Sáng kiến kinh nghiệm: Phân loại và cách giải các dạng toán về dao động điện từ và sóng điện từ

Sáng kiến kinh nghiệm: Phân loại và cách giải các dạng toán về dao động điện từ và sóng điện từ được nghiên cứu nhằm giúp học sinh khắc sâu những kiến thức lí thuyết qua một hệ thống bài tập và phương pháp giải chúng, giúp các em có thể nắm được cách giải và từ đó chủ động vận dụng các cách giải để có thể nhanh chóng giải các bài toán trắc nghiệm cũng như các bài toán tự luận về dao động điện từ và sóng điện từ.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI TRƯỜNG THPT NGUYỄN HỮU CẢNH Mã số: SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÂN LOẠI VÀ CÁCH GIẢI CÁC DẠNG TOÁN VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ Người thực hiện: NGUYỄN TRƯỜNG SƠN Lĩnh vực nghiên cứu: - Quản lý giáo dục  - Phương pháp dạy học môn: Vật lý  - Lĩnh vực khác:  Có đính kèm: Các sản phẩm khơng thể in SKKN  Mơ hình Đĩa CD (DVD)  Phim ảnh Hiện vật khác Năm học: 2014-2015 SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN: Họ tên : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN Ngày tháng năm sinh: 06 tháng năm 1958 Nam, nữ: Nam Địa chỉ: 255/41 Khu phố I, Phường Long Bình Tân , Thành phố Biên Hoà, Tỉnh Đồng Nai Điện thoại: CQ: 0613.834289; ĐTDĐ:0903124832 Chức vụ: Tổ trưởng tổ Vật lý – Công nghệ Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh, Thành phố Biên Hoà, Tỉnh Đồng Nai II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO: - Học vị: Đại học - Năm nhận bằng: 1978 - Chuyên ngành đào tạo: Vật lý III KINH NGHIỆM KHOA HỌC * Năm 2004: đề tài: “Thí nghiệm sóng dừng dây.”giải nhì thi đồ dùng dạy học Sở giáo dục đào tạo tổ chức * Năm 2005: chuyên đề “ Tìm cực trị bất đẳng thức Bunhiacopxki” * Năm 2006: chuyên đề “ Bài toán mạch cầu trở” ( với Nguyễn Thùy Dương tổ Vật lý thực hiện) * Năm 2007: chuyên đề “ Bài toán mạch đèn” * Năm 2008: chuyên đề “Phương pháp đồ thị giải toán vật lý” * Năm 2009: chuyên đề “Phân loại cách giải dạng toán mạch điện xoay chiều, thiết bị điện” * Năm 2010: chuyên đề “Phân loại cách giải dạng tốn tính chất sóng ánh sáng” * Năm 2011: chuyên đề “Phân loại cách giải dạng toán Vật lý hạt nhân nguyên tử” * Năm 2012: chuyên đề “Một số cách giải dạng toán cưc trị” * Năm 2013: chuyên đề “Phân loại cách giải dạng toán lượng tử ánh sáng” * Năm 2014: chuyên đề “Sử dụng dạng tắc hàm Hypecbol để giải tốn giao thoa sóng „ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÂN LOẠI VÀ CÁCH GIẢI CÁC DẠNG TOÁN VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ TÓM TẮT : Chuyên đề đưa việc phân loại nêu cách giải dạng tốn dao động điện từ sóng điện từ, tập minh họa , hay khó đa dạng hình thức tự luận hình thức trắc nghiệm A- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI : Do có tính thực tiễn, nên môn Vật lý phổ thông môn học có tính hấp dẫn Tuy vậy, Vật lý mơn học khó sở tốn học Bài tập vật lý đa dạng phong phú Trong phân phối chương trình số tiết tâp lại so với nhu cầu cần củng cố kiến thức cho học sinh Chính thế, người Thầy cần phải đưa phương pháp tốt nhằm tạo cho học sinh tiếp cận nhanh chóng kiến thức chuyên đề, từ hiểu vận dụng kiến thức chuyên đề, tạo nên niềm say mê u thích mơn học Vật lý Việc phân loại dạng tập hướng dẫn cách giải việc làm cần thiết, có lợi cho học sinh thời gian ngắn nắm dạng tập, nắm phương pháp giải từ phát triển hướng tìm tịi lời giải cho dạng tương tự Trong yêu cầu đổi giáo dục việc đánh giá học sinh phương pháp trắc nghiệm khách quan học sinh nắm dạng phương pháp giải chúng giúp cho học sinh nhanh chóng trả Trong chương trình Vật lý lớp12, tập dao động sóng điện từ đa dạng, khó, trừu tượng Qua năm đứng lớp nhận thấy học sinh thường lúng túng việc tìm cách giải dạng tập toán Xuất phát từ thực trạng trên, qua kinh nghiệm giảng dạy, chọn đề tài: “PHÂN LOẠI VÀ CÁCH GIẢI CÁC DẠNG TỐN VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SĨNG ĐIỆN TỪ” Đề tài nhằm giúp học sinh khắc sâu kiến thức lí thuyết qua hệ thống tập phương pháp giải chúng, giúp em nắm cách giải từ chủ động vận dụng cách giải để nhanh chóng giải toán trắc nghiệm tốn tự luận dao động điện từ sóng điện từ B.CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN Đề tài:“phân loại cách giải dạng toán dao động điện từ sóng điện từ ” Hiện có số sách tham khảo số trang mạng giáo dục có trình bày vấn đề góc độ khác Nhưng nói chung cịn đơn giản, sơ sài ; việc đưa cách giải cho dạng không cụ thể, rõ ràng Với giáo viên việc tham khảo giúp cho việc dạy áp dụng Nhưng học sinh tự học tham khảo tài liệu khơng có hiệu quả, mà có rối lại thêm rối Chuyên đề này, tơi trình bày cách đầy đủ việc phân loại dạng tập cách chi tiết hướng dẫn cách giải có tính hệ thống , rõ ràng ý nghĩa vật lý, phương diện toán học Cùng với nhận xét ý, mong giúp em nắm sâu sắc ý nghĩa vật lý vấn đề liên quan, nắm dạng cách giải chúng Việc làm có lợi cho học sinh thời gian ngắn nắm dạng tập nắm phương pháp giải từ tự lực vận dụng vào giải tập chuyên đề dao động điện từ sóng điện từ Học sinh phát triển hướng tìm tịi lời giải cho tương tự GIỚI HẠN NỘI DUNG: CHUYÊN ĐỀ GỒM PHẦN: I Phân loại dạng tập dao động điện từ sóng điện từ II Cách giải dạng tập dao động điện từ sóng điện từ III.Các tập với lời giải minh họa IV Một số tập hay khó * PHẠM VI ÁP DỤNG: - Chuyên đề áp dụng cho chương: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ, cho chương trình Vật lý lớp 12 cho chương trình Vật lý lớp 12 nâng cao - Chuyên đề áp dụng tốt cho luyện thi tốt nghiệp luyện thi đại học, cao đẳng kỳ thi quốc gia tốt nghiệp trung học phổ thơng Ở tơi có tập minh họa từ đến tập hay khó cho đổi tượng có nhu cầu học hỏi tìm