PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 1
CHƯƠNG I : DAO ĐNG CƠ HC
Dng 1: Đi cương v dao đng điu ha
1) Phương trnh dao đng: x = Acos(t + ) (m,cm,mm)
Trong đ x: li đ hay đ lch khi v tr cân bng (m,cm,mm)
A: (A>0) biên đ hay li đ cc đi (m,cm,mm)
: tn s gc hay tc đ gc (rad/s)
t + : pha dao đng thi gian t (rad)
: pha ban đu (rad)
2) Chu k, tn s:
a. Chu k dao đng điu ha: T =
2
=
N
t
t: thi gian (s) ; T: chu kì (s)
b. Tn s f =
1
T
=
2
3) Vn tc, gia tc:
a. Vn tc: v = -Asin(t + )
v
max
= A khi x = 0 (ti VTCB)
v = 0 khi x = A (ti v tr biên)
b. Gia tc: a = –
2
Acos (t + ) = –
2
x
a
max
=
2
A khi x = A (ti v tr biên)
a = 0 khi x = 0 (ti VTCB)
4) Liên h gia x, v, A: A
2
= x
2
+
2
2
v
.
Liên h : a = -
2
x Liên h a và v :
1
22
2
42
2
A
v
A
a
5) Cc h qu:
+ Qu đo dao đng điu ha là 2A
+ Thi gian ngn nht đ đi t biên này đn biên kia là
T
2
+ Thi gian ngn nht đ đi t VTCB ra VT biên hoc ngưc li là
T
4
+ Qung đưng vt đi đưc trong mt chu k là 4A
Dng 2: Tnh chu k con lc l xo theo đc tnh cu to
1) Cơng thc tnh tn s gc, chu k và tn s dao đng ca con lc l xo:
+ Tn s gc: =
k
m
vi
k : độ cứng của lò xo (N/m)
m : khối lượng của vật nặng (kg)
+ Chu k: T = 2
m
k
=
N
t
=2
g
l
*
l : đ gin ra ca l xo (m)
* N: s ln dao đng trong thi gian t
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 2
+ Tn s: f =
1k
2m
2) Chu k con lc l xo và khi lưng ca vt nng
Gi T
1
và T
2
là chu k ca con lc khi ln lưt treo vt m
1
và m
2
vào l xo c đ cng k
Chu k con lc khi treo c m
1
và m
2
: m = m
1
+ m
2
là T
2
=
2
1
T
+
2
2
T
.
3) Chu k con lc và đ cng k ca l xo.
Gi T
1
và T
2
là chu k ca con lc l xo khi vt nng m ln lưt mc vào l xo k
1
và l xo k
2
Đ cng tương đương và chu k ca con lc khi mc phi hp hai l xo k
1
và k
2
:
a- Khi k
1
ni tip k
2
th
12
1 1 1
k k k
và T
2
=
2
1
T
+
2
2
T
.
b- Khi k
1
song song k
2
th k = k
1
+ k
2
và
2 2 2
12
1 1 1
T T T
.
Ch : đ cng ca l xo t l nghch vi chiu dài t nhiên ca n.
Dng 3: Chiu di l xo
1) Con lc l xo thng đng:
+ Gi l
o
:chiu dài t nhiên ca l xo (m)
l: đ dn ca l xo v tr cân bng: l =
mg
k
(m)
+ Chiu dài l xo VTCB: l
cb
= l
o
+ l
+ Chiu dài ca l xo khi vt li đ x:
l = l
cb
+ x khi chiu dương hưng xung.
l = l
cb
– x khi chiu dương hưng lên.
+ Chiu dài cc đi ca l xo: l
max
= l
cb
+ A
+ Chiu dài cc tiu ca l xo: l
min
= l
cb
– A
h qu:
max min
cb
max min
2
A
2
2) Con lc nm ngang:
S dng cc công thc v chiu dài ca con lc l xo thng đng nhưng vi l = 0
* Đ bin dng ca l xo thng đng:
mg
l
k
2
l
T
g
* Đ bin dng ca l xo nm trên mt phng nghiêng c gc nghiêng α:
sinmg
l
k
2
sin
l
T
g
Mt l xo c đ cng k, chiu dài l đưc ct thành cc l xo c đ cng k
1
, k
2
, … và chiu dài tương ng là l
1
,
l
2
, … th có: kl = k
1
l
1
= k
2
l
2
= …
Dng 4: Lc đn hi ca l xo
1) Con lc l xo thng đng:
a- Lc đàn hi do l xo tc dng lên vt nơi c li đ x:
F
đh
= kl + x khi chn chiu dương hưng xung
O (VTCB)
x
ℓ
o
ℓ
cb
ℓ
o
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 3
hay F
đh
= kl
– x khi chn chiu dương hưng lên
b- Lc đàn hi cc đi:F
đh max
= k(l
+ A) ; F
đh max
: (N) ; l
(m) ; A(m)
c- Lc đàn hi cc tiu:
F
đh min
= 0 khi A l (vt VT lò xo có chiu dài t nhiên)
F
đh min
= k(l- A) khi A < l (vt VT lò xo có chiu dài cc tiu)
F
đh min :
( lc kéo v) đơn v (N)
2) Con lc nm ngang:
S dng cc công thc v lc đàn hi ca con lc l xo thng đng nhưng vi l = 0
*Lc đàn hi, lc hi phc:
a. Lc đàn hi:
( )
( ) ( ) neáu
0 neáu l A
ñhM
ñh ñhm
ñhm
F k l A
F k l x F k l A l A
F
b. Lc hi phc:
0
hpM
hp
hpm
F kA
F kx
F
hay
2
0
hpM
hp
hpm
F m A
F ma
F
lc hi phc luôn hưng v v tr cân bng.
c . F
đh
v tr thp nht: F
đh
= k (l
0
+ A ).
d. F
đh
v tr cao nht: F
đh
= k /l
0
– A/.
e. Lc hi phc hay lc phc hi (là lc gây dao đng cho vt) là lc đ đưa vt v v tr cân bng (là hp lc
ca cc lc tc dng lên vt xét phương dao đng), luôn hưng v VTCB. F = - Kx. Vi x là ly đ ca vt.
