Đề cương lý thuyết vật lý lớp 12

ĐỀ CƯƠNG LY 12 HỌC KỲ I NĂM HỌC 2013-2014 CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN PHẦN I : ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Chương I DAO ĐỘNG CƠ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Phát biểu định Dao động điều hoà dao động li độ vật hàm côsin (hay nghĩa dao động điều hàm sin) thời gian Phương trình dao động điều hoà có dạng: hoà x = Acos(ωt + j) đó, x li độ, A biên độ dao động (là số dương), ϕ pha ban đầu, ω tần số góc dao động, (ωt + ϕ) pha dao động thời điểm t Nêu li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu Ghi Chuyển động vật lặp lặp lại quanh vị trí đặc biệt (gọi vị trí cân bằng), gọi dao động Nếu sau khoảng thời gian nhau, gọi chu kì, vật trở lại vị trí cũ chuyển động theo hướng cũ dao động vật tuần hoàn Dao động tuần hoàn đơn giản dao động điều hoà - Li độ x dao động toạ độ vật hệ toạ độ có gốc vị trí cân Đơn vị đo li độ đơn vị đo chiều dài Với biên độ cho pha đại lượng xác định vị trí chiều chuyển động vật thời điểm t - Biên độ A dao động độ lệch lớn vật khỏi vị trí cân Đơn vị đo biên độ đơn vị đo chiều dài - (ωt + j) gọi pha dao động thời điểm t, có đơn vị rađian (rad) Với biên độ cho pha đại lượng xác định vị trí chiều chuyển động vật thời điểm t Giữa dao động điều hoà chuyển động tròn có mối liên hệ là: Điểm P dao động điều hoà đoạn thẳng coi hình chiếu điểm M chuyển động tròn lên đường kính đoạn thẳng - j pha ban đầu dao động, có đơn vị rađian (rad) Vận - ω tần số góc dao động, có đơn vị rađian giây (rad/s) - Chu kì T dao động điều hoà khoảng thời gian để vật thực dao động toàn phần Đơn vị chu kì giây (s) tốc dao động điều hoà Gia tốc dao động điều hoà - Tần số (f) dao động điều hoà số dao động toàn phần thực giây, có đơn vị giây (1/s), gọi héc (kí hiệu Hz) Hệ thức mối liên hệ chu kì tần số CON LẮC LÒ XO Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Viết phương - Phương trình động lực học dao động điều hoà trình động lực học F = ma = - kx hay a = phương trình dao động điều hoà F lực tác dụng lên vật m, x li độ vật m lắc lò xo Phương trình viết dạng : x" = - ω x Ghi Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m gắn vào lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k, đầu gắn vào điểm cố định Điều kiện khảo sát lực cản môi trường lực ma sát không đáng kể Lực hướng vị trí cân gọi lực kéo về, có độ lớn tỉ lệ với li độ gây gia tốc cho vật dao động điều hoà - Phương trình dao động dao động điều hoà với - Công thức tính tần số góc dao động điều hoà lắc lò xo Viết công thức tính chu kì (hoặc tần số) dao động điều hoà - Công thức tính chu kì dao động dao động điều hoà lắc lò lắc lò xo xo Trong đó, k độ cứng lò xo, có đơn vị niutơn mét (N/m), m khối lượng vật dao động điều hoà, đơn vị kilôgam (kg) Trong trình dao động điều hoà, có biến đổi qua lại động Nêu trình Động tăng giảm ngược lại Nhưng biến đổi lượng dao động điều vật dao động điều hòa luôn không đổi hoà Với dao động lắc lò xo, bỏ qua ma sát lực cản, chọn mốc tính vị trí cân bằng, - Động : Wđ = - Thế : Wt = - Cơ : W = - Biết cách chọn hệ trục toạ độ, lực tác dụng lên vật dao Giải động toán đơn giản dao - Biết cách lập phương trình dao động, tính chu kì dao động đại động lắc lò xo lượng công thức lắc lò xo mv2 = Wsin2(ωt + j) kx2 = Wcos2(ωt + j) kA2 = mω2A2 = số Chỉ xét dao động điều hoà riêng lắc, đó, lắc lò xo dao động theo phương ngang theo phương thẳng đứng Chú ý mốc thời gian để xác định pha ban đầu dao động CON LẮC ĐƠN Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi Viết phương - Với lắc đơn, thành phần lực kéo