tịi mức độ khác - Tài liệu có ích cho Thầy Cơ giảng dạy chuyên đề dao động điện từ sóng điện từ C.TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI PHÂN LOẠI VÀ CÁCH GIẢI CÁC DẠNG TỐN VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SĨNG ĐIỆN TỪ Nội dung đề tài thực gồm phần: Phần Phân loại dạng toán phạm vi chuyên đề Dao động điện từ sóng điện từ : Tôi chia thành chủ đề: Chủ đề 1: Chu kỳ riêng tần số riêng mạch dao động Chủ đề 2: Năng lượng mạch dao động Chủ đề 3: Quan hệ hiêu điện cường độ dòng điện mạch Chủ đề 4: Điện từ trường, sóng điện từ truyền sóng điện từ Các dạng tốn gồm có 15 dạng tốn Trong có dạng tốn cịn chia thành tiểu mục cụ thể Phần Cách giải dạng toán bao gồm sở lý thuyết đưa cách giải dạng tốn Có dạng cụ thể bước giải, viết tắt B1, B2, B3… Có dạng đưa hướng dẫn giải cụ thể ví dụ minh họa Ở đưa phần cách giải cho dạng phần chung, sau tới phần minh họa Tơi muốn xem đọc giả có nhìn tổng quan chung cho 15 dạng toán chủ đề Nhất cần ơn chớp nhống trước vào làm thi Phần Phần giới thiệu số lời giải minh họa cho tất dạng tốn, từ đến hay khó Phần thấy rõ góc cạnh dạng tốn chuyên đề dao động điện từ sóng điện từ Nắm cách giải dạng toán, em học sinh tự tin tìm hiểu tượng trừu tượng mà gần gũi: dao động điện từ sóng điện từ Cũng từ sở em sáng tạo tự lực phát triển tư tìm nhữg cách giải hay khác Phần Phần luyện tập gồm trắc nghiệm Học sinh tìm thấy tập trên báo mạng sách tham khảo Khi giải bài, dạng bài, khó khăn lật mở phần phần nắm lại cách giải Tất nhiên có tập tương tự để luyện phương pháp Nhưng có phải đổ mồ hôi, sáng tạo giải Và ta lại thấy dao động điện từ sóng điện từ gần ta hơn, rõ ràng I PHÂN LOẠI CÁC DẠNG TOÁN Chủ đề 1: Chu kỳ riêng tần số riêng mạch dao động Dạng 1: Mối liên hệ tần số góc riêng, tần số riêng, chu kỳ riêng đặc tính L, C mạch dao động LC - Dạng 1a: Tìm tần số góc riêng, tần số riêng, chu kỳ riêng theo đặc tính độ tự cảm L điện dung tụ điện C mạch LC - Dạng 1b: Tìm độ tự cảm L hay tìm điện dung tụ điện C biết chu kỳ riêng, tần số riêng T, f mạch LC Dạng 2: Cho biết biên độ Q0 , I tìm chu kì riêng T, tần số riêng f mạch LC ngược lại Dạng 3: Tìm chu kì riêng T, tần số riêng f mạch có ghép tụ điện hay ghép cuộn cảm - Dạng 3a Cho mạch gồm L tụ ghép - Dạng 3b Cho mạch gồm C cuộn cảm ghép - Dạng 3c Cho f1, T1 mạch C1 L cho f2, T2 mạch C2 L Tìm fhệ , Thê mạch L tụ ghép - Dạng 3d Cho f1 , T1 mạch C L1 cho f2 , T2 mạch C L2 Tìm fhệ , Thê mạch C cuộn cảm ghép Dạng 4: Cho ωnt , fnt mạch ghép nối tiếp L hay C cho ωss, fss mạch ghép song song L hay C, tìm f1 mạch L, C1 f2 mạch L, C2 -Dạng 4a: Cho ωnt , fnt mạch (L C1 nối tiếp C2) cho ωss, fss mạch (L C1 song song C2), tìm f1 mạch L, C1 f2 mạch L C2 -Dạng 4b:Cho ωnt , fnt mạch (C L1 nối tiếp L2) cho ωss, fss mạch (C L1 song songL2), tìm ω1,f1 mạch C L1 ω2 ,f2 mạch C L2 