giáo án ôn thi THPT quốc gia môn lí 12

SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO THÁI BÌNH TRƯỜNG THPT THÁI PHÚC GIÁO ÁN ÔN THI THPT QUỐC GIA Vũ Xuân Tuấn HỌ VÀ TÊN GV: GIÁO ÁN MÔN: KHỐI LỚP: TỔ: Vật Lý 12 Tự Nhiên NĂM HỌC: 2015 - 2016 Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn Chương I: DAO ĐỘNG CƠ Tiết 01+02: TÓM TẮT LÍ THUYẾT CHƯƠNG Ngày soạn: 08/04/2016 Ngày dạy 20/4/2016 Dạy lớp 12 12A4 Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Nhắc lại định nghĩa; hệ thống công thức bản; lí thuyết học hiểu b) Về kỹ năng: - Ghi nhớ kiến thức lí thuyết học - Làm tập trắc nghiệm dạng lí thuyết c) Về thái độ: - Có thái độ nghiêm túc học tập Chuẩn bị GV HS: a) Chuẩn bị GV: b) Chuẩn bị HS: - Ôn lại lí thuyết học Tiến trình dạy: a) Ổn định lớp: (1 phút ) b) Dạy nội dung: I.Dao động cơ, dao động tuần hoàn + Dao động chuyển động qua lại vật quanh vị trí cân + Dao động tuần hoàn dao động mà sau khoảng thời gian vật trở lại vị trí chiều chuyển động cũ (trở lại trạng thái ban đầu) II Dao động điều hòa + Dao động điều hòa dao động li độ vật hàm côsin (hoặc sin) thời gian + Phương trình dao động: x = Acos(ωt + ϕ) Trong đó: x (m;cm rad): Li độ (toạ độ) vật; cho biết độ lệch chiều lệch vật so với VTCB A>0 (m;cm rad): Là biên độ (li độ cực đại vật); cho biết độ lệch cực đại vật so với VTCB (ωt + ϕ) (rad): Là pha dao động thời điểm t; cho biết trạng thái dao động (vị trí chiều chuyển động) vật thời điểm t ϕ (rad): Là pha ban đầu dao động; cho biết trạng thái ban đầu vật ω (rad/s): Là tần số góc dao động điều hoà; cho biết tốc độ biến thiên góc pha + Điểm P dao động điều hòa đoạn thẳng luôn dược coi hình chiếu điểm M chuyển động tròn đường kính đoạn thẳng III Chu kỳ, tần số dao động điều hoà + Chu kì T(s): Là khoảng thời gian để thực dao động toàn phần Chính khoảng thời gian ngắn để vật trở lại vị trí chiều chuyển động cũ (trở lại trạng thái ban đầu) + Tần số f(Hz):Là số dao động toàn phần thực giây Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn + Liên hệ ω, T f: ω = 2π = 2πf T IV Vận tốc gia tốc vật dao động điều hoà + Vận tốc đạo hàm bậc li độ theo thời gian: v = x' = - ωAsin(ωt + ϕ) = ωAcos(ωt + ϕ+ π ) Vận tốc vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa tần số sớm pha π so với với li độ - Ở vị trí biên (x = ± A): Độ lớn |v|min = - Ở vị trí cân (x = 0): Độ lớn |v|min =ωA Giá trị đại số: vmax = ωA v>0 (vật chuyển động theo chiều dương qua vị trí cân bằng) vmin = -ωA v ZC u nhanh pha i; ZL Z Z R < ZC u chậm pha i Đoạn mạch có điện trở R: u pha với i; đoạn mạch có cuộn cảm L: u sớm pha i góc π π ; đoạn mạch có tụ điện u trể pha i góc 2 Trường hợp điện áp hai đầu đoạn mạch u = U 0cos(ωt + ϕ) Nếu đoạn mạch có tụ điện thì: i = I 0cos(ωt + ϕ + π ) = - I0sin(ωt + ϕ) hay mạch có cuộn cảm thì: i = I 0cos(ωt + π ) = I0sin(ωt + ϕ) mạch có cuộn cảm tụ điện mà điện trở R i2 u2 thì: i = ± I0sin(ωt + ϕ) Khi ta có: + = I0 U0 ϕ- * Phương pháp giải: Để viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch ta tính giá trị cực đại cường độ dòng điện điện áp cực đại tương ứng góc lệch pha điện áp cường độ dòng điện thay vào biểu thức tương ứng Chú ý: Nếu đoạn mạch có nhiều phần tử R, L, C mắc nối tiếp Khi tính tổng trở độ lệch pha ϕ u i ta đặt R = R1 + R2 + ; ZL = ZL1 + ZL2 + ; ZC = ZC1 + ZC2 + 68 Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn Nếu mạch điện trở ta cho R = 0; cuộn cảm ta cho Z L = 0; tụ điện ta cho ZC = * Bài tập minh họa: Một tụ điện có điện dung C = 31,8 µF, mắc vào mạch điện dòng điện chạy qua