tổng hợp kiến thức ôn tập vật lí 12 cho thi đại học

Tài liệu tổng hợp kiến thức vật lí 12 cho ôn thi quốc gia từ năm 2016,phù hợp cho ôn thi cấp tốc,ôn luyện hổng kiến thức,cần bổ sung từ cơ bản đến nâng cao,phù hợp để ôn tập từ 68 điểm, tài liệu chuẩn theo bộ và có thể dùng trong giảng dạy và phù hợp với học sinh đang học 12 hoặc học sinh mùa thi cử

Trang 1

{i Hocmai.vn CAM NANG Rn nx , A , TONG HOP KIEN THUC VAT LY 12

Trang 3

Chương: Dao động cơ IHocmai.vn CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA 1 Chu kì, tần số, tần số gĩc: 21 At N ; ` @= 2nf =— T= =f=—- | Với N là số dao động tồn phần 2 Dao động:

a Dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt, gọi là vị trí cân bằng

b Dao động tuần hồn: Sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kì, vật trổ lại vị trí cũ theo hướng cũ

c Dao động điều hịa: là dao động trong đĩ li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian

3 Phương trình dao động điều hịa (li độ): x = Acos(u# + )

| | —> Ø

—A O A x

— x: Li độ, đo bằng đơn vị độ dài cm hoặc m — øœ: tân số gĩc (luơn cĩ giá trị dương)

— A = Xmax: Biên độ (luơn cĩ giá trị dương) — (wt + @): pha dao động (đo bằng rad)

—L = 2A: Chiều dài quỹ đạo — ọ: pha ban đầu (tại t = 0, đo bằng rad) Một số gốc thời gian cần nhớ:

— Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí biên dương: o = 0

— Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí biên âm: @ = x

— Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí cân bằng theo chiều âm: @ = 12

— Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí cân bang theo chiều dương: = —7x/2

Chú ý:

— Quỹ đạo là một đoạn thẳng dài: L = 2A

— Mỗi chu kì vật qua vị trí biên 1 lần và qua các vị trí khác 2 lần (1 lần (+) và 1 lần (—)) , TL | Tr cosa =sin| œ+— sinœ =cos| œ—— 4 Phương trình vận tốc: v = -u›Asin(u# + $) IVI min Iv max IVI min | | —> @ —A O A x

— V luơn cùng chiều với chiều chuyển động — V luơn sớm pha 72 so với x ;

— Vat cd theo chiéu duong thi v > 0, theo chiéu am thi v < 0

— Vat 6 VTCB: x = 0; |V|max = WA — Vat 6 bién: x = +A; |v|min = O

5 Phương trình gia tốc: a = -u#Acos(uf + $) = -u#x

lal max lal min lal max

| | —> Ø

—A O A xX

— 3ä luơn hướng về vị trí cân bằng;

— a luơn sớm pha m/2 so với v — ava x luơn ngược pha

—— Vật ở VTCB: x= 0; |V|inax = = WA; [a|min =0 —— Vật ở biên: x = +A; [V|min = O; [almax = UrA

6 Hợp lực tác dụng lên vat (lực hồi phục): F = ma = - m=-kx

— Fhpmax = kA = m: tai vi tri bién — Fhpmin = O: tai vi tri can bang

— Dao động cơ đổi chiều khi lực đạt giá trị cực đại — Lực hồi phục luơn hướng về vị trí cân bằng

A} HiocmaI.vn — Ngơi trường chung của học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58 - 58 - 12 Trang 3

Trang 4

PEN - | MON VAT LÍ

1 THAY PHAM VAN TUNG - THAY DO NGỌC HÀ

Chương: Dao động cơ

Hocmai.vn

CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA

7 Cơng thức độc lập về thời gian: 2 av 2 2 a 2 2.2 2 20 2 A* =x + A - at Vix = tV a a = —0' x v=t@vA* —x° @ = me Vax

— Kéo khỏi vị trí cân bằng một đoạn rồi buơng (tha) => vi tri do cox =A

— Kéo khỏi vị trí cân bằng một đoạn rồi truyền vận tốc v > vị trí đĩ là x Chú ý:

— Đồ thị liên hệ gia tốc theo li độ là đoạn thẳng đi qua gốc tọa độ — Đồ thị liên hệ vận tốc theo li độ là Elip

— Đồ thị liên hệ vận tốc theo gia tốc là Elip

8 Mối liên hệ giữa chuyển động trịn đều và dao động điều hịa

— Dao động điều hịa được xem là hình chiếu của một chất điểm chuyển động trịn đều trên một trục nằm ngang trong mặt phẳng quỹ đạo — Cách sử dụng: Bước 1: Vẽ đường trịn tâm O, bán kính R= A Ma ` ^ ` ` C

Bước 2: Xác định vị trí vật cần xét trên đường trịn \

theo quy tac:

- Chiều quay: Ngược chiều kim đồng hồ -A O A x(cos)

— Chiéu dương: từ trái sang phải

— Chiều âm: từ phải sang trái |

Bước 3: Xác định gĩc quét trên đường trịn: > —A O xm A x(cos)

UNG DUNG VONG TRON LUGNG GIAC GIAI BAI TAP DAO DONG DIEU HOA

LOẠI 1: Bài tốn xác định thời gian ngắn nhất vật đi từ x¡ đến x¿ @ Bước 1: Xác định vị trí của vật trên đường trịn ứng với 2 vi tri x1 va x2

Bước 2: Căn cứ vào đường trịn biện luận gĩc quét Ao nhỏ nhất —A Q A_ xÍCOS)

Bước 3: Xác định thời gian:

J

Ar- Â0 _ Ao.T 0

@ 21t |

Lưu ý: A Xi O XzA x(CoS)

— Thời gian vật quét được † vịng trịn là 1 chu kì (1T)

— Thời gian vật quét được nửa vịng trịn là nửa chu kì (0,5T)

— Thời gian vật đi từ VTCB ra biên hoặc ngược lại là 0,25T

A} HiocmaI.vn — Ngơi trường chung của học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58 - 58 - 12

Trang 5

IHocmai.vn Chương: Dao động cơ

ỨNG DỤNG VỊNG TRỊN LƯỢNG GIÁC GIẢI BÀI TẬP DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA LOẠI 2: Thời điểm vật qua vị trí xo cho trước lần thứ n m Trường hợp 1: Bước T: Bước 2: Bước 3: m Trường hợp 2: Bước T: Bước 2: Bước 3: Khơng nĩi chiều chuyển động Tách số lần:

— Nếu đề bài cho n là số lẻ thì tách: n= 2k + 1 (Ví dụ: 2013 = 2012 + 1) — Nếu đề bài cho n là số chẵn thì tách : n = 2k + 2 (Ví du: 2014 = 2012 + 2)

Biện luận:

— Ứng với 2k lần vật đi qua vị trí xo thì cĩ t: = k.T

— Ứng với số lần cịn lại (1/n lẻ hoặc 2/n chẩn) thì vẽ đường trịn ra và xác định

gĩc quét rồi tìm thời gian t› giống loại 1 Kết luận: Nĩi chiều chuyển động Tách số lần: — Nếu để bài cho n là số chắn hoặc lẻ thì đều tách: n = (n-1) + † — Ví dụ: n = 2013 thì tách n = 2012 + 1; n = 2014 thi tach n = 2013 + 1 Biện luận:

— Ứng với n—1 lần vật đi qua vị trí xo thì cĩ t¡ = (n—1).T

— Ứng với số lần cịn lại thì vẽ đường trịn ra và xác định gĩc quét rồi tìm

thời gian ta giống loại † Kết luận: LOẠI 3: Bài tốn xác định quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian At Bước 1: Bước 2: Bước 3: — Xác định vị trí và chiều chuyển động tại thời điểm ti Tìm At = ft: -ti Tách gĩc quét và biện luận quãng đường: A0 =k.2m+ Ao' S =k.4A + So -Â C A_,x(cos) Tìm So trên đường trịn lượng giác: \

Trang 6

PEN - | MON VAT LÍ

" Chương: Dao động cơ

ỨNG DỤNG VỊNG TRỊN LƯỢNG GIÁC GIẢI BÀI TẬP DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA LOẠI 4 : Bài tốn xác định Sma/Smin trong khoảng thời gian At (T/2<At < T) (tiếp)

S =2A+2Asin== SỐ =2A +2A[ 1~cos 9]

LOẠI 5: Bài tốn xác định vận tốc trung bình/tốc độ trung bình

ŠS là quãng đường đi được trong thời gian t t là thời gian đi được quãng đường S ý _ AA 2V Tốc độ trung bình trong một chu kì: v=——=——”®* T1 c độ trung bình: “> t Ax t Ax là độ biến thiên độ dời trong thời gian t — Vận tốc trung bình: vụ = —— » DĐ t là thời gian thực hiện được độ dời Ax

Vận tốc trung bình trong một chu kì: vụ = 0Ư

LOẠI 5: Bài tốn xác định số lần vật qua vị trí xo cho trước trong khoảng thời gian At Bước 1: Xác định thời gian biến thiên At