+ F
max
= KA (vật ở VTB).
+ F
min
= 0 (vật qua VTCB).
Dng 5: Năng lưng dao đng ca con lc l xo
Th năng: W
t
=
1
2
kx
2
* W
t
: th năng (J) ; x : li đ (m)
Đng năng: W
đ
=
1
2
mv
2
* W
đ
: Đng n ăng (J) ; v : vn tc (m/s)
Cơ năng ca con lc l xo: W = W
t
+ W
đ
= W
t max
= W
đ max
=
1
2
kA
2
=
1
2
m
2
A
2
= const .
W : cơ năng (năng l ưng) (J) A : bi ên đ (m); m: khi lưng (kg)
Ch : đng năng và th năng bin thiên điu ha cùng chu k T’ =
T
2
hoc cùng tn s f’ = 2f
Dng 6: Vit phương trnh dao đng điu ha
+ Tm = 2
f =
T
2
=
m
k
+ Tm A: s dng công thc A
2
= x
2
+
2
2
v
hoc cc công thc khc như :
+ Đ cho: cho x ng vi v A =
.)(
22
v
x
Nu v = v
max
x = 0 A =
.
max
v
+ Đ cho: chiu dài quĩ đo CD A=
2
CD
.
+ Cho lc F
MAX
= KA. A=
K
F
MAX
.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 4
+ Cho l
max
và l
min
A =
2
min
ll
MAX
.
+ Cho cơ năng hoc đng năng cc đi hoc th năng cc đi A =
k
E2
.Vi E = E
đmax
=E
tmax
=
2
2
1
KA
.
+
Cho l
CB
,l
max
hoc l
CB
, l
max
A = l
max
– l
CB
hoc A = l
CB
– l
min.
+ Tm : T điu kin kch thch ban đu: t = 0,
o
o
xx
vv
, gii phương trnh lưng gic đ tm . Thì chon giá
tr k=0
Ch : đưa phương lưng gic v dng
* sin a = sinb
2
2
kba
kba
k=0,1,2…
* cosa = cosb
a =
b+ k2
( k= 0,1,2….)
+ Lưu :
- Vt đi theo chiu dương th v > 0 sin < 0; đi theo chiu âm th v <0 sin >0.
- Cc trưng hp đc bit:
- Gc thi gian là lc vt qua VTCB theo chiu dương th =-/2.( khi t = 0, x = 0, v > 0 φ = -
2
(rad) )
- Gc thi gian là lc vt qua VTCB theo chiu âm th = /2 (khi t = 0, x = 0, v < 0 φ =
2
(rad) )
- Gc thi gian là lc vt VTB dương th =0 (khi t = 0, x = A ;v = 0 φ = 0. )
- Gc thi gian là lc vt VTB âm th = (khi t = 0, x = A , v = 0 φ =
(rad) ) .
Mt s trưng hp khc ca :
khi t = 0, x =
2
A
, v = 0 φ = -
3
(rad)
khi t = 0, x = -
2
A
, v = 0 φ =
3
(rad)
Dng 7: Tnh thi gian đ vật chuyn đng t v tr x
1
đn x
2
:
B
1
: V đưng trn tâm O, bn knh A. v trc Ox thng đng hưng lên và trc
vuông gc vi Ox ti O.
B
2
: xc đnh v tr tương ng ca vt chuyn đng trn đu.
Nu vt dao đng điu ha chuyn đng cùng chiu dương th chn v tr ca vt
chuyn đng trn đu bên phi trc Ox.
Nu vt dao đng điu ha chuyn đng ngưc chiu dương th chn v tr ca vt
chuyn đng trn đu bên tri trc Ox.
B
3
: Xc đnh gc quét
Gi s: Khi vt dao đng điu ha x
1
th vt chuyn đng trn đu M
Khi vt dao đng điu ha x
2
th vt chuyn đng trn đu N
Gc quét là =
MON
(theo chiu ngưc kim đng h)
S dng cc kin thc hnh hc đ tm gi tr ca (rad)
B
4
: Xc đnh thi gian chuyn đng
t
vi là tn s gc ca dao đng điu ha (rad/s)
x
O
M
N
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 5
Chú ý: Thi gian ngn nht đ vt đi
+ t x = 0 đn x = A/2 (hoc ngưc li) là T/12
+ t x = 0 đn x = - A/2 (hoc ngưc li) là T/12
+ t x = A/2 đn x = A (hoc ngưc li) là T/6
+ t x = - A/2 đn x = - A (hoc ngưc li) là T/6
Chú ý:
Gi O là trung đim ca qu đo CD và M là trung đim ca OD; thi gian đi t O đn M là
12
OM
T
t
,
thi gian đi t M đn D là
6
MD
T
t
.
T v tr cân bng
0x
ra v tr
2
2
xA
mt khong thi gian
8
T
t
.
T v tr cân bng
0x
ra v tr
3
2
xA
mt khong thi gian
6
T
t
.
Chuyn đng t O đn D là chuyn đng chm dn đu(
0; av a v
), chuyn đng t D đn O là
chuyn đng nhanh dn đu(
0; av a v
)
Vn tc cc đi khi qua v tr cân bng (li đ bng không), bng không khi biên (li đ cc đi).
