SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN: 1. Họ và tên : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN. 2. Ngày tháng năm sinh: 06 tháng 4 năm 1958 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: 25541 Khu phố I, Phường Long Bình Tân , Thành phố Biên Hoà, Tỉnh Đồng Nai 5. Điện thoại: CQ: 0613.834289; ĐTDĐ:0903124832. 6. Chức vụ: Tổ trưởng tổ Vật lý – Công nghệ. 7. Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh, Thành phố Biên Hoà, Tỉnh Đồng Nai. II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO: Học vị: Đại học. Năm nhận bằng: 1978 Chuyên ngành đào tạo: Vật lý. III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC Năm 2004: đề tài: “Thí nghiệm sóng dừng trên dây.”giải nhì thi đồ dùng dạy học do Sở giáo dục đào tạo tổ chức. Năm 2005: chuyên đề “ Tìm cực trị bằng bất đẳng thức Bunhiacopxki” Năm 2006: chuyên đề “ Bài toán mạch cầu trở” ( cùng với Nguyễn Thùy Dương tổ Vật lý thực hiện). Năm 2007: chuyên đề “ Bài toán mạch đèn”. Năm 2008: chuyên đề “Phương pháp đồ thị giải bài toán vật lý”. Năm 2009: chuyên đề “Phân loại và cách giải các dạng bài toán mạch điện xoay chiều, thiết bị điện”. Năm 2010: chuyên đề “Phân loại và cách giải các dạng toán về tính chất sóng ánh sáng”. Năm 2011: chuyên đề “Phân loại và cách giải các dạng toán về Vật lý hạt nhân nguyên tử”. Năm 2012: chuyên đề “Một số cách giải dạng toán cưc trị”. Năm 2013: chuyên đề “Phân loại và cách giải các dạng toán về lượng tử ánh sáng”. Năm 2014: chuyên đề “Sử dụng dạng chính tắc của hàm Hypecbol để giải toán giao thoa sóng cơ „ A LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI : Do có tính thực tiễn, nên bộ môn Vật lý phổ thông là môn học có tính hấp dẫn. Tuy vậy, Vật lý là một môn học khó vì cơ sở của nó là toán học. Bài tập vật lý rất đa dạng và phong phú. Trong phân phối chương trình số tiết bài tâp lại hơi ít so với nhu cầu cần củng cố kiến thức cho học sinh. Chính vì thế, người Thầy cần phải đưa ra những phương pháp tốt nhất nhằm tạo cho học sinh có thể tiếp cận nhanh chóng kiến thức của chuyên đề, từ đó hiểu và vận dụng kiến thức của chuyên đề, tạo nên niềm say mê yêu thích môn học Vật lý. Việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn cách giải là việc làm rất cần thiết, rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn đã nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải và từ đó có thể phát triển hướng tìm tòi lời giải mới cho các dạng bài tương tự. Trong yêu cầu về đổi mới giáo dục về việc đánh giá học sinh bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan thì khi học sinh nắm được các dạng bài và phương pháp giải chúng sẽ giúp cho học sinh nhanh chóng trả được bài. Trong chương trình Vật lý lớp12, bài tập về dao động và sóng điện từ là đa dạng, khó, trừu tượng. Qua những năm đứng lớp tôi nhận thấy học sinh thường rất lúng túng trong việc tìm cách giải các dạng bài tập toán này. Xuất phát từ thực trạng trên, qua kinh nghiệm giảng dạy, tôi đã chọn đề tài: “PHÂN LOẠI VÀ CÁCH GIẢI CÁC DẠNG TOÁN VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ” Đề tài này nhằm giúp học sinh khắc sâu những kiến thức lí thuyết qua một hệ thống bài tập và phương pháp giải chúng, giúp các em có thể nắm được cách giải và từ đó chủ động vận dụng các cách giải để có thể nhanh chóng giải các bài toán trắc nghiệm cũng như các bài toán tự luận về dao động điện từ và sóng điện từ.
SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN: 1. Họ và tên : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN. 1 S GIÁO D C VÀ ÀO T O NG NAIỞ Ụ Đ Ạ ĐỒ TR NG THPT NGUY N H U C NHƯỜ Ễ Ữ Ả Mã s : ố S NG KI N KINH NGHI MÁ Ế Ệ PH N LO I V C CH GI I Â Ạ À Á Ả C C D NG TO N VÁ Ạ Á Ề DAO NG I N T V SÓNG I N TĐỘ Đ Ệ Ừ À Đ Ệ Ừ Ng i th c hi n: ườ ự ệ NGUY N TR NG S NỄ ƯỜ Ơ L nh v c nghiên c u: ĩ ự ứ - Qu n lý giáo d c ả ụ - Ph ng pháp d y h c b môn: V t lý ươ ạ ọ ộ ậ - L nh v c khác: ĩ ự Có ính kèm: đ Các s n ph m không th hi n trong b n in SKKNả ẩ ể ệ ả Mô hình a CD (DVD) Đĩ Phim nhả Hi n v t khácệ ậ 2. Ngày tháng năm sinh: 06 tháng 4 năm 1958 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: 255/41 Khu phố I, Phường Long Bình Tân , Thành phố Biên Hoà, Tỉnh Đồng Nai 5. Điện thoại: CQ: 0613.834289; ĐTDĐ:0903124832. 6. Chức vụ: Tổ trưởng tổ Vật lý – Công nghệ. 7. Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh, Thành phố Biên Hoà, Tỉnh Đồng Nai. II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO: - Học vị: Đại học. - Năm nhận bằng: 1978 - Chuyên ngành đào tạo: Vật lý. III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC * Năm 2004: đề tài: “Thí nghiệm sóng dừng trên dây.”giải nhì thi đồ dùng dạy học do Sở giáo dục đào tạo tổ chức. * Năm 2005: chuyên đề “ Tìm cực trị bằng bất đẳng thức Bunhiacopxki” * Năm 2006: chuyên đề “ Bài toán mạch cầu trở” ( cùng với Nguyễn Thùy Dương tổ Vật lý thực hiện). * Năm 2007: chuyên đề “ Bài toán mạch đèn”. * Năm 2008: chuyên đề “Phương pháp đồ thị giải bài toán vật lý”. * Năm 2009: chuyên đề “Phân loại và cách giải các dạng bài toán mạch điện xoay chiều, thiết bị điện”. * Năm 2010: chuyên đề “Phân loại và cách giải các dạng toán về tính chất sóng ánh sáng”. * Năm 2011: chuyên đề “Phân loại và cách giải các dạng toán về Vật lý hạt nhân nguyên tử”. * Năm 2012: chuyên đề “Một số cách giải dạng toán cưc trị”. * Năm 2013: chuyên đề “Phân loại và cách giải các dạng toán về lượng tử ánh sáng”. * Năm 2014: chuyên đề “Sử dụng dạng chính tắc của hàm Hypecbol để giải toán giao thoa sóng cơ „ A- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI : Do có tính thực tiễn, nên bộ môn Vật lý phổ thông là môn học có tính hấp dẫn. Tuy vậy, Vật lý là một môn học khó vì cơ sở của nó là toán học. Bài tập vật lý rất đa dạng và phong phú. Trong phân phối chương trình số tiết bài tâp lại hơi ít so với nhu cầu cần củng cố kiến thức cho học sinh. Chính vì thế, người Thầy cần phải đưa ra những phương pháp tốt nhất nhằm tạo cho học sinh có thể tiếp cận nhanh chóng kiến thức của chuyên đề, từ đó hiểu và vận dụng kiến thức của chuyên đề, tạo nên niềm say mê yêu thích môn học Vật lý. Việc 2 TÓM TẮT : Chuyên đề đưa ra việc phân loại và nêu các cách giải các dạng toán về dao động điện từ và sóng điện từ, cùng những bài tập minh họa cơ bản , hay và khó khá đa dạng cả hình thức tự luận và hình thức trắc nghiệm . S NG KI N KINH NGHI MÁ Ế Ệ PH N LO I V C CH GI I Â Ạ À Á Ả C C D NG TO N VÁ Ạ Á Ề DAO NG I N T V SÓNG I NĐỘ Đ Ệ Ừ À Đ Ệ phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn cách giải là việc làm rất cần thiết, rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn đã nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải và từ đó có thể phát triển hướng tìm tòi lời giải mới cho các dạng bài tương tự. Trong yêu cầu về đổi mới giáo dục về việc đánh giá học sinh bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan thì khi học sinh nắm được các dạng bài và phương pháp giải chúng sẽ giúp cho học sinh nhanh chóng trả được bài. Trong chương trình Vật lý lớp12, bài tập về dao động và sóng điện từ là đa dạng, khó, trừu tượng. Qua những năm đứng