Bước 2: Xác định gĩc quét: Aq = œ.At Bước 3: Tách gĩc quét:

Ứng với gĩc k.2z thì vật qua vị trí xo k.2 lần (1 lần theo chiều

dương và 1 lan theo chiêu âm) Ứng với gĩc Ao' thì xác định trên đường trịn quét bao nhiêu lần Bước 4: Kết luận Lưu ý: — Nếu bài tốn yêu cầu tìm số lần vật qua vị trí xo cho trước theo chiều âm/dương thì phải tách: Ứng với gĩc k.2z thì vật qua vị trí xo k lần Ứng với gĩc Ao' thì xác định trên đường trịn quét bao nhiêu lần — Số lần chắẵn/lẻ đều tách cùng quy tắc

LOẠI 6: Bài tốn xác định li độ của vật tại thời điểm t' khi biết li độ của vật tại thời điểm t Bước 1: Xác định thời gian biến thiên At

Bước 2: Xác định gĩc quét: Ao = @.At Bước 3: Biện luận:

— Xác định vị trí ứng với thời điểm t:

— Nếu khơng cho chiều chuyển động thì phải chia 1 trường hợp vật chuyển động theo

chiều dương và 1 trường hợp vật chuyển động theo chiều âm

— Nếu cho sẵn chiều chuyển động thì xác định luơn

— Căn cứ vào gĩc quét xác định vị trí ứng với thời điểm t'

Trang 7

Chương: Dao động cơ IHocmai.vn CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LỊ XO ĐẠI CƯƠNG CON LẮC LỊ XO 1 Phương trình dao dong: x = Acos(uf + 0) 2 Chu kì, tần số, tần số gĩc và độ biến dạng: m k 2mr m — Độ cứng của lị xo: k =œ2m (N/m)

— Độ giãn của lị xo khi ở VTCB (lị xo treo thẳng đứng): AI = 7

Lưu ý: Chu kì con lắc lị xo

— TÍ lệ thuận căn bậc hai của m; tỈ lệ nghịch căn bậc hai của k

— Chỉ phụ thuộc vào m và k; khơng phụ thuộc vào A (kích thích ban đầu) 3 Tỉ số chu kì, khối lượng và số dao động: HON Jm _ [kv T, N, m, k, 4 Chu kì và sự thay đổi khối lượng: Vật m¡ cĩ chu kì T¡; mị cĩ chủ kì Tị; m= mì + m¿cĩ chú kì T: T2=T?+Tỷ |

Vat mi co chu ki Ti; mị cĩ chủ kì T¡; m = mị — ma cĩ chủ kì T: [T?=T?—T? | (vai mi > mo) 5, Chu kì và sự thay đổi độ cứng: CẮT LỊ XO

Một lị xo cĩ độ cứng k, chiều dài | được cắt thành các lị xo cĩ độ cứng k:, k› và chiều dài tương ứng là

li; lo thi co: < : oko > yy C00000000000000000000000000000000] 3 [k.l=k,l, =kl, = TƠ li, ki lo, ke Is, ks ; © Lưu ý: Lị xo cĩ chiều dài ngắn bao nhiêu lần thì độ cứng tăng bấy nhiêu lần GHÉP LỊ XO

— Ghép nối tiếp (giảm độ cứng, tăng chu kì): TT T —|T? =T? +T?

a Ky k, " Dùng với điều kiện TT khối lượng vật m — Ghép son song (tăng độ cứng, giảm chu kì): k =k,+k, ˆ => 712115 khơng đổi SS 1 2 LỰC ĐÀN HỒI LỰC HỒI PHỤC

1 Lực hồi phục: là nguyên nhân làm cho vật dao động, luơn hướng về vị trí cân bằng và biến thiên điều hịa cùng tần số với li độ

| Fnp — -kx — (Fhpmin = 0; Fhpmax — kA) |

Lưu ý:

— Lực hồi phục là lực đàn hồi khi CLLX đặt nằm ngang

— Lực hồi phục khơng là lực đàn hồi khi CLLX treo thẳng đứng

Trang 8

PEN - | MON VAT LÍ

IHocmai.vn Chương: Dao động cơ CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LỊ XO LỰC ĐÀN HỒI LỰC HỒI PHỤC 2 Lực đàn hồi: xuất hiện khi lị xo bị biến dạng và đưa vật về vị trí lị xo khơng biến dạng LO XO NAM NGANG — VTCB là vị trí mà lị xo khơng biến dạng — Lực đàn hồi cực đại và cực tiểu: | ¬ =kA E thmin =0

LO XO TREO THANG DUNG

— Lực đàn hdi: F,, =k.Ax vai Ax = Al + x 14 do bién dạng

S A Ø Dấu "+" thể hiện chiều dương cùng chiều với chiều giãn của lị xo

— Ta

= — Lực đàn hồi cực đại (Ở biên dưới):F„ =k.(Al+ A)

= Al ` Ae 2 2 y Fanmin =0âAl=

"ơ D>) O Lực đàn hồi tiểu (Ở biên trên

S Fanmin =K(AI- A) & AI>A

c> X

= — Riêng trường hợp A > AI thì lực đàn hồi là lực nén cĩ độ lớn:

6 F en =k(A — Al)

+ A

| — Al la độ giãn của lị xo tai VTCB: Al=—2

3 Chiều dài lị xo:

“A Ces i<yYyn~ * | +]

— Chiéu dai lo xo tai vi tri can bang: |, =|, +Al=2—™ 5 min

— Chiéu dai cực đại (ở vị trí thấp nhat): Imax = le + A

— Chiéu dai cuc tiéu (6 vi tri cao nhat): Imin = la —A

4 Tính thời gian lị xo giãn hay nén trong một chu kì: Trong một chu kì lị xo nén 2 lần và giãn 2 lần a Khi A > Alo (Với Ox hướng xuống):

2A AI

— Thời gian lị xo nén: At,„ =“—“ với cosAo==—_ wo A — Thdi gian 16 xo gian: Atgian = T — Atnen

b Khi A < Als (Với Ox hướng xuống):

Trang 9

IHocmai.vn Chương: Dao động cơ

CHỦ ĐỀ 3: NĂNG LƯỢNG CON LẮC LỊ XO

1 Các cơng thức năng lượng

— Thế năng: Ww, = kx’ =<mo'x’ = <a A*cos' (ot + @)

— Động năng: W_.= sm" = sor As sin’ (@t +o) _!, A — Co nang: WE=W,+W =-kx?+- mv2 =-kA? = hoa 2 2 2 2 2° Luu y:

— Cơ năng = Động năng cực đại = Thế năng cực đại _ Dong nang va thé nang

— Khi Vmax thì Weamax; khi Xmax thi Wimax ‹ , dao động tuần hồn với chu kì:

— Khoảng thời gian giữa 2 lẫn liên tiếp động năng bằng thể năng: | T' ~ 05T và f' = 2f At= 1 — Cod nang khong dao động và 4 luơn bằng một hằng số — Vị trí động năng bằng thế năng: Wi — Thời gian giữa 2 lần liên tiếp động năng hoặc thể năng bằng khơng là T/2 ME 2T 2 Cơng thức xác định x và v yên quan đến mối liên hệ giữa động năng và thế năng oA n+1

— Khi: W, =nW, >x=+ ‘i — Khi: W, =nW, >v=+

CHỦ ĐỀ 4: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG

Bước 1: Chọn: Gốc tọa độ, chiều dương, gốc thời gian Bước 2: Xác định œ và A Bước 3: Xác định o từ dữ kiện t = 0 (x = ?; v=? Bước 4: Kết luận Lưu ý: ¬ 2m |k g V a la lv m Cách xác định œ: @= œ=2 ““ = dnb = =) = mm -[°- rn max| _ | max đ m Cách xác định A:

— A = Xmax: Vat 6 vi tri bién (kéo vật ra chĩ VTCB 1 đoạn rồi buơng x = A)

— Cơng thức độc lập thời gian: A=ix tin lễ

— Chiều dài quỹ đạo: A= oan — HH SỊ ax be 2 2 — min

— Năng lượng: A “IT—

— Các cơng thức hệ quả khác: A = Vụ,.Ï _ IV max — Pn

4 ( (@

m Cách xác định ọ: Dựa vào điều kiện ban dau t = 0

Ngồi ra cĩ thể sử dụng đường trịn để xác định Hoặc xem lại

Một số gốc thời gian cần nhớ ở trang 1

Trang 10

PEN - | MON VAT LÍ

Chương: Dao động cơ IHocmai.vn CHỦ ĐỀ 4: CON LẮC ĐƠN ĐẠI CƯƠNG CON LẮC ĐƠN 1 Chu kì, tần số và tần số gĩc o=,|2 T=2n * fa 5 ( g 2nVL

Nhận xét: Chu kì của con lắc đơn

— tỈ lệ thuận căn bậc 2 của Ì; tỉ lệ nghịch căn bậc 2 của g — Chỉ phụ thuộc vào Ï và ø; khơng phụ thuộc biên độ A và m

— ứng dụng đo gia tốc rơi tự do (gia tốc trọng trường g) 2 Phương trình dao động Điều kiện dao động điều hồ: Bỏ qua ma sat, luc can va œo<< 1 rad hay So << | s= S,cos(@œ† + 0) Œ = œ¿COS(@† + 0)

Với s = œl, So = œoÏ Sv =s’ = -wSosin(ut + O) = -ulœosin(u# + @)

—>a=v' = -uPSocos(wt + ®) = -u#ÏœoCos(Uft + ®) = -uƒs = -uƒœÌ Lưu ý: So đĩng vai trị như A cịn s đĩng vai trị như x 3 Hệ thức độc lập Ự 2 v2 2 a =—@ˆs =—0 GÌ si |] 0 =0 + 7=0 +- wo 4 Hệ thức độc lập S F =—mgsina =—mga = “mg >= —m@“s

— Điều kiện dao động điều hồ: Bỏ qua ma sát, lực can va œo<< 1 rad hay So << | — Với con lắc đơn lực hồi phục tỉ lệ thuận với khối lượng

— Với con lắc lị xo lực hồi phục khơng phụ thuộc vào khối lượng 5, Chu kì và sự thay đổi chiều dài Tại cùng T1 nơi: Con lắc đơn cĩ chiều dai lị cĩ chu ki T1; ZS z on Ne + ` 2 2 2

Con lắc đơn cĩ chiều dài l› cĩ chu kì Tạ; —>llˆ= lƒ +]

Con lắc đơn cĩ chiều dài l =l¡ +l› cĩ chu kì T;

Trang 11

IHocmai.vn

CHỦ ĐỀ 4: CON LẮC ĐƠN

PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG VẬN TỐC GIA TỐC LỰC CĂNG DÂY NĂNG LƯỢNG

2 Vận tốc, lực căng, năng lượng œ¿ <10

— Vận toc:|v| = /gla2 — a?) — Luc cang: T=mg(1+ a5 -1,5a°)

— Thế năng, động năng và cơ năng:

W =mgla" W, =smvỶ W=W,+W, =< ma’, =mgla;

— Vận tốc: |v| = \jgl(cosœ — Cosa, ) — Luc cang: T =mg(3cosa — 2cosa, )

— Thế năng, động năng và cơ năng: T2 W, =mgh =megl(1— cosa) W, ` Œ W=W +VW, Lưu ý: —— Vmax và Tmax khi Q = O; Vmin và min khi Q = Oo 2 — Độ cao cực đại của vật so với VICB:h_= * 5

MỘT SỐ BÀI TỐN QUAN TRỌNG

LOẠI 1: Bài tốn con lắc đơn vướng đỉnh về một phía ww ` % as, oo? ° to, tte te Mee et oo “ Me ae "Seen, ete aeaneseeneene aneee nạ orn * Tin a

2 2

LOẠI 2: Bài tốn con lắc đơn trùng phùng

eQ=nT,=(n+1)T, j Trong đĩ: - T¡ là chu kì của con lắc 1(Ti>T›)

TT — T› là chu kì của con lắc 2

TR-1 — n là số chu ki đến lúc trùng phùng mà con lắc 1 thực hiện + shane ma con Ik 4

—n+† là số chu kì con lắc 2 thực hiện để trùng phùng

Trang 12

PEN - | MON VAT LÍ

1 THAY PHAM VAN TUNG - THAY ĐỖ NGỌC HÀ

Hocmai.vn

CHU KÌ CON LẮC ĐƠN THAY ĐỔI THEO NHIỆT ĐỘ VÀ ĐỘ CAO 1 Thay đổi nhiệt độ (chiều dài thay đổi, g khơng đổi) Haan fs 1,= 2m = 2m feat) 5 5 5 ] qT, h AT=1, —T= Salt, -tT, 1; œ là hệ số nở dài t là nhiệt độ » |Al=l —l =ơ(t, —L) 2 Thay đổi theo độ cao trên Trái Đất khi nhiệt độ khơng đổi (g thay đổi, I khơng đổi) T, “2Í Đi qT ĐI p> = = |= DIAT=T1,-T,= Dị i qT V8 R T, =21, |— 52 J Chú ý: — Biết g¡ và g› thì Í, = nh, Nếu đưa lên cao thi: 22 ø = R+2h h M, R?

— Đưa con lắc lên thiên thể khác: — M, R?

3 Thời gian chạy sai mỗi ngày

At=86400.— AT 7

— Néu AT > 0: con lắc chạy chậm; nếu AT < 0: con lắc chạy nhanh

— Con lắc dao động đúng tré lai > T' = T © thay đổi te hoặc h AT oes teats cost vah

T 2 R

> 1 h

— Thay đổi h và t: AT=| 2e, “Wee | 1

4 Phần trăm tăng giảm của chu kì theo | và ø AT 1Al — Phu thudc vao I: %— =—— x100 T 21 — Phụ thuộc vào g:o/, Al _ 148 00 T 2g — Phy thu6éc vao ca | va g: „LAI TẠI, 100-148 x100 T 2l 22

CHU KÌ CON LẮC ĐƠN THAY ĐỔI KHI CĨ LỰC ĐIỆN TÁC DỤNG

1 Nhắc lại lực điện trường

— Biểu thức: F = lq|E với E = U/d;

E là cường độ điện trường (V/m); U là điện áp giữa 2 bản tụ điện (V); d là khoảng cách giữa 2 bản tụ (m)

— Đặc điểm: Khi q > 0 thì F và E cùng chiều biểu diễn; khi q < 0 thì F và E ngược chiêu biểu diễn

Trang 13

Hocmai.vn

CHU KÌ CON LẮC ĐƠN THAY ĐỔI KHI CĨ LỰC ĐIỆN TÁC DỤNG

1 Nhắc lại lực điện trường

— Biểu thức: F = lq|E với E = U/d;

E là cường độ điện trường (V/m); U là điện áp giữa 2 bản tụ điện (V); d là khoảng cách giữa 2 bản tụ (m)

— Đặc điểm: Khi q > 0 thì F và E cùng chiều biểu diễn; khi q < 0 thì F và E ngược chiều biểu diễn 2 Trường hợp điện trường hướng thẳng đứng

q >0, E hướng thang đứng xuống dưới q<0, E hướng thẳng đứng xuống dưới LT © (LLL lọ E , = 9 +—— Id|F AL F ——> ! = og — + Id|E — g=g+ B=B— @ F FỶ YP vp F’ q >0, E hướng thẳng đứng lên trên q<0, E hướng thẳng đứng lên trên E——_— | E E AT FS) get ' E > ret r qjE 5 ¬ Tg, TH

3 Trường hợp điện trường hướng ngang

q>0, E hướng ngang q>0, E hướng ngang

Trang 14

PEN - | MON VAT LÍ

1 THAY PHAM VAN TUNG - THAY ĐỖ NGỌC HÀ

IHocmai.vn

CHU KÌ CON LẮC ĐƠN THAY ĐỔI KHI CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐẨY AC-XI-MET

Luc day Acximet: F, = pVg F g=g+a=g+'^=g+PY5 „P8 m m D CHU KÌ CON LẮC ĐƠN THAY ĐỔI KHI CON LẮC ĐẶT TRONG THANG MÁY Nguyên tắc

— Vật chuyển động nhanh dần đều > ä và Ý cùng chiêu;

— Vật chuyển động chậm dần đều — ä và ở ngược chiều

— Khi con lắc đặt trong thang máy nĩ chịu tác dụng của lực quán tính: Fe =—ma

1 Thang máy đi lên nhanh dần đều/ di xuống chậm dần đều với gia tốc a: Ø=g+taclTI=IT = Íg+a 2 Thang máy đi lên chậm dần đều/ đi xuống nhanh dần đều với gia tốc a: 8 Ig—al g’=|g-al> T'=T 3 Thang máy chuyển động đều 5=8

CHU KÌ CON LẮC ĐƠN THAY ĐỔI KHI CON LẮC ĐẶT TRONG XE CHUYỂN ĐỘNG

Khi xe chuyển động theo phương ngang T=T|-=— tana = & + ơo sim 0 |

CHU DE 5: TONG HOP DAO DONG

1 Độ lệch pha của hai dao động

— Cho 2 dao động điều hịa sau: x¡ = Aicos(@t + @¡) và xa = Azcos(@t + @¡)

— Goi Ag là độ lệch pha của hai dao động: > Ag = @2 - gi

©

Ag < 0 = Dao động 2 chậm pha hơn dao động 1 A,

Trang 15

Chương: Dao động cơ IHocmai.vn CHU DE 5: TONG HOP DAO DONG 2 Tổng hợp 2 dao động cùng phương cùng tần số — Cho 2 dao động điều hịa sau: x¡ = Aicos(œt + @¡) va x2 = AzCos(@f + @¡) A © A= JA? + A2 +2A;A„cosAo A, sing, +A, sing, A, x tanop= A;COSO, + A„COSO, — Các trường hợp đặc biệt:

