SKKN phân loại các dạng bài tập dao động và sóng điện tử

Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ MỤC LỤC MỞ ĐẦU NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Tóm tắt lý thuyết 2.2 Thực trạng vấn đề 2.3 Phân dạng tập chương dao động điện từ 2.3.1 Dạng 1: Xác định chu kỳ, tần số, bước sóng 2.3.2 Dạng 2: Năng lượng điện từ mạch dao động LC 2.3.3 Dạng 3: Xác định giá trị tức thời điện áp, cường độ dòng điện điện tích 2.3.4 Dạng 4: Giá trị tức thời hai thời điểm 2.3.5 Dạng 5: Nạp lượng cho mạch dao động 2.3.6 Dạng 6: Khoảng thời gian dao động điện từ 2.3.7 Dạng 7: Viết biểu thức điện tích, cường độ dòng điện điện áp 2.3.8 Dạng 8: Xác định I0, U0, Q0 thay đổi cấu trúc mạch dao động LC 2.3.9 Dạng 9: Năng lượng cung cấp cho mạch để bù vào phần hao phí tỏa nhiệt 2.3.10 Dạng 10: Bài toán ghép tụ điện, ghép cuộn cảm 2.3.11 Dạng 11: Một số dạng toán hay, lạ khó 2.4 Hiệu KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 2 2 11 13 14 16 16 18 19 19 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Trong nhiều năm giảng dạy trường THPT, thấy để đạt hiệu cao dạy bồi dưỡng ơn thi THPT Quốc Gia cần phân dạng tập cho phần Với cách dạy này, giúp học sinh tiếp thu lượng kiến thức, phương pháp kỹ làm nhanh tập trắc nghiệm Qua phân dạng dạng tập chương, ta xác định dạng tập phù hợp với đối tượng học sinh học để dạy cho phù hợp với đối tượng học sinh Hiện thị trường có nhiều loại sách tham khảo có phân dạng dạng tập theo chương Tuy nhiên, thấy chương “ Dao động sóng điện từ” chương trình Vật lý 12 sách tham khảo chưa chia nhỏ thành nhiều dạng toán nhỏ để học sinh dễ tiếp thu, không từ dạng tập dễ đến tập khó nên học sinh ngại đọc Một số sách tham khảo viết sơ sài phần Với lý đó, tơi chọn đề tài: “ Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ” để giúp em ôn luyện tốt tập chương dao động sóng điện từ, góp phần ơn tập đạt hiệu cao cho em kì thi THPT Quốc Gia 1.2 Mục đích nghiên cứu Trong đề tài tơi phân tập chương dao động sóng điện từ chương trình Vật lý 12 thành 11 dạng, từ dễ đến khó, dạng tốn có kiến thức tương tự xếp gần Các dạng tốn khó gắn (*) tên dạng tốn để qua dạy chọn dạng tốn dạy cho phù hợp với đối tượng học sinh Ở dạng tập chia thành phần cụ thể sau: - Phần 1: Kiến thức liên quan phương pháp giải - Phần 2: Bài tập ví dụ có lời giải - Phần 3: Bài tập áp dụng ( có đáp số) để học sinh tự giải Trong đề tài này, việc liên hệ tương tự đại lượng điện với đại lượng cơ, tương tự phương trình dao động điện với phương trình dao động mà tơi số dạng tốn có phương pháp giải nhanh số dạng tốn chương dao động Qua học sinh ôn lại đại lượng phương trình dao động cơ, khắc sâu kiến thức kỹ giải tập trắc nghiệm chương dao động sóng điện từ 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Lý thuyết phương pháp giải dạng tập chương “ Dao động sóng điện từ” chương trình Vật lý phổ thông lớp 12 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Phân loại dạng tập, dạng tốn có kiến thức tương tự xếp gần Xây dựng công thức giải nêu phương pháp giải dạng tốn Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Tóm tắt lý thuyết: A 2.1.1 Cấu tạo mạch dao động điện từ LC - Cấu tạo gồm: Tụ điện có điện dung C cuộn dây có độ tự q+ L cảm L + q- C - Điều kiện để mạch dao động LC dao động điều hòa mạch B khơng có điện trở, khơng xạ điện từ 2.1.2 Phương trình dao động điện tích, dòng điện hiệu điện - Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch AB: uAB = e - ri di với r = uAB = e = - L dt - Quy ước dấu: q > 0, cực mang điện tích dương; i > 0, dòng điện chạy qua cuộn cảm theo chiều từ B đến A Khi đó: i = q’ uAB = q/C, nên: q q = − Lq" hay q” + = Đặt: ω = , ta có phương trình: LC C LC q” + ω2q = (1) - Nghiệm (1) là: q = Q0cos(ωt + ϕ), suy ra: i = q’ = ωQ0sin(ωt + ϕ) q Q và: uAB = = cos(ωt + ϕ) C C 2.2 Thực trạng vấn đề: Với lượng kiến thức chương nhiều dạng tập phải sử dụng hệ thống công thức Vật lý, Toán học phương pháp giải khác Nếu không phân dạng để chia nhỏ đơn vị kiến thức để dạy học sinh dễ bị lụt kiến thức dẫn đến ngạy học Trong tài liệu có thị trường có tài liệu chia thành dạng tốn sơ sài, chưa chia nhỏ thành nhiều dạng toán nhỏ để học sinh dễ tiếp thu, không từ dạng tập dễ đến tập khó nên học sinh ngại đọc 2.3 Phân loại dạng tập chương Dao động sóng điện từ 2.3.1 Dạng 1: XÁC ĐỊNH CHU KỲ, TẦN SỐ, BƯỚC SÓNG 2.3.1.1 Lý thuyết 2.3.1.1.1 Chu kì, tần số, tần số góc mạch dao động I0 2π - Tần số góc : ω = = ; - Chu kì dao động riêng: T = = 2π LC Q0 LC ω ω - Tần số dao động dao động riêng: f = = 2π 2π LC c 2.3.1.1.2 Bước sóng điện từ thu khung: λ = = 2πc LC f Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ Nếu mạch chọn sóng có L C biến đổi bước sóng mà máy