Dng 8: Tnh qung đưng vật đi đưc t thi đim t
1
đn t
2
:
B
1
: Xc đnh trng thi chuyn đng ca vt ti thi đim t
1
và t
2
.
thi đim t
1
: x
1
= ?; v
1
> 0 hay v
1
< 0
thi đim t
2
: x
2
= ?; v
2
> 0 hay v
2
< 0
B
2
: Tnh qung đưng
a- Qung đưng vt đi đưc t thi đim t
1
đn khi qua v tr x
1
ln cui cùng trong khong thi gian t t
1
đn t
2
:
+ Tnh
21
tt
T
= a → Phân tch a = n + b, vi n là phn nguyên
+ S
1
= N.4A
b- Tnh qung đưng S
2
vt đi đưc t thi đim vt đi qua v tr x
1
ln cui cùng đn v tr x
2
:
+ căn c vào v tr ca x
1
, x
2
và chiu ca v
1
, v
2
đ xc đnh qu trnh chuyn đng ca vt. → mô t
bng hnh v.
+ da vào hnh v đ tnh S
2
.
c- Vy qung đưng vt đi t thi đim t
1
đn t
2
là: S = S
1
+ S
2
d- Chú ý : Qung đưng:
Neáu thì
4
Neáu thì 2
2
Neáu thì 4
T
t s A
T
t s A
t T s A
suy ra
Neáu thì 4
Neáu thì 4
4
Neáu thì 4 2
2
t nT s n A
T
t nT s n A A
T
t nT s n A A
Dng 9: Tnh vận tc trung bnh
+ Xc đnh thi gian chuyn đng (c th p dng dng 6)
+ Xc đnh qung đưng đi đưc (c th p dng dng 7)
+ Tnh vn tc trung bnh:
S
v
t
.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 6
Dng 10: Chu k con lc đơn v phương trnh
1) Cơng thc tnh tn s gc, chu k và tn s dao đng ca con lc đơn:
+ Tn s gc: =
g
vi
2
g: gia tốc trọng trường tại nơi treo con lắc (m/s )
: chiều dài của con lắc đơn (m)
+ Chu k: T = 2
g
+ Tn s: f =
1
2
g
2) Chu k dao đng điu ha ca con lc đơn khi thay đi chiu dài:
Gi T
1
và T
2
là chu k ca con lc c chiu dài l
1
và l
2
+ Con lc c chiu dài là
12
th chu k dao đng là: T
2
=
2
1
T
+
2
2
T
.
+ Con lc c chiu dài là l = l
1
– l
2
th chu k dao đng là: T
2
=
2
1
T
−
2
2
T
.
3) Chu k con lc đơn thay đi theo nhit đ:
o
T . t
T2
vi
ooo
T = T' - T
t t ' t
nhit đ tăng th chu k tăng v ngưc li
Trong đ: Chiều dài biến đổi theo nhiệt độ : l = l
o
(1 +t). là h s n dài (K
-1
) .
T là chu k ca con lc nhit đ t
o
.
T’ là chu k ca con lc nhit đ t
o
’.
4) Chu k con lc đơn thay đi theo đ cao so vi mt đt:
Th
TR
vi T = T’ – T T’ ln ln hơn T
Trong đ: T là chu k ca con lc mt đt
T’ là chu k ca con lc đ cao h so vi mt đt.
R là bn knh Tri Đt. R = 6400km
5) Thi gian chy nhanh, chm ca đng h qu lc trong khong thi gian
:
T = T’ – T > 0 : đng đ chy chm
T = T’ – T < 0 : đng h chy nhanh
Khong thi gian nhanh, chm: t =
T
T
.
Trong đ: T là chu k ca đng h qu lc khi chy đng, T = 2s.
là khong thi gian đang xét
6) Chu k dao đng điu ha ca con lc đơn khi chu thêm tc dng ca ngoi lc khơng đi:
T’ = 2
g'
vi
: chiều dài con lắc đơn
g':gia tốc trọng trường biểu kiến
Vi
F
g' g
m
vi
F
: ngoi lc khơng đi tc dng lên con lc
S dng cc cơng thc cng vectơ đ tm g’
+ Nu
F
c phương nm ngang (
F
g
) th g’
2
= g
2
+
2
F
m
.
PHNG PHP GII BI TP VT Lí 12.
Trang 7
Khi , ti VTCB, con lc lch so vi phng thng ng 1 gc : tg =
F
P
.
+ Nu
F
thng ng hng lờn (
F
g
) th g = g
F
m
g < g
+ Nu
F
thng ng hng xung (
F
g
) th g = g +
F
m
g > g
Cc dng ngoi lc:
+ Lc in trng:
F
= q
E
F = q.E
Nu q > 0 th
F
cựng phng, cựng chiu vi
E
Nu q < 0 th
F
cựng phng, ngc chiu vi
E
+ Lc qun tnh:
F
= m
a
F ngửụùc chieu a
F ma
Ch : chuyn ng thng nhanh dn u
a
cựng chiu vi
v
chuyn ng thng chm dn u
a
ngc chiu vi
v
c . Phng trnh dao ng:
s = S
0
cos(t + ) hoc =
0
cos(t + ) vi s = l, S
0
=
0
l v
10
0
v = s = - S
0
sin(t + ) = l
0
cos(t + +
2
)
a = v = -
2
S
0
cos(t + ) = -
2
l
0
cos(t + ) = -
2
s = -
2
l
Lu ý: S
0
ng vai tr nh A cn s ng vai tr nh x
3. H thc c lp: a = -
2
s = -
2
l *
2 2 2
0
()
v
Ss
;
2
22
0
v
gl
4. C nng:
2 2 2 2 2 2
0 0 0 0
1 1 1 1
2 2 2 2
t
mg
E E E m S S mgl m l
l
Vi
2
1
2
E mv
(1 os ).
t
E mgl c
Dng 11: Nng lng, vn tc v lc cng dõy ca con lc n
1) Nng lng dao ng ca con lc n:
- ẹoọng naờng : W
ủ
=
2
1
mv
2
.