lớp tôi nhận thấy học sinh thường rất lúng túng trong việc tìm cách giải các dạng bài tập toán này. Xuất phát từ thực trạng trên, qua kinh nghiệm giảng dạy, tôi đã chọn đề tài: “PHÂN LOẠI VÀ CÁCH GIẢI CÁC DẠNG TOÁN VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ” Đề tài này nhằm giúp học sinh khắc sâu những kiến thức lí thuyết qua một hệ thống bài tập và phương pháp giải chúng, giúp các em có thể nắm được cách giải và từ đó chủ động vận dụng các cách giải để có thể nhanh chóng giải các bài toán trắc nghiệm cũng như các bài toán tự luận về dao động điện từ và sóng điện từ. B.CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN Đề tài:“phân loại và cách giải các dạng toán về dao động điện từ và sóng điện từ ” . Hiện tại cũng có một số sách tham khảo và một số bài trên trang mạng giáo dục có trình bày về vấn đề này ở các góc độ khác nhau. Nhưng nói chung còn đơn giản, sơ sài ; việc đưa ra cách giải cho các dạng bài càng không cụ thể, rõ ràng. Với giáo viên việc tham khảo giúp cho việc dạy thì có thể áp dụng được. Nhưng để cho học sinh tự học tham khảo các tài liệu này thì không có hiệu quả, mà có khi đã rối lại thêm rối hơn. Chuyên đề này, tôi trình bày một cách đầy đủ việc phân loại các dạng bài tập một cách chi tiết và hướng dẫn cách giải có tính hệ thống , rõ ràng cả về ý nghĩa vật lý, cả về phương diện toán học. Cùng với những nhận xét và chú ý, mong giúp các em nắm sâu sắc ý nghĩa vật lý các vấn đề liên quan, nắm được các dạng bài và cách giải chúng . Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn đã nắm được các dạng bài tập nắm được phương pháp giải và từ đó có thể tự lực vận dụng vào giải các bài tập của chuyên đề dao động điện từ và sóng điện từ . Học sinh có thể phát triển hướng tìm tòi lời giải mới cho các bài tương tự. GIỚI HẠN NỘI DUNG: CHUYÊN ĐỀ GỒM 4 PHẦN: I. Phân loại các dạng bài tập dao động điện từ và sóng điện từ . II. Cách giải các dạng bài tập dao động điện từ và sóng điện từ. III.Các bài tập với lời giải minh họa . IV. Một số bài tập hay và khó. * PHẠM VI ÁP DỤNG: - Chuyên đề này áp dụng cho chương: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ, cho cả chương trình Vật lý lớp 12 cơ bản và cho cả chương trình Vật lý lớp 12 nâng cao. - Chuyên đề này áp dụng rất tốt cho cả luyện thi tốt nghiệp và luyện thi đại học, cao đẳng của kỳ thi quốc gia tốt nghiệp trung học phổ thông. Ở đây tôi có những bài tập minh họa từ 3 cơ bản đến các bài tập hay và khó cho các đổi tượng có nhu cầu học hỏi tìm tòi mức độ khác nhau. - Tài liệu này cũng rất có ích cho cả Thầy Cô khi giảng dạy chuyên đề dao động điện từ và sóng điện từ . C.TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI PHÂN LOẠI VÀ CÁCH GIẢI CÁC DẠNG TOÁN VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ Nội dung đề tài thực hiện gồm 4 phần: Phần 1. Phân loại các dạng bài toán trong phạm vi chuyên đề Dao động điện từ và sóng điện từ : Tôi chia thành 4 chủ đề: Chủ đề 1: Chu kỳ riêng và tần số riêng của mạch dao động. Chủ đề 2: Năng lượng của mạch dao động. Chủ đề 3: Quan hệ hiêu điện thế và cường độ dòng điện trong mạch. Chủ đề 4: Điện từ trường, sóng điện từ và truyền sóng điện từ. Các dạng toán gồm có 15 dạng bài toán. Trong đó có dạng bài toán còn được chia thành các tiểu mục cụ thể hơn. Phần 2. Cách giải của các dạng bài toán trên bao gồm cơ sở lý thuyết và đưa ra cách giải dạng toán đó. Có dạng được cụ thể là các bước giải, viết tắt B1, B2, B3…. Có dạng đưa ra hướng dẫn giải và cụ thể trong các ví dụ minh họa. Ở đây tôi đưa ra phần cách giải cho