thu vơ tuyến thu thay đổi giới hạn từ λmin = 2πc Lmin C đến λmax = 2πc Lmax C max 2.3.1.1.3 Bảng đổi đơn vị điện dung hệ số tự cảm Điện dung F mF µF nF pF Hệ số tự cảm H mH µH nH pH Đổi 10 10 10 1012 VD: 1F = 106µF ; 1F = 103 mF; 2nF = 2.10-9F; 3pF = 3.10-12F 1H = 106µH ; 1H = 103 mH; 2nH = 2.10-9H; 3pH = 3.10-12H 2.3.1.2 Một số tập ví dụ VD1: Trong mạch thu sóng vơ tuyến người ta điều chỉnh A điện dung tụ C = 1/4000π(F) độ tự cảm cuộn dây k L = 1,6/π (H) Khi sóng thu có tần số ? LC C Lấy π = 10 B 1 HD: f = = 25 Hz 2π LC VD2: Mạch dao động bắt tín hiệu máy thu vơ tuyến điện gồm cuộn cảm L = 2µH tụ điện C0 = 1800pF Nó thu sóng vơ tuyến điện với bước sóng bao nhiêu? HD: λ = c.2π LC = 36π ≈ 113m VD3: Khung dao động với tụ điện C cuộn dây có độ tự cảm L dao động tự Người ta đo điện tích cực đại tụ Q = 10–6C dòng điện cực đại khung I0 = 10A Xác định bước sóng điện tử cộng hưởng với khung dao động? I0 2π HD: ω = = 107rad/s ; λ = c.T = c = 60π ≈ 188m Q0 ω 2.3.1.3 Bài tập vận dụng Bài Muốn tăng tần số dao động riêng mạch LC lên gấp lần thì: A Ta tăng điện dung C lên gấp lần B Ta giảm độ tự cảm L L/16 C Ta giảm độ tự cảm L L/4 D Ta giảm độ tự cảm L L/2 Bài Một tụ điện C = 0,2mF Để mạch có tần số dao động riêng 500Hz hệ số tự cảm L phải có giá trị ? Lấy π = 10 A 1mH B 0,5mH C 0,4mH D 0,3mH Bài Một mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = H π tụ điện có điện dung C Tần số dao động riêng mạch 1MHz Giá trị C bằng: 1 1 pF F mF µF A C = B C = C C = D C = 4π 4π 4π 4π Đáp án: 1-B; 2-B; 3-A Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ 2.3.2 Dạng 2: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH DAO ĐỘNG LC 2.3.2.1 Lý thuyết - Năng lượng mạch gồm: + Năng lượng từ trường tập trung cuộn cảm: WL = (1/2)Li2 1 q2 + Năng lượng điện trường tập trung tụ điện: WC = Cu = = qu 2C 2  W = LI L max  - Năng lượng điện từ: W = Wđ + Wt =  1 Q02 W = CU = = Q0U 0  C max 2 C 2.3.2.2 Một số tập ví dụ VD1: Trong mạch dao động lý tưởng, tụ điện có điện dung C = µ F, điện tích tụ có giá trị cực đại 8.10 -5C Tính lượng dao động điện từ mạch? Q02 HD: W = = 6,4.10-4J C VD2: Dao động điện từ mạch dao động điều hoà Khi hiệu điện hai đầu cuộn cảm 1,2V cường độ dòng điện mạch 1,8mA Còn hiệu điện hai đầu cuộn cảm 0,9V cường độ dòng điện mạch 2,4mA Biết độ tự cảm cuộn dây L = 5mH Xác định điện dung tụ lượng dao động điện từ mạch? 2 2 L(i22 − i12 ) = 2.10 − F HD: W1 = W2 ⇔ Cu1 + Li1 = Cu + Li2 ⇒ C = 2 2 2 u1 − u 1 W = Cu12 + Li12 = 2,25.10 − J 2 VD3: Hiệu điện cực đại hai tụ khung dao động 6V, điện dung tụ 1µF Biết dao động điện từ khung lượng bảo toàn Xác định lượng từ trường cực đại tập trung cuộn cảm? HD: WLmax = WCmax = (1/2)CU02 = 1,8.10-5J 2.3.2.3 Bài tập vận dụng Bài Một mạch dao động LC có điện trở khơng đáng kể, tụ điện có điện dung 0,05μF Dao động điện từ riêng (tự do) mạch LC với hiệu điện cực đại hai đầu tụ điện 6V Khi hiệu điện hai đầu tụ điện 4V lượng từ trường mạch A 0,4 µJ B 0,5 µJ C 0,9 µJ D 0,1 µJ Bài Trong mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự với tần số riêng f0 = 1MHz Năng lượng từ trường mạch có giá trị nửa giá trị cực đại sau khoảng thời gian A 1μs B 0,5μs C 0,25μs D 2μs Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ Bài Trong mạch LC lý tưởng cho tần số góc: ω = 2.10 4rad/s, L = 0,5mH, hiệu điện cực đại hai tụ 10V Năng lượng điện từ mạch dao đông là: A 25 J B 2,5 J C 2,5 mJ D 2,5.10-4 J Đáp án: 1-B; 2-C; 3-C 2.3.3 Dạng 3: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ TỨC THỜI CỦA ĐIỆN ÁP, CƯỜNG ĐỘ DỊNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN TÍCH 2.3.3.1 Lý thuyết 1 Q02 W = (WL)max = (WC)max ⇔ LI 02 = ⇒ I0 = ωQ0 mà Q0 = CU0 2 C  Q02 q  i2 = Li +  Q0 = q + 2 C 2C ⇒ ω W = W L + WC ⇒    LI = Li + q I = i + ω 2q2   2 2C * Liên hệ dao động điều hòa với dao động điện từ Liên hệ đại Liên hệ phương trình lượng Đại lượng Đại lượng Dao động Dao động điện điện x q x”+ω2x = q”+ω2q = v i k ω= ω= LC m m L x = Acos(ωt + ϕ) q = Q0cos(ωt + ϕ) v = x’ = -ωAsin(ωt + ϕ) i = q’ = -ωQ0sin(ωt + ϕ) k 1/C 1 F u q 2 Q02 W = kx + mv = kA2 µ R Wt WC 2 v ω2 vmax = v + (ω.x) vmax = ω.A A2 = x + W= C + Li = C i ω2 I 02 = i + (ω.q) I0 = ω.Q0 Q02 = q + Wđ WL 2.3.3.2 Một số tập ví dụ VD1: Một mạch dao động gồm tụ 20nF cuộn cảm µ H, điện trở khơng đáng kể Hiệu điện cực đại hai đầu tụ điện U = 1,5V Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua mạch I 1 C U = 0,075A ⇒ I = ≈ 0,053 A HD: C1: W = LI 02 = CU 02 ⇒ I = 2 L I C C2: I0 = ωQ0 = CU = U = 0,075A ⇒ I = ≈ 0,053 A L LC VD2: Trong mạch dao động LC khơng có điện trở thuần, có dao động điện từ tự (dao động riêng) Hiệu điện cực đại hai tụ cường độ Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ dòng điện cực đại qua mạch U I0 Tại thời điểm cường độ dòng điện mạch có giá trị I0/2 độ lớn hiệu điện hai tụ điện 1 L HD: C1: W = CU 02 = Cu + Li ⇒ u = U 02 − i (1) 2 C I ωQ0 CU C = = U (2) Thay (2) vào (1) được: u = Mà: i = = U0 2 LC L I i2 2 C2: Q0 = q + (3); Theo gt: i = (4) ω I0 (ω.Q0 ) 2 2 Thay (4) vào (3) được: Q0 = q + ⇒ q = ⇔ Q0 = q + Q0 4.