- Theỏ naờng : W
t
= = mgl(1 - cos) =
2
1
mgl
2
.
- Cụ naờng : W = W
ủ
+ W
t
= mgl(1 - cos) +
2
1
mv
2
Vn tc ca con lc ti v tr dõy treo hp vi phng thng ng mt gc
v =
o
2g cos cos
.
2) Lc cng dõy ca con lc ti v tr dõy treo hp vi phng thng ng mt gc
T = mg(3cos 2cos
o
) .
Dng 12: Tng hp dao ng . Dao ng tt dn , dao ng cng bc , cng hng
I . TNG HP DAO NG
lch pha gia hai dao ng cựng tn s: x
1
= A
1
cos(t +
1
) v x
2
= A
2
cos(t +
2
)
+ lch pha gia dao ng x
1
so vi x
2
: =
2
1
Nu > 0
1
>
2
th x
1
nhanh pha hn x
2
.
Nu < 0
1
<
2
th x
1
chm pha hn x
2
.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 8
+ Cc gi tr đc bit ca đ lch pha:
= 2k vi k= 0→ hai dao đng cùng pha
= (2k+1) vi k Z → hai dao đng ngưc pha
= (2k + 1)
2
vi k Z → hai dao đng vuông pha
Dao đng tng hp: x = Asicos(t + )
+ Biên đ dao đng tng hp: A
2
=
2
1
A
+
2
2
A
+ 2A
1
A
2
cos(
2
–
1
)
Ch : A
1
– A
2
A A
1
+ A
2
A
max
= A
1
+ A
2
khi x
1
cùng pha vi x
2
A
min
= A
1
– A
2
khi x
1
ngưc pha vi x
2
+ Pha ban đu: tan
2211
211
CosACosA
SinASinA
II. DAO ĐNG TẮT DẦN – DAO ĐNG CƯỠNG BỨC -
CNG HƯỞNG
1. Mt con lc l xo dao đng tt dn vi biên đ A, h s ma st
µ.
* Qung đưng vt đi đưc đn lc dng li là:
2 2 2
22
kA A
S
mg g
* Đ gim biên đ sau mỗi chu k là:
2
44mg g
A
k
* S dao đng thc hin đưc:
2
44
A Ak A
N
A mg g
* Thi gian vt dao đng đn lúc dng li:
.
42
AkT A
t N T
mg g
(Nu coi dao đng tt dn có tính tun hoàn vi chu k
2
T
)
3. Hin tưng cng hưng xy ra khi: f = f
0
hay =
0
hay T = T
0
Vi f, , T và f
0
,
0
, T
0
là tn s, tn s gc, chu k ca lc cưỡng bc và ca h dao đng.
……………………………………………………………………
CHƯƠNG II. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM
I. SÓNG CƠ HC
1. Bước sóng: = vT = v/f
Trong đ: : Bưc sng; T (s): Chu k ca sng; f (Hz): Tn s ca sng
v: Tc đ truyn sng (c đơn v tương ng vi đơn v ca )
2. Phương trnh sóng
Ti đim O: u
O
= Acos(t + )
Ti đim M cch O mt đon x trên phương truyn sng.
T
x
t
O
O
x
M
x
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 9
* Sng truyn theo chiu dương ca trc Ox th u
M
= A
M
cos(t + -
x
v
) = A
M
cos(t + -
2
x
)
* Sng truyn theo chiu âm ca trc Ox th u
M
= A
M
cos(t + +
x
v
) = A
M
cos(t + +
2
x
)
3. Đ lệch pha giữa hai đim cách ngun mt khoảng x
1
, x
2
1 2 1 2
2
x x x x
v
Nu 2 đim đ nm trên mt phương truyn sng và cch nhau mt khong x thì:
2
xx
v
Lưu ý: Đơn vị của x, x
1
, x
2
,
v v phải tương ứng vi nhau
Nu 2 đim đ nm trên mt phương truyn sng và cch nhau mt khong d th:
2
dd
v
a. Nhng đim dao đng cùng pha:
2
dd
v
= 2k d = k (k Z). đim gn nht dao
đng cùng pha c: d = .
b. Nhng đim dao đng ngưc pha:
2
dd
v
= (2k + 1) d = (2k + 1)/2 (k Z). đim
gn nht dao đng ngưc pha c: d = /2.
c. Nhng đim dao đng vuông pha:
2
dd
v
= (2k + 1)/2 d = (2k + 1)/4
(k Z). đim gn nht dao đng vuông pha c: d = /4.
- C n gn li th c (n – 1) bưc sng: L = (n – 1)
4. Trong hin tưng truyn sóng trên si dây, dây đưc kích thích dao đng bi nam châm đin vi tn s
dòng đin là f thì tn s dao đng ca dây là 2f.
II. SÓNG DỪNG
1. Mt s chú ý
* Đu c đnh hoc đu dao đng nh là nút sóng.
* Đu t do là bng sóng
* Hai đim đi xng vi nhau qua nút sóng luôn dao đng ngưc pha.
* Hai đim đi xng vi nhau qua bng sóng luôn dao đng cùng pha.
* Các đim trên dây đu dao đng vi biên đ không đi năng lưng không truyn đi
* Khong thi gian gia hai ln si dây căng ngang (các phn t đi qua VTCB) là na chu k.