từng dạng bài trong một phần chung, sau đó tới phần minh họa. Tôi muốn khi xem đọc giả có cái nhìn tổng quan chung cho 15 dạng toán của 4 chủ đề. Nhất là khi cần ôn chớp nhoáng trước khi vào làm thi. Phần 3. Phần này giới thiệu một số lời giải minh họa cho tất cả các dạng toán, từ cơ bản đến hay và khó. Phần này thấy rõ hơn các góc cạnh của các dạng toán chuyên đề dao động điện từ và sóng điện từ. Nắm được cách giải của các dạng bài toán, các em học sinh sẽ tự tin hơn khi đi tìm hiểu hiện tượng rất trừu tượng mà rất gần gũi: dao động điện từ và sóng điện từ. Cũng từ cơ sở đó các em sáng tạo tự lực phát triển tư duy tìm nhữg cách giải hay khác. Phần 4. Phần này luyện tập gồm các bài trắc nghiệm. Học sinh sẽ tìm thấy các bài tập trên các bài trên báo mạng trong các sách tham khảo. Khi giải quyết được từng bài, từng dạng bài, nếu khó khăn gì thì hãy lật mở phần 2 và phần 3 trên nắm lại cách giải. Tất nhiên có bài tập tương tự để luyện phương pháp. Nhưng có những bài phải đổ mồ hôi, sáng tạo hơn mới giải quyết được. Và ta lại thấy dao động điện từ và sóng điện từ gần ta hơn, rõ ràng hơn. I. PHÂN LOẠI CÁC DẠNG TOÁN Chủ đề 1: Chu kỳ riêng và tần số riêng của mạch dao động. Dạng bài 1: Mối liên hệ tần số góc riêng, tần số riêng, chu kỳ riêng và đặc tính L, C của mạch dao động LC. - Dạng 1a: Tìm tần số góc riêng, tần số riêng, chu kỳ riêng theo đặc tính độ tự cảm L và điện dung tụ điện C của mạch LC. 4 - Dạng 1b: Tìm độ tự cảm L hay tìm điện dung tụ điện C khi biết chu kỳ riêng, tần số riêng T, f của mạch LC. Dạng bài 2: Cho biết biên độ 0 Q , 0 I tìm chu kì riêng T, tần số riêng f của mạch LC và ngược lại. Dạng bài 3: Tìm chu kì riêng T, tần số riêng f của mạch có ghép tụ điện hay ghép cuộn cảm. - Dạng 3a. Cho mạch gồm L và bộ tụ ghép. - Dạng 3b. Cho mạch gồm C và bộ cuộn cảm ghép. - Dạng 3c. Cho f 1 , T 1 của mạch C 1 và L và cho f 2 , T 2 của mạch C 2 và L. Tìm f hệ , T hê của mạch L và bộ tụ ghép. - Dạng 3d. Cho f 1 , T 1 của mạch C và L 1 và cho f 2 , T 2 của mạch C và L 2 . Tìm f hệ , T hê của mạch C và bộ cuộn cảm ghép. Dạng bài 4: Cho ω nt , f nt của mạch ghép nối tiếp L hay C và cho ω ss , f ss của mạch ghép song song L hay C, tìm f 1 của mạch L, C 1 và f 2 của mạch L, C 2 . -Dạng 4a: Cho ω nt , f nt của mạch (L và C 1 nối tiếp C 2 ) và cho ω ss , f ss của mạch (L và C 1 song song C 2 ), tìm f 1 của mạch L, C 1 và f 2 của mạch L và C 2 . -Dạng 4b:Cho ω nt , f nt của mạch (C và L 1 nối tiếp L 2 ) và cho ω ss , f ss của mạch (C và L 1 song songL 2 ), tìm ω 1 ,f 1 của mạch C và L 1 và ω 2 ,f 2 của mạch C và L 2 . Chủ đề 2: Năng lượng của mạch dao động. Dạng bài 5: Các dạng năng lượng của mạch dao động. Dạng bài 6: Cho giá trị năng lượng điện từ, tìm các giá trị tức thời q, u, i của mạch dao động. Dạng bài 7: Mạch dao động có điện trở thuần. Dạng bài 8: Khảo sát sự biến thiên tuần hoàn của giá trị tức thời của các dạng năng lượng của mạch dao động theo thời gian. Chủ đề 3: Quan hệ điện tích, hiêu điện thế và cường độ dòng điện trong mạch dao động LC. Dạng bài 9 : Tìm các giá trị tức thời u(t), q(t), i(t) theo các hệ thức độc lập. Dạng bài 10: Viết biểu thức điện tích của một bản tụ q(t), điện áp giữa 2 bản tụ u(t), suy ra biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm ( ) ti và ngược lại. Dạng bài 11: Tìm thời điểm hay khoảng thời gian xảy ra biến thiên của q, u, i trong mạch dao động. Chủ đề 4 : Điện từ trường, sóng điện từ và truyền sóng điện từ. Dạng bài 12: Bài toán liên quan tới tính chất của điện từ trường, sóng điện từ. Dạngbài 