ω 4.ω ⇒u = U0 VD3: Một mạch dao động LC lí tưởng có L = 40mH, C = 25µF, điện tích cực đại tụ Q0 = 6.10-10C Khi điện tích tụ 3.10-10C dòng điện mạch có độ lớn bao nhiêu? Q02 q 2 = + Li ⇒ i = Q02 − q ≈ 5.10-7A HD: C1: W = C C LC i Q02 − q ≈ 5.10-7A C2: Q02 = q + ⇒ i = ω Q02 − q = ω LC 2.3.3.3 Bài tập vận dụng Bài Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 50 µF cuộn dây có độ tự cảm L = 5mH Điện áp cực đại tụ điện 6V Cường độ dòng điện mạch thời điểm điện áp tụ điện 4V là: A 0,32A B 0,25A C 0,60A D 0,45A Bài Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC lí tưởng i = 0,08cos(2000t)(A) Cuộn dây có độ tự cảm L = 50mH Hiệu điện hai tụ thời điểm cường độ dòng điện tức thời mạch cường độ dòng điện hiệu dụng là: A 2 V B 32V C V D 8V Bài Một mạch dao động gồm tụ 20nF cuộn cảm 80µH, điện trở khơng đáng kể Hiệu điện cực đại hai đầu tụ điện U = 1,5V Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua mạch A 73mA B 43mA C 16,9mA D 53mA Bài Khung dao động có C = 10µF L = 0,1H Tại thời điểm u C = 4V i = 0,02A Cường độ cực đại khung bằng: A 4,5.10–2A B 4,47.10–2A C 2.10–4A D 20.10–4A Đáp án: 1-D; 2-C; 3-C; 4-B 2.3.4 Dạng 4: GIÁ TRỊ TỨC THỜI Ở HAI THỜI ĐIỂM (*) 2.3.4.1 Lý thuyết Giả sử hai đại lượng x, y vng pha thì: Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ x = xmaxcos(ωt + ϕ) ⇒ cos(ωt + ϕ) = x (1) xmax y y = ymaxcos(ωt + ϕ + π/2) = ymaxsin(ωt + ϕ) ⇒ sin(ωt + ϕ) = Mà: sin2(ωt + ϕ) + cos2(ωt + ϕ) = y max (2) (3) 2  x   y  Thay (1), (2) vào (3) được:  ÷ + ÷ =1  xmax   ymax  Từ (*) ta có: 2 2 (*) 2  i   q   i   q  - Vì i, q vng pha nên:  ÷ +  ÷ = ⇔  ÷ + ÷ =1 I Q ω Q   0  0   Q0  2  i   u   i   u  - Vì i, u vng pha nên:  ÷ +  ÷ = ⇔  ÷ + ÷ =1 I U ω C U 0        U0  2.3.4.1.1 Hai thời điểm pha: t2 – t1 = nT u2 = u1 ; q2 = q1 ; i2 = i1 2.3.4.1.2 Hai thời điểm ngược pha: t2 – t1 = (2n + 1)T/2 u2 = - u1; q2 = - q1; i2 = - i1  i22 Q0 = q1 + i12 i22 ω  2 Mà: Q0 = q1 + = q2 + ⇒  ω ω i12  Q = q +  ω2  2 2.3.4.1.3 Hai thời điểm vng pha: t2 – t1 = (2n + 1)T/4 u1 + u2 = U ; q12 + q22 = Q02 ; i12 + i22 = I 02 2.3.4.2 Một số tập ví dụ VD1: Một mạch dao động LC lí tưởng có chu kì 2µs Tại thời điểm t điện tích tụ 3µC sau 1µs dòng điện có cường độ 4π A Tìm điện tích cực đại tụ? 2π HD: Do t2 – t1 = 1µs = T/2 nên i1 = - i2 = 4π (A); ω = = π 10 − rad/s T i2 Lại có: Q0 = q12 + = 5.10-6C ω VD2: Một mạch dao động LC lí tưởng có chu kì T Tại thời điểm t điện tích tụ 6.10-7C, sau 3T/4 cường độ dòng điện mạch 1,2π.10-3 A Tìm chu kì T? HD: Do t2 – t1 = 3T/4 ⇒ hai thời điểm vuông pha ⇒ i12 + i22 = I 02 (1) Mà : i12 + (ωq1 ) = I 02 (2) ( CT xây dựng phần lí thuyết dạng 3) Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ i2 = 2000π ⇒ T = 10-3s q1 VD3: Một mạch dao động LC lí tưởng có tần số góc 10000π (rad/s) Tại thời điểm t điện tích tụ điện - 1µC, sau 5.10-5s dòng điện có cường độ - I0 bao nhiêu? HD: Độ lệch pha hai thời điểm: ∆ϕ = ω.∆t = π/2 Từ hình vẽ ta có: q - Q0 q1 Q0 ( α q1 i2 α = ⇒ i2 = ω q1 = 0,01π (A) cosα = Q0 I i2 Và: i2 trái dấu với q1 nên i2 = - 0,01π (A) I0 i 2.3.4.3 Bài tập vận dụng Bài 1: Trong mạch dao động lý tưởng có dao động điện từ tự với chu kì T Biết tụ điện có điện dung nF cuộn cảm có độ tự cảm L = mH Tại thời điểm t1, cường độ dòng điện mạch có độ lớn mA Sau khoảng thời gian 2π 10 −  6 s tiếp theo, điện áp hai tụ có độ lớn là: A 20 V B 10 mV C 10 V D 2,5 MV Bài 2: Khi điện tích tụ tăng từ lên 6µC đồng thời cường độ dòng điện mạch LC giảm từ 8,9mA xuống 7,2mA Tính khoảng thời gian xảy biến thiên A 7, 2.10−4 s B 5, 6.10−4 s C 8,1.10 −4 s D 8, 6.10−4 s Bài 3: Cho mạch dao động điện từ LC lý tưởng Khi điện áp hai đầu tụ 2V cường độ dòng điện qua cuộn dây i, điện áp hai đầu tụ 4V cường độ dòng điện qua cuộn dây i/2 Điện áp cực đại hai đầu cuộn dây A 5V B 6V C 4V D 3V Đáp án: 1-C; 2-A; 3A 2.3.5 Dạng 5: NẠP NĂNG LƯỢNG CHO MẠCH DAO ĐỘNG (*) 2.3.5.1 Lý thuyết 2.3.5.1.1 Nạp lượng cho tụ điện trước nối với cuộn dây Giả sử dùng nguồn điện (E, r) để nạp lượng cho tụ R C điện C thơng qua dây nối có điện trở R hình bên Sau ổn định: E, r - AD định luật ơm, ta có điện áp đặt vào hai tụ điện UC = E – I.