Chủ đề 2: Năng lượng mạch dao động Dạng 5: Các dạng lượng mạch dao động Dạng 6: Cho giá trị lượng điện từ, tìm giá trị tức thời q, u, i mạch dao động Dạng 7: Mạch dao động có điện trở Dạng 8: Khảo sát biến thiên tuần hoàn giá trị tức thời dạng lượng mạch dao động theo thời gian Chủ đề 3: Quan hệ điện tích, hiêu điện cường độ dòng điện mạch dao động LC Dạng 9: Tìm giá trị tức thời u(t), q(t), i(t) theo hệ thức độc lập Dạng 10: Viết biểu thức điện tích tụ q(t), điện áp tụ u(t), suy biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm it  ngược lại Dạng 11: Tìm thời điểm hay khoảng thời gian xảy biến thiên q, u, i mạch dao động Chủ đề : Điện từ trường, sóng điện từ truyền sóng điện từ Dạng 12: Bài tốn liên quan tới tính chất điện từ trường, sóng điện từ Dạngbài 13: Các tốn liên quan tới thu phát sóng điện từ Mối liên hệ sóng cần phát hay thu cấu trúc mạch LC Dạngbài 14: Mạch LC máy phát hay thu sóng điện từ có tụ điện xoay ( tụ biến thiên) Dạng 15: Các toán chuyển động truyền sóng điện từ II CÁCH GIẢI CÁC DẠNG TOÁN Chủ đề 1: Chu kỳ riêng tần số riêng mạch dao động Dạng 1:Tìm tần số góc riêng, tần số riêng, chu kỳ riêng mạch LC -Cho độ tự cảm cuộn cảm L điện dung tụ điện C tính tần số góc ω, tần số f chu kì T dao động riêng mạch LC theo công thức: w= ; LC f = ; 2p LC C (1a) T = 2p LC -Bài toán ngược cho T hay f biết L tìm C , hay biết C tìm L: 1 hay L = 2 4 Lf 4p C f eS Chú ý :* Điện dung tụ phẳng C = 4p K d C (1b) - + L Sơ đồ mạch dao động LC (2) với S diện tích đối diện hai tụ, d khoảng cách hai tụ điện, K số điện K = 9.109 Nm2/C2 N S - = 4p 10 m n V l * Độ tự cảm cuộn dây L = 4p 10- m (3) với n = N mật l độ dây ống, N tổng số vòng dây, l chiều dài ống dây, S tiết diện ống dây, V thể tích ống dây, μ độ từ thẩm lõi ống dây Dạng 2: Cho biết biên độ Q0 , I tìm chu kì riêng, tần số mạch LC Điện tích tụ q = Q0 cos(wt + j )(C ) p Cường độ dòng điện qua cuộn cảm i = q ' = I cos(wt + j + )( A) I = wQ0 Tần số góc w = I0 I 2p Q0 , tần số riêng f = chu kỳ riêng mạch T = Q0 2p Q0 I0 Dạng 3: Tìm chu kì riêng T, tần số riêng f mạch có ghép tụ hay ghép cuộn cảm LC - Dạng 3a Cho mạch gồm L tụ ghép + Ghép tụ điện nối tiếp: 1 1     Cnt C1 C2 Cn B1.Tính điện dung tụ (4) Nếu dùng máy tính CASIO nên viết biểu thức tính điện dung tụ : Cnt = (C1- + C2- + + Cn- )- , B2 Tiếp áp dụng (1) tính ω, f, T Chú ý: quan hệ Cnt < C1, C2, ,Cn nên cần có điện dung mạch giảm để chu kỳ mạch giảm phải ghép tụ nối tiếp + Ghép tụ điện song song: B1 Tính điện dung Css = C1 + C2 + + Cn (5) B2 Tiếp áp dụng (1) tính ω, f, T Chú ý: quan hệ Css > C1, C2, , Cn nên cần có điện dung mạch tăng lên để chu kỳ mạch tăng lên phải ghép tụ song song - Dạng 3b Cho mạch gồm C cuộn cảm ghép +Ghép cuộn cảm nối tiếp: B1 Tính độ tự cảm Lnt= L1 + L2 + + Ln (6) B2 Áp dụng (1) tính ω, f, T Chú ý: quan hệ Lnt > L1, L2, ,Ln nên cần có độ tự cảm mạch tăng lên để chu kỳ mạch tăng lên phải ghép cuộn cảm nối tiếp + Ghép cuộn cảm song song: B1 Tính độ tự cảm 1 1     L ss L1 L2 Ln (7) B2 Áp dụng (1) tính ω, f, T Chú ý: quan hệ Lss < L1, L2, , Ln nên cần có độ tự cảm mạch giảm để chu kỳ mạch giảm phải ghép cuộn cảm song song - Dạng 3c Cho f1 , T1 mạch C1 L cho f2 , T2 mạch C2 L, tìm fhệ , Thê mạch L tụ ghép + Ghép tụ điện C1 C2 nối tiếp điện dung tụ Suy f nt  f12  f 22 1 1 = + nên f = Cnt C1 C2 2p  1   2 Tnt T1 T2 ỉ 1ổ ỗỗ + ữữ ị f = ỗỗ + ữữ ữ L ỗốC1 C2 ứữ 4p L ốỗC1 C2 ứữữ (8) + Ghộp tụ điện C1 C2 song song điện dung tụ Css = C1 + C2 nên f = Suy 1  2 2 f ss f1 f2 1 Þ = 4p L(C1 + C2 ) f 2p L(C1 + C2 )  Tss  T12  T22 (9) - Dạng 3d Cho f1 , T1 mạch C L1 Cho f2 , T2 mạch C L2, tìm fhệ , Thê mạch C cuộn cảm ghép + Ghép cuộn cảm nối tiếp: Độ tự cảm Lnt = L1 + L2 + + Ln nên f = Suy 1  2 2 f nt f1 f2  Tnt  T12  T22 1 Þ = 4p 2C ( L1 + L2 ) f 2p C ( L1 + L2 ) (10) + Ghép cuộn cảm song song: Độ tự cảm ö ö 1æ æ 1 1 çç + ÷ çç + ÷ ÷ ÷ nên f =     Þ f = ÷ ÷ L ss L1 L2 Ln 2p C ỗố L1 L2 ứữ 4p 2C ốỗ L1 L2 ø÷ Suyra f ss  f12  f 22  1   (11) Tss T1 T2 Dạng 4a: Cho ωnt , fnt mạch (L, C1 nối tiếp C2 ) cho ωss, fss mạch( L, C1 song song C2), tìm f1 mạch(L, C1) f2 mạch(L, C2) * Bài tính tần số góc ω 1 ; w2 = LC1 LC2 1 - Khi mạch L tụ ghép C1// C2 ta có quan hệ : = + ; wss w1 w2 - Khi mạch L, C1 mạch L, C2 tương ứng có w1 = - Khi mạch L tụ ghép C1 nối tiếp C2 ta có quan hệ: nt2  12  22 w12 + w22 = wnt2 Suy nt2  12  22  w12 w22 2 2 w/ / = w12 + w22 w1 w2 = wnt wss  21 ; 22 nghiệm phương trình bậc hai x2 -  nt2 x+  nt2  ss2 =0 (12) Cách giải tính tần số f (cũng tương tự) - Khi mạch L, C1 mạch L, C2 tương ứng có f1 = - Khi mạch L tụ ghép C1// C2 ta có quan hệ : 1 ; f2 = 2p LC1 2p LC2 1 = 2+ ; f ss f1 f2 - Khi mạch L tụ ghép C1 nối tiếp C2 ta có quan hệ: f nt2  f12  f 22 f12 + f 22 = f nt2 Suy f nt2 = f12 + f 22  2 f12 f 22 2 f// = f12 + f 22 f1 f = f nt f ss  f12vàf 22 nghiệm phương trình bậc hai x2 - f nt2 x+ f nt2 f ss2 =0 (13) Dạng 4b:Cho ωnt, fnt mạch(C, L1 nối tiếp L2) ωss, fss mạch (C, L1 song song L2),tìm ω1, f1 mạch(C, L1) ω2, f2 mạch (C,L2) * Bài tần số góc ω - Khi mạch C, L1 mạch C, L2 tương ứng có w1 = ; w2 = LC1 LC2 - Khi mạch C cảm ghép L1 song song L2 ta có quan hệ: wss2 = w12 + w22 ; - Khi mạch C cảm ghép L1 nối tiếp L2 ta có quan hệ : 1 = 2+ 2 wnt w1 w2 Suy wss2 = w12 + w22 wnt2 =  w12 w22 w12 + w22 21+ 22 =  ss2 21.22=  nt2  ss2  21 ; 22 nghiệm phương trình bậc hai x2 -  ss2 x+  nt2  ss2 =0 Cách giải tương tự với toán tần số f (14) 1 ; f2 = 2p LC1 2p LC2 - Khi mạch L, C1 mạch L, C2 tương ứng có f1 = - Khi mạch C cảm ghép L1 song song L2 ta có quan hệ : f ss2 = f12 + f 22 ; - Khi mạch C cảm ghép L1 nối tiếp L2 ta có quan hệ: Suy f ss2 = f12 + f 22 f nt2 = 1 = 2+ 2 f nt f1 f2 