vật vị trí cân trình động lực học Pt = - mg = ma = ms" hay s" = - g = -ω2s phương trình dao động điều hoà đó, s li độ cong vật đo mét (m), l chiều dài lắc đơn lắc đơn đo mét (m) Đó phương trình động lực học lắc đơn Con lắc đơn gồm vật nhỏ khối lượng m treo vào sợi dây không dãn có khối lượng không đáng kể chiều dài l Điều kiện khảo sát lực cản môi trường lực ma sát không đáng kể Biên độ góc α0 nhỏ (α0 ⊇ 10o) Động lắc đơn động vật m - Phương trình dao động lắc đơn là Thế lắc đơn trọng trường vật m Chọn mốc tính vị trí cân đó, s0 = lα0 biên độ dao động Nếu bỏ qua ma sát, lắc đơn bảo toàn = số Viết công thức - Công thức tính tần số góc dao động lắc đơn tính chu kì (hoặc tần số) dao động điều hoà - Công thức tính chu kì dao động lắc đơn lắc đơn Ở nơi Trái Đất (g không đổi), chu kì dao động T lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài l lắc đơn Trong đó, g gia tốc rơi tự do, có đơn vị mét giây bình phương (m/s2), l chiều dài lắc, có đơn vị mét (m) Nêu ứng dụng - Dùng lắc đơn có chiều dài m Cho dao động điều hoà Đo thời lắc đơn gian số dao động toàn phần, từ suy chu kì T việc xác định gia tốc rơi tự - Tính g theo công thức: Giải toán đơn giản dao động lắc đơn - Biết cách chọn hệ trục toạ độ, lực tác dụng lên vật dao động - Biết cách lập phương trình dao động, tính chu kì dao động đại lượng công thức lắc đơn Chỉ xét lắc đơn chịu tác dụng trọng lực lực căng dây treo Chú ý mốc thời gian để xác định pha ban đầu DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC Stt Chuẩn KT, KN Nêu dao động riêng, dao động tắt dần, dao động cưỡng Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN - Dao động hệ xảy tác dụng nội lực gọi dao động tự hay dao động riêng Dao động riêng có chu kì phụ thuộc yếu tố hệ mà không phụ thuộc vào cách kích thích để tạo nên dao động Trong trình dao động, tần số dao động riêng không đổi Tần số gọi tần số riêng dao động, kí hiệu f0 - Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân gây Nêu đặc dao động tắt dần lực cản môi trường Vật dao động bị dần lượng điểm dao động tắt Biên độ dao động giảm nhanh lực cản môi trường lớn dần, dao động cưỡng bức, dao động trì - Dao động cưỡng dao động mà vật dao động chịu tác dụng ngoại lực cưỡng tuần hoàn Dao động cưỡng có biên độ không đổi, có tần số tần số lực cưỡng Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng độ chênh lệch tần số lực cưỡng tần số riêng hệ dao động Khi tần số lực cưỡng gần với tần số riêng biên độ dao động cưỡng lớn Ghi Dao động trì dao động có biên độ giữ không đổi cách bù lượng cho hệ đóng lượng mát tần số dao động tần số dao động riêng hệ Dao động lắc lò xo, có tần số phụ thuộc vào m k, dao động riêng Nếu dao động chất láng (môi trường có ma sát) thì, dao động lắc đơn dao động tắt dần Dao động thân xe buýt gây chuyển động pit-tông xilanh máy nổ, xe không chuyển động, dao động cưỡng - Đặc điểm dao động trì biên độ dao động không đổi tần số dao động tần số riêng hệ Biên độ không đổi chu kì bổ sung phần lượng đóng phần lượng hệ tiêu hao ma sát - Hiện tượng cộng hưởng tượng biên độ dao động cưỡng tăng đến giá Nêu điều kiện để trị cực đại tần số (f) lực cưỡng tần số riêng (f 0) hệ dao động tượng cộng - Điều kiện xảy tượng cộng hưởng f = f0 hưởng xảy Hiện tượng cộng hưởng có hại làm háng cầu cống, công trình xây dựng, chi tiết máy móc Nhưng còng thể có có lợi, hộp cộng hưởng dao động âm đàn ghita, viôlon, TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi Trình bày nội dung phương pháp giản đồ Fre-nen Biểu diễn dao động điều hoà vectơ quay Phương trình dao động điều hoà Ta biểu diễn dao động điều hoà