(R + r) (5.1) - Do tụ điện ngăn khơng cho dòng điện chiều qua nên I = 0, từ (1) suy ra: UC = E Điều nói nối hai cực nguồn điện có điện trở vào hai tụ điện thông qua dây dẫn có điện trở điện áp đặt vào hai tụ suất điện động nguồn ( 2 Trừ vế với vế (1) cho (2) : i2 − ω q1 = ⇒ ω = Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ 1 CU C2 = CE (5.2) 2 2.3.5.1.2 Nạp lượng cho tụ điện cuộn dây C * Giả sử dùng nguồn điện (E, r) để nạp điện cho mạch điện gồm tụ điện C mắc nối tiếp với cuộn dây ( L, R 0) thông L, R R qua dây nối có điện trở R hình bên Sau ổn định: E E, r - Dòng điện qua cuộn dây: I = R0 + R + r - Điện áp đặt vào hai tụ điện: UC = I.(R0 + R) - Vậy lượng mà mạch nhận sau dòng điện ổn định là: W = WL + WC = (1/2)LI2 + (1/2)CUC2 (5.3) * Trường hợp cuộn dây khơng có điện trở ( R = 0) dây nối khơng có điện trở ( R = 0) E - Dòng điện qua cuộn dây: I = r - Điện áp đặt vào hai tụ điện: UC = I.(R0 + R) = - Vậy lượng mà mạch nhận sau dòng điện ổn định là: 2 1 E W = WL + WC = LI + CU C = L  (5.4) 2 r 2.3.5.2 Một số tập ví dụ VD1: Dùng nguồn điện có suất điện động E = 8V nạp cho tụ điện có điện dung C Sau nạp no cho tụ ngắt tụ khỏi nguồn nối với cuộn dây thành mạch dao động lí tưởng LC Năng lượng dao động mạch 4µJ Xác định điện dung tụ điện? 2W HD: W = CE ⇒ C = = 1,25.10-7J E VD2: Mạch dao động lí tưởng LC Ban đầu tụ cung cấp lượng 8µJ từ nguồn điện chiều có suất điện động 8V Sau ngắt nguồn khỏi tụ đóng khóa cho mạch hoạt động tần số góc mạch dao động 4000rad/s Xác định độ tự cảm cuộn dây? 1 2W ⇒L= HD: W = CE ⇒ C = = 2,5.10-7J; ω = = 0,25H C.ω 2 LC E VD3: Một mạch dao động LC gồm tụ điện có điện dung C = 100µF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,02H có điện trở tồn mạch khơng đáng kể Dùng dây nối có điện trở khơng đáng kể để nối hai cực nguồn điện chiều có E = 12V, r = 1Ω với hai tụ điện Khi dòng điện mạch ổn định người ta cắt nguồn khỏi mạch mạch dao động tự Tính C lượng dao động mạch HD: - Cường độ dòng điện qua cuộn cảm: L E I = = 12 A E, r r Năng lượng nạp cho tụ W = Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ - Do điện trở đoạn mạch chứa cuộn dây không nên điện áp đặt vào hai tụ ⇒ UC = I.R = ⇒ WC = - Vậy lượng cung cấp cho mạch: W = WL = 1,44 J VD4: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm tụ điện có điện dung 10µF cuộn cảm có độ tự cảm L = 4mH Nối hai cực nguồn điện chiều có suất điện động 6mV điện trở 2Ω vào hai đầu cuộn cảm Sau dòng điện mạch ổn định, cắt nguồn mạch LC dao động với hiệu C điện cực đại hai tụ bao nhiêu? HD: - Cường độ dòng điện qua cuộn cảm: L E -3 I = = 3.10 A E, r r - Năng lượng từ trường cuộn cảm: WL = LI = 1,8.10-8 J - Do điện trở đoạn mạch chứa cuộn dây không nên điện áp đặt vào hai tụ ⇒ WC = - Năng lượng cung cấp cho mạch: W = WL + WC = 1,8.10-8 J 2W - Khi ngắt nguồn khỏi mạch thì: W = CU 02 ⇒ U = = 0,06V C VD5: Một mạch dao động LC gồm tụ điện có điện dung C = 0,1mF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,02H điện trở R = 5Ω , điện trở dây nối không đáng kể Nối hai cực nguồn điện chiều có E = 12V, r = 1Ω với hai tụ điện Khi dòng điện mạch ổn định người ta cắt nguồn khỏi mạch mạch dao động tự Tính lượng dao động mà mạch nhận sau cắt khỏi nguồn C HD: - Cường độ dòng điện qua cuộn cảm: E L, R0 I= = 2A R0 + r E, r - Điện áp đặt vào hai tụ: UC = I.R0 = 10V - Năng lượng cung cấp cho mạch: W = WL + WC = LI + CU C2 = 0,045J 2 2.3.5.3 Bài tập vận dụng Bài 1: Mạch dao động LC lí tưởng cung cấp lượng 16µJ từ nguồn điện chiều có suất điện động 8V cách nạp điện cho tụ Biết tần số góc mạch dao động 4000rad/s Xác định độ tự cảm cuộn dây? A 0,145H B 0,35H C 0,125H D 0,15H Bài 2: Mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Lúc đầu tụ cung cấp lượng cho mạch cách ghép tụ vào nguồn khơng đổi có suất điện động 2V Biểu thức lượng điện trường cuộn cảm có dạng W L = 20sin2ωt (nJ) Điện dung tụ điện A 20nF B 40nF C 25nF D 10nF Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page 10 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ Bài 3: Một mạch dao động LC gồm tụ điện có điện dung C = 0,1mF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,02H điện trở R = 5Ω , điện trở dây nối R = 4Ω Nối hai cực nguồn điện chiều có E = 12V, r = 1Ω với hai tụ điện dây nối có điện trở khơng đáng kể Khi dòng điện mạch ổn định người ta cắt nguồn khỏi mạch mạch dao động tự Tính nhiệt lượng tỏa R R0 kể từ lúc cắt nguồn khỏi mạch đến dao động mạch tắt hoàn toàn A 11,240mJ B 14,400mJ C 5,832mJ D 20,232mJ Bài 4: Một mạch dao động LC gồm tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L Nối hai cực nguồn điện chiều có suất điện động E điện trở r vào hai đầu cuộn cảm Sau dòng điện mạch ổn định, cắt nguồn mạch LC dao động với hiệu điện cực đại hai tụ U Biết L = 25r2C Tính tỉ số U0 E A 10 B 100 C D 25 Đáp án: 1-C; 2-D; 3-D; 4-C 2.3.6 Dạng 6: KHOẢNG THỜI GIAN TRONG DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ (*) 2.3.6.1 Lý