f12 + f 22 = f ss2  f12 f 22 f12 + f 22 f12 f 22 = f nt2 f ss2  f12vàf 22 nghiệm phương trình bậc hai x2 - f ss2 x+ f nt2 f ss2 =0 (15) Chủ đề 2: Năng lượng mạch dao động Dạng 5: Các dạng lượng mạch dao động q Cu q.u = = (16) 2C Li +Năng lượng từ trường tập trung cuộn cảm: Wt = WL = (17) +Năng lượng điện trường tập trung tụ điện: Wđ = WC = +Năng lượng điện từ (là tổng lượng điện trường lượng từ trường q Li Cu Li q.u Li + = + = + (18) 2C 2 2 L.I Q0 C.U Q0 U W= Wđ+Wt = = = = = const (19) 2 2C mạch dao động):W= WC+WL = Nhận xét: Trong trình dao động mạch có chuyển hóa qua lại lượng điện lượng từ Năng lượng điện từ mạch dao động lý tưởng ( R = 0) bảo toàn Dạng 6: Cho giá trị lượng điện từ, tìm giá trị tức thời q, u, i mạch dao động Dạng 6a: Cho mối liên hệ lượng điện lượng từ - Khi Wđ = nWt ta có: i = ± I0 ; n+ Nếu Wt= mWđ ta có: q = ± Q0 ; m+ u= ± u= ± U0 1+ n U0 ; m+ ; q= ± i = ± I0 Q0 1+ n m m+ (20) (21) Dạng 6b: Vận dụng định luật bảo toàn lượng 10 Bài 11.5: Biểu thức điện tích tụ mạch dao động có dạng q=Q0sin(2π.106t)(C) Xác định thời điểm lượng từ lượng điện Hướng dẫn: Có thể viết lại biểu thức điện tích dạng hàm số cosin thời gian,  quen thuộc sau: q  Q cos( 2.10 t  ) Q0 -Q0 coi q li độ vật dao động điều hòa 2 O Q0  Ban đầu, pha dao động  , vật qua vị trí cân theo chiều dương Wđ = Wt lần q  Q  t =0 + , vectơ quay vị trí cung  , tức quét góc gian   q t =T/8  2  tương ứng với thời 2p T T = 1, 25.10- s Vậy thời điểm toán cần xác định t = = 8w 8 Bài 11.6: Trong mạch dao động lí tưởng LC Tại thời điểm ban đầu tích điện cho tụ tới giá trị Qo Sau khoảng thời gian bao nhiêu(tể từ thời điểm ban đầu) cường độ dòng điện mạch đạt giá trị cực đại Hướng dẫn: Tại thời điểm ban đầu t=0 thì: Điện tích tụ đạt giá trị lớn q=Q0 Cường độ dòng điện mạch đạt giá trị nhỏ i=0 Sau khoảng thời gian ∆t cường độ dòng điện mạch đạt giá trị lớn i=I0, lúc điện tích tụ đạt giá trị bé q=0 Vậy ta cần tìm thời gian điện tích tụ giảm từ Q0  Tương tự toán dao động cơ: Thời gian vật từ VTCB vị trí biên ( hay ngược lại) T/4 Nên Thời gian ngắn điện tích tụ biến đổi từ đến giá trị cực đại Q0( hay ngược lại) T/4  t  T   LC Bài 11.7: Trong mạch dao động, điện tích tụ điện biến thiên theo:  q  Q0 cos(t  ) C có chu kỳ T Xác định khoảng thời gian ngắn tính từ thời điểm ban đầu đến thời điểm điện tích tụ có độ lớn 1/2 điện M1 tích cực đại M2 Hướng dẫn Thời gian t = = q = đến thời điểm có q Q0 thời gian chất điểm chuyển động tròn cung M1M2 xác định sau: t   T (1) 2  q Q  O Trong góc  xác định sin a = Q0 / =  Q0 α=π/6 Thay vào (1) t   T T D t = a T = T  2p 12 2 12 Bài 11.8: Ăng ten sử dụng mạch LC lí tưởng để thu sóng điện từ, 57 cuộn dây có độ tự cảm L khơng đổi cịn tụ điện có điện dung C thay đổi Mỗi sóng điện từ tạo mạch suất điện động cảm ứng Xem sóng điện từ có biên độ cảm ứng từ Khi điện