tụ điện có cường độ i = 0,5cos100πt (A) Viết biểu thức điện áp hai tụ điện Cho đoạn mạch RLC gồm R = 80 Ω, L = 318 mH, C = 79,5 µF Điện áp hai đầu đoạn mạch là: u = 120 cos100πt (V) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch tính điện áp hiệu dụng hai đầu dụng cụ Cho đoạn mạch xoay chiều RLC có R = 50 Ω; L = 10 −3 H; C = F Điện áp hai đầu π 5π đoạn mạch có biểu thức uAB = 120cos100πt (V) Viết biểu thức cường độ dòng điện mạch tính công suất tiêu thụ mạch Một mạch điện AB gồm điện trở R = 50 Ω, mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L = H điện trở R0 = 50 Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u AB = 100 cos100πt π (V) Viết biểu thức điện áp tức thời hai đầu cuộn dây π  2.10−4 Đặt điện áp u = U cos  100π t − ÷(V) vào hai đầu tụ điện có điện dung (F) Ở thời 3  π điểm điện áp hai đầu tụ điện 150 V cường độ dòng điện mạch A Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch π  Đặt điện áp xoay chiều u = U cos  100π t + ÷(V ) vào hai đầu cuộn cảm có độ tự  cảm L= 3 H Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm 100 V cường độ dòng điện 2π qua cuộn cảm A Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua cuộn cảm Mạch RLC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = H, điện trở R = 100 Ω tụ điện π 10 −4 có điện dung C = F Khi mạch có dòng điện xoay chiều i = cosωt (A) chạy qua π hệ số công suất mạch Xác định tần số dòng điện viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 10 Ω, cuộn dây cảm L tụ điện C = 10 −3 F mắc nối tiếp Biểu thức điện áp hai tụ u C = 50 cos(100πt – 0,75π) (V) 2π Xác định độ tự cảm cuộn dây, viết biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch * Hướng dẫn giải đáp số: π = 100 Ω; U0C = I0ZC = 50 V; uC = 50cos(100πt - ) (V) ωC U Ta có: ZL = ωL = 100 Ω; ZC = = 40 Ω; Z = R + ( Z L − Z C ) = 100 Ω; I = = 1,2 A; ωC Z Z −Z 37π 37π tanϕ = L C = tan370  ϕ = rad; i = 1,2 cos(100πt ) (A); R 180 180 Ta có: ZC = UR = IR = 96 V; UL = IZL = 120 V; UC = IZC = 48 V 69 Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn Ta có: ZL = ωL = 100 Ω; ZC = tan300 Z −Z = 50 Ω; Z = R + ( Z L − Z C )2 = 100 Ω; tanϕ = L C = ωC R U π π rad; I0 = = 1,2 A; i = 1,2cos(100πt - ) (A); P = I2R = 62,4 W Z ZL U π Ta có: ZL = ωL = 100 Ω; Z = ( R + R0 ) + Z L2 = 100 Ω; I = = A; tanϕ = R + R = tan Z ZL π 63π  ϕ = ; Zd = R02 + Z L2 = 112 Ω; Ud = IZd = 56 V; tanϕd = R = tan630  ϕd = 180 π 63π π Vậy: ud = 112cos(100πt - + ) = 112cos(100πt + ) (V) 10 180 i2 u2 π π π Ta có: ZC = = 50 Ω; i = Iocos(100πt + ) = - Iosin(100πt - ) Khi đó: + = I0 U0 ωC 3 ϕ= i2 u2 hay + 2 =  I0 = I0 I0 ZC i2 + ( u π ) = A Vậy: i = cos(100πt + ) (A) ZC 6 Ta có: ZL = ωL = 50 Ω; i = I0cos(100πt + i2 u2 + hay =  I0 = I I 02 Z L2 Ta có: cosϕ = i2 + ( i2 u2 π π π - ) = I0sin(100πt + ) Khi đó: + = I0 U0 3 u π ) = A Vậy: i = cos(100πt - ) (A) ZL R R Z= = 100 Ω; ZL – ZC = ± cos ϕ Z Z − R = ± 100  2πfL - 2πfC = 4f - 10 = ±102  8f2 ± 2.102f - 104 =  f = 50 Hz f = 25 Hz; U = IZ = 100 V 2f π π Vậy: u = 200cos(100πt + ) (A) u = 200cos(25πt - ) (A) 4 π 3π π Z −Z Ta có: ZC = = 20 Ω; - ϕ - =  ϕ = ; tanϕ = L C ωC 4 R U Z π C  ZL = ZC + R.tanϕ = 30 Ω  L = L = H; I = Z = 2,5 A Vậy: i = 2,5 cos(100πt - ) ω 10π C (A) * RÚT KINH NGHIỆM Phân bố thời gian toàn bài: Thời gian cho tường phần: Nội dung kiến thức, kỹ năng: Phương pháp giảng dạy: 70 Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn Tiết: 20+21 BIẾN THIÊN CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG KHI MẠCH CÓ R HOẶC L HOẶC C HOẶC f THAY ĐỔI