biểu thức điện áp tức thời 2 os( ) u u U c t ω ϕ = + hoặc dòng điện tức thời 2 os( ) i i I c t ω ϕ = + xác định các đại lượng có liên quan : ω ( f, T ), U, I, U 0 , I 0 , độ lệch pha giữa u và i u i ϕ ϕ ϕ = − …… - Biết giá trị của điện áp định mức và công suất định mức của một bóng đèn ( được ghi trên đèn), xác định Rđ , Iđ, Điện năng tiêu thụ W trong khoảng thời gian t - Viết các biểu thức của từ thông, suất điện động cảm ứng, dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn quay đều trong từ trường. Bài tập ví dụ 1 - Điện áp tức thời giữa hai đầu của một đoạn mạch xoay chiều là 110 2 os100 ( )u c t V π = a- Xác định tần số, chu kỳ của DĐXC trong mạch; Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch. b- Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời biết cường độ hiệu dụng là 5 A và i sớm pha π/2 so với u. c- Một bóng đèn có ghi 110V - 100W sử dụng điện áp xoay chiều nói trên. Xác định - Điện trở của đèn. - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đèn. - Điện năng tiêu thụ của đèn trong nửa giờ - Mắc nối tiếp với đèn một điện trở R, đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều 120 2 os100 ( )u c t V π = để đèn sáng bình thường, R phải có giá trị là bao nhiêu. 2- Một cuộn dây gồm 50 vòng, diện tích mỗi vòng dây 250cm 2 , Đặt trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng cuộn dây; B = 0,4T. Cuộn dây quay đều quanh một trục vuông góc với B ur với tốc độ 20vòng/ giây. a- Viết biểu thức của từ thông qua cuôn dây. b- Viết biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuôn dây. CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU RLC ( loại 2, 3, 4 ) Loại 2 : Tính tổng trở, cường độ dòng điện và điện áp. Cộng hưởng điện Lưu ý : Khi sử dụng các CT ở mục I - Nếu đoạn mạch không có đủ cả 3 phần tử R, L, C thì phần tử thiếu có giá trị bằng 0. - Nếu đoạn mạch có nhiều phần tử nối tiếp thì giá trị các điện trở trong công thức theo cấu tạo là tổng các điện trở : R = R 1 + R 2 + + R n . Z L = Z L1 + Z L2 + + Z Ln . Z C = Z C1 + Z C2 + + Z Cn . - Nếu cuộn dây có điện trở hoạt động r coi cuộn dây tương đương với đm gồm cuộn thuần cảm nối tiếp với điện trở thuần r. Tổng trở: ( ) 2 2 ( ) L C Z R r Z Z= + + − ( Ω ) - Các giá trị chỉ của vôn kế và ampe kế là các giá trị hiệu dụng. - Trường hợp trong mạch có cộng hưởng ĐK : Z L = Z C => LC 2 ω =1 => 1 LC ω = ; 2 1 L C ω = ; 2 1 C L ω = Dấu hiệu nhận Biết : + min axm U Z R I R ⇔ = ⇒ = , max max os 1C P UI ϕ = ⇔ = + 0 ϕ ⇔ = ⇔ u cùng pha i ( u L vuông pha với u hoặc u C vuông pha với u ) Loại 3 : Độ lệch pha. Lập biểu thức của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều Các vấn đề cần lưu ý - Độ lệch pha gữa u và i : u i ϕ ϕ ϕ = − ; L C L C R Z Z U U tg R U ϕ − − = = - TH biết BT của i : 2 os( ) i i I c t ω ϕ = + + BT của u: 2 os( ) i u U c t ω ϕ ϕ = + + 2 os( ) u U c t ω ϕ = + , u i ϕ ϕ ϕ = + + BT của u R : 2 os( ) R R i u U c t ω ϕ = + Pham C ông Đ ức - 10 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên ." [...]... công suất bằng bao nhiêu ? Với U0 = PHẦN V: SÓNG ÁNH SÁNG I- LÝ THUYẾT 1) - Tán sắc ánh sáng Thí nghiệm của Niu tơn về sự tán sắc ánh sáng: Hiện tượng, kết qủa, những kết luận rút ra qua TN Bản chất của ánh sáng trắng, ánh sáng đơn sắc Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng: Do chiết suất của các chất trong suốt biến thiên theo màu sắc ánh sáng và tăng dần từ đỏ đến tím - Ứng dụng của tán sắc ánh... gọi là hiện tượng: A Giao thoa ánh sáng B Tán sắc ánh sáng C Khúc xạ ánh sáng D Nhiễu xạ ánh sáng Câu21: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng Khoảng cách giữa hai khe bằng 1 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m Chiếu hai khe bằng ánh sáng có bước sóng λ , người ta đo được khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng bậc 4 là 4,5 mm Bước sóng λ của ánh sáng đơn sắc là: B 0,7778 µm A... suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là