13: Các bài toán liên quan tới thu phát sóng điện từ. Mối liên hệ giữa sóng cần phát hay thu và cấu trúc mạch LC. Dạngbài 14: Mạch LC trong máy phát hay thu sóng điện từ có tụ điện xoay ( tụ biến thiên). Dạng bài 15: Các bài toán về chuyển động trong sự truyền sóng điện từ. II. CÁCH GIẢI CÁC DẠNG TOÁN 5 Chủ đề 1: Chu kỳ riêng và tần số riêng của mạch dao động Dạng bài 1:Tìm tần số góc riêng, tần số riêng, chu kỳ riêng của mạch LC -Cho độ tự cảm của cuộn cảm L và điện dung tụ điện C tính tần số góc ω, - + C L Sơ đồ mạch dao động LC tần số f và chu kì T của dao động riêng của mạch LC theo các công thức: 1 1 ; ; 2 2 f T LC LC LC w p p = = = (1a) -Bài toán ngược cho T hay f biết L tìm C , hay biết C tìm L: 22 Lf4 1 C π = hay 2 2 1 4 . L C f p = (1b) Chú ý : * Điện dung tụ phẳng 4 . . S C K d e p = (2) với S diện tích đối diện giữa hai bản tụ, d khoảng cách hai bản tụ điện, K hằng số điện K = 9.10 9 Nm 2 /C 2 . * Độ tự cảm cuộn dây 2 7 7 2 . 4 .10 . 4 .10 . . N S L n V l p m p m - - = = (3) với N n l = mật độ dây trên ống, N là tổng số vòng dây, l chiều dài ống dây, S tiết diện ống dây, V thể tích của ống dây, μ độ từ thẩm của lõi ống dây . Dạng bài 2: Cho biết biên độ 0 Q , 0 I tìm chu kì riêng, tần số của mạch LC. Điện tích trên một bản tụ 0 cos( )( )q Q t C w j = + Cường độ dòng điện qua cuộn cảm 0 ' cos( )( ) 2 i q I t A p w j = = + + trong đó 0 0 I Q w = ⇒Tần số góc 0 0 I Q w = , tần số riêng 0 0 2 I f Q p = và chu kỳ riêng của mạch 0 0 2 Q T I p = Dạng bài 3: Tìm chu kì riêng T, tần số riêng f của mạch có ghép tụ hay ghép cuộn cảm LC. - Dạng 3a. Cho mạch gồm L và bộ tụ ghép. + Ghép tụ điện nối tiếp: B1.Tính điện dung bộ tụ 1 2 1 1 1 1 nt n C C C C = + + + . (4) Nếu dùng máy tính CASIO nên viết biểu thức tính điện dung bộ tụ : 1 1 1 1 1 2 ( ) nt n C C C C - - - - = + + + , B2. Tiếp đó áp dụng (1) tính ω, f, T. Chú ý: quan hệ C nt < C 1 , C 2 , ,C n nên khi cần có điện dung của mạch giảm để chu kỳ của mạch giảm đi thì phải ghép tụ nối tiếp. + Ghép tụ điện song song: B1. Tính điện dung bộ C ss = C 1 + C 2 + + C n (5) B2. Tiếp đó áp dụng (1) tính ω, f, T. 6 Chú ý: quan hệ C ss > C 1 , C 2 , , C n nên khi cần có điện dung của mạch tăng lên để chu kỳ của mạch tăng lên thì phải ghép tụ song song. - Dạng 3b. Cho mạch gồm C và bộ cuộn cảm ghép. +Ghép cuộn cảm nối tiếp: B1. Tính độ tự cảm của bộ L nt = L 1 + L 2 + + L n (6) B2. Áp dụng (1) tính ω, f, T. Chú ý: quan hệ L nt > L 1 , L 2 , ,L n nên khi cần có độ tự cảm của mạch tăng lên để chu kỳ của mạch tăng lên thì phải ghép cuộn cảm nối tiếp. + Ghép cuộn cảm song song: B1. Tính độ tự cảm bộ 1 2 1 1 1 1 ss n L L L L = + + + (7) B2. Áp dụng (1) tính ω, f, T. Chú ý: quan hệ L ss < L 1 , L 2 , , L n nên khi cần có độ tự cảm của mạch giảm đi để chu kỳ của mạch giảm đi thì phải ghép cuộn cảm song song. - Dạng 3c . Cho f 1 , T 1 của mạch C 1 và L và cho f 2 , T 2 của mạch C 2 và L, tìm f hệ , T hê của mạch L và bộ tụ ghép. + Ghép tụ điện C 1 và C 2 nối tiếp điện dung của bộ tụ 1 2 1 1 1 nt C C C = + nên 2 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 2 4 f f L C C L C C p p æ ö æ ö ÷ ÷ ç ç ÷ ÷ = + = +Þ ç ç ÷ ÷ ç ç ÷ ÷ ç ç è ø è ø . Suy ra 2 2 2 1 2nt f f f = + 2 2 2 1 2 1 1 1 . nt T T T ⇒ = + (8) + Ghép tụ điện C 1 và C 2 song song điện dung của bộ tụ C ss = C 1 + C 2 nên 2 1 2 2 1 2 1 1 4 ( ) 2 ( ) f L C C f L C C p p = = +Þ + . Suy ra 2 2 2 1 2 1 1 1 ss f f f = + 2 2 2 1 2 . ss T T T ⇒ = + (9) - Dạng 3d . Cho f 1 , T 1 của mạch C và L 1 và Cho f 2 , T 2 của mạch C và L 2 , tìm f hệ , T hê của mạch C