dung tụ điện C1  10 /   F suất điện động cảm ứng hiệu dụng mạch sóng điện từ tạo E1  18mV Khi điện dung tụ điện C2  40 /   F suất điện động cảm ứng hiệu dụng sóng điện từ tạo A 0, 018V B 0,009V C 360 V D 18 V Hướng dẫn: Từ thông xuất mạch  = NBScost với w = mạch dao động Suất điện động cảm ứng xuất e = - ’=NBScos(t -  )=E cos(t -  ) E = NBS/  2 suất điện động hiệu dụng xuất E1 1 C2     E2  9mV  Đáp án B E2 1 C1 LC tần số góc   mạch Q0 Q0 Q0 2 Bài 11.9: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm tụ điện có điện dung C=25pF cuộn cảm có độ tự cảm L có dao động điện từ tự với điện tích cực đại tụ Q0 Biết thời gian ngắn để điện tích tụ giảm từ từ Q0 đến Q0 để điện tích tụ giảm từ Q0 đến t1 , khoảng thời gian ngắn Q0 t2 t2-t1=10-6 s Lấy π2=10 Giá trị L bằng: A.0,756H B.0,576H C 0,676H D.0,657H Hướng dẫn: t1   /6   /4    106  ; t2    t2  t1   106    rad / s  6  4 12 12  LC L 122   0,576 H  C  1012.25.1012 Bài 11.10:Trong mạch dao động điện từ tự LC, độ tự cảm cuộn cảm L = 2,4 mH, điện dung tụ điện C = 1,5 F I0 cường độ dòng điện cực đại mạch Khỏang thời gian hai lần liên tiếp cường độ dòng điện i = I0 /3 A 0,0052 ms 0,3362 ms B 0,1959 ms 0,3362 ms C 0,1276 ms 0,2293 D 0,2292 ms 0,1476ms Hướng dẫn giải: Chu kỳ mạch dao động: T = 2 LC = 2 2,4.10 3.1,5.10 6 = 12.10-5(s) = 0,3768ms Giả sử dịng điện mạch có biểu thức: i = I0cos( cos 0,3918 -> 2 2 I t ); chọn t = i = I0 Khi i=  cos t =  T T 3 2 t = ± 0,3918 + 2k T 58 -> t = (± 0,1959 + k)T; t1 = 0,0738 ms t2 = 0,3030 ms i t3 = 0,0738 + 0,3768 (ms) I0 t4 = 0,3030 + 0,3768 ms t = t2 – t1 = 0,2292 ms (*) O t’ = t3 – t2 = 0,1476 ms (**) Có khoảng thời gian lần liên tiếp cường độ dòng điện i = t t’ t I0 Bài 11.11:Mạch dao động LC thực dao động điện từ tự với chu kì T Tại thời điểm dịng điện mạch có cường độ 4 (mA), sau 3T khoảng thời gian điện tích tụ có độ lớn 10-9 C Chu kì dao động điện từ mạch là: A 0,25 s B 0,5 ms C 0,5 s D 0,25 ms Bài 14.1: Cho mạch dao động điện LC C = 5F = 5.10-6F; L = 0,2 H 1) Xác định chu kì dao động mạch 2) Khi điện áp tụ u =2V, dòng điện chạy qua cảm i =0,01A Tính I0; U0 3) Nếu tụ C tụ phẳng, khoảng cách tụ d = 1mm,  = diện tích đối diện tụ ? 4) Để mạch dao động thu dải sóng ngắn từ 10m  50m người ta dùng tụ xoay Cx ghép với tụ C có Hỏi Cx ghép nối tiếp hay song song với C Cx biến thiên khoảng nào? Hướng dẫn: 1) Chu kì dao động mạch: T = 2p LC = 2p 5.10- 6.0, = 2p 10- s Cu 2 Cu 5.10- 6.22 2 = LI Þ I = i + = (0,01) + = 0,01 2( A) 2) W = Li + 2 L 0, W= Cu CU 02 Li 0, 2.0,012 Li + = Þ U0 = u2 + = (2)2 + = 2( A) 2 C 5.10- Hay U = Q0 I I L 0, = = = 0, 01 = 2,83V C wC 5.10- C 3) Biểu thức tính điện dung: C = eS 4k p d  Diện tích đối diện C.4k p d 5.10- 4.9.109 p 10- = 565,5 (m2 ) Thay số S = e 4) Khi chưa ghép Cx   = cT = 3.108.2.10-3.π = 6π.105 (m)=1884955,6m + Khi ghép Cx: x=10m  50m