đại lượng: A không đổi, có giá trị như nhau đối với tất cả ánh sáng màu từ đỏ đến tím B thay đổi, chiết suất là lớn nhất đối với ánh sáng đỏ và nhỏ nhất đối với ánh sáng tím C thay đổi, chiết suất là lớn nhất đối với ánh sáng tím và nhỏ nhất đối với ánh sáng đỏ B thay đổi, chiết suất là lớn nhất đối với ánh sáng lục và nhỏ đối với các ánh sáng khác Câu38:Chiếu... nhiều nhất C Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi qua lăng kính D Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Câu 21: Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nào không thuộc tính chất sóng của ánh sáng ? A Hiện tượng phát quang B Hiện tượng tán sắc C Hiện tượng giao thoa D Hiện tượng nhiễu xạ Câu 22: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng... của tán sắc ánh sáng: Cầu vồng, máy quang phổ lăng kính 2) Giao thoa ánh sáng a) Nhiễu xạ ánh sáng: Hiện tượng, kết luận về bản chất sóng của as qua hiện tượng này.(Mỗi chùm sáng coi như một sóng có bước sóng xác định) b) Giao thoa ánh sáng: - Thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng: Sơ đồ TN, kết quả TN,bản chất của giao thoa, giải thích hiện tượng - Các công thức xác định vị trí vân sáng, vân tối, khoảng... chiếu bởi ánh sáng trắng có bước sóng 0,4µm ≤ λ ≤ 0,75µm Tại M cách vân sáng trung tâm 9 mm có những vân sáng của ánh sáng đơn sắc nào nằm trùng nhau? Giải; 1) Tính λ1 Từ vân sáng trung tâm đến vân sáng thứ 5 có 5 khoảng vân 5i = 2mm Vậy i = 0,4mm ⇒ λ1 = 2) Số vị trí trong đó vân sáng của hệ hai vân trùng nhau Vân sáng trung tâm của hệ hai vân trùng nhau tại O Xét về một phía của O: Vân sáng của hệ... vị trí vân sáng, vân tối, khoảng vân - Ứng dụng của giao thoa ánh sáng: Đo bước sóng ánh sáng - Điều kiện về giao thoa ánh sáng Kết luận: Giao thoa và nhiễu xạ là những bằng chứng thực nghiệm chứng tỏ ánh sáng có bản chất sóng Pham C ông Đ ức - 14 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên " 3) Các loại quang phổ: - Máy quang phổ lăng kính: Cấu tạo, công dụng và hoạt động của các bộ phận cơ bản trong máy quang phổ... tính chất của sóng điện từ Pham C ông Đ ức - 33 - "Cuộc đời đâu dễ lãng quên " A Sóng điện từ truyền được cả trong chân không B Khi truyền, sóng điện từ không mang theo năng lượng   C Khi sóng điện từ lan truyền, các vectơ E và B luôn vuông góc nhau D Vận tốc truyền của sóng điện từ bằng vận tốc ánh sáng trong chân không Câu20: Chiếu một tia sáng qua lăng kính Tia sáng sẽ tách ra thành chùm tia có... lan truyền trong chân không C Sóng điện từ là sóng ngang và có thể lan truyền trong mọi môi trường kể cả chân không D Sóng điện từ chỉ lan truyền trong chất khí và bị phản xạ từ các mặt phẳng kim loại Câu 20: Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về hiện tượng tán sắc ánh sáng ? A Chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau B Khi chiếu chùm sáng trắng qua lăng kính,... Bài 2 Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Iâng cách nhau 3mm, cách màn hứng vân 3m 1) Chiếu hai khe bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 , người ta đo được khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng thứ 5 là 2mm Tìm λ1 2) Bây giờ chiếu vào hai khe bởi hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 và λ 2 = 0,5µm Hỏi trên màn E có mấy vị trí tại đó vân sáng của hệ hai vân trùng nhau? Biết bề . sung cho mạch một năng lượng có công suất bằng bao nhiêu ? PHẦN V: SÓNG ÁNH SÁNG. I- LÝ THUYẾT 1) Tán sắc ánh sáng - Thí nghiệm của Niu tơn về sự tán sắc ánh sáng: Hiện tượng, kết qủa, những kết. qua TN. - Bản chất của ánh sáng trắng, ánh sáng đơn sắc. - Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng: Do chiết suất của các chất trong suốt biến thiên theo màu sắc ánh sáng và tăng dần từ đỏ. giao thoa ánh sáng: Đo bước sóng ánh sáng. - Điều kiện về giao thoa ánh sáng. Kết luận: Giao thoa và nhiễu xạ là những bằng chứng thực nghiệm chứng tỏ ánh sáng có bản chất sóng. Pham C ông Đ ức