và bộ cuộn cảm ghép. + Ghép cuộn cảm nối tiếp: Độ tự cảm bộ L nt = L 1 + L 2 + + L n . nên 2 1 2 2 1 2 1 1 4 ( ) 2 ( ) f C L L f C L L p p = = +Þ + Suy ra 2 2 2 1 2 1 1 1 nt f f f = + 2 2 2 1 2 . nt T T T ⇒ = + (10) + Ghép cuộn cảm song song: Độ tự cảm bộ 1 2 1 1 1 1 ss n L L L L = + + + nên 2 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 2 4 f f C L L C L L p p æ ö æ ö ÷ ÷ ç ç ÷ ÷ = + = +Þ ç ç ÷ ÷ ç ç ÷ ÷ ç ç è ø è ø Suyra 2 2 2 1 2ss f f f = + 2 2 2 1 2 1 1 1 . ss T T T ⇒ = + (11) 7 Dạng bài 4a : Cho ω nt , f nt của mạch (L, C 1 nối tiếp C 2 ) và cho ω ss , f ss của mạch( L, C 1 song song C 2 ), tìm f 1 của mạch(L, C 1 ) và f 2 của mạch(L, C 2 ). * Bài tính tần số góc ω. - Khi mạch L, C 1 và mạch L, C 2 tương ứng có 1 1 1 LC w = ; 2 2 1 LC w = - Khi mạch L và bộ tụ ghép C 1 // C 2 ta có quan hệ : 2 2 2 1 2 1 1 1 ss w w w = + ; - Khi mạch L và bộ tụ ghép C 1 nối tiếp C 2 ta có quan hệ: 2 2 2 1 2 ωωω += nt → Suy ra 2 2 2 1 2 ωωω += nt 2 2 2 1 2 nt w w w + = 2 2 2 1 2 // 2 2 1 2 . w w w w w = + 2 2 2 2 1 2 . . nt ss w w w w = ω 2 1 ; ω 2 2 là nghiệm phương trình bậc hai x 2 - 2 nt ω x+ 2 nt ω . 2 ss ω =0 (12) Cách giải bài tính tần số f (cũng tương tự). - Khi mạch L, C 1 và mạch L, C 2 tương ứng có 1 1 1 2 f LC p = ; 2 2 1 2 f LC p = - Khi mạch L và bộ tụ ghép C 1 // C 2 ta có quan hệ : 2 2 2 1 2 1 1 1 ss f f f = + ; - Khi mạch L và bộ tụ ghép C 1 nối tiếp C 2 ta có quan hệ: 2 2 2 1 2 fff nt += → Suy ra 2 2 2 1 2nt f f f= + 2 2 2 1 2 nt f f f+ = 2 2 2 1 2 // 2 2 1 2 .f f f f f = + 2 2 2 2 1 2 . . nt ss f f f f= 2 2 1 2 àf v f là nghiệm phương trình bậc hai x 2 - 2 nt f x+ 2 nt f . 2 ss f =0 (13) Dạng bài 4b : Cho ω nt , f nt của mạch(C, L 1 nối tiếp L 2 ) và ω ss , f ss của mạch (C, L 1 song song L 2 ) , tìm ω 1 , f 1 của mạch(C, L 1 ) và ω 2 , f 2 của mạch (C,L 2 ) * Bài tần số góc ω. - Khi mạch C, L 1 và mạch C, L 2 tương ứng có 1 1 1 LC w = ; 2 2 1 LC w = - Khi mạch C và bộ cảm ghép L 1 song song L 2 ta có quan hệ: 2 2 2 1 2ss w w w = + ; - Khi mạch C và bộ cảm ghép L 1 nối tiếp L 2 ta có quan hệ : 2 2 2 1 2 1 1 1 nt w w w = + → Suy ra 2 2 2 1 2ss w w w = + ω 2 1 + ω 2 2 = 2 ss ω 2 2 2 1 2 2 2 1 2 . nt w w w w w = + ω 2 1 .ω 2 2 = 2 nt ω . 2 ss ω ω 2 1 ; ω 2 2 là nghiệm phương trình bậc hai x 2 - 2 ss ω x+ 2 nt ω . 2 ss ω =0 (14) 8 Cách giải tương tự với bài toán tần số f . - Khi mạch L, C 1 và mạch L, C 2 tương ứng có 1 1 1 2 f LC p = ; 2 2 1 2 f LC p = - Khi mạch C và bộ cảm ghép L 1 song song L 2 ta có quan hệ : 2 2 2 1 2ss f f f= + ; - Khi mạch C và bộ cảm ghép L 1 nối tiếp L 2 ta có quan hệ: 2 2 2 1 2 1 1 1 nt f f f = + → Suy ra 2 2 2 1 2ss f f f= + 2 2 2 1 2 ss f f f+ = 2 2 2 1 2 2 2 1 2 . nt f f f f f = + 2 2 2 2 1 2 . . nt ss f f f f= 2 2 1 2 àf v f là nghiệm phương trình bậc hai x 2 - 2 ss f x+ 2 nt f . 2 ss f =0 (15) Chủ đề 2: Năng lượng của mạch dao động Dạng bài 5: Các dạng năng lượng của mạch dao động +Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện: W đ = W C = C q 2 2 = 2 2 Cu = . 2 q u (16) +Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm: W t = W L = 2 2 Li (17) +Năng lượng điện từ (là tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường trong mạch dao động):W= W C +W L = C q 2 2 + 2 2 Li = 2 2 Cu + 2 2 Li = . 2 q u + 2 2 Li (18) W= W đ +W t = 2 0 . 2 L I = 2 0 2 Q C = 2 0 . 2 C U = 0 0 . 