2. Điu kiện đ có sóng dng trên si dây di l:
* Hai đu là nút sóng:
*
( )
2
l k k N
S bng sng = s b sng = k
S nt sng = k + 1
* Mt đu là nt sng cn mt đu là bng sng:
(2 1) ( )
4
l k k N
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 10
S b sng nguyên = k
S bng sng = s nt sng = k + 1
3. Phương trnh sóng dng trên si dây CB (vi đầu C cố định hoặc dao đng nhỏ là nút sóng)
* Đu B c đnh (nút sóng):
Phương trình sóng ti và sóng phn x ti B:
os2
B
u Ac ft
và
' os2 os(2 )
B
u Ac ft Ac ft
Phương trình sóng ti và sóng phn x ti M cách B mt khong d là:
os(2 2 )
M
d
u Ac ft
và
' os(2 2 )
M
d
u Ac ft
Phương trình sóng dng ti M:
'
M M M
u u u
2 os(2 ) os(2 ) 2 sin(2 ) os(2 )
2 2 2
M
dd
u Ac c ft A c ft
Biên đ dao đng ca phn t ti M:
2 os(2 ) 2 sin(2 )
2
M
dd
A A c A
* Đu B t do (bng sóng):
Phương trình sóng ti và sóng phn x ti B:
' os2
BB
u u Ac ft
Phương trình sóng ti và sóng phn x ti M cách B mt khong d là:
os(2 2 )
M
d
u Ac ft
và
' os(2 2 )
M
d
u Ac ft
Phương trình sóng dng ti M:
'
M M M
u u u
2 os(2 ) os(2 )
M
d
u Ac c ft
Biên đ dao đng ca phn t ti M:
2 cos(2 )
M
d
AA
Lưu ý: * Vi x là khong cách t M đn đu nút sóng thì biên đ:
2 sin(2 )
M
x
AA
* Vi x là khong cách t M đn đu bng sóng thì biên đ:
2 cos(2 )
M
d
AA
III. GIAO THOA SÓNG
Giao thoa ca hai sng pht ra t hai ngun sng kt hp S
1
, S
2
cch nhau mt khong l:
Xét đim M cch hai ngun ln lưt d
1
, d
2
Phương trình sóng ti 2 ngun
11
Acos(2 )u ft
và
22
Acos(2 )u ft
Phương trình sóng ti M do hai sóng t hai ngun truyn ti:
1
11
Acos(2 2 )
M
d
u ft
và
2
22
Acos(2 2 )
M
d
u ft
Phương trình giao thoa sóng ti M: u
M
= u
1M
+ u
2M
1 2 1 2 1 2
2 os os 2
22
M
d d d d
u Ac c ft
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 11
Biên đ dao đng ti M:
12
2 os
2
M
dd
A A c
vi
12
Chú ý: * S cc đi:
(k Z)
22
ll
k
* S cc tiu:
11
(k Z)
2 2 2 2
ll
k
1. Hai nguồn dao động cùng pha (
12
0
)
* Đim dao đng cc đi: d
1
– d
2
= k (kZ)
S đưng hoc s đim (không tính hai nguồn):
ll
k
* Đim dao đng cc tiu (không dao đng): d
1
– d
2
= (2k+1)
2
(kZ)
S đưng hoc s đim (không tính hai nguồn):
11
22
ll
k
2. Hai nguồn dao động ngược pha:(
12
)
* Đim dao đng cc đi: d
1
– d
2
= (2k+1)
2
(kZ)
S đưng hoc s đim (không tính hai nguồn):
11
22
ll
k
* Đim dao đng cc tiu (không dao đng): d
1
– d
2
= k (kZ)
S đưng hoc s đim (không tính hai nguồn):
ll
k
Chú ý: Vi bài ton tm s đưng dao đng cc đi và không dao đng gia hai đim M, N cch hai ngun
ln lưt là d
1M
, d
2M
, d
1N
, d
2N
.
Đt d
M
= d
1M
- d
2M
; d
N
= d
1N
- d
2N
và gi s d
M
< d
N
.
+ Hai ngun dao đng cùng pha:
Cc đi: d
M
< k < d
N
Cc tiu: d
M
< (k+0,5) < d
N
+ Hai ngun dao đng ngưc pha:
Cc đi:d
M
< (k+0,5) < d
N
Cc tiu: d
M
< k < d
N
S gi tr nguyên ca k tho mn cc biu thc trên là s đưng cn tm.
IV. SÓNG ÂM
1. Cưng đ âm:
WP
I= =
St S
Vi W (J), P (W) là năng lưng, công sut pht âm ca ngun
S (m
2
) là din tch mt vuông gc vi phương truyn âm (vi sóng cầu th S l din tích mặt cầu
S=4πR
2
)
2. Mc cưng đ âm
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 12
0
( ) lg
I
LB
I
Hoc
0
( ) 10.lg
I
L dB
I
Vi I
0
= 10
-12
W/m
2
f = 1000Hz: cưng đ âm chuẩn.
3. * Tn s do đàn phát ra (hai đu dây c đnh hai đu là nút sóng)
( k N*)
2
v
fk
l
Ứng vi k = 1 âm phát ra âm cơ bn có tn s
1
2
v
f
l
k = 2,3,4… có các ho âm bc 2 (tn s 2f
1
), bc 3 (tn s 3f
1
)…
* Tn s do ng sáo phát ra (mt đu bt kín, mt đu đ h mt đu là nút sóng, mt đu là bng sóng)
(2 1) ( k N)
4
v
fk
l
Ứng vi k = 0 âm phát ra âm cơ bn có tn s
1
4
v
f
l
k = 1,2,3… có các ho âm bc 3 (tn s 3f
1
), bc 5 (tn s 5f
1
)…
CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
DẠNG 1: TNG TRỞ - CƯỜNG Đ DÒNG ĐIỆN - HIỆU ĐIỆN THẾ.
* Tính tng tr bng công thc theo cu to hoc công thc đnh nghĩa:
: Z =
2
CL
2
)ZZ(R
hoc Z =
o
o
I
U
I
U
*Tính cưng đ dòng đin hay hiu đin th t công thc ca đnh lut Ohm:
I =
Z
U
hay I
o
=
Z
U
o
*Có th tính hiu đin th t các biu thc liên lc sau:
2
CL
2
R
2
)UU(UU
hay
2
oCoL
2
oR
2
o
)UU(UU
* Có th da vào gin đ vector quay đ tính cht cng ca hiu đin th:
u = u
1
+ u
2
=>
21
2o1oo
UUU
UUU
Lưu ý: Đ tính các đ ln và các góc ta s dng:
+ Phép chiu;
+ Đnh lý hàm cosin;
+ Tính cht hình hc và lưng giác ca các góc đc bit.