® Ap=k2r—> A„„.=A¡+A, e Ag =(2k+1)n>A,,,, =|A, -A,|

® Ap= (2k +1) >A = JA; +A3 e Tong quat: |A,-A,|SA<A,+A,

CHỦ ĐỀ 6: CÁC LOẠI DAO ĐỘNG KHÁC

1 Dao động tắt dần

— Là dao động cĩ biên độ giảm dần theo thời gian do lực cản mơi trường — Dao động tắt dần càng nhanh nếu mơi trường càng nhớt (lực cản càng lớn) — Ứng dụng: giảm xĩc trên xe cộ, cửa tự đĩng

2 Dao động duy trì:

— Để dao động của một hệ khơng bị tắt dần, cần bổ sung năng lượng cho nĩ một cách đều đặn

trong từng chu kì để bù vào phần năng lượng mất đi do ma sát Dao động của hệ khi đĩ được gọi là dao động duy trì

— Đặc điểm:

- Biên độ khơng đổi

- Tân số dao động bằng tân số riêng (f.) của hệ

3 Dao động cưỡng bức:

— Là dao động của hệ dưới tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hồn

— Đặc điểm:

- Biên độ khơng đổi, tỉ lệ thuận với biên độ của ngoại lực và phụ thuộc vào tan số ngoại lực

- Tân số dao động bằng tần số của lực cưỡng bức(ƒ)

4 Hiện tượng cộng hưởng:

— Khi f = fo thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại > Hiện tượng cộng hưởng

— Điều kiện cộng huéng: f = fo hay w= u» hay T = To

— Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng: Cộng hưởng khơng chỉ cĩ hại mà cịn cĩ lợi — Toa nhà, cầu, máy, khung xe, |à những hệ dao động cĩ tân số riêng Khơng để cho chúng chịu tác dụng của các lực cưởng bức, cĩ tần số bằng tần số riêng để tránh cộng hưởng, dao động mạnh làm gãy, đổ

- Hộp đàn của đàn phi ta, là những hộp cộng hưởng làm cho tiếng đàn nghe to, rõ Chú ý:

— Dao động tắt dần là dđ cĩ biên độ giãm dần theo thời gian

— Dao động cưỡng bức chịu tác dụng của ngoại lực lực biến thiên tuần hồn

— Dao động duy trì giữ biên độ khơng đổi mà khơng làm chu kì thay đổi

Trang 16

PEN - | MON VAT LÍ

Chương: Dao động cơ IHocmai.vn CHỦ ĐỀ 6: CÁC LOẠI DAO ĐỘNG KHÁC 4 Bảng so sánh Dao động tự do, dao Dao động tat dan Dao động cưỡng bức động duy trì Cộng hưởng

Lực tác dụng Do tác dụng của nội lực |Do tác dụng của lực cản | Do tác dụng của ngoại

tuần hồn (do ma sát) lực tuần hồn

Biên độ A Phụ thuộc điều kiện ban | Giảm dần theo thời gian | Phụ thuộc biên độ của đầu ngoại lực và hiệu số (íc, —

fo)

Chu ki T Chỉ phụ thuộc đặc tính | Khơng cĩ chu kì hoặc Bằng với chu kì ( hoặc

(hoặc tân số ƒ) riêng của hệ, khơng phụ |tâần số do khơng tuần tần số) của ngoại lực tác

thuộc các yếu tố bên hồn dụng lên hệ

ngồi

Hiện tượng đặc biệt | Khơng cĩ Sẽ khơng dao động khi | Sẽ xãy ra HT cộng hưởng

trong dao động ma sát quá lớn (biên độ A đạt max) khi

tân số Íc = Ío

Ứng dụng Chế tạo đồng hồ quả lắc | Chế tạo lị xo giảm xĩc |— Chế tạo khung xe, bệ

Do gia tốc trọng trường |trong ơtơ, xe may máy phải cĩ tần số khác

của trái đất xa tần số của máy gắn vào nĩ - Chế tạo các loại nhạc cụ 5 Các đại lượng trong dao động tắt dần kA? * A? — Quãng đường vật đi được tới khi dừng lại: 5 = _” Z2umg 2H§ 4 4 — Độ giảm biên độ sau mơi chu kì: AA =~ = APS @

— Độ giảm biên độ sao n chu kì: AA, =A-A, = aN — Số dao động thực hiện được: N= A

AA T.A

— Thời gian vật dao động đến lúc dừng lại: At =NT = ẦA

Trang 17

Chương: Sĩng cơ học

IHocmai.vn

CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG SĨNG CƠ

1 Khái niệm về sĩng cơ, sĩng ngang, sĩng dọc:

a Sĩng cơ: là dao động dao động cơ lan truyền trong một mơi trường khơng truyền được trong chân khơng

Đặc điểm:

— Sĩng cơ khơng truyền được trong chân khơng

— Khi sĩng cơ lan truyền, các phân tử vật chất chỉ dao động tại chổ, pha dao động và năng lượng

sĩng chuyển dời theo sĩng

— Trong mơi trường đồng tính và đẳng hướng, tốc độ khơng đổi

b Sĩng dọc: là sĩng cơ cĩ phương dao động trùng với phương truyền sĩng Sĩng dọc truyền được trong chất khí, lỏng, rắn Ví dụ: Sĩng âm trong khơng khí

c Sĩng ngang: là sĩng cơ cĩ phương dao động vuơng gĩc với phương truyền sĩng Sĩng ngang truyền được trong chất rắn và trên mặt chất lỏng Ví dụ: Sĩng trên mặt nước

2 Các đặc trưng của sĩng cơ:

a Chu kì (tần số sĩng): là đại lượng khơng thay đổi khi sĩng truyền từ mơi trường này sang mơi trương khác b Biên độ sĩng: là biên độ dao động của một phần tử cĩ sĩng truyền qua

c Tốc độ truyền sĩng: là tốc độ lan truyền dao động trong mơi trường; phụ thuộc bản chất mơi trường (Viấn > Viêng > Vki) và nhiệt độ (nhiệt độ của mơi trường tăng thì tốc độ lan truyền càng nhanh)

d Bước sĩng lam đa À(m):

r = VT == Véi v[m/s]; T[s]; f[Hz] = A[m]

Cách phát biểu 1: là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sĩng dao động

cùng pha với nhau

Cách phát biểu 2: là quãng đường sĩng lan truyền trong một chu kì: e Năng lượng sĩng: Qúa trình truyền sĩng là quá trình truyền năng lượng

f Tuần hồn theo khơng gian và thời gian: Thời gian sĩng thực hiện ứng với quãng đường sĩng thực hiện 3 Chú ý:

— Số chu kì bằng số gợn sĩng trừ 1

— Khoảng cách giữa hai ngọn sĩng liên tiếp là ^ — QQuãng đường truyền sĩng: S = v.t — Khoảng cách giữa n ngọn sĩng là (n — 1)À 4 Phương trình truyền sĩng Phương truyền sĩng >| <« <> | d,, =OM 0 du, =ON N @ <_| 2nd, 2rd ) U,, = acos(wt + @+ ¬ M) lu, = acos(at + @) u, = acoslat +@—

— Phương trình sĩng tại M cách nguồn 1 khoảng d:

Trang 18

PEN - | MON VAT LÍ

1 THAY PHAM VAN TUNG - THAY DO NGỌC HÀ Chương: Sĩng cơ học IHocmai.vn CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG SĨNG CƠ 4 Phương trình truyền sĩng

— Nếu phương trình của điểm M cách nguồn khoảng d = OM thì phương trình sĩng phản xạ tại M:

‹ Khi điểm M là vật cản cố dinh: uf, = ~Acoslot—=25) [ngược chiều] u,, = Acos(at — od) —-

V

‹ Khi điểm M là vật can tu do: ul, = Acoslot—=2) [cùng chiêu]

— Độ lệch pha của 2 dao động tại 2 điểm cách nguồn lần lượt d: và d;: ‹ Cùng pha: Ao=k2m Ag _ — d,) _ = d,) ° Ngược pha: Ag — (2k+1)n ¢ Vuong pha: Ag = (2k + — Khoảng cách giữa 2 điểm dao động cùng pha: Id=kA.|k eZ) — Khoảng cách giữa 2 điểm dao động ngược pha: Id=(k+0,5)A|(k cZ) Lưu ý:

— Nếu nguồn kích thích bằng dịng điện cĩ tần số f thì sĩng dao động với 2í — Hai điểm gần nhau nhất cùng pha cách nhau 1 bước sĩng

— Hai điểm gần nhau nhất ngược pha cách nhau nửa bước sĩng

— Hai điểm gần nhau nhất vuơng pha cách nhau một phần tư bước sĩng

CHỦ ĐỀ 2: GIAO THOA SĨNG

1 Hiện tượng giao thoa sĩng: là sự tổng hợp của 2 hay nhiều sĩng kết hợp trong khơng gian, trong đĩ

cĩ những chỗ biên độ sĩng được tăng cường (cực đại giao thoa) hoặc triệt tiêu (cực tiểu giao thoa)