2 Q U = const (19) Nhận xét: Trong quá trình dao động của mạch có sự chuyển hóa qua lại giữa năng lượng điện và năng lượng từ. Năng lượng điện từ của mạch dao động lý tưởng ( R = 0) được bảo toàn. Dạng bài 6: Cho giá trị năng lượng điện từ, tìm các giá trị tức thời q, u, i của mạch dao động Dạng 6a: Cho mối liên hệ năng lượng điện và năng lượng từ. - Khi W đ = nW t ta có: 0 0 0 ; ; 1 1 1 1 1 I U Q i u q n n n = ± = ± = ± + + + (20) Nếu W t = mW đ ta có: 0 0 0 ; ; 1 1 1 Q U m q u i I m m m = ± = ± = ± + + + (21) Dạng 6b: Vận dụng định luật bảo toàn năng lượng. 2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 . . . 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 L I Q C U Q U q Li Cu Li qu Li W C C = + = + = + = = = = (22) Chú ý: khi khai căn phải lấy hai dấu ±. Quy ước: q > 0 ứng với bản tụ ta xét tích điện dương thì i > 0 ứng với dòng điện chạy đến bản tụ mà ta xét. 9 Dạng bài 7: Mạch dao động có điện trở thuần. - Nếu mạch có điện trở thuần R ≠ 0 thì dao động sẽ tắt dần. Ở đây chỉ xét mất mát năng lượng điện từ do chuyển hóa thành nhiệt năng trên điện trở. Năng lượng điện từ của mạch giảm dần. Chú ý là: Khi đó biên độ Q 0 , I 0 và W năng lượng dao động sẽ giảm dần theo thời gian, nhưng chu kỳ và tần số thì không thay đổi. - Để duy trì dao động điện từ của mạch cần cung cấp cho mạch dao động một năng lượng có công suất P cc bằng phần công suất hao phí do tỏa nhiệt P tn : 2 2 2 2 0 0 0 ( ) . 2 2 2 cc tn I R CU R RCU P P I R L w = = = = = (25) Trong đó: P(W) là công suất hao phí hay công suất cung cấp, I(A) và I 0 (A) là cường độ dòng điện hiệu dụng, cực đại qua mạch, R(Ω) là điện trở của mạch. - Phần năng lượng duy trì dao động điện từ trong một chu kỳ: ∆W=P cc .T (26) - Phần năng lượng duy trì dao động điện từ trong thời gian t: W=P cc .t (26b) Dạng bài 8: Khảo sát về sự biến thiên năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch dao động. +Năng lượng điện trường: 2 2 1 os ( ) (1 cos(2 2 )) 2 2 d q W Wc t W t C = = + = + + ω ϕ ω ϕ (27) +Năng lượng từ trường: 2 2 1 1 W sin ( ) (1 cos(2 2 )) 2 2 t Li W t W t= = + = − + ω ϕ ω ϕ (28) + Năng lượng điện từ của mạch: 2 2 0 0 . 2 2 t d Q L I W W W const C = + = = = (29) Nhận xét quan trọng: - Trong mạch dao động lý tưởng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn, chúng chuyển hóa qua lại lẫn nhau, nhưng tổng của chúng tức năng lượng điện từ không đổi. Năng lượng điện từ bảo toàn. + W đ vàW t biến thiên từ 0 đến giá trị cực đại W tmax =W dmax = 2 0 2 1 LI và ngược lại, quanh giá trị “cân bằng” là 2 0 4 1 LI . + Khoảng thời gian liên tiếp để năng lượng điện trường (hay năng lượng từ trường) có giá trị cực đại là ∆t = T/2 . - Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian: +với tần số góc bằng hai lần tần số góc riêng của mạch ω’=2ω= (30) +với tần số f ’ bằng hai lần tần số dao động riêng f của mạch f’ = 2f (31) +với chu kỳ T’bằng nửa chu kỳ dao động riêng Tcủa mạch T’= = (32) - Khi W đ = W t tương ứng q = ± hoặc i = ± Khoảng thời gian giữa hai 10 LC 2 2 T LC π 2 o Q 2 o I [...]... tn s ca dao ng õm tn Cho tn s súng mang l 800 kHz, tn s ca dao ng õm tn l 1000 Hz Xỏc nh s dao ng ton phn ca dao ng cao tn khi dao ng õm tn thc hiờn c mt dao ng ton phn Hng dn: Thi gian dao ng õm tn thc hin c mt dao ng ton phn: T A = 1/ f A = 10-3 s Thi gian dao ng cao tn thc hin c mt dao ng ton phn T = 1/ f C = 0,125.10-5s C S dao ng ton phn ca dao ng cao tn khi dao ng õm tn thc hiờn c mt dao ng... riờng T v tn s f ca mch dao ng Bi 2.1: Mch LC dao ng iu hũa vi ln cng dũng in cc i l I0 v in tớch cc i trong mch Q0 Tỡm biu thc ỳng v chu k ca mch? A B 2 C 2Q0.I0 D 15 T= I Q 2p w= 0 T = 2p 0 I0 Q0 w vi Hng dn: Ta cú: Bi 2.2: Mt mch dao ng LC lớ tng ang cú dao ng in t t do Bit in tớch cc i ca mt bn t