* Tìm s ch ca volte k hoc ampère thì ta tìm giá tr hiu dng ca hiu đin th và cưng đ dòng
đin.
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1: Cho đon mch đin xoay chiu như hình v: U
AB
= 220V R L
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 13
Bit tn s dòng đin là f = 50Hz; R = 10, L =
10
1
(H) A B
a. Tính tng tr đon mch;
b. Tính cưng đ dòng đin hiu dng trong mch.
c. Tính hiu đin th hiu dng hai đu mỗi phn t trong đon mch trên.
Bài 2: Cho đon mch đin xoay chiu như hình v: R L
Bit tn s dòng đin là f = 50Hz; R = 10
3
, L =
10
3
(H) A B
Và t đin có đin dung C =
2
10
3
(F), U
AB
= 120V
a. Tính tng tr đon mch;
b. Tính cưng đ dòng đin hiu dng trong mch.
c. Tính hiu đin th hiu dng hai đu mỗi phn t trong đon mch trên
Bài 3: Đt mt hiu đin th xoay chiu u = 120
2
cos(100t (V) vào hai đu đon mch gm mt bóng đèn
ch có đin tr thun R = 300 và t đin có đin dung C = 7,95F mc ni tip vi nhau.
1. Tính cưng đ dòng đin hiu dng trong mch.
2. Tìm hiu đin th hiu dng hai đu bóng đèn và hai đu t đin.
DẠNG 2: VIẾT BIỂU THỨC HIỆU ĐIỆN THẾ VÀ
BIỂU THỨC CƯỜNG Đ DÒNG ĐIỆN TRONG MẠCH
* Nhng lưu ý khi vit biu thc cưng đ dòng đin và hiu đin th đi vi dòng đin xoay chiu:
+ Khi cho bit biu thc ca cưng đ dòng đinI i = I
o
cos(t +
i
) (A), ta vit biu thc hiu đin
th hai đu đon mch dưi dng: u = U
o
cos(t +
i
+ ) (V),
+ Khi cho bit biu thc hiu đin th hai đu đon mch: u = U
o
cos(t +
u
) (V), ta vit biu thc
cưng đ dòng đin trong mch dưi dng: i = I
o
cos(t +
u
- ) (A).
* Da vào gi thit đ cho đ tìm U hoc I;
* Biu thc tìm t biu thc tính đ lch pha ca hiu đin th so vi cưng đ dòng đin:
tan =
R
ZZ
CL
Lưu ý: + Trong đon mch ch có C thì hiu đin th tr pha
2
so vi cưng đ dòng đin: = -
2
(rad)
+ Trong đon mch ch có L thì hiu đin th sm pha
2
so vi cưng đ dòng đin: =
2
(rad)
+ Đi vi đon mch ch có đin tr thun hoc mch RLC cng hưng thì hiu đin th cùng
pha so vi cưng đ dòng đin: = 0
+ Đi vi đon mch có t đin mc ni tip vi cun cm thì xy ra hai trưng hp sau:
- Nu Z
L
> Z
C
thì u sm pha hơn i là
2
=> =
2
(rad)
- Nu Z
L
< Z
C
thì u tr pha hơn i là
2
=> = -
2
(rad)
- BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 4: Cho đon mch như hình v: R C L
Biu thc cưng đ dòng đin trong mch: A M N B
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 14
i = 2
2
cos(100t +
6
) (A); R = 50, L =
3
(H) và C =
35
10
3
(F)
1. Tính Z
AN
, Z
MB
và Z
AB
;
2. Vit biu thc hiu đin th tc thi u
AM
, u
NB
và u
AB
.
Bài 5: Cho đon mch đin xoay chiu như hình v: L R C
Hai đu đon mch AB ta duy trì mt hiu đin th: A M N B
u
AB
= 200
2
cos(100t) (V)
R = 100, C =
4
10
(F), bit công sut tiêu th ca đon mch là P = 100W.
a. Tính tng tr ca đon mch và h s t cm L ca cun dây.
b. Vit biu thc cưng đ dòng đin trong mch;
c. Vit biu thc hiu đin th u
MB
hai đu đon mch.
Bài 6: Cho đon mch đin xoay chiu như hình v:
Hai đu đon mch AB ta duy trì mt hiu đin th xoay chiu: R M R
o
, L N C
u = 200
6
cos 100t (V) A B
Cho bit R = 100, R
o
= 50, L =
2
3
(H) và C =
3
10
4
(F)
a. Tính tng tr ca đon mch, cưng đ dòng đin hiu dng trong mch.
b. Vit biu thc cưng đ dòng đin qua mch.
c. Vit biu thc hiu đin th hai đon mch u
MN
và u
MB
.
d. Đ hiu đin th và cưng đ dòng đin trong đon mch cùng pha thì t đin phi có đin dung là
bao nhiêu?
Bài 7: Cho đon mch đin xoay chiu như hình v:
Hai đu đon mch AB ta duy trì mt hiu đin th xoay chiu: R M L N C
u = 60
2
cos 100t (V) A B
Cho bit R = 30, L =
2
4,0
(H) và C =
8
10
3
(F)
a. Vit biu thc cưng đ dòng đin qua mch.
b. Vit biu thc hiu đin th hai đon mch u
AN
và u
MB
.
c. Mc vào hai đim M và N mt ampère k có đin tr không đng k thì s ch ca ampère k là bao
nhiêu?