Hiện tượng giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sĩng

2 Hai nguồn sĩng kết hợp:

— Dao động cùng phương, cùng chu kì (tân số)

— Cĩ hiệu số pha khơng đổi theo thời gian

3 Điều kiện giao thoa: 2 nguồn sĩng là 2 nguồn kết hợp

4 Phương trình giao thoa:

— Giao thoa của hai sĩng phát ra từ hai nguồn sĩng kết hợp §¡, Sa cách nhau một khoảng AB:

Điểm M cách 2 nguồn dị, d;:

d 1 d 2 phương trình sĩng là: u¡ = uz = Acosuf và bỏ qua mất mát năng lượng ^ :

° ` ?

khi sĩng truyền đi thì thì sĩng tại M (với SiM = di; SoM = dz) là tổng hợp

Trang 19

{i

IHocmai.vn Chương: Sĩng cơ học

5 Số điểm hoặc số đường dao động trên AB:

m Hai nguồn dao động cùng pha Ao = ọ, —ọ, =k2z Dao động cực đại — Điều kiện M dao động cực đại: | d.—d, =kA, (ke Z)| — Số đường hoặc số điểm (khơng tính 2 nguồn) Dao động cực tiểu — Điều kiện tại dao động cực tiểu (khơng dao động): | d, —d, =(k'+0,5)A (k’ eZ) | — Số đường hoặc số điểm (khơng tính 2 nguồn) _ ¡9 SS oy „ S5; SS, SS, <—+-0,5 SS r m Hai nguồn dao động ngược pha Ao = (2k +1) Dao động cực đại Dao động cực tiểu — Điều kiện M dao động cực đại: — Điều kiện tại dao động cực tiểu (khơng dao động):

Id¿—d,=(k+0,5)A (ke Z) | Id,—d, =k^ (ke Z) |

— Số đường hoặc số điểm (khơng tính 2 nguồn) | — S6 đường hoặc số điểm (khơng tính 2 nguồn) SS 9 52ke55-95 LỆ À, SS p25 À, À, m Hai nguồn dao động vuơng pha Ao = (2k +) — Điểm cực đại: d, -d, =kk+^ — Số điểm cực đại và cực tiểu trên AB bằng nhau và bằng: _S9; 1 <k< 35, Ï nN 4 À Lưu ý:

— Khoảng cách giữa hai hyperbol cực đại cách nhau A — Những gợn lơi (cực đại giao thoa, đường dao động mạnh)

— Những gợn lõm (cực tiểu giao thoa, đường đứng yên)

— Khoảng cách giữa hai đường cực đại hoặc cực tiểu liên tiếp bằng 2/2 — Khoảng cách giữa đường cực đại và cực tiểu gần nhau nhất bằng 2/4 —k =0 thì cực đại dao động là đường thẳng là trung trực của SS¿ — Hai nguồn S:S› cùng pha nhau thì tại trung trực là cực đại giao thoa — Hai nguồn S:§› ngược pha nhau thì tại trung trực là cực tiểu giao thoa

CÁC BÀI TỐN QUAN TRỌNG

LOẠI 1: Xác định số cực đại - cực tiểu giữa hai điểm MN bất kì với độ lệch pha bất kì M N

Ad, — dou — diy

Trang 20

PEN - | MON VAT LÍ

Chương: Sĩng cơ học

IHocmai.vn

LOẠI 2: Xác định biên độ dao động trong trường hợp 2 dao động lệch pha Ao m Hai nguồn cùng biên độ

—— Tại VỊ tri M bat ki: Ay —|?2acos _Ag , xd, —d))

= 1

2 , AQ

— Tại trung diém S:S2: A,, =|2acos —

— Hai nguồn cing pha: A,, =2a — Hai nguén vudng pha: A,, =aV2 — Hai nguồn ngugc pha: A,, =0 — Hai nguồn lệch pha 2/3: A,, =av3

m Hai nguồn khác biên độ

IA—A;|<Au <A¡+A;

LOẠI 3: Phương trình điểm M nằm trên đường trung trực của 2 nguồn cùng pha

— Hai nguồn: u, =u, = acos(@t)

©

M — Mnam trén đường trung truc cla AB nén: di = d2 =d % S — Phuong trinh song tai M: = 2acos = 2nd al B A LOAI 4: Bài tốn tim Mlmin — Độ lệch pha giữa M và nguồn: Ag= == ` A 2 © 2nd 3 — Theo tính chất tam giác vuơng, “AM CĨ: — Hai nguồn cùng pha: Ap =kdn = k2n=—— > d=ka — Vậy: ; ” MI in — đề, a)

LOẠI 5: Bài tốn khoảng cách ngắn nhất từ M đến nguồn A

Trang 21

IHocmai.vn Chương: Sĩng cơ học

LOẠI 6: Xác định số cực đại/cực tiểu trên đường trịn/elip

m Số cực đại/cực tiểu trên đường trịn cĩ tâm là trung điểm của đường nối hai nguồn

— Nếu hai nguồn khơng phải cực đại/cực tiểu:

Nco = 2.Nocp (Noc là số cực đại xác định được trên đoạn thẳng nối hai nguồn)

Ncr= 2.Nocr (Nocr là số cực tiểu xác định được trên đoạn thẳng nối hai nguồn) — Nếu hai nguồn là cực đại: — Nếu hai nguồn là cực tiểu: Ncp = 2.ÌNocp — 2 Ncp = 2.Nocp Net = 2.Noct Net = 2.Noct — 2

Đường kính đường trịn < AB Đường kính đường trịn > AB

©

° | °

A 2R B

Số cực đại/cực tiểu =[ Số cực đại/cực tiểu trên 2R ]x2 Số cực đại/cực tiểu =[ Số cực đại/cực tiểu trên AB ]x2

m Số cực đại/cực tiểu trên elip nhận 2 nguồn làm tiêu điểm Ncp = 2.ÌNocp Ncr = 2.ÌNocr CHỦ ĐỀ 3: SĨNG DỪNG 1 Phản xạ sĩng P — _ZN § ‘ + 2 ` Aw ^ 4° 2 4,° |

cùng bước sĩng và luơn luơn ngược pha với sĩng tới P ` — Khi phản xạ trên vật tự do, sĩng phản xạ cùng tần số ,cùng P N—— Q bước sĩng và luơn luơn cùng pha với sĩng tới

2 Hiện tượng tạo ra sĩng dừng:

— Sĩng tới và sĩng phản xạ truyền theo cùng một phương, thì Dụng

cĩ thể giao thoa với nhau, và tạo ra một hệ sĩng dừng Px cm

— Trong sĩng dừng cĩ một số điểm luơn luơn đứng yên gọi là TH orn nn ~ Z ` 5 ^ 8 | ° ‘8 A A A Z„* oA 8 y 5 " e SNS — ‘4 ƠN ” nút, và một số điểm luơn luơn dao động với biên độ cực đại Nit oO ° ` 2 a goi la bung song me 3 Đặc điểm của sĩng dừng:

— Sĩng dừng khơng truyền tải năng lượng

— Biên độ dđ của phần tử vật chất ở mỗi điểm khơng đổi theo thời gian

— Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp (2 bụng) ) liên tiếp thì bằng nửa bước sĩng (A/2) — Khoảng cách giữa một nút và một bụng kê nhau bằng một phần tư bước sĩng

A} HiocmaI.vn — Ngơi trường chung của học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58 - 58 - 12 trang 21

Trang 22

PEN - | MON VAT LÍ

1 THAY PHAM VAN TUNG - THAY DO NGỌC HÀ Chương: Sĩng cơ học IHocmai.vn CHỦ ĐỀ 3: SĨNG DỪNG 4 Điều kiện để cĩ sĩng dừng: a Hai đầu là nút sĩng — Số bụng sĩng = số bĩ sĩng = k — Số nút sĩng = k + Ï — Số bĩ sĩng nguyên = k — Số bụng sĩng = số nút sĩng = k + Ï

b Ứng dụng của sĩng dừng: Để đo bước sĩng

5 Các chú ý: Khi trên dây cĩ sĩng dừng thì

— Đầu cố định hoặc đầu dđ nhỏ là nút sĩng

— Đầu tự do là bụng sĩng

— Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sĩng luơn dao động ngược pha — Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sĩng luơn dao động cùng pha

— Các điểm trên day déu dao ane với biên độ khơng đổi => nang lượng khơng truyền đi

(các phần tử đi qua VTCB) là

nửa chu kỳ

— Bề rộng bụng sĩng là 4a (a là biên độ)

— Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp một điểm thuộc bụng sĩng đi qua VTCB là nửa chu kỳ