thuyết - I0 - Như ta biết, mạch dao động điện từ điện áp hai tụ (uC) pha với điện tích tụ điện (q) cường độ dòng điện qua cuộn cảm i - Q Q0 q nhanh pha điện tích tụ điện π/2 Vậy để giải toán mạch dao động điện từ có liên quan đến thời gian ta liên hệ dao động I0 điều hòa với chuyển động tròn với trục i q i hình vẽ Trục uC trùng với trục q Khi khảo sát Hình 6.1 điện tích đường tròn có bán kính Q0, khảo sát điện áp đường tròn có bán kính U 0, khảo sát cường độ dòng điện đường tròn có bán kính I0 * Một số trường hợp đặc biệt suy từ hình 6.1 - Thời gian ngắn từ lượng điện trường cực đại đến lượng từ trường cực đại (Tương ứng với thời gian từ q = Q đến i = -I0; từ i = - I0 - I0 đến q = - Q0; từ q = - Q0 đến i = I0; từ i = I0 đến q = Q0) T/4 M2 M1 Q0   q = ± WC = W - Q0 ( )π/4 Q0 q ⇒ ( )π/4 - Khi WL = WC ⇒  I Q0/ - Q0/ WL = W i = ±   M3 M4 2 I0 Vậy thời gian ngắn để WL = WC ( tương ứng i với thời gian từ M1 đến M2, từ M2 đến M3, từ M3 đến Hình 6.2 M4, từ M4 đến M1) T/4 ( hình 6.2) -I M2 - Q0 ) π/3 ) π/3 ( ( - Q0/2 Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng M1 M3 i I0 Q0 q Q0/2 M4 Hình 6.3 Page 11 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ   W = W i = ± I0 L    ⇒ - Khi WL = 3WC ⇒  WC = W q = ± Q   Vậy thời gian ngắn để WL = 3WC ( tương ứng với thời gian từ M1 đến M2, từ M3 đến M4) T/6 (hình 6.3) - I0   i = ± I W = W L  M2 M1 ⇒  - Khi WC = 3WL ⇒   - Q0 ( ) π/6 Q0 WC = W q = ± Q q ( ) π/6   -Q /2 Q0/2 M4 M3 Vậy thời gian ngắn để WC = 3WL ( tương ứng I với thời gian từ M4 đến M1, từ M2 đến M3) T/6 (hình 6.4) i 2.3.6.2 Một số tập ví dụ Hình VD1: Mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây cảm có 6.4 độ tự cảm 0,1 µF Tính khoảng thời gian ngắn từ lúc π U hiệu điện tụ cực đại U0 đến lúc hiệu điện tụ + ? 1mH tụ điện có điện dung HD: - Từ hình vẽ thấy: hiệu điện giảm từ U0 đến U0/2 - U0 góc quay bán kính ∆ϕ = π/3 ) π /3 U0 U0/2 u ∆ϕ π -6 = LC = 6.10 s - Thời gian cần tính: ∆t = ω VD2: Trong mạch dao động tụ điện cấp lượng 1µJ từ nguồn điện chiều có suất điện động 4V Cứ sau khoảng thời gian 1µs lượng tụ điện cuộn cảm lại Xác định độ tự cảm cuộn dây ? 2W HD: - Ta có: W = CE ⇒ C = = 1,25.10-7F E - Cứ sau khoảng thời gian 1µs lượng tụ điện T cuộn cảm lại ⇒ = 10 − s 32 ⇒ T = 4.10-6s = 2π LC ⇒ L = 10 − H π VD3: Trong mạch dao động tụ điện gồm hai tụ điện C 1, C2 giống cấp lượng µJ từ nguồn điện chiều có suất điện động 4V Chuyển khố K từ vị trí sang vị trí Cứ sau khoảng thời gian 1µs lượng tụ điện cuộn cảm lại Xác định cường độ dòng điện cực đại cuộn dây ? HD: Ta có: U0 = E = 4V; Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page 12 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ 2W W = Cb E ⇒ Cb = = 1,25.10-7F E Cứ sau khoảng thời gian 1µs lượng tụ điện T cuộn cảm lại ⇒ = 10 − s 2π ⇔ T = 4.10 − s ⇒ ω = = 5.105 π Mà: I0 = ωQ0 = ωCbU0 = π/4 ≈ 0,785A T 2.3.6.3 Bài tập vận dụng Bài 1: Mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ có điện dung Dùng nguồn điện chiều có suất điện động 6V cung cấp cho mạch lượng 5µJ sau khoảng thời gian ngắn 1µs dòng điện mạch triệt tiêu Xác định L ? 1,6 3,6 2,6 A µH B µH C µH D µH π π π π Bài 2: Mạch dao động LC lí tưởng, cường độ dòng điện tức thời mạch biến thiên theo phương trình i = 0,04cos ωt (A) Xác định C ? Biết sau khoảng thời gian nhắn 0,25 µs lượng điện trường lượng từ trường A 125 pF π B 0,8 µJ π 100 pF π C 120 pF π D 25 pF π Bài 3: Trong mạch dao động lý tưởng có dao động điện từ tự với điện tích cực đại tụ 6µC dòng điện cực đại qua cuộn cảm 0,2π mA Tìm khoảng thời gian ngắn kể từ lúc cường độ tức thời qua cuộn cảm π mA lúc cực đại : 10 A (ms) B (ms) C (ms) D (ms) Đáp án: 1-D; 2-A; 3A 2.3.7 Dạng 7: VIẾT BIỂU THỨC ĐIỆN TÍCH, CƯỜNG ĐỘ DỊNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP 2.3.7.1 Lý thuyết - Các đại lượng q, uC i biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số góc uC pha với q; i nhanh pha q π/2: Nếu: q = Q0cos(ωt + ϕ) thì: u = U0cos(ωt + ϕ) i = I0cos(ωt + ϕ + π/2) - Chú ý: Q0 = CU0 ; I0 = ωQ0 2.3.7.2 Bài tập ví dụ VD: Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn dây cảm L mắc nối tiếp với tụ 2.10−6 F Điện áp tức thời tụ điện có biểu thức u C = điện có điện dung C = π π 100cos(500πt - ) V Hãy cho biểu thức cường độ dòng điện mạch? Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page 13 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ HD: Do i nhanh pha điện áp hai tụ π/2 nên có biểu thức: i = I0 π π π cos(500πt - + ) = I0cos(500πt + ) Trong đó: I0 = ωQ0 = ωCU0 = 0,1A π Vậy biểu thức i là: i = 0,1cos(500π + ) A 2.3.7.3 Bài tập vận dụng Bài 1: Mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C cuộn dây có độ tự cảm L = 10-4H Điện trở cuộn dây dây nối không đáng kể Biết biểu thức điện áp hai đầu cuộn dây là: u = 80cos(2.10 6t - π/2) V, biểu thức dòng điện mạch là: A i = 4sin(2.106t )A B i = 0,4cos(2.106t - π)A π C i = 0,4cos(2.106t)A D i = 40sin(2.106t - )A Bài 2: Một mạch dao động LC gồm cuộn cảm L = 640µH tụ điện có điện dung C = 36pF Lấy π = 10 Giả sử thời điểm ban đầu điện tích tụ điện đạt giá trị cực đại Q0 = 6.10-6C Biểu thức cường độ dòng điện là: π π 7 A i = 6,6 cos(1,1.10 t − )( A) B i = 39,6 cos(6,6.10 t + )( A) π C i = 6,6 cos(1,1.10 t − )( A) 2 π D i = 39,6 cos(6,6.10 t + )( A) Bài 3: Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động i = 0,05cos100πt (A) Biểu thức điện tích tụ điện 5.10 −4 π 5.10 −4 π cos(100πt − )(C ) cos(100πt − )(C ) A q = B q = π π C q = 5.10 −4 π cos(100πt + )(C ) π D q = 5.10 −4 cos100πt (C ) π Đáp án: 1-C; 2-D; 3-B 2.3.8 Dạng 8: XÁC ĐỊNH I0, U0, Q0 KHI THAY ĐỔI CẤU TRÚC CỦA MẠCH DAO ĐỘNG LC (*) 2.3.8.1 Lý thuyết Lưu ý: Khi mạch dao động hoạt động mà đóng khóa k phần tử mắc song song với khóa k coi khơng ( dòng điện khơng qua phần tử mà qua khóa k) lượng phần tử thời điểm đóng khóa bị ( chuyển hóa thành nhiệt khóa k) 2.3.8.2 Một số tập ví dụ VD1: Một mạch dao động lí tưởng Gồm cuộn cảm hai tụ điện giống Ban đầu có tụ nối với cuộn dây mạch có dao động điện tự Khi cường độ dòng điện mạch hiệu điện tụ điện C Uo Khi cường độ dòng điện mạch đạt giá trị cực đại, người ta dùng khóa K để làm cho hai tụ mắc song song Xác định hiệu điện tụ điện dòng mạch lại Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page 14 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ 1 C1U 02 = CU 02 (1) 2 - Tại thời điểm đóng k lượng tụ C1 khơng nên đóng k thì: 1 W2 = W1 (2) W2 = CbU 0'2 = 2C.U 0'2 (3) 2 U0 Từ (1), (2) (3) suy ra: U0’ = VD2: Một tụ điện gồm hai tụ có điện dung C mắc nối tiếp, đặt hai đầu hai tụ khóa k, lúc đầu k mở Dùng nguồn điện chiều có suất điện động 3V để nạp điện cho tụ Khi tụ tích đến điện tích cực đại, ngắt tụ khỏi nguồn nối tụ với cuộn cảm L thành mạch dao động mạch có dao động điện từ tự Đóng khóa k vào lúc cường độ dòng điện cuộn dây cực đại Hiệu điện cực đại hai đầu cuộn dây k đóng 1 HD: - Khi chưa đóng k: W1 = Cb E = CE (1) 2 - Khi đóng k ( lúc lượng điện trường ⇒ không lượng): W2 = W1 (2) W2 = CU 0'2 (3) - Từ (1), (2) (3) suy ra: U0’ = E/ = 1,5 V 2.3.8.3 Bài tập vận dụng Bài 1: Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L hai tụ điện có điện dung C giống mắc nối tiếp, khóa K mắc hai đầu tụ C Mạch thực dao động điện từ ta đóng khóa K thời điểm lượng điện trường lượng từ trường mạch Kể từ thời điểm biên độ cường độ dòng điện mạch A giảm / lần B không đổi C tăng lần D giảm / lần Bài 2: Một mạch dao động lý tưởng hình vẽ, hai A tụ điện giống Thoạt đầu K ngắt, cường độ dòng k mạch khơng, điện áp tụ điện C U0 L C C2 Khi cường độ dòng mạch đạt giá trị cực đại, người ta B đóng K Xác định điện áp tụ điện dòng mạch lại khơng? HD: - Năng lượng ban đầu hệ: W1 = A U0 B 2U0 C U D U0 Bài Một mạch dao động lý tưởng gồm cuộn dây có độ tự cảm L tụ C giống mắc nối tiếp Mạch hoạt động bình thường với điện áp cực đại tụ U Vào thời điểm lượng từ lượng điện tụ bị đánh thủng hồn tồn sau mạch hoạt động với điện áp cực đại hai đầu tụ U ' Tỉ số U ' / U là: Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page 15 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ A / B / C / D / Đáp án: 1-A; 2-D; 3-C 2.3.9 Dạng 9: NĂNG LƯỢNG CUNG CẤP CHO MẠCH ĐỂ BÙ VÀO PHẦN HAO PHÍ DO TỎA NHIỆT 2.3.9.1 Lý thuyết - Năng lượng hao phí chủ yếu tỏa nhiệt dây dẫn điện trở: E hp = Q = I2Rt = I02Rt/2 - Cơng suất cung cấp cho mạch cơng suất hao phí: Pcc = I2R = I02R/2 2.3.9.2 Bài tập ví dụ VD: Một mạch dao động gồm tụ điện 350pF, cuộn cảm 30µH điện trở 1,5Ω Phải cung cấp cho mạch cơng suất để trì dao động nó, điện áp cực đại tụ điện 15V CU 02 2 HD: LI = CU ⇒ I = = 2,625.10-3 (A2); P = I02R/2 ≈ 1,97.10-3 (W) 2 L 2.3.9.3 Bài tập vận dụng Bài 1: Một mạch dao động gồm cuộn cảm có điện trở r = 0,5Ω, độ tự cảm 275µH, tụ điện có điện dung 4200pF Hỏi phải cung cấp cho mạch cơng suất để trì dao động với điện áp cực đại tụ 6V A 513µW B 2,15mW C 137mW D 137µW Bài 2: Mạch dao động gồm cuộn dây có L = 210 -4H C = 8nF, cuộn dây có điện trở nên để trì hiệu điện cực đại 5V cực tụ phải cung cấp cho mạch công suất P = 6mW Điện trở cuộn dây có giá trị: A 100Ω B 10Ω C 50Ω D 12Ω Bài 3: Một mạch dao động LC gồm cuộn dây có L = 50mH tụ điện có C = 5μF Nếu đoạn mạch có điện trở R = 10 -2 Ω, để trì dao động mạch ln có giá trị cực đại hiệu điện thể hai tụ điện U = 12V, ta phải cung cấp cho mạch công suất là: A 72nW B 72mW C 72μW D 7200W Đáp án: 1-C; 2-D; 3-C 2.3.10 Dạng 10: BÀI TOÁN GHÉP TỤ ĐIỆN, GHÉP CUỘN CẢM 2.3.10.1 