Bài 8: Cho đon mch đin xoay chiu như hình v: R L
Cun dây thun cm có đ t cm L =
3
(H) A B
đin tr thun R = 100, cưng đ dòng đin trong mch có dng: i = 2cos(100t +
6
) (A)
1. Tính tng tr đon mch;
2. Vit biu thc cưng đ dòng đin trong mch.
3.Tính hiu đin th hai đu đin tr R và hai đu cun cm L;
4. Vit biu thc hiu đin th hai đu đin tr R và hai đu cun cm L.
DẠNG 3: CÔNG SUẤT DÒNG XOAY CHIỀU
*Biu thc tính công sut dòng xoay chiu: P = UIcos = RI
2
.
* H s công sut: k = cos =
Z
R
Mt s bài toán liên quan đn tìm đi lưng đ công sut tiêu thụ trên đon mch không phân
nhánh RLC có cc tr:
Bài toán 1: Tìm L, C đ công sut đt giá tr cc đi.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 15
Phương pháp: Vit biu thc công sut P = RI
2
=
2
CL
2
2
2
2
)ZZ(R
RU
Z
RU
;
Khi đ: P -> P
max
<=> Z -> Z
min
= R <=> Z
L
= Z
C
: Xy ra hin tưng cng hưng đin.
T đ ta suy ra giá tr L, C cn tìm.
=> P
max
=
R
U
2
Bài toán 2: Tìm R đ công sut tiêu thụ trên đon mch RLC đt giá tr cc đi:
Phương pháp: Vit biu thc công sut P = RI
2
=
y
U
)
R
ZZ
(R
U
Z
RU
2
2CL
2
2
2
;
Khi đ: P -> P
max
<=> y -> y
min
S dng bt đng thc Cauchy: y = R +
CL
2
CL
ZZ2
R
ZZ
y
min
=
CL
ZZ2
<=> R =
CL
ZZ
Khi đ công sut tiêu th cc đi ca mch là: P
max
=
CL
22
min
2
ZZ
U
R2
U
y
U
Bài 9: Cho mch đin xoay chiu như hình v:
Đin tr thun R = 100
3
; t đin có đin dung C. R C
Duy trì hiu đin th hai đu đon mch: A B
u = 200
2
cos100t (V) thì cưng đ dòng đin hiu dng
trong mch là 1A.
1. Xác đnh giá tr đin dung C ca t đin;
2. Vit biu thc tc thi cưng đ dòng đin qua mch và hiu đin th tc thi hai đu mỗi dng c
điênj;
3. Tính công sut tiêu th ca đon mch.
Bài 10: Mt đon mch đin xoay chiu RLC có đin tr R = 50, C =
4
10.2
(F), L =
1
(H). Hiu đin th
đt vào hai đu đon mch có dng: u = 100
2
cos100t (V) .
1. Vit biu thc cưng đ dòng đin tc thi qua mch;
2. Vit biu thc hiu đin th hai đu mỗi dng c đin.
3. Tính công sut tiêu th ca đon mch và h s công sut ca đon mch.
4. Gi nguyên cun cm và đin tr, thay t đin có đin dung C bng t đin có đin dung C’ thì
công sut tiêu th ca đon mch đt giá tr cc đi. Xác đnh giá tr C’ và công sut cc đi đ.
Bài 11: Cho đon mch RLC ni tip, đin tr R = 50, cun dây thun cm có đ t cm L =
3
H. Biu
thc cưng đ dòng đin qua mch là i = 2
2
cos(100t) (A) và nhanh pha hơn hiu đin th hai đu đon
mch là
3
(rad).
1. Tính đin dung C ca t đin;
2. Tính công sut tiêu th ca đon mch và h s công sut ca đon mch;
3. Vit biu thc tc thi hiu đin th hai đu mỗi dng c đin và hai đu đon mch.
4. Gi nguyên t đin và cun dây, thay đi đin tr R bng đin tr R’ thì công sut tiêu th trên
đon mch đt giá tr cc đi. Tính giá tr R’ và công sut cc đi đ.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 16
Bài 12: Mt đon mch đin xoay chiu gm mt cun dây thun cm có đ t cm L =
1
H, mt t đin có
đin dung C =
4
10
3
F và mt bin tr R mc ni tip vi nhau. Hai đu đon mch ta duy trì mt hiu đin th
xoay chiu u = 120
2
cos100t (V) .
1. Điu chnh bin tr đ công sut tiêu th trên đon mch có giá tr 84,84W
260
W. Tính giá tr
tương ng ca đin tr R.
2. Xác đnh đin tr R đ công sut tiêu th trên đon mch đt giá tr cc đi. Tính công sut cc đi
này.
Bài 13: Mt mch đin xoay chiu không phân nhánh RLC có đin tr thun R = 100, cun dây có đ t
cm L = 0,636H
2
H và t đin có đin dung C. Hiu đin th hiu dng hai đu đon mch là 200V và tn
s 50Hz.
1.Bit hiu đin th hai đu đon mch nhanh pha hơn cưng đ dòng đin trong mch là
4
, tính giá
tr đin dung C ca t đin.
2. Tính công sut tiêu th ca đon mch.
3. Ly pha ban đu ca hiu đin th hai đu đon mch là
4
(rad), vit biu thc cưng đ dòng đin
trong mch và biu thc hiu đin th hai đu mỗi dng c.
Bài 14: Cho mt đon mch đin RLC có R = 100, mt t đin có đin dung C = 31,8F, cun dây thun
cm có đ t cm L có th thay đi đưc. Hai đu đon mch ta duy trì mt hiu đin th xoay chiu: u =
200
2
cos100t (V) .
1. Xác đnh giá tr đ t cm L ca cun dây đ h s công sut tiêu th đon mch có giá tr ln nht.
Tính công sut tiêu th ca đon mch trong trưng hp này.