— Nếu dây được nối với cần rung được nuơi bằng dịng điện xoay chiều cĩ tần số của dịng điện

là f thì dây sẽ rung với tần số 2f

CHỦ ĐỀ 4: SĨNG ÂM

1 Sĩng âm: là sĩng cơ truyền trong các mơi trường khí, lỏng, rắn (Âm khơng truyền được trong chân khơng)

— Trong chất khí và chất lỏng, sĩng âm là sĩng dọc

— Trong chất rắn, sĩng âm gồm cả sĩng ngang và sĩng dọc

2 Âm nghe được cĩ tần số từ 16Hz đến 20000Hz mà tai con người cảm nhận được Âm này gọi là âm thanh — Siêu âm: là sĩng âm cĩ tần số > 20 000Hz — Hạ âm: là sĩng âm cĩ tần số < 16Hz 3 Nguồn âm là các vật dao động phát ra âm 4 Tốc độ truyền âm:

— Trong mỗi mơi trường nhất định, tốc độ truyền âm khơng đổi

— Tốc tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của mơi trường và nhiệt độ của mơi trường — Tốc độ trong: |V:ăn > Vieng > Veni

5 Các đặc trưng vật lý của âm

Gồm: tần số, cường độ (hoặc mức cường độ âm), năng lượng và đồ thị dao động của âm

Trang 23

Chương: Sĩng cơ học IHocmai.vn CHỦ ĐỀ 4: SĨNG ÂM 5 Các đặc trưng vật lý của âm a Tần số của âm:

Là đặc trưng quan trọng Khi âm truyền từ mơi trường này sang mơi trường khác thì tần số khơng đổi,

tốc đơ truyền âm thay đổi, bước sĩng của sĩng âm thay đổi

b Cường độ âm I tại một điểm

Là đại lượng đo bằng năng lượng mà sĩng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đĩ, vuơng gĩc

với phương truyền sĩng trong một đơn vị thời gian; đơn vị W/m?

w_P_ 1 (8Ý | — W]J là năng lượngnguồn âm, P [W] la cơng suất nguồn âm

I= ts S — 7 — =| — § [m2] la dién tich mat vudng géc vGi phuong truyén 4m ° 2 1 — Với sĩng cầu thì S là diện tích mặt câu: S = 4wR: c Mức cường độ âm L(B)=lg- hoặc L(dB)=101g.- =L,=L,=lg2—lgi =lg2 e> #=105°1 0 0 I, 0 1 1 Trong đĩ:

— lo là cường độ âm chuẩn (thường lo = 10-12 W/m2 cĩ tần số 1000 Hz)

- Đơn vị mức cường độ âm là Ben (B) Trong thực tế người ta dùng

đơn vị là đexiben (dB): 1dB = 10B

d Đồ thị dao động âm

Là đồ thị của tất cả các họa âm trong một nhạc cụ gọi là đồ thị dao động âm

6 Đặc trưng sinh lí của âm: (3 đặc trưng là độ cao, độ to và âm sắc)

— Độ cao của âm gắn liên với tần số của âm (Độ cao của âm tăng theo tần số âm)

— Độ to của âm là đặc trưng gắn liền với mức cường đơ âm (Độ to tăng theo mức cường độ âm)

— Âm sắc gắn liền với đơ thị dao động âm, giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ các

nguồn âm, nhạc cụ khác nhau Âm sắc phụ thuộc vào tần số và biên độ của các hoạ âm

Chú ý:

— Nhạc âm là âm cĩ tần số xác định

— Tạp âm là âm cĩ tần số khơng xác định

— Một đầu bịt kín = 1⁄4 bước sĩng

— Hai đầu bịt kín => 1 bước sĩng — Hai đầu hở > 1 bước sĩng

— Khoảng cách giữa 2 điểm cùng pha bất kì là một số nguyên lần bước sĩng — Khoảng cách giữa 2 điểm ngược pha bất kì là một số lẻ nửa bước sĩng

Trang 24

PEN - | MON VAT LÍ

Chương: Dịng điện xoay chiều

IHocmai.vn

CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Khái niệm dịng điện xoay chiều

Dịng điện xoay chiều là dịng điện cĩ cường độ biến thiên điều hịa theo thời gian

_

2 Nguyên tắc tạo ra dịng điện xoay chiều

Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

3 Chu kì và tần số của khung quay

ae} , 1 WO qT

— Mỗi giây đổi chiều dong dién 2f lan

— Nếu ø¡ = + 1/2 thì chỉ giây đầu tiên đổi chiều 2f - 1 lần

4 Các biểu thức: (Chọn gốc thời gian t = 0 lúc (đ,B) =0° )

a Biểu thức từ thơng của khung

® =NBScosat = ©, cost an

S la diện tích một vịng dây

N là số vịng dây

B là vectơ cảm ứng từ vuơng gĩc trục quay A œ là vậnt ốc gĩc khơng đổi của khung quay © — -C _ Vv Vv Ỷ 3B) Wi

b Biểu thức suất điện động tức thời

e=—^“” — @NBSsinet =E, COS @t—^

At 2

Suất điện động luơn trễ pha 72 so với từ thơng

c Biểu thức điện áp tức thời và cường độ dịng điện tức thời trong mạch:

— Điện áp: u=U,cos(œt +.) — Cường độ dịng điện: ¡ =lcos(@t + @,) d Các giá trị hiệu dụng |—_0_ U=—?%+ E= Lọ v2 V2 v2

5 Cac loai doan mach

a Đoạn mạch chỉ cĩ điện trở thuần R

Kí hiệu Tổng trở |_ Đặc điểm CT DL Om Độ lệch pha giữa u với i Phương trình Giản đồ R R =o! Cho ca dong l= U_ Uy ,._u|uvàicùng fy =U,cos(@t+ ©) 5

| TPS ion 1 chidy Ig” | pha nha i sotto va xoay chiéu =0,—0,=0 : |

qua

Lưu ý: Trường hợp đoạn mạch chỉ cĩ R cĩ đặc điểm đặc biệt đĩ là pha của dịng điện bằng pha của hiệu điện thế Dựa vào đặc điểm này mà nhiều bài tốn xác định giá trị hiệu dụng hoặc tức thời ta

cĩ thể dễ dàng giải được

Trang 25

{i

IHocmai.vn

5 Các loại đoạn mạch

b Đoạn mạch chỉ cĩ cuộn cảm thuần L

Kíhiệu | Tổng trở | Đặc điểm CT DL Om Độ lệch pha Phương trình giữa u với ¡ Giản đồ

L Chỉ cản trở U_U u sớm pha| u=U,cos@U |,

` oA L

Z =œL | dịng điện I=_——=——° hon i géc 1/2 | | I

“WON |Z, xoay chiều Z, 2Z, _ ° | i=hcosl@t-—) (=0, ~~ 2 > 2 | Lưu ý: — Đơn vị L: [HỊ đọc là Henri — Tác dụng cảm kháng: Cần trở dịng điện (L và f càng lớn thì Z¿ càng lớn cản trở nhiều)

— Cuộn dây thuần cảm khi cho dịng một chiều qua thì chỉ cĩ tác dụng như một dây dẫn

— Cuộn dây khơng thuần cảm khi cho dịng một chiều qua thì chỉ cĩ tác dụng như một điện trở r — Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu cuộn cảm thuần là u và cường độ dịng điện qua nĩ là i Ta cĩ hệ thức liên hệ: 2 2 2 2 = + — =1> = + ` =2 I, ỨC, rou c Đoạn mạch chỉ cĩ tụ điện C

Kíhiệu | Tổng trở | Đặc điểm CT DL Om “Sun Phương trình Giản đồ

C Chỉ cho dịng , u cham pha u=U,cos(at)

—_fL— | 7 to dién xoay =-U - 0 hơn ¡ gĩc 72 n 1

“ @C |chiéu di qua Zc V2Z, o=0., ™ | j=1,cos(et+—)} |Uc u-i 2 2 Lưu ý: — Đơn vị C: |F| đọc là Pha-ra — Tác dụng dung kháng: Cán trở dịng điện (C và f càng lớn thì Z¿ càng nhỏ cán trở ít) — Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu cuộn cảm thuần là u và cường độ dịng điện qua nĩ là ¡ Ta cĩ hệ thức liên hệ: ;2 2 ;2 2 — + 5 =|1> = +==2 PUR PUP Đặc biệt: Quy tắc mắc nối tiếp/song song Cách mắc R L C

Mắc nối tiếp R=R, +R, Z=Z,+Z2 Z.=L.,+Le,

Jott tot tt tot, t

Mac Song Song R R, R, LZ Li L2 “c Ley Le»

Cf re

A} HiocmaI.vn — Ngơi trường chung của học trị Việt

|Hocmai.vn| Tổng đài tư vấn: 1900 58 - 58 - 12 Trang 25

Trang 26

PEN - | MON VAT LÍ

{i

IHocmai.vn

THẦY PHẠM VĂN TÙNG - THAY DO NGỌC HÀ

5 Các loại đoạn mạch

d Đoạn mạch R-L-C khơng phân nhánh

Giả sử trong mạch cĩ dịng điện: ¡ =l,cos(@†+ 0.) A A R L CB

—L — lđWWWW-—IE—

° UỦa cùng pha với | nên: ‹ U¡ sớm pha 7/2 so với | nên: Up =U pcoslwt+ @,) u, =U,,cosl@t+ @, + 2) ° Uc chậmpha 7/2 so với | nên: u, =U, cos(œ@f+ ©, =3) Mạch cĩ tính cảm kháng (Z¡ > Zc)