Lý thuyết 1 1 = + + + - Ghép tụ nối tiếp: C C1 C2 C3 - Ghép tụ song song: C = C1 + C2 + C3 + - Ghép cuộn cảm nối tiếp: L = L1 + L2 + L3 + 2.3.10.2 Một số tập ví dụ Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page 16 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ VD1: Mạch dao động máy thu sóng vơ tuyến có tụ điện với điện dung C cuộn cảm với độ tự cảm L, thu sóng điện từ có bước sóng 20m Để thu sóng điện từ có bước sóng 40m, người ta phải mắc song song với tụ điện mạch dao động tụ điện có điện dung C’ có giá trị bao nhiêu? C2 λ22 ⇒ = ⇒ C2 = 4C1 HD: ADCT: λ = c.2π LC ⇒ C ∼ λ C1 λ12 Mà C1 = C; C2 = C + C’ ⇒ C’ = 3C VD2: Một mạch dao động điện từ dùng tụ C1 tần số dao động riêng mạch f1 = MHz Khi mắc thêm tụ C2 song song với C1 tần số dao động riêng mạch f = 2,4MHz Nếu mắc thêm tụ C2 nối tiếp với C1 tần số dao động riêng mạch bao nhiêu? 1 HD: f = ⇒C ∼ f 2π LC 1 - Do C1 song song với C2 nên: C// = C1 + C2 ⇒ = + ⇒ f 22 = 16 f // f1 f2 1 = + - Khi C1 nối tiếp C2: ⇒ f nt2 = f12 + f 22 = 25 ⇒ f nt = Hz Cnt C1 C2 VD3: Một mạch dao động điện từ có cuộn cảm khơng đổi L Nếu thay tụ điện C tụ điện C1, C2, C1 nối tiếp C2, C1 song song C2 chu kì dao động riêng mạch T1, T2, Tnt = 4,8 µs , Tss = 10 µs Hãy xác định T1, biết T1 > T2 ? HD: T = 2π LC ⇒ C ∼ T2 1 1 1 = + - Khi C1 nối tiếp C2 thì: ⇒ = 2+ = (1) Cnt C1 C2 Tnt T1 T2 4,82 - Khi C1 song song với C2 thì: C// = C1 + C2 ⇒ T//2 = T12 + T22 = 10 (2) - Giải hệ pt (1), (2) với ý T1 > T2 ta được: T1 = 8µs VD4: Mạch chọn sóng máy thu vơ tuyến điện gồm tụ điện có điện 2,5 10 160 pF cuộn dây có độ tự cảm pF đến µF Mạch dung thay đổi từ π π π bắt sóng điện từ có bước sóng nằm khoảng nào? 10 pF λ1 = 3m; HD: ADCT: λ = c.2π LC ; Với C = π Với C = 160/π (pF) λ1 = 12m Vậy: 3m ≤ λ ≤ 12m 2.3.10.3 Bài tập vận dụng Bài 1: Cho mạch dao động điện từ gồm tụ điện C cuộn cảm L Bỏ qua điện trở mạch Nếu thay C tụ điện C 1, C2 ( C1 > C2 ) mắc nối tiếp tần số dao động riêng mạch 12,5MHz, thay hai tụ mắc song song tần số dao động riêng mạch 6MHz Xác định tần số dao động riêng mạch thay C C1 ? Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page 17 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ A 10MHz B 9MHz C 8MHz D 7,5MHz Bài 2: Một mạch dao động điện từ, tụ điện có điện dung 40nF, mạch có tần số 2.104 Hz Để mạch có tần số 104Hz phải mắc thêm tụ điện có giá trị A 120nF nối tiếp với tụ điện trước B 120nF song song với tụ điện trước C 40nF nối tiếp với tụ điện trước D 40nF song song với tụ điện trước Bài 3: Khi mắc tụ điện C1 với cuộn cảm L mạch thu sóng có bước sóng λ1 = 60m; Khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn cảm L mạch thu sóng có bước sóng λ2 = 80m Khi mắc C1 nối tiếp C2 với cuộn cảm L mạch thu sóng có bước sóng ? A λ = 140m B λ = 100m C λ = 48m D λ = 70m µ Bài 4: Một mạch chọn sóng gồm cuộn cảm có độ tự cảm H tụ điện có điện dung biến đổi từ 10pF đến 360pF Lấy π = 10 Dải sóng vơ tuyến thu với mạch có bước sóng khoảng: A Từ 120m đến 720m B Từ 12m đến 72m C Từ 48m đến 192m D.Từ 4,8m đến 19,2m Đáp án: 1-D; 2-B; 3-C; 4-B 2.3.11 Dạng 11: MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN HAY, LẠ VÀ KHĨ (*) 2.3.11.1 Một số tập ví dụ VD1 – ĐH 2013: Hai mạch dao động điện từ lí tưởng có dao động điện từ tự Điện tích tụ điện mạch dao động thứ thứ hai q1 q2 với: 4q12 + q22 = 1,3.10−17 , q tính C Ở thời điểm t, điện tích tụ điện cường độ dòng điện mạch dao động thứ 10 -9 C mA Xác định cường độ dòng điện mạch dao động thứ hai? HD: Cho q1=10-9 C i1=6 mA 4q12 + q22 = 1,3.10−17 (1) Thế q1=10-9 C vào (1): 4q12 + q22 = 1,3.10−17 (1) ⇒ q2=3.10-9 C 4q12 + q22 = 1,3.10 −17 lấy đạo hàm vế theo thời gian t ⇒ 8q1i1 + 2q2i2 = (2) q1=10-9 C i1=6 mA q2=3.10-9 C vào (2) 8q1i1 + 2q2i2 = ⇒ i2 = mA VD2: Một ăng ten rada quay với tốc độ góc π(rad/s); máy bay bay phía Tại thời điểm lúc ăng ten hướng phía máy bay, ăng ten phát sóng điện từ nhận sóng phản xạ trở lại 150μs, sau ăng ten quay vòng lại phát sóng điện từ phía máy bay, thời gian từ lúc phát đến lúc nhận lần 145μs Xác định tốc độ trung bình máy bay? HD: s1 = (150.10–6 3.108) : = 22500(m); s2 = (145.10-6.3.108) : = 21750 (m) s1 – s2 = quãng đường máy bay bay ăng ten quay vòng (ăng ten quay vòng giây) → s1 – s2 = vmáy bay.2 →vmáy bay = 750:2 = 375(m/s) VD3: Một anten parabol, đặt điểm O mặt đất, B phát sóng truyền theo phương làm với mặt phẳng ngang góc 45o hướng lên vệ tinh địa tĩnh V Coi Trái Đất hình cầu bán kính R = 6380km Vệ tinh địa tĩnh độ cao O ) 450 35800km so với mặt đất Sóng truyền từ O đến V thời gian thời gian? A Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page 18 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ OB + OA2 − AB HD: cos 135 = 2.OB.OA ⇒ OB − 2.OA cos1350.OB + OA2 − AB = ⇒ OB = 37426,71km ⇒ t = OB/v = 0,125s 2.3.11.2 Bài tập vận dụng Bài 1: Có hai mạch dao động điện từ lý tưởng có dao động điện từ tự Ở thời điểm t, gọi q1 q2 điện tích tụ điện mạch dao động thứ thứ hai Biết 36.q12 + 16.q22 = 24 (nC ) Ở thời điểm t = t 1, mạch dao động thứ nhất: điện tích tụ điện q = 2,4nC; cường độ dòng điện qua cuộn cảm i1 = 3,2mA Khi đó, cường độ dòng điện qua cuộn cảm mạch dao động thứ hai A i2 = 5,4mA B i2 = 3,6mA C i2 = 6,4mA D i2 = 4,5mA Bài 2: Vệ tinh Vinasat-2 đưa vào khai thác sử dụng khẳng định chủ quyền Việt nam chinh phục không gian vũ trụ, góp phần nâng cao vị Việt nam trường Quốc tế Giả sử tín hiệu nhận mặt đất từ vệ -8 tinh Viansat-2 có cường độ 1,2.10 W m vùng phủ sóng Vinasat-2 có đường kính 105km Cơng suất phát sóng anten từ vệ tinh Vinasat-2 A 3,768.104kW B 3,768.105kW C 3,768.103kW D 3,768.106kW Đáp án: 1-B; 2-B 2.13 Hiệu Với phương pháp chia nhỏ dạng toán cho chương giống cách làm cho chương “Dao động sóng điện từ” nêu tơi thấy có chuyển biến tích cực chất lượng học tập học sinh lớp 12A2 mà dạy Học sinh tích cực, chủ động học tập ôn luyện thi, tự tin nghiên cứu thêm Các em chịu khó tìm hiểu kiến thức để hoàn thiện nội dung phương pháp làm bài, xác định đề kỹ làm ngày chuẩn với yêu cầu đề Mặc dù chất lượng đầu vào học sinh lớp 12A2 trường THPT Lương Đắc Bằng ( năm học 2017 - 2018) đứng thứ khối kết thực tế góp phần nâng cao chất lượng học sinh kì thi: - Trong kỳ thi khảo sát chất lượng lớp 12 năm học 2017 - 2018 ( lần vào cuối tháng 11 năm 2017; lần vào đầu tháng năm 2018), môn Vật lý lớp 12A2 xếp thứ thứ tổng 10 lớp 12 - Trong kỳ thi thử THPT QG Sở GD - ĐT tổ chức cuối tháng năm học 2017 - 2018, môn Vật lý lớp 12A2 đứng thứ toàn khối Cá biệt có em điểm 8,75; 9,25 KẾT LUẬN Với cách phân dạng chi tiết theo nhóm kiến thức nhỏ ứng với phương pháp giải cho kiểu tốn đó, học sinh tiếp thu kiến thức dễ dàng Mặt khác học sinh làm nhiều tập dạng kiến thức với phương Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page 19 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ pháp giải cụ thể nên học sinh ghi nhớ kiến thức phương pháp giải dạng tốn Để ôn luyện có hiệu kiến thức chương dao động sóng điện từ chương trình Vật lý 12 trước hết em phải ôn lại kiến thức phương pháp giải dạng toán Tiếp theo em vận dụng kiến thức phương pháp giải vào để giải tập theo dạng tốn vào để làm tập ví dụ Trong q trình đọc sách, khơng nên đọc lời giải trước mà phải cố gắng suy nghĩ tự tìm tòi lời giải Nếu không làm đọc phần hướng dẫn giải Tiếp đó, ta làm tập vận dụng để lần nửa củng cố lại kiến thức Đề tài viết áp dụng cho em học sinh trường THPT Lương Đắc Bằng giúp em có kết cao kì thi tốt nghiệp, Đại học kì thi THPT Quốc Gia năm 2015 Tôi hy vọng với đề tài “ Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ” tài liệu bổ ích giúp em học sinh ôn luyện tốt chương dao động sóng điện từ chương trình Vật lý 12 Mặc dù cố gắng biên soạn, sai sót xảy Tơi mong nhận ý kiến đóng góp xây dựng thầy cô giáo em học sinh để có thêm kinh nghiệm để giảng dạy em học sinh tốt Chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG Hoằng Hóa, ngày 15 tháng năm 2018 Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Người viết Lê Vĩ Nhân Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page 20 Phân loại dạng tập dao động sóng điện từ TÀI LIỆU THAM KHẢO Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Vật lí 12, NXB Giáo dục, 2008 Vũ Quang (Chủ biên), Bài tập Vật lí 12, NXB Giáo dục, 2008 Nguyễn Thế Khơi (Tồng chủ biên), Vật lí 12 nâng cao, NXB Giáo dục, 2008 Nguyễn Thế Khôi-Vũ Thanh Khiết (Đồng chủ biên), Bài tập Vật lí 12 nâng cao, NXB Giáo dục, 2008 Đặng Văn Đào-Lê Đăng Doanh, Kỹ thuật điện, NXB Khoa học kỹ thuật, 1993 Đồn Quỳnh (Tổng chủ biên), Giải tích 12 nâng cao, NXB Giáo dục, 2008 Vũ Thanh Khiết, Dao động sóng, NXB Giáo dục, 1999 Lê Vĩ Nhân, Phương pháp giải nhanh tổng hợp tốn vng pha chương trình Vật lý 12, SKKN giải C cấp tỉnh Thanh Hóa năm 2013 Đề thi THPT QG môn Vật lý năm 2017 10 Các đề thi thử Đại học trường chuyên năm 2017 2018 ... mạch dao động LC điện trở thuần, có dao động điện từ tự (dao động riêng) Hiệu điện cực đại hai tụ cường độ Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page Phân loại dạng tập dao động sóng điện. .. 4-B 2.3.11 Dạng 11: MỘT SỐ DẠNG BÀI TỐN HAY, LẠ VÀ KHĨ (*) 2.3.11.1 Một số tập ví dụ VD1 – ĐH 2013: Hai mạch dao động điện từ lí tưởng có dao động điện từ tự Điện tích tụ điện mạch dao động thứ... số dao động dao động riêng: f = = 2π 2π LC c 2.3.1.1.2 Bước sóng điện từ thu khung: λ = = 2πc LC f Tác giả: Lê Vĩ Nhân - Trường THPT Lương Đắc Bằng Page Phân loại dạng tập dao động sóng điện