2. Xác đnh giá tr đ t cm ca cun dây đ công sut tiêu th ca đon mch là 100W. Vit biu
thc cưng đ dòng đin qua mch trong trưng hp này.
Bài 15: Mt cun cm có đin tr thun r = 10, đ t cm L = 0,159H mc ni tip vi mt bin tr R và
mt t đin có đin dung C
V
bin thiên. Hai đu đon mch duy trì mt hiu đin th xoay chiu u =
200cos100t (V) .
1. Cho C
V
= C
1
=
F
1000
. Đ công sut tiêu th trên đon mch đt giá tr cc đi phi cho bin tr
có giá tr là bao nhiêu? Tính công sut cc đi y và vit biu thc cưng đ dòng đin trong mch trong
trưng hp này.
2. Cho R = R
2
= 10. Đ hiu đin th hai đu cun cm đt giá tr cc đi phi điu chnh cho C
V
có
giá tr là bao nhiêu? Tính hiu đin th cc đi y. Vit biu thc hiu đin th hai đu cun cm trong trưng
hp này.
DẠNG 4: CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MÁY BIẾN THẾ
Các công thức liên quan đn máy bin th:
* Ch đ không ti:
2
1
2
1
n
n
U
U
* Ch đ c ti: Cun th cp ni vi ti tiêu th đin năng:
U
1
I
1
U
2
I
2
=>
1
2
2
1
I
I
U
U
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 17
* Công sut hao ph trên đưng dây ti đin
2
2
2
U
P
RRIP
* Đ gim th trên đưng dây ti đin: U = IR
* Hiu sut my bin th: H =
11
22
IU
IU
* Hiu sut ti đin: H =
P
PP
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1: Mt máy bin th, cun sơ cp có 1100 vòng, cun th cp có 50 vòng. Cun th cp đưc mc vào
mch đin gm đin tr thun R, cun dây có đ t cm L và t đin có đin dung C mc ni tip vi nhau.
Bit tn s ca dòng đin là 50Hz. Hiu đin th hai đu cun sơ cp là 220V, cưng đ dòng đin hiu dng
qua cun sơ cp là 0,032A =
44
2
A, công sut tiêu th ca mch th cp là 5W, đin dung ca t đin là C =
212F =
15
10
4
F . Tính giá tr đin tr R và đ t cm L ca cun dây, bit hiu sut ca máy bng 1.
Bi giải:
*Hiu đin th hai đu cun th cp: U
2
=
1
2
n
n
U
1
= 10V.
* Cưng đ dòng đin trong mch cun th cp: I
2
=
2
1
U
U
I
1
=
2
2
A.
* Đin tr trong mch cun th cp: P = R
2
2
2
2
I
P
RI
= 10;
*Tng tr ca mch th cp: Z
2
=
2
2
I
U
= 10
2
* Gii ra ta tìm đưc hai giá tr ca L là: 0,08H và 0,16H.
Bài 2: Mt máy phát đin cung cách mch ngoài mt công sut P
1
= 2MW, hiu đin th gia hai cc ca
máy phát là U
1
= 2000V.
1. Tính cưng đ dòng đin hiu dng do máy cung cp, bit hiu đin th cùng pha vi cưng đ
dòng đin.
2. Dòng đin đưc đưa vào cun sơ cp ca mt máy bin th có hiu sut H = 97,5%. Cun sơ cp có
N
1
= 160 vòng, cun th cp có N
2
= 1200 vòng. Dòng đin cun th cp đưc dẫn đn nơi tiêu th băng
dây dẫn có đin tr R = 10. Tính hiu đin th, công sut nơi tiêu th và hiu sut ti đin.
Bi giải:
1. Cưng đ dòng đin hiu dng do máy phát cung cp: I
1
=
1
1
U
P
= 1000A.
2. Hiu đin th, công sut, hiu sut ti đin:
+ Hiu đin th gia hai đu cun th cp: U
2
=
1
2
N
N
U
1
= 15000V.
+ Cưng đ dòng đin trong cun th cp: I
2
= H
2
11
U
IU
= 130A;
+ Đ gim đin th trên đưng dây: U = I
2
R = 1300V;
+ Hiu đin th nơi tiêu th: U
3
= U
2
- U = 13700V;
+ Công sut dòng đin ti nơi tiêu th: P
3
= U
3
I
3
= 1781000W.
+ Hiu sut ti đin: H
t
=
1
3
P
P
= 89%
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 18
Bài 3: Mt máy bin th, cun sơ cp có 6250 vòng và cun th cp có 1250 vòng. Bit hiu sut ca máy
bin th là 96%. Máy nhn công sut t 10kW cun sơ cp.
1. Tính hiu đin th cun th cp, bit hiu đin th hai đu cun sơ cp là 1000V (bit hiu sut
không nh hưng đn hiu đin th).
2. Tính công sut nhn đưc cun th cp và cưng đ hiu dng trong mch th cp. Bit h s
công sut ca mch th cp là 0,8.
3. Bit h s t cm tng cng ca mch th cp là 0,2H. Tìm đin tr ca mch th cp. Cho bit tn
s dòng đin là 50Hz.
Bi giải:
1. Tính hiu đin th hai đu cun th cp: U
2
=
1
2
N
N
U
1
= 200V
2. Tính công sut tiêu th cun th cp và cưng đ dòng đin cun th cp.
+ Công sut mch th cp: P
2
= H.P
1
= 9600W.
+ Mt khác ta có: P
2
= U
2
I
2
cos
2
=> I
2
=
22
2
cosU
P
= 60A.
3. Tìm đin tr mch th cp: Ta có k =
2
L
2
ZR
R
Z
R
=> R = 83,7.
BÀI TẬP TỰ GIẢI
Bài 4: Mt trm phát đin truyn đi mt công sut P
1
= 100kW trên dây đin có đin tr R = 8. Bit hiu
đin th t trm phát đin chuyn đi là U
1
= 1