— Hiệu điện thế tức thời tại hai đầu mạch:|u = UR + UL + Uc |

— Hiệu điện thế cực đại và hiệu dụng giữa hai đầu mạch: U2 =Ule +(Ug, —Upc) =U? =U? +(U L -U.) yx usém pha hon i géc @ — Tổng trở tồn mạch: Z=xJR°+(, -Z.} — Định luật Ơm cho tồn mạch: Mạch cĩ tính dung kháng (Z¡ < Zc) ©Ọ U, Ủy Ủy 0R _ —0L _ U ~OC oT ZO RZ ZZ =l====* U Up Z R — Độ lệch pha ọ giữa u và ¡ của mạch điện: = 0, tang = Z, —{ _ U, — Ức 2 U5, ~ Uục U, Upp — Hệ số cơng suất: U, U COS — RK — Rk — _— OR Z UU, oO xu cùng pha với ¡ (Cộng hưởng)

DẠNG TỐN VIẾT PHƯƠNG TRÌNH HIỆU ĐIỆN THẾ - DỊNG ĐIỆN

LOẠI 1: Bài tốn viết phương trình u khi biết ¡

Biểu thức trung tâm: Phương trình ¡ cĩ dạng: |i =|,cos(@t+ @,)| Ù, @ Ũ, i Ue Ve ọ - " LZ “c > U 'Ủ, =Ø, ye u cham pha hon ¡ gĩc @ Mạch cĩ tính trở kháng (Z¡ = Zc) uy =e Ul ï — PT u:u, =U, cos(at+ @, +) — PT uc: u, =U,<cos(@t+ @ 3M) — PT ur:u, =U,,cos(@t+ @, )(V)

Trong đĩ: U,, =|,Z, va 9, -, =5 Trong đĩ: U, =l,Z vào, —,=—~ | Trong đĩ: U,, =|,R và @ —0, =0

LOẠI 2: Bài tốn viết phương trình ¡ khi biết u và viết u thành phần từ u 7_z U-U

Cho đoạn mạch RLC, biết phương trình hiệu điện thế: u =U, cos(œt+,)(V) | Với: tan = = C — 7 c

R

—= Phương trình cường độ dịng điện trong mạch: |i = Icos(œt+ ọ, -9)|

= Phuong trinh điện trở: Ug =U,,coslot+ @, —0})

=> Phương trình cuộn dây:u, =U,,cos(œt+ ọ, 0+2)

—= Phương trình tụ điện: U =U, cos(@t+ @, -9-5) x Phải luơn nhớ ui luơn nhanh pha hon ¡ gĩc VỚI I 90s và uc chậm pha hơn ¡ gĩc 9059; ua cùng pha

A} HiocmaI.vn — Ngơi trường chung của học trị Việt

Trang 27

Chương: Dịng điện xoay chiều IHocmai.vn CHỦ ĐỀ 2: CƠNG SUẤT VÀ CỰC TRỊ CƠNG SUẤT 1 Cơng suất

P là cơng suất [W| Lưu ý:

B—UI ng U là hiệu điện thế hiệu dụng [VỊ] — Cơng suất trên R: _ Ose = | I là cường độ dịng điện hiệu dụng [A] Pa = R2

R U, — Cơng suất trên L hoặc C:

cosọ =— =—`* là hệ số cơng suất 5 +

° Z U 5 PL = Pc= 0

2 Cực trị cơng suất

a Nguyên nhân do cộng hưởng ( xảy ra với mạch RLC)

— Khi thay đổi (L, C, øœ, ƒ làm cho cơng suất tăng dén cuic dai > Imax => cộng hưởng

=2 =Z “>0 =1 =

— Hệ quả:

‹ Nếu khi thay đổi œ = @¡ và khi œ = œ; thì cơng suất trong mạch (cường độ dịng điện trong mạch)

như nhau Hỏi khi thay đổi œ bằng bao nhiêu để cơng suất trong mạch cực đại:

@ = 4/00

- Nếu khi thay đổi f = fi va khi f = í› thì cơng suất trong mạch (cường độ dịng điện trong mạch) như nhau Hỏi khi thay đổi f bằng bao nhiêu để cơng suất trong mạch cực đại:

i=in

b Nguyên nhân do điện trở thay đổi

Trường hợp 1: Mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm Ưƒ U Ur Ưƒ P=fR= pg, Z-Ze) >===IP, = Y IR IZ, -Z,| —= | khi và chỉ khi |R =|Z, —Z¿| R A 2 Z —Z 2

Hé qua: iang= 2% 1.9 =2 cos = 22 ;2-=RV2

Trường hợp 2: Mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn day cĩ điện trở hoạt động — Thay đổi R để cơng suất tỏa nhiệt trong mạch cực đại: 2 P=PR+)=P,,, =—— @R+r=|Z, -Z, 2(R+r)

— Thay đổi R để cơng suất tỏa nhiệt trên điện trở cực đại:

Pomme Rar +(Z, -Z.) Rmax

Luu y:

Trang 28

PEN - | MON VAT LÍ

IHocmai.vn

CHỦ ĐỀ 3: HIỆU ĐIỆN THẾ VÀ CỰC TRỊ HIỆU ĐIỆN THẾ

1 Độ tự cảm thay đổi (L thay đổi)

a Thay đổi L để cĩ cộng hưởng (thay déi dé Imax)

—— Thay đổi L để Rmax (Up = U) —— Thay đổi L để Ucmax

—— Thay đổi L để Imax —— Thay đổi L để Pmax

— Thay đổi L để cos@ = 1 — Thay đổi L để tang = 0

— Thay đổi u cùng pha với ¡ — Thay đổi u vuơng pha với u/uc

b Thay déi L dé Uimax (Phuong phap dùng giản đồ)

`

dị _ —>ÙU,= L SInB He qua:

@ SinB sinœ sina * U2 =U? +U2 +U2

* UU =Us =U; +Us

¢ Ta lai co: sina =—& = th Lc RC R C

Ure jUỆ+U2 * U,U, =Up¢.U =U./L2 +U?

* UU, —U.) =U,

° Khi Utmax thi sinB = 1 thay B = 90>), Khi do:

*U, (U, -U.) =U imax = _U IE R U, +U- 2 "imax = U py sr Rˆ+Z¿ Rˆ+Z£ ¢e Khi do:| Z, = C Uc

¢ Urc tré pha hon U gĩc 72

c Bai toan phy

— Thay đổi L = L¡ hoặc L = L2 ma UL cé cing gid tri thi dién 4p cực đại hai đầu cuộn cam Uimax khi 1 | 1 4 —== em Z 2 Zi Z> — Điều chinh L dé Uri khong phụ thuộc vào giá trị của R: Z =2Z, — Với hai giá trị của cuộn cảm L: và La mạch cĩ cùng cơng suất thì dung kháng: Z,+Z 2 , Z — —= Giá trị L để cơng suất mach cực đại: L=Ẻ =

2 Điện dung thay đổi

a Thay đổi C để cĩ cộng hưởng (thay đổi để Ima.)

— Thay đổi C dé Urmax (Ur = U) — Thay déi C dé Unmax

— Thay déi C dé Imax — Thay đổi C để Pua

— Thay đổi C để coso = 1 — Thay đổi C để tang = 0

— Thay đổi u cùng pha với i — Thay đổi u vuơng pha với uựuc

Trang 29

IHocmai.vn

CHỦ ĐỀ 3: HIỆU ĐIỆN THẾ VÀ CỰC TRỊ HIỆU ĐIỆN THẾ

2 Điện dung thay đổi

c Bài tốn phụ

— Thay đổi C = C¡ hoặc C = C; mà Uc cĩ cùng giá trị thì điện áp cực đại hai đầu tụ điện Ucmax khi 1 1{ 1 1 C,+C, =—| —+—— |<(max=——— Z Cmax 2\ Ze, Loe 2 — Dé Urc khong phụ thuộc vào giá trị của R thì: Z, =2Z, — Với hai giá trị của tụ điện C¡ và C mạch cĩ cùng cơng suất thì cảm kháng: Z,+Z 2 ⁄

Z, =— = Giá trị C để cơng suất mach cực đại: ri

3 Tân số thay đổi

a Thay đổi f để cĩ cộng hưởng Ul„ax; Ucmax

— Khi: Op = 27rÍ = TT thì | max => Urmax} Pmax

LC Cong thtic lién hé| og = @,.@¢ — Khi: ø, =1 _ Ì th Us ax = 2UL C |L R RN4LC—R°C? C 2 f =f f 1 |L R 2UL — Khi:œc =—.|——— thì U_ = ~ LYC 2 Cmax RV4LC —R°C? b Thay đổi f để cĩ hai giá trị fi # fe biét fi + f2 =athih =k CHỦ ĐỀ 4: NHĨM CÁC CƠNG THỨC MỞ RỘNG