vectơ quay có đặc điểm sau : - Có gốc gốc trục tọa độ Ox - Có độ dài biên độ dao động, OM = A - Hợp với trục Ox góc pha ban đầu quay quanh O với tốc độ góc ω, với chiều quay chiều dương đường tròn lượng giác, ngược chiều kim đồng hồ Biết cách biểu diễn dao động điều hoà vectơ quay Phương pháp giản đồ Fre-nen : Nêu cách sử Xét hai dao động điều hòa phương, dụng phương pháp tần số giản đồ Fre-nen để Để tổng hợp hai tổng hợp hai dao động điều hoà tần số, dao động điều hoà này, ta thực phương dao sau: động - Vẽ hai vectơ biểu diễn hai dao động thành phần x1 x2 - Vẽ vectơ vectơ biểu diễn dao động tổng hợp Hình bình hành OMM 1M2 không biến dạng, quay với tốc độ ω quanh O Vectơ Dao động tổng hợp hai dao động điều hoà phương, tần số dao động điều hoà phương, tần số với hai dao động Nếu > 0thì dao động x2 sớm pha dao động x1, hay dao động x1 trễ pha so với dao động x2 Nếu động x1, hay dao động x1 sớm pha dao động x2 Nếu = 2nπ (n = ± ± ; ± )thì hai dao động pha biên độ dao động tổng hợp lớn nhấtlà: còng quay Do x = x + x2 = Acos(ωt + j) - Biên độ A pha ban đầu j dao động tổng hợp xác định công thức : < 0thì dao động x trễ pha so với dao A = A + A2 Nếu = (2n + 1)π (n = ; ±1 ±2 ± )thì hai dao động thành phần ngược pha biên độ dao động nhỏ là: - Độ lệch pha hai dao động thành phần Thực hành: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Xỏc định chu kỡ dao động lắc đơn gia tốc rơi tự thớ nghiệm Hiểu sở lớ thuyết: - Nêu cấu tạo lắc đơn - Nêu cách kiểm tra mối quan hệ chu kỡ với chiều dài lắc đơn co lắc dao động với biờn độ gúc nhỏ - Biết cách sử dụng dụng cụ bố trớ thớ nghiệm: - Biết dựng thước đo chiều dài, thước đo gúc, đồng hồ bấm giõy đồng hồ đo thời gian số - Biết lắp rỏp thiết bị thớ nghiệm - Biết cách tiến hành thớ nghiệm: - Thay đổi biờn độ dao động, đo chu kỡ lắc - Thay đổi khối lượng lắc, đo chu kỡ dao động - Thay đổi chiều dài lắc, đo chu kỡ dao động - Ghi chộp số liệu vào bảng - Biết tớnh toán số liệu thu từ thớ nghiệm để đưa kết quả: - Tớnh T, T2, T2/l - Vẽ đồ thị T(l) đồ thị T2(l) - Xỏc định chu kỡ dao động lắc đơn cách đo thời gian t lắc thực n1 dao động toàn phần, tớnh ; tương tự … từ xỏc định - Đo chiều dài l lắc đơn tớnh g theo cụng thức Ghi - Từ đồ thị suy nhận xột Chương II SÓNG CƠ SÓNG CƠ Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi Phát biểu định nghĩa sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang nêu ví dụ sóng dọc, sóng ngang Phát biểu định nghĩa tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên độ sóng lượng sóng - Sóng trình lan truyền dao động môi trường - Sóng dọc sóng phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền chất khí, chất láng chất rắn - Sóng ngang sóng phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng Sóng ngang truyền mặt chất láng chất rắn Ví dụ: Sóng âm truyền không khí, phần tử không khí dao động dọc theo phương truyền sóng, dao động vòng lò xo chịu tác dụng lực đàn hồi theo phương trùng với trục lò xo, dao động tạo sóng dọc Với sóng mặt nước, phần tử nước dao động vuông góc với phương truyền sóng, dao động tạo sóng ngang - Biên độ sóng biên độ dao động phần tử môi trường có sóng truyền qua - Chu kì T (hoặc tần số f) chu kì (hoặc tần số f) dao động phần tử môi trường có sóng truyền qua Công thức liên hệ chu kì T, tần số f, tốc độ v bước sóng , : - Tốc độ truyền sóng v tốc độ truyền dao động môi trường Các đại lượng đặc trưng sóng hình sin biên độ sóng, chu kì sóng, bước sóng, lượng sóng - Bước sóng l quãng đường mà sóng truyền chu kì Hai phần tử nằm phương truyền sóng, cách bước sóng dao động đồng pha với - Tần số sóng f số lần dao động mà phần tử môi trường thực giây sóng truyền qua Tần số có đơn vị hec (Hz) Viết trình sóng - Năng lượng sóng có lượng dao động phần tử môi trường có sóng truyền qua Quá trình truyền sóng trình truyền lượng phương - Phương trình dao động điểm O uO = Acosωt Sau khoảng thời gian ∆t, dao động từ O truyền đến M cách O khoảng x = v.