Ngày soạn Ngày dạy 14+18/5/201 29/04/2016 Dạy lớp 12 A4 Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Nhắc lại định nghĩa; hệ thống công thức bản; lí thuyết học hiểu b) Về kỹ năng: - Ghi nhớ kiến thức lí thuyết học - Làm tập trắc nghiệm c) Về thái độ: - Có thái độ nghiêm túc học tập Chuẩn bị GV HS: a) Chuẩn bị GV: - Công thức tập nâng cao b) Chuẩn bị HS: - Ôn lại lí thuyết học Tiến trình dạy: a) Ổn định lớp: (1 phút ) b) Dạy nội dung: Bài toán cực trị đoạn mạch xoay chiều * Các công thức: Khi ZL = ZC hay ω = U U2 Z = Zmin = R; Imax = ; Pmax = ; ϕ = (u pha với i) Đó LC R R cực đại cộng hưởng điện U 2R Công suất: P = I R = Z Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm: UL = IZL = Điện áp hiệu dụng hai tụ: UC = IZC = UZ L Z UZ C Z * Phương pháp giải: + Viết biểu thức đại lượng cần xét cực trị (I, P, UL, UC) theo đại lượng cần tìm (R, L, C, ω) + Xét điều kiện cộng hưởng: mạch xảy tượng cộng hưởng lập luận để suy đại lượng cần tìm + Nếu cộng hưởng biến đổi biểu thức để đưa dạng bất đẳng thức Côsi dạng tam thức bậc hai có chứa biến số để tìm cực trị Sau giải tập loại ta rút số công thức sau để sử dụng cần giải nhanh câu trắc nghiệm dạng này: U2 U2 Cực đại P theo R: R = |ZL – ZC| Khi Pmax = = | Z L − Z C | 2R R + Z C2 U R + Z C2 Cực đại UL theo ZL: ZL = Khi ULmax = ZC R 71 Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn -R + Z L2 U R + Z L2 Cực đại UC theo ZC: ZC = Khi UCmax = ZL R Cực đại UL theo ω: UL = ULmax ω = LC − R 2C Cực đại UC theo ω: UC = UCmax ω = R2 − LC L * Bài tập minh họa: Cho mạch điện hình vẽ Trong R = 60 Ω, cuộn dây cảm có H, tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào 2π hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định: u AB = 120 cos100πt (V) Xác định điện độ tự cảm L = dung tụ điện công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Một đoạn mạch gồm R = 50 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C = 2.10 −4 F mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng π 110 V, tần số 50 Hz Thì thấy u i pha với Tính độ tự cảm cuộn cảm công suất tiêu thụ đoạn mạch Cho mạch điện hình vẽ Trong điện trở R = 50 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 159 mH, tụ điện có điện dung C = 31,8 µF, điện trở ampe kế dây nối không đáng kể Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều uAB = 200cosωt (V) Xác định tần số điện áp để ampe kế giá trị cực đại số ampe kế lúc Đặt điện áp u = 100 cos ωt (V), có ω thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 200 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm 25 10−4 H tụ điện có điện dung F mắc nối tiếp Công 36π π suất tiêu thụ đoạn mạch 50 W Xác định tần số dòng điện 10 −4 H, tụ điện C = F mắc 2π π nối tiếp với Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 220 cos100πt (V) Xác Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn cảm L = định điện trở biến trở để công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Cho mạch điện hình vẽ Trong cuộn dây có điện trở r = 90 1,2 H, R biến trở Đặt vào hai đầu đoạn π mạch điện áp xoay chiều ổn định u AB = 200 cos100πt (V) Định giá trị biến trở R để Ω, có độ tự cảm L = công suất toả nhiệt biến trở đạt giá trị cực đại Tính công suất cực đại 10 −4 Cho mạch điện hình vẽ Trong R = 100 Ω; C = F; cuộn 2π dây cảm có độ tự cảm L thay đổi Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 200cos100πt (V) Xác định độ tự cảm cuộn dây để điện áp hiệu dụng cuộn cảm L cực đại Tính giá trị cực đại Cho mạch điện hình vẽ Trong R = 60 