1 Các cơng thức vuơng pha về điện xoay chiều

— Đoạn mạch chỉ cĩ L; ui vuơng pha với I:

u Y (iy u u2 —ưˆ

a) *(V] ==|5]*+?et^2 =ln Uo, l, LZ, | hy

— Đoạn mạch chỉ cĩ C; uc vuơng pha với I:

uY (¡iÝ u u, —uˆ

lá) li) =!2|E] +22 lệT Voc |; “c Lh,

Trang 30

PEN - | MON VAT LÍ

IHocmai.vn Chương: Dịng điện xoay chiều

CHỦ ĐỀ 4: NHĨM CÁC CƠNG THỨC MỞ RỘNG

1 Các cơng thức vuơng pha về điện xoay chiều

— Đoạn mạch R và L; ua vuơng pha u¡ — Doan mach R va C; ur vudng pha uc

2 2 2 2 2 2 2 2

U, Ủy U sing U,cos@ SN Ủy U ®à U,cos@ — Doan mach cé RLC; ur vudng pha vdi uc

uy 2 uy S2 Ue 2 2 Us = Ure + Uộic

u u

ụyc Ủy ụyc I, U, sing U,cosp 2=] + us = Us

Trang 31

IHocmai.vn Chương: Dịng điện xoay chiều CHỦ ĐỀ 4: NHĨM CÁC CƠNG THỨC MỞ RỘNG 5 Điện áp cực đại ở hai đầu tụ điện C khi œ thay đổi 2 2 2 2 Z Z => U +/—- | =1> £ +Íl—=| =Z¿ =Z+Zˆ=‹: Emax “c “Cmax “c 6 Điện áp cực đại ở hai đầu cuộn dây L khi œ thay đổi 2m2 2 2LC—R“C O 0, 2 Z2 ơi 2 2 2 2 Z Z — U +|—£] =1> fo 4+} —& =l>Zˆ =Z+Z7¿= na “ “ may Z CHU DE 5: MAY BIEN AP TRUYEN TAI DIEN NANG 1 Máy biến áp a Định nghĩa Là thiết bị dùng để biến đổi điện áp của dịng điện xoay chiêu 1 LAN yy Lang =—— U 2 2 \2 + == =1 ( Vemax Wo 1 LAN pe -LANP =— > U 2 2 2 Umax @,

— Máy biến áp khơng làm thay đổi giá trị tần số của dịng điện xoay chiều

— Máy biến áp khơng biến đổi điện áp của dịng điện một chiều

b Cấu tạo

m Phan 1: Loi thép

Được ghép từ các tấm sắt non - silic mong song song và cách điện với nhau (để chống lại dịng Fuco)

m Phần 2: Cuộn dây

Gồm 2 cuộn là cuộn sơ cấp và thứ cấp:

— Cuộn sơ cấp (N¡): Gồm N: cuộn dây quấn quanh lõi thép (cuộn sơ cấp được nối với nguồn điện) — Cuộn thứ cấp (N;): Gồm N› cuộn dây quấn quanh lõi thép (cho điện ra các tải tiêu thụ)

Nếu >1 = đây là máy tăng áp Nếu › + đây là máy tăng áp

1 1

c Nguyên tắc hoạt động

— Lựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

— Dịng điện biến thiên trong cuộn sơ cấp => từ thơng biến thiên trong lõi thép = Dịng điện

biến thiên ở cuộn thứ cấp

Trang 32

PEN - | MON VAT LÍ

CHỦ ĐỀ 5: MÁY BIẾN ÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG

2 Truyền tải điện năng đi xa a Ý nghĩa truyễển tải điện năng:

— Nguồn điện được sản xuất ra tập trung tại các nhà máy điện như: nhiệt điện, thủy điện, điện hạt nhân nhưng việc tiêu thụ điện lại rộng khắp quốc gia, tập trung hơn tại các khu dân cư, nhà máy, từ thành thị đến nơng thơn cũng đều cần điện

— Cần đường truyền tải điện để chia sẻ giữa các vùng, phân phối lại điện năng, xuất nhập khẩu điện năng

— Vì thế truyền tải điện là nhu cầu thực tế vơ cùng quan trọng:

b Bài tốn truyền tải điện năng:

Trong quá trình truyền tải điện bài tốn được quan tâm nhất đĩ là làm sao giảm hao phí điện năng

xuống thấp nhất

— Cơng thức xác định hao phí truyền tải:

P là cơng suất truyền tải (W) 2 AP=R=— —R| ỈR = s là điện trở đường dây truyền | ` coso

U là hiệu điện thế truyền tải

coso là hệ số cơng suất đường truyền — Giải pháp làm giảm hao phí khả thi nhất là tăng hiệu điện thế trước khi truyền tải: U tăng a lần thì hao phí giảm a? lần — Cơng thức độ giảm thế trên đường dây: AU =I.R — Cơng thức hiệu suất truyền tải điện: H= == 100% =100% — %AP

CHỦ ĐỀ 7: MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện

Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

— Khi từ thơng qua mỗi vịng dây biến thiên điều hồ: ® = ®ocos2zft thì trong cuộn dây cĩ N vịng

giống hệt nhau xuất hiện suất điện động cảm ứng biến thiên điều hịa:

dœ

e= _N— =E,cos(@t)| v6i Eo= N®o2nft

Cĩ hai cách tạo ra suất điện động xoay chiều trong các máy phát điện: — Từ trường cố định và các vịng dây quay trong từ trường

— Từ trường quay, các vịng dây nằm cố định

2 Máy phát điện xoay chiều một pha

a Các bộ phận chính

— Phần cảm: Nam châm điện hay nam châm vĩnh cửu tạo ra từ trường

— Phần ứng: Là những cuộn dây trong đĩ xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động

— Phần đứng yên gọi là stato, phần quay quanh một trục gọi là rơ to

Trang 33

CHỦ ĐỀ 7: MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

2 Máy phát điện xoay chiều một pha

a Các bộ phận chính

— Để tăng suất điện động của máy phát:

+ Phần ứng gồm các cuộn dây cĩ nhiều vịng mắc nối tiếp nhau và đặt lệch nhau trong từ trường

của phần cảm

+ Các cuộn dây của phần cảm ứng và nam châm điện của phần cảm được quấn trên các lỏi thép

kĩ thuật gồm nhiều lá thép mỏng ghép cách điện nhau, nhằm tăng cường từ thơng qua các cuộn dây và giảm dịng Phucơ

b Hoạt động

— Cách 1: Phần ứng quay phần cảm cố định Trong cách này muốn đưa điện ra mạch ngồi người ta cho hai vành khuyên đặt đồng trục với khung dây và cùng quay với khung dây Khi khung dây quay thì hai vành khuyên trượt lên hai thanh quét Vì hai chổi quét đứng yên nên dịng điện trong khung dây qua vành khuyên và qua chổi quét ra ngồi mạch tiêu thụ — Cách 2: Phần ứng đứng yên cịn phần cảm quay Tân số dịng điện: f = np; với n (vịng/giây): tốc độ quay rơto, p số cặp cực của máy phát Nếu n vịng/phút thì: _nP _ 60

3 Máy phát điện xoay chiều ba pha

a Định nghĩa dịng điện 3 pha:

Dịng điện xoay chiều ba pha là hệ thống gồm ba dịng điện xoay chiêu, gây bởi ba suất điện động

cĩ cùng tần số, cùng biên độ, nhưng lệch pha nhau 273

2 2

e, =E,cos(wt); e, =E,cos(@t— ="); e, =E,cos(@t+ “—) ¬

3 Nếu tải đối xứng: | 21t 21t >> ằ> | =I,,cos(@t); |, =|,,cos(@t- 37 |, =|,;cos(@t+ —)

b Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha:

— Giống máy phát điện một pha nhưng ba cuộn dây phần ứng giống nhau đặt lệch nhau một gĩc 27/3 trên đường tron Stato ; ;

— Khi rơ to quay thì từ thơng qua ba cuộn dây dao động điều hịa cùng tân số và biên độ nhưng lệch pha nhau một gĩc là 2/3

— Từ thơng này gây ra ba suất điện động dao động điều hịa cĩ cùng biên độ và tần số nhưng

lệch pha nhau 21/3 ở ba cuộn day

— Nối các đầu dây của ba cuộn dây với ba mạch tiêu thụ giống nhau ta được ba dịng điện xoay

chiều cùng tần số, biên độ nhưng nhau về pha 273

Lưu ý:

Khi máy hoạt động, nếu chưa nối với tải tiêu thụ thì suất điện động hiệu dụng bằng điện áp 2 đầu

khung dây của phần ứng

4 Động cơ điện

a Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và từ trường quay (Khung dây dẫn đặt trong từ trường quay sẽ quay theo từ trường đĩ với tốc độ nhỏ hơn)

b Động cơ khơng đồng bộ ba pha:

— Stato: gồm 3 cuộn dây giống nhau đặt lệch 1209 trên 1 vịng trịn

— Rơto: Khung dây dẫn quay dưới tác dụng của từ trường

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	11,06 MB