in cú ln l 10-8 C v cng dũng in cc i qua cun cm thun l 62,8 mA Tớnh tn s dao ng in t t do ca mch?... Nh vy ta cú l tn s bin i t 2,52.105Hz n 2,52.106Hz Bi 3.2: Mt mch dao ng gm cun dõy L v t in C Nu dựng t C 1 thỡ tn s dao ng riờng ca mch l 60kHz, nu dựng t C2 thỡ tn s dao ng riờng l 80kHz Hi tn s dao ng riờng ca mch l bao nhiờu nu: a\Hai t C1 v C2 mc song song b\Hai t C1 v C2 mc ni tip Hng dn: 1 1 f = f2= 2 4 LC 2 LC Tn s ca mch dao ng f max = vi b t khỏc nhau ta cú tn s tng ng: 1 1 f12 = f 22... (t): Q = P.t = I2.R.t Bi 7.1: T in ca mch dao ng cú in dung C = 1 àF, ban u c in tớch n hiu in th 100V , sau ú cho mch thc hin dao ng in t tt dn Nng lng mt mỏt ca mch t khi bt u thc hin dao ng n khi dao ng in t tt hn l bao nhiờu? A W = 10 mJ B W = 10 kJ C W = 5 mJ D W = 5 k J Hng dn: Nng lng n lỳc tt hn: P = P = CU = 10-6.1002 = 5.10-3 J = 5 mJ Bi 7.2: Mch dao ng LC cú L= 3mH, dũng in trong mch cú... pha dao ng ú bin thiờn c mt lng l (Pha dao ng bin thiờn c 2 sau thi gian mt T).Vy c sau thi 2 T = 2 4 4 gian nng lng in li bng nng lng t trng T 4 Bi 8.2: Biu thc in tớch ca t trong mt mch dao ng cú dng q = Q0sin( 2.106t ) (C) Xỏc nh thi im u tiờn nng lng t bng nng lng in Hng dn: Vit biu thc in tớch theo hm s cosin q = Q0 cos(2p.106.t - p ) 2 (C) v xem q nh li ca mt vt dao ng iu hũa Pha ban u dao. .. DềNG IN TRONG QU TRèNH MCH DAO NG Dng bi toỏn ny, ta ch cn chỳ ý n cụng thc tớnh nng lng in t ca mch: 1 2 1 2 1 2 1 q2 1 2 1 1 Q02 2 W = Li + Cu = Li + = LI 0 = CU 0 = 2 2 2 2C 2 2 2 C Dng 9: p dng h thc c lp tỡm giỏ tr tc thi in tớch, in ỏp v cng dũng in Kin thc c bn: So sỏnh vi dao ng c v dao ng in t: - Dao ng c dựng h thc x2 + = A2 hay Suy ra v , x x 2 2 + v 2 = V02 v2 2 - Dao ng in t dựng h thc hay... cng chỳ ý vn dng cỏc tớch cht hin tng phn x, khỳc x, giao thoa v nhiu x ca súng in t III BI TP V D MINH HA Ch I: DNG TON MCH DAO NG IN T LC Dng 1:Tớnh tn s, chu k dao ng riờng ca mch dao ng theo L,C Bi 1.1 Nu iu chnh in dung t bin thiờn ca mt mch dao ng tng lờn 4 ln thỡ chu k dao ng riờng ca mch thay i nh th no ( t cm ca cun dõy khụng i)? Hng dn: Cú hai giỏ tr ca in dung: C v C = 4C, tng ng vi hai... thc c bn So sỏnh vi dao ng c: Trong dao ng c, nng lng ca h(c nng) chuyn dn thnh nhit do lc cn ca mụi trng( bng ln ca cụng ca lc cn) Chớnh vỡ vy cú th phi xỏc nh cụng ca lc cn - Khung dõy cú in tr hot ng R Nng lng trong mch dao ng(nng lng in trng) s chuyn dn thnh nhit(do cú R) theo nh lut Jun-Lenxo - Vn m bi toỏn cn gii quyt thụng qua xỏc nh: +Tớnh cng hiu dng ca dũng in trong mch dao ng: I I= 0 2 +... bin thiờn q, u, i trong mch dao ng dng bi ny chỳng ta khai thỏc tớnh bin thiờn iu hũa ca cỏc i lng: q in tớch mt bn t, u hiu in th hai u cun dõy, i cng dũng in v tớnh tng ng gia cỏc i lng dao ng in t v dao ng c hc ta vn dng cỏc cỏch gii nh trong bi toỏn c hc Cỏch gii tỡm thi gian din ra hin tng, thi im ng vi mt trng thỏi no ú, khong thi gian gia hai s kin da vo mi liờn h dao ng iu hũa vi chuyn ng... 5,92.10-9 J) 22 Bi 7.3: Mch dao ng LC cú L = 2.10-5H, C = 2.10-9F, in tr hot ng ca mch l R = 2 Cn cung cp cho mch mt cụng sut bao nhiờu duy trỡ dao ng in t trong mch Bit in ỏp cc i hai u t in l 5V Hng dn: I 1 U 0 C 2,5 2 LI 02 CU 02 L( I 2) 2 CU 02 I= 0 = = 10 A = = 2 2 2 L 2 2 2 2 2 T cụng thc: -Cụng sut duy trỡ dao ng in t trong mch:P=I2R =2,5.10-3W Bi 7.4:Trong mch dao ng LC, cú L = 10 -4H, . t lý ươ ạ ọ ộ ậ - L nh v c khác: ĩ ự Có ính kèm: đ Các s n ph m không th hi n trong b n in SKKN ẩ ể ệ ả Mô hình a CD (DVD) Đĩ Phim nhả Hi n v t khácệ ậ 2. Ngày tháng năm sinh: 06