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 72 H, tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai 2π Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ỗn định: u AB = 120 cos100πt (V) Xác định điện dung tụ điện để điện áp hai tụ đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Cho mạch nối tiếp gồm cuộn cảm L = dung C= H, điện trở R = 100 Ω, tụ điện có điện π 10 −4 F Đặt vào mạch điện áp xoay chiều u = 200 cosωt (V) Tìm giá trị π ω để: a) Điện áp hiệu dụng R đạt cực đại b) Điện áp hiệu dụng L đạt cực đại c) Điện áp hiệu dụng C đạt cực đại * Hướng dẫn giải đáp số: Ta có: ZL = ωL = 50 Ω Để P = Pmax 2.10−4 ZC = ZL = 50 Ω  C = ωZ = F Khi đó: Pmax = π C U2 = 240 W R ZL = 50 Ω Để u i pha ZL = ZC = 50 Ω  L = = 2π fC 2π f U2 Khi đó: P = Pmax = = 242 W R 1 Ta có: I = Imax ZL = ZC hay 2πfL = f= = 70,7 Hz Khi I 2πfC 2π LC A U P Ta có: P = I2R  I = = 0,5 A = = Imax có cộng hưởng điện R R 1 Khi có cộng hưởng điện ω = 2πf = f= = 60 Hz LC 2π LC U 2R U 2R = = Ta có: ZL = ωL = 50 Ω; ZC = = 100 Ω; P = I2R = Z R + (Z L − ZC )2 ωC Ta có: ZC = H 2π = Imax = U =2 R U2 (Z − ZC )2 R+ L R ( Z L − ZC )2 Vì U, ZL ZC không đổi nên để P = Pmax R = (theo bất đẵng thức Côsi)  R = |ZL R U2 – ZC| = 50 Ω Khi đó: Pmax = = 484 W 2R U2 U R Ta có: ZL = ωL = 120 Ω; PR = I2R = = r + Z L2 ; Vì U, r ZL không đổi ( R + r ) + Z L2 R + 2r + R 2 r + ZL nên P R = PRmax khi: R = (bất đẵng thức Côsi)  R = r + Z L2 = 150 Ω Khi đó: PRmax = R U = 83,3 W 2( R + r ) 73 Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn -1 Ta có: ZC = = 200 Ω; UL = IZL = ωC UZ L R + (Z L − ZC )2 = U 1 ( R + Z C2 ) − 2Z C + Vì U, R ZL ZL − 2ZC b ZC không đổi nên UL = ULmax Z = - 2( R + Z ) (cực trị tam thức bậc hai x = ) 2a L C R + Z C2 3,5 U R + Z C2 = 350 Ω  L = H Khi ULmax = = 216 V ZC π R U UZ C Ta có: ZL = ωL = 50 Ω; UC = IZC = = ( R + Z ) − Z + ; UC = UCmax R + (Z L − ZC )2 L L Z C2 ZC  ZL = − 2Z L Z = - 2( R + Z )  ZC = C L = 156 V R + Z L2 10 −4 U R + Z L2 = 122 Ω  C = ωZ = F Khi đó: UCmax = ZL 1,22π C R a) Ta có: UR = IR = URmax I = Imax; mà I = Imax ZL = ZC hay ω = UZ L = b) UL = IZL = Z UωL R + (ωL − = ) ωC = 70,7π rad/s LC U L 1 L − (2 − R ) + L2 C ω C ω L − R2 ) C ω= = 81,6π rad/s LC − R 2C 2 C U L U UZ C ωC = c) UC = IZC = Z = L L ω − (2 − R )ω + 2 R + (ω L − ) C C ωC L − (2 − R ) R2 UC = UCmax ω = ω= − = 61,2π rad/s C LC L2 L2 UL = ULmax = ω − (2 Bài toán nhận biết thành phần đoạn mạch xoay chiều * Kiến thức liên quan: Các dấu hiệu để nhận biết nhiều thành phần đoạn mạch xoay chiều (thường gọi hộp đen): Dựa vào độ lệch pha ϕx điện áp hai đầu hộp đen dòng điện mạch: + Hộp đen phần tử: - Nếu ϕx = 0: hộp đen R π : hộp đen L π - Nếu ϕx = - : hộp đen C - Nếu ϕx = + Hộp đen gồm hai phần tử: - Nếu < ϕx < - Nếu - 74 π : hộp đen gồm R nối tiếp với L π < ϕx < 0: hộp đen gồm R nối tiếp với C Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn π : hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL > ZC π - Nếu ϕx = - : hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL < ZC - Nếu ϕx = - Nếu ϕx = 0: hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL = ZC Dựa vào số dấu hiệu khác: + Nếu mạch có R nối tiếp với L R nối tiếp với C thì: U2 = U 2R + U 2L U2 = U 2R + U C2 + Nếu mạch có L nối tiếp với C thì: U = |UL – UC| + Nếu mạch có công suất tỏa nhiệt mạch phải có điện trở R cuộn dây phải có điện trở r + Nếu mạch có ϕ = (I = Imax; P = Pmax) mạch có điện trở R mạch có L C với ZL = ZC * Bài tập minh họa: Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm hai phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C), cường độ dòng điện sớm pha ϕ (với < ϕ < π ) so với điện áp hai đầu đoạn mạch Xác định loại phần tử đoạn mạch Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh điện áp xoay chiều u = U 0cosωt dòng điện chạy mạch i = I 0cos(ωt + π ) Có thể kết luận xác điều điện trở R, cảm kháng ZL dung kháng ZC đoạn mạch Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm hai phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C) khác loại Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 100 cos(100πt + 3π ) (V) cường độ dòng điện qua mạch i1 = cos(100πt π ) (A) Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 100 cos(50πt π + ) (V) i2 = cos50πt (A) Xác định hai thành phần đoạn mạch + Cho điện hình vẽ Trong X hộp đen chứa phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C) R = 50 Ω Khi đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R 120 V điện áp hai đầu hộp đen trể pha điện áp hai đầu điện trở Xác định loại linh kiện hộp đen trở kháng Cho điện hình vẽ Trong X hộp đen chứa hai ba phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C) Biết đặt π ) (V) vào hai đầu đoạn mạch π cường độ dòng điện chạy mạch i = cos(100πt + ) (A) Xác định loại linh điện áp xoay chiều uAB = 220 cos(100πt + kiện hộp đen Cho mạch điện hình vẽ Trong hộp đen X chứa hai phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C) Biết R = ZC = 100 Ω; uMA trể pha uAN góc π UMA = 3UAN Xác định 12 loại linh kiện hộp đen giá trị trở kháng chúng 75 Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn Trong ba hộp đen X, Y, Z có ba linh kiện khác loại điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện Biết đặt vào hai đầu đoạn mạch MN điện áp u MN = 100 cos100πt (V) cường độ dòng điện chạy mạch i = cos100πt (A) điện áp hai đầu đoạn mạch AB AN uAB = 100 cos100πt (V) uAN = 200cos(100πt - π ) (V) Xác định loại linh kiện hộp đen trở kháng chúng * Hướng dẫn giải đáp số: Đoạn mạch có i sớm pha u nên có tính dung kháng, tức có tụ điện C Vì < ϕ < π ) nên đoạn mạch có điện trở R Vậy đoạn mạch có R C Đoạn mạch có i sớm pha u nên có tính dung kháng tức ZC > ZL Ta có tanϕ = Z L − ZC π = tan(- ) = R= R 3 (ZC – ZL) Khi ω = ω1 = 100π hay ω = ω2 = 50π u i lệch pha góc π Vậy đoạn mạch có L C mà R Vì uMB trể pha uR tức trể pha i nên u MB có tính dung kháng tức hộp đen chứa tụ điện 2 2 − U R2 = 160 V  ZC = Ta có: UAB = IZ = I R + Z C2  U AB = U R + U C  UC = U AB 200 Ω U C RU C = = I UR π π π − = − , hộp đen chứa R C 12 π π π π π = - = tan(- )  ϕAN = - ; ϕMA - ϕAN =  ϕMA = ϕAN =- 4 12 12 Độ lệch pha u i là: ϕ = Ta có: tanϕAN = −ZC R Vậy, hộp đen chứa điện trở Rx tụ điện Cx Ta lại có: ZAN = R + Z C2 = 100 Ω UMA = I.ZMA = 3UAN = 3.I.ZAM  ZMA = 3ZAN = 300 Ω − ZCx Vì tanϕMA = R x Ω π = tan(- ) = -  ZCx = Rx  R x = Z MA = 150 Ω ZCx = 150 U AB = 100 Ω Vì uAN trể I U π pha so với i nên đoạn mạch AN chứa R C tức hộp đen Z chứa tụ điện Z AN = AN = I 100 Ω  ZC = 100 Ω Vì u i pha nên đoạn mạch có cộng hưởng điện, X cuộn Vì uAB pha với i nên hộp đen Y chứa điện trở R R = cảm ZL = ZC = 100 Ω * RÚT KINH NGHIỆM Phân bố thời gian toàn bài: Thời gian cho tường phần: Nội dung kiến thức, kỹ năng: Phương pháp giảng dạy: 76 Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn Tiết: 22+23 CÁC LOẠI MÁY ĐIỆN: MÁY PHÁT ĐIỆN; ĐỘNG CƠ ĐIỆN, MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG Ngày soạn Ngày dạy 18+21/5/201 29/04/2016 Dạy lớp 12 A4 Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Các dạng tập máy biến áp, truyền tải điện - Viết biểu thức điện hao phí đường dây tải điện, từ suy giải pháp giảm điện hao phí đường dây tải điện, tăng áp biện pháp triệt để hiệu - Phát biểu định nghĩa, nêu cấu tạo nguyên tắc làm việc máy biến áp - Viết hệ thức điện áp cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp máy biến áp - Viết biểu thức I cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp máy biến áp b) Về kỹ năng: - Vận dụng kiến thức học để giải số tập đơn giản c) Về thái độ: - Có thái độ nghiêm túc học tập Chuẩn bị GV HS: a) Chuẩn bị GV: - Một số tập nâng cao b) Chuẩn bị HS: - Ôn lại lí thuyết học Tiến trình dạy: * Ổn định lớp: (1 phút) b) Dạy nội dung : Máy biến áp – Truyền tải điện * Các công thức: Máy biến áp: U2 I1 N = = U1 I N1 Công suất hao phí đường dây tải: Php = rI2 = r( Độ giảm điện áp đường dây tải điện: ∆U = Ir Hiệu suất tải điện: H = P − Php P P r ) = P2 U U * Phương phái giải: Để tìm đại lượng máy biến áp đường dây tải điện ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập minh họa: Một máy biến áp có số vòng dây cuộn sơ cấp số vòng dây cuộn thứ cấp 2000 vòng 500 vòng Điện áp hiệu dụng cường độ dụng mạch thứ cấp 50 V A Xác định điện áp hiệu dụng cường độ hiệu dụng mạch sơ cấp 77 Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn Cuộn sơ cấp thứ cấp máy biến áp có số vòng N = 600 vòng, N2 = 120 vòng Điện trở cuộn dây không đáng kể Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V a) Tính điện áp hai đầu cuộn thứ cấp b) Nối đầu cuộn thứ cấp với bóng đèn có điện trở 100 Ω Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy cuộn sơ cấp Bỏ qua hao phí máy biến áp Một máy phát điện có công suất 120 kW, điện áp hiệu dụng hai cực máy phát 1200 V Để truyền đến nơi tiêu thụ, người ta dùng dây tải điện có điện trở tổng cộng Ω a) Tính hiệu suất tải điện điện áp hai đầu dây nơi tiêu thụ b) Để tăng hiệu suất tải điện, người ta dùng máy biến áp đặt nơi máy phát có tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp sơ cấp 10 Bỏ qua hao phí máy biến áp, tính công suất hao phí dây hiệu suất tải điện lúc Điện tải từ trạm tăng áp tới trạm hạ áp đường dây tải điện pha có điện trở R = 30 Ω Biết điện áp hai đầu cuộn sơ cấp thứ cấp máy hạ áp 2200 V 220 V, cường độ dòng điện chạy cuộn thứ cấp máy hạ áp 100 A Bỏ qua tổn hao lượng máy biến áp Tính điện áp hai cực trạm tăng áp hiệu suất truyền tải điện Coi hệ số công suất Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 100 V Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vòng dây điện áp hiệu dụng hai đầu để hở U, tăng thêm n vòng dây điện áp 2U Tính điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở tăng thêm 3n vòng dây cuộn thứ cấp Từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ hai máy biến áp Máy tăng áp A có hệ số biến đổi KA = , máy 20 hạ áp B có hệ số biến đổi KB = 15 Dây tải điện hai biến áp có điện trở tổng cộng R = 10 Ω Bỏ qua hao phí hai biến áp giả sử đường dây có hệ số công suất cosϕ = Để đảm bảo nơi tiêu thụ, mạng điện 120 V – 36 kW hoạt động bình thường nơi sản xuất điện phải có I 1A U1A bao nhiêu? Tính hiệu suất tải điện * Hướng dẫn giải đáp số: U1 I2 N1 N1 N2 = =  U1 = U2 = 200 V; I1 = I = 1,5 A U2 I1 N2 N2 N1 N2 N2 U a) Ta có: U2 = U1 = 76 V b) Ta có: I2 = = 0,76 A I1 = I = 0,152 A N1 N1 R Ta có: P − ∆P P2 a) Ta có: ∆P = RI = R = 60000 W = 60 kW; H = = 0,5 = 50%; P U P ∆U = IR = R = 600 V  U1 = U – ∆U = 600 V U P − ∆P ' P2 b) U’ = 10U = 12000 V; ∆P’ = RI’2 = R '2 = 600 W; H’ = = 0,995 = 99,5% P I U2I2 Ta có: I1 = = 10 A; ∆U = I1R = 300 V; U = U1 + ∆U = 2500 V U1 N2 U N2 − n N2 n U2 n U n U2 −U = − Ta có: N = U ; với U2 = 100 V Vì: = - = (1)  = N1 N N1 U N U N1 U1 (1’) 78 Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn Tương tự: N2 + n N2 n U2 n 2U = + = + = N1 N N1 U N U1 (2) Từ (1) (2) suy ra: 2U 3U 2U = U= = U1 U1 200 V N + 3n N 3n U 3n U = + = + = (3) N1 N N U N1 U 4U − 3U U Từ (1’) (3) ta có: =  U3 = 4U2 – 3U = 200 V U1 U1 PB I2B Nơi tiêu thụ (B), ta có: U2B = 120 V; I2B = = 300 A; U1B = KB.U2B = 1800 V; I1B = = 20 A U 2B KB I2 A Nơi sản xuất (A), ta có: I 2A = I1B = 20 A; I1A = = 400 A; U2A = U1B + I1BR = 2000 V; U1A = KA Mặt khác: KAU2A = 100 V Công suất truyền tải: PA = I1AU1A = 40000 W = 40 kW Hiệu suất tải điện: H = PB = 90% PA Máy phát điện – Động điện * Các công thức: Tần số dòng điện máy phát điện xoay chiều pha phát (tính Hz): Máy có cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/giây: f = n Máy có p cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/giây: f = pn Máy có p cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/phút: f = pn 60 Mạch ba pha mắc hình sao: Ud = Up; Id = Ip Mạch ba pha mắc hình tam giác: Ud = Up; Id = Ip Công suất tiêu thụ động điện: I2r + P = UIcosϕ * Bài tập minh họa: Một máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm rôto gồm cặp cực (8 cực nam cực bắc) Rôto quay với tốc độ 300 vòng/phút a) Tính tần số suất điện động cảm ứng máy phát b) Để tần số suất điện động cảm ứng máy phát 50 Hz rôto phải quay với tốc độ bao nhiêu? Một máy phát điện xoay chiều pha có cặp cực Biểu thức suất điện động máy phát là: e = 220 cos(100πt – 0,5π) (V) Tính tốc độ quay rôto theo đơn vị vòng/phút Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Khi rôto máy quay với tốc độ n vòng/phút cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch A Khi rôto máy quay với tốc độ 3n vòng/phút cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch A Tính cảm kháng đoạn mạch AB theo R rôto máy quay với tốc độ 2n vòng/phút Trong học thực hành, học sinh mắc nối tiếp quạt điện xoay chiều với điện trở R mắc hai đầu đoạn mạch vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V Biết quạt điện có giá trị định mức: 220 V - 88 W hoạt động công suất định mức độ lệch pha điện áp hai đầu quạt cường độ dòng điện qua φ, với cosφ = 0,8 Tính R để quạt chạy công suất định mức * Hướng dẫn giải đáp số: 79 Giáo án ôn thi THPT Quốc Gia môn Vật Lý 12 GV: Vũ Xuân Tuấn -60 f pn = 40 Hz b) n’ = = 375 vòng/phút p 60 60ω ω pn Ta có: f = = n= = 750 vòng/phút p.2π 60 2π a) f = Tần số dòng điện xoay chiều máy phát ra: f = np 60 Suất điện động cực đại máy phát ra: E0 = ωNBS = 2πfNBS Điện áp hiệu dụng đặt vào đầu đoạn mạch: U = E = E0 = πfNBS Cảm kháng đoạn mạch: ZL = ωL = 2πfL + Khi rôto máy quay với tốc độ n1 = n thì: f1 = np ; U1 = 60 πf1NBS; ZL1 = 2πf1L; I1 = U1 R + Z L21 =1 (1) + Khi rôto máy quay với tốc độ n3 = 3n thì: f3 = 3np = 3f1; U3 = 60 πf3NBS = 3U1; ZL3 = 2πf3L = 3ZL1; I3 = U3 R + Z L23 = 3U R + Z L21 = (2) Từ (1) (2) suy ra: R + Z L21 = R + 9Z L21  ZL1 = R + Khi rôto máy quay với tốc độ n2 = 2n thì: f2 = PQ Ta có: PQ = UQIcosϕ  I = RQ = ZQcosϕ = 352 Ω; Z = U Q cos ϕ = 0,5 A; ZQ = UQ I 2R 2np = 2f1; ZL2 = 2πf2L = 2ZL1 = 60 = 440 Ω; U = 760 Ω; Z2 - Z Q = 384000 I 2 (R + RQ)2 +(ZLQ - ZCQ)2 - (R Q + (ZLQ - ZCQ)2) = (R + RQ)2 - R Q = 384000  (R + RQ)2 = 384000 + R Q = 712,672  R = 712,67 – RQ = 360,67 ≈ 361 (Ω) * RÚT KINH NGHIỆM Phân bố thời gian toàn bài: Thời gian cho tường phần: Nội dung kiến thức, kỹ năng: Phương pháp giảng dạy: 80 [...]... RÚT KINH NGHIỆM Phân bố thời gian tồn bài: Thời gian cho tường phần: Nội dung kiến thức, kỹ năng: Phương pháp giảng dạy: 22 Giáo án ơn thi THPT Quốc Gia mơn Vật Lý 12 GV: Vũ Xn Tuấn Tiết 07: CON LẮC ĐƠN Ngày soạn Ngày dạy Dạy lớp 12 15/4/2016 27/4/2016 12A4 1 Mục tiêu: a) Về kiến thức:... quay = 360 0 B/ Ví dụ 14 360 Giáo án ơn thi THPT Quốc Gia mơn Vật Lý 12 GV: Vũ Xn Tuấn Ví dụ 1: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = Acos ( ωt + ϕ ) Tính a Thời gian vật đi từ vị trí cân bằng đến x = b Thời gian vật đi từ vị trí x = − Hướng dẫn giải: A 2 A A 3 đến x = theo chiều dương 2 2 a Thời gian vật đi từ vị trí cân bằng... giảng dạy: 17 Giáo án ơn thi THPT Quốc Gia mơn Vật Lý 12 GV: Vũ Xn Tuấn Tiết 05+6: CON LẮC LỊ XO Ngày soạn: Ngày dạy Dạy lớp 12 10/4/2016 23/4/2016 12A4 1 Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Tóm tắc các cơng thức cơ bản, các cơng thức nâng cao - Làm nhanh các bài tập b) Về kỹ năng: - Ghi nhớ được các kiến thức lí thuyết đã học - Làm... tốc v = +12, 56 cm/s Viết phương trình dao động của vật Hướng dẫn giải: Phương trình dao động điều hòa của vật có dạng: x = Acos ( ωt + ϕ ) Phương trình vận tốc: v = −ωAsin ( ωt + ϕ ) Tìm ω = ? Ta có: ω = 2πf = 2π.0,5 = π ( rad/s ) Chọn t = 0 lúc x = 4 cm và v = +12, 56 cm/s, khi đó: 4 = Acosϕ Acosϕ = 4 π ⇔ ⇒ϕ=−  4 −ωAsin ϕ = 12, 56 Asin ϕ = −4 13 Giáo án ơn thi THPT Quốc Gia mơn Vật Lý 12 GV: Vũ... đẩy Acsimet: F = ρ V g ; F có cùng phương, ngược chiều với trọng lực P Dạng 5 Tính thời gian chạy sai của đồng hồ quả lắc Khoảng thời gian nhanh, chậm: ∆t = τ  ∆T  T Trong đó: T là chu kì của đồng hồ quả lắc khi chạy đúng τ là khoảng thời gian đang xét B/ LUYỆN TẬP 25 Giáo án ơn thi THPT Quốc Gia mơn Vật Lý 12 GV: Vũ Xn Tuấn * Cấp độ... trăng 81 lần, và bán kính Trái đất lớn hơn bán kính mặt trăng 3,7 lần Xem ảnh hưởng của nhiệt độ khơng đáng kể Chu kỳ dao động nhỏ của con lắc khi 26 Giáo án ơn thi THPT Quốc Gia mơn Vật Lý 12 GV: Vũ Xn Tuấn đưa lên mặt trăng là: A 5,8s B 4,2s C 8,5s D 9,8s Câu 11 Trong cùng một khoảng thời gian, con lắc đơn dài 1 thực hiện được 5 dao... thời gian tồn bài: Thời gian cho tường phần: Nội dung kiến thức, kỹ năng: Phương pháp giảng dạy: 28 Giáo án ơn thi THPT Quốc Gia mơn Vật Lý 12 GV: Vũ Xn Tuấn Tiết 08: TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA Ngày soạn: Ngày dạy Dạy lớp 12 15/4/2016 27/4/2016 12A4 1 Mục tiêu: a) Về kiến thức: - HS... A12 + A22 D A = 0 nếu A 1 = A2 Câu 8: Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động điều hồ cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ a, có độ lệch pha là 2π/3 là: A a B a 2 C a 3 D 2a * RÚT KINH NGHIỆM Phân bố thời gian tồn bài: Thời gian cho tường phần: Nội dung kiến thức, kỹ năng: Phương pháp giảng dạy: 30 Giáo án ơn thi THPT Quốc Gia mơn Vật Lý 12. .. 9,8m/s2? A 12km/h B 107,4 km/h C 40,9km/h D 50,4km/h Câu 15: Một người xách một xơ nước đi trên đường, mỗi bước đi được 45cm Chu kỳ dao động riêng của nước trong xơ là 0,3s Người đó đi với vận tốc nào thì nước trong xơ bị sánh mạnh nhất? A 3,6 m/s B 4,8km/h C 4,2km/h D 5,4km/h * RÚT KINH NGHIỆM Phân bố thời gian tồn bài: Thời gian cho tường phần: 33 Giáo án ơn thi THPT Quốc Gia. .. thời gian t < T/2 thì chưa rõ ,phụ thuộc vào ví trí ban đầu *Qng đường đi được trong khoảng thời gian t bất kì -Phân tích t= n.T/2 + ∆t ⇒ s = n.2A + ∆s (n = 1,2,3….) - ∆s dựa vào đường tròn tính 2/ Qng đường lớn nhất và nhỏ nhất trong khoảng thời gian 0 < ∆t < 16 T 2 Giáo án ơn thi THPT Quốc Gia mơn Vật Lý 12 GV: Vũ Xn Tuấn -S Max = 2A sin