∆t - Phương trình dao động phần tử môi trường điểm M có tọa độ x uM(t) = Acosω = Acos2p Phương trình cho biết li độ u phần tử có toạ độ x vào thời điểm t Đó hàm vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian SỰ GIAO THOA Stt Chuẩn KT, KN Mô tả tượng giao thoa hai sóng mặt nước nêu điều kiện để có giao thoa hai sóng Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi - Mô tả thí nghiệm : Cho cần rung có hai mũi S1 S2 chạm nhẹ vào mặt nước Gõ nhẹ cần rung Ta quan sát thấy mặt nước xuất loạt gợn sóng ổn định có hình đường hypebol với tiêu điểm S S2 Giải thích : Mỗi nguồn sóng S1, S2 đồng thời phát sóng có gợn sóng đường tròn đồng tâm Trong miền hai sóng gặp nhau, có điểm đứng yên, hai sóng gặp triệt tiêu Có điểm dao động mạnh, hai sóng gặp tăng cường lẫn Tập hợp điểm đứng yên tập hợp điểm dao động mạnh tạo thành đường hypebol mặt nước - Hiện tượng giao thoa tượng hai sóng gặp có điểm chúng tăng cường lẫn nhau, có điểm chúng luôn triệt tiêu lẫn - Hai nguồn dao động tần số có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi hai nguồn kết hợp Hai sóng hai nguồn kết hợp phát gọi hai sóng kết hợp - Điều kiện để xảy tượng giao thoa môi trường truyền sóng có hai sóng kết hợp phần tử sóng có phương dao động - Hiện tượng giao thoa tượng đặc trưng sóng Quá trình vật lí gây tượng giao thoa còng trình sóng Giải toán đơn giản giao thoa - Biết cách tổng hợp hai dao động phương, tần số, biên độ để tính vị trí cực đại cực tiểu giao thoa Chỉ xét toán có hai nguồn kết hợp Những điểm dao động có biên độ cực đại (cực đại giao thoa) điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số nguyên lần bước sóng Công thức ứng với cực đại giao thoa d2 – d1 = k λ , với k = 0, ± 1, ± Những điểm dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa) điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số nửa nguyên lần bước sóng Công thức ứng với cực tiểu giao thoa d2 – d1 = (k + ) λ , với k = 0, ± 1, ± Quỹ tích điểm cực đại giao thoa, điểm cực tiểu giao thoa đường hypebol có hai tiêu điểm vị trí hai nguồn kết hợp Gọi d1 , d2 khoảng cách từ điểm M đến hai nguồn S1, S2 (d1=MS1, d2=MS2) - Biết cách dựa vào công thức để tính bước sóng, số lượng cực đại giao thoa, cực tiểu giao thoa SÓNG DỪNG Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN - Mô tả tượng sóng dừng dây : Mô tả tượng sóng dừng Xét sợi dây đàn hồi PQ có đầu Q cố định Giả sử cho đầu P dao động liên tục Ghi Khi phản xạ vật cản cố định, sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới điểm phản xạ sợi dây nêu sóng tới sóng phản xạ liên tục gặp giao thoa với nhau, chúng điều kiện để có sóng sóng kết hợp Trên sợi dây xuất điểm luôn đứng yên (gọi nút) điểm luôn dao động với biên độ lớn (gọi bụng) dừng Sóng dừng sóng sợi dây trường hợp xuất nút bụng Khoảng cách hai bụng sóng liền kề khoảng cách hai nút sóng liền kề Khoảng cách bụng sóng nút sóng liền kề chúng triệt tiêu lẫn Khi phản xạ vật cản tự do, sóng phản xạ luôn pha với sóng tới điểm phản xạ chúng tăng cường lẫn Sóng tới sóng phản xạ, truyền theo phương, giao thoa với nhau, tạo thành sóng dừng - Điều kiện để có sóng dừng sợi dây có hai đầu cố định chiều dài sợi dây phải số nguyên lần nửa bước sóng l=k với k = 0, 1, 2, - Điều kiện để có sóng dừng sợi dây có đầu cố định, đầu tự chiều dài sợi dây phải số lẻ lần l = (2k + 1) , với k = 0, 1, 2, Có thể xác định tốc độ truyền sóng dây cách sử dụng phương pháp sóng dừng sau: - Tạo sóng dừng sợi dây có hai đầu cố định, sợi dây có Xác định bước đầu cố định, đầu tự sóng tốc độ truyền sóng - Đo chiều dài dây, số nút sóng (hoặc bụng sóng) để tính bước sóng λ theo phương pháp sóng công thức dừng - Tính tốc độ truyền sóng theo công thức v = Giải thích sơ Khi cho đầu P dây dao động liên tục, sóng tới từ đầu P sóng phản xạ từ lược tượng sóng đầu Q hai sóng kết hợp, chúng liên tục gặp giao thoa với Kết dừng sợi dây sợi dây xuất điểm luôn đứng yên (nút sóng) điểm luôn dao động với biên độ lớn (bụng sóng) ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Nêu sóng âm, - Sóng âm sóng truyền môi trường khí, láng, rắn (môi trường âm thanh, hạ âm, siêu đàn hồi) - Âm nghe (âm thanh) có tần số khoảng từ 16 Hz đến 20 000 Hz âm - Âm có tần số 20 000 Hz gọi siêu âm - Âm có tần số 16 Hz gọi hạ âm Ghi Một vật dao động phát âm nguồn âm Tần số âm phát tần số dao động nguồn âm Âm không truyền chân không, truyền qua chất rắn, láng khí Tốc độ truyền âm môi trường : vkhí < vláng < vrắn Nêu cường độ âm mức cường độ âm đơn vị đo mức cường độ âm Nêu đặc trưng vật lí (tần số, mức cường độ âm hoạ âm) âm Trình bày sơ lược âm bản, hoạ âm Âm không truyền qua chất xốp bông, len Những chất gọi chất cách âm - Cường độ âm I điểm đại lượng đo lượng lượng mà sóng Những âm có tần số xác định, thường nhạc âm tải qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vuông góc với phương truyền cụ phát ra, gọi nhạc âm Những âm tiếng búa đập, tiếng sấm, tiếng ồn đường phố, chợ, sóng, đơn vị thời gian tần số xác định gọi tạp âm - Đại lượng L = lg gọi mức cường độ âm Trong đó, I cường độ âm, I Đơn vị cường độ âm oát mét vuông, kí hiệu W/m2 -12 cường độ âm chuẩn (âm có tần số 000 Hz, cường độ I0 = 10 W/m ) Các đặc trưng vật lí âm tần số, mức cường độ - Đơn vị mức cường độ âm ben, kí hiệu B Trong thực tế, người ta thường âm đồ thị dao động âm dùng đơn vị đêxiben (dB) Tổng hợp tất hoạ âm nhạc âm ta dao động tuần hoàn phức tạp, có tần số với dB = âm Đồ thị dao động âm dạng hình sin Đồ thị dao động nhạc âm Công thức tính mức cường độ âm theo đơn vị đêxiben : nhạc cụ khác phát hoàn toàn khác Đồ L (dB) = 10lg thị dao động âm khác cho âm sắc khác Đó đặc trưng vật lí thứ ba âm - Tần số âm đặc trưng vật lí quan trọng âm - Mức cường độ âm đặc trưng vật lí thứ hai âm - Khi cho nhạc cụ phát âm có tần số f 0, gọi âm bản, nhạc cụ còng đồng thời phát loạt âm có tần số số nguyên lần âm 2f0, 3f0 Các âm gọi hoạ âm Cường độ âm chuẩn I âm nhỏ mà tai nghe ĐẶC TRƯNG SINH LÝ CỦA ÂM Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi 10 Nêu đặc trưng sinh lí (độ cao, độ to âm sắc) âm - Độ cao âm đặc trưng sinh lí âm gắn liền với đặc trưng vật lí tần số âm Âm cao tần số lớn Các đặc trưng sinh lí âm độ cao, độ to âm sắc âm - Độ to âm đặc trưng sinh lí âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm Âm to mức cường độ âm lớn - Âm sắc đặc trưng sinh lí âm, giúp ta phân biệt âm nguồn âm khác phát Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm Nêu ví dụ để Một đàn ghita, đàn viôlon, kèn săcxô phát minh hoạ cho khái nốt la độ cao Tai nghe phân biệt ba âm chúng có âm sắc niệm âm sắc khác Nếu ghi đồ thị ba âm thấy đồ thị có dạng khác (tuy có chu kỳ) Như âm sắc khác đồ thị dao động còng khác Nêu tác dụng Hộp đàn đàn ghita, viôlon, hộp cộng hưởng cấu tạo hộp cộng hưởng cho không khí hộp dao động cộng hưởng với nhiều tần số khác âm dây đàn Như vậy, hộp cộng hưởng có tác dụng làm tăng cường âm số hoạ âm, tạo âm tổng hợp phát vừa to, vừa có âm sắc đặc trưng cho loại đàn Chương III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi Viết biểu thức - Dòng điện xoay chiều dòng điện có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian: Chu kì dòng điện xoay chiều T = , tần số i = I0cos(t +j) cường độ dòng điện điện áp tức i giá trị tức thời cường độ dòng điện thời điểm t , I0 > giá trị thời cực đại i , gọi biên độ dòng điện,ω > tần số góc, ωt + j pha i thời điểm t , j pha ban đầu Người ta tạo dòng điện xoay chiều máy phát - Biểu thức điện áp tức thời còng có dạng : điện xoay chiều dựa sở tượng cảm ứng điện từ đó, u giá trị tức thời điện áp thời điểm t , U > biên độ điện áp, ω tần số góc, (ωt + ju) pha u thời điểm t , ju pha ban đầu Phát biểu định - Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều đại lượng có giá trị cường Các số liệu ghi thiết bị điện giá trị 11 nghĩa viết công thức tính giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện, điện áp độ dòng điện không đổi, cho qua điện trở R công suất tiêu thụ R dòng điện không đổi công suất trung bình tiêu thụ R dòng điện xoay chiều nói Điện áp hiệu dụng định nghĩa tương tự Giá trị hiệu dụng đại lượng xoay chiều giá trị cực đại (biên độ) đại lượng chia cho hiệu dụng Ví dụ bóng đèn có ghi 220V- 0,3A, nghĩa bóng đèn thiết kế dùng với điện áp hiệu dụng 220V, cường độ hiệu dụng dòng điện 0,3A Các thiết bị đo mạch điện xoay chiều chủ yếu đo giá trị hiệu dụng - Công thức tính giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện điện áp : ; đó, I0 giá trị cực đại (biên độ) dòng điện, U giá trị cực đại (biên độ) điện áp MẠCH RLC NỐI TIẾP Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi Nếu đoạn mạch có điện trở cường độ dòng điện mạch pha với điện áp hai đầu mạch Vẽ giản đồ Fre-nen Biết cách vẽ giản đồ Fre-nen cho mạch RLC nối bước: cho đoạn mạch RLC - Vẽ trục dòng điện nằm ngang nối tiếp Viết công thức tính cảm kháng, dung kháng tổng trở đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp nêu đơn vị đo đại lượng - Vẽ vectơ quay với trục , lập với có độ lớn tỉ lệ với giá trị R , Z L, ZC ( góc theo chiều dương, lập với trùng góc điện sớm pha so với điện áp hai tụ điện theo chiều âm) - Vectơ tổng hợp Nếu đoạn mạch có tụ điện, cường độ dòng biểu diễn điện áp hai đầu đoạn mạch Nếu đoạn mạch có cuộn cảm cường độ dòng điện trễ pha so với điện áp tức thời - Công thức tính tổng trở Z mạch RLC nối tiếp Trong đó: R điện trở mạch; 12 ZL cảm kháng cuộn cảm, tính công thức Z L = ωL; ZC dung kháng tụ điện, tính công thức - Điện trở R , cảm kháng Z L , dung kháng ZC tổng trở Z có đơn vị ôm (Ω) Viết hệ thức - Định luật Ôm : Cường độ hiệu dụng đoạn mạch điện xoay chiều có định luật Ôm đối R,L,C mắc nối tiếp có giá trị thương số điện áp hiệu dụng hai đầu với đoạn mạch RLC đoạn mạch tổng trở đoạn mạch nối tiếp (đối với giá trị hiệu dụng độ lệch pha) - Độ lệch pha j điện áp u cường độ dòng điện i xác định từ công thức : Nếu đoạn mạch có điện trở Nếu đoạn mạch có tụ điện Nếu đoạn mạch có cuộn cảm Nếu ZL > ZC, j > u sớm pha so với i Nếu ZL < ZC, j < u trễ pha so với i Nêu đặc - Trong đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp, ZL= ZC điện áp biến điểm đoạn mạch thiên pha với dòng điện, mạch xảy tượng cộng hưởng Khi ta có : hay ω2LC = RLC nối tiếp xảy tượng cộng hưởng điện - Hiện tượng cộng hưởng có đặc điểm sau: - Tổng trở mạch đạt giá trị cực tiểu: Zmin = R, lúc cường độ dòng điện hiệu dụng mạch đạt giá trị cực đại: - Điện áp hai đầu đoạn mạch biến đổi pha với cường độ dòng điện - Điện áp tức thời hai tụ điện điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm có biên độ ngược pha nên triệt tiêu Điện áp hai đầu điện trở điện áp hai đầu đoạn mạch Giải tập - Biết cách tính đại lượng công thức định luật Ôm cho mạch điện RLC Chỉ xét mạch có R, L, C mắc nối tiếp đoạn mạch nối tiếp trưòng hợp mạch xảy tượng cộng hưởng điện Đoạn mạch xoay chiều có R, L C - Biết cách lập phương trình cường độ dòng điện tức thời điện áp tức thời trường hợp riêng đoạn mạch RLC nối tiếp RLC nối tiếp cho mạch RLC nối tiếp CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT 13 Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Viết công thức tính công suất điện công thức tính hệ số công suất đoạn mạch RLC nối tiếp - Công thức tính công suất tiêu thụ mạch điện xoay chiều có RLC nối tiếp P = UIcos φ = RI2 Trong đó, U giá trị hiệu dụng điện áp, I giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện mạch điện cosφ gọi hệ số công suất mạch điện Ghi Có thể sử dụng công thức sau: P = UIcosφ =R - Công thức tính hệ số công suất: đó, R điện trở Z tổng trở mạch điện Công suất tiêu thụ mạch điện có R, L, C mắc nối tiếp công suất toả nhiệt điện trở R Nêu lí Công suất hao phí đường dây tải điện Trong đó, P cần phải tăng hệ số công suất nơi tiêu công suất tiêu thụ, U điện áp hiệu dụng từ nhà máy, r điện trở dây tải điện Với công suất tiêu thụ, hệ số công suất nhỏ công suất hao thụ điện phí đường dây lớn Vì để khắc phục điều này, nơi tiêu thụ điện năng, phải bố trí mạch điện cho hệ số công suất lớn Hệ số nhà nước quy định tối thiểu phải 0,85 MÁY BIẾN ÁP Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Giải thích nguyên tắc - Máy biến áp thiết bị có khả biến đổi điện áp xoay chiều hoạt động máy - Máy biến áp hoạt động dựa vào tượng cảm ứng điện từ Nguồn phát điện tạo nên điện áp xoay chiều tần số f hai đầu cuộn sơ cấp Dòng điện xoay biến áp chiều cuộn sơ cấp gây biến thiên từ thông trong hai cuộn Do cấu tạo máy biến áp, có lõi chất sắt từ nên đường sức từ dòng điện cuộn sơ cấp gây qua cuộn sơ cấp, nói cách khác từ thông qua vòng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp Kết cuộn thứ cấp có biến thiên từ thông, xuất suất điện động cảm ứng Khi máy biến áp làm việc, cuộn thứ cấp xuất dòng điện xoay chiều tần số f với dòng điện cuộn sơ cấp Ghi chế độ không tải điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây máy biến áp tỉ lệ với số vòng dây : đó, U1 điện áp cuộn sơ cấp, U điện áp cuộn thứ cấp Nếu > 1thì máy biến áp máy tăng áp, < máy hạ áp Nếu điện hao phí không đáng kể (máy biến áp lí tưởng), chế độ có tải cường độ dòng điện qua cuộn dây tỉ lệ nghịch với điện áp hiệu dụng hai đầu 14 cuộn : Máy biến áp có nhiều ứng dụng đời sống kĩ thuật, truyền tải điện xa công nghiệp nấu chảy kim loại hàn điện MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi Giải thích - Mỗi máy phát điện xoay chiều kiểu cảm ứng có hai phận chính: nguyên tắc hoạt động phần cảm nhằm tạo từ trường, cấu tạo nam châm vĩnh cửu máy phát điện nam châm điện; phần ứng gồm cuộn dây mà có dòng điện cảm ứng Bộ phận đứng yên gọi stato, phận quay gọi rôto xoay chiều Máy phát điện xoay chiều có rôto phần cảm (nam châm vĩnh cửu nam châm điện) có p cặp cực từ, stato phần ứng (các cuộn dây) - Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ Khi rôto quay với tốc độ n (vòng/s) từ thông qua cuộn dây stato biến thiên tuần hoàn với tần số f = np Kết cuộn dây xuất suất điện động xoay chiều hình sin tần số f: Máy phát điện xoay chiều ba pha máy tạo ba suất điện động xoay chiều hình sin tần số, biên độ lệch pha đôi Cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha gồm hai phận: - Stato gồm có ba cuộn dây hình trụ giống đặt đường tròn ba vị trí đối xứng (ba trục ba cuộn dây nằm mặt phẳng đường tròn, đồng quy tâm O đường tròn lệch 120 o) - Rôto nam châm vĩnh cửu nam châm điện quay quanh trục qua O đó, tốc độ biến thiên từ thông qua cuộn dây Khi rôto quay với tốc độ góc ω cuộn dây stato xuất suất điện động cảm ứng biên độ, tần số, biên độ lệch pha ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Stt Chuẩn KT, KN Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN - Nguyên tắc hoạt động động điện không đồng ba pha dựa Giải thích tượng cảm ứng điện từ tác dụng từ trường quay nguyên tắc hoạt động - Một khung dây dẫn đặt từ trường quay, khung quay theo từ động không trường với tốc độ góc nhỏ tốc độ quay từ trường Động hoạt động theo nguyên tắc gọi động không đồng Ghi Từ trường quay có vectơ cảm ứng từ quay tròn theo thời gian Có thể tạo từ trường quay với nam châm hình chữ U cách quay nam châm quanh trục Đặt từ trường quay (hoặc nhiều) khung kín quay xung quanh trục 15 đồng ba pha - Khi khung dây dẫn đặt từ trường quay từ thông qua khung dây biến thiên, khung dây xuất dòng điện cảm ứng Từ trường tác dụng ngẫu lực lên khung dây làm khung dây quay Theo định luật Len-xơ, chiều dòng điện cảm ứng xuất khung phải có tác dụng làm quay khung theo chiều từ trường quay để chống lại biến thiên từ thông từ trường qua khung dây Kết khung quay nhanh dần đuổi theo tốc độ quay từ trường Tuy nhiên tốc độ góc khung dây tăng lên tốc độ biến thiên từ thông qua khung giảm đi, cường độ dòng điện cảm ứng, đồng thời momen lực từ còng giảm Cho đến momen lực từ vừa đủ cân với momen lực cản lực cản ma sát khung quay Tốc độ góc khung nhỏ tốc độ góc từ trường quay - Trong động không đồng ba pha, từ trường quay tạo nên dòng điện ba pha chạy cuộn dây stato trùng với trục quay từ trường, khung quay, tốc độ góc khung nhỏ tốc độ góc từ trường Mỗi động điện có hai phận rôto stato - Rôto khung dây dẫn quay tác dụng từ trường quay - Stato gồm ba cuộn dây đặt lệch vòng tròn Khi có dòng ba pha vào ba cuộn dây, xuất từ trường quay tác dụng vào rôto làm cho rôto quay theo với tốc độ nhỏ tốc độ quay từ trường Chuyển động quay rôto sử dụng để làm quay máy khác Thực hành: KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP Stt Chuẩn KT, KN Tiến hành thớ nghiệm để khảo sát đoạn mạch RLC nối tiếp Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi Hiểu sở lý thuyết: - Vận dụng phương pháp giản đồ vectơ để xác định L, r, C, Z cosϕ đoạn mạch xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp - Biết cách sử dụng dụng cụ bố tối thí nghiệm - Biết sử dụng đồng hồ đa với chức vôn kế xoay chiều ampe kế xoay chiều - Biết cách lắp ráp mạch theo sơ đồ - Biết cách tiến hành thí nghiệm: - Đo điện áp thành phần - Ghi kết vào bảng - Biết tính toán số liệu thu từ thí nghiệm để đưa kết - Từ số liệu, biết vẽ giản đồ Fre-nen Từ giản đồ Fre-nen tính giá trị L, C, r, Z - Nhận xét kết thí nghiệm 16 ... = phương trình dao động điều hoà F lực tác dụng lên vật m, x li độ vật m lắc lò xo Phương trình viết dạng : x" = - ω x Ghi Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m gắn vào lò xo có khối lượng... 10lg thị dao động âm khác cho âm sắc khác Đó đặc trưng vật lí thứ ba âm - Tần số âm đặc trưng vật lí quan trọng âm - Mức cường độ âm đặc trưng vật lí thứ hai âm - Khi cho nhạc cụ phát âm có tần số... - Với lắc đơn, thành phần lực kéo vật vị trí cân trình động lực học Pt = - mg = ma = ms" hay s" = - g = -ω2s phương trình dao động điều hoà đó, s li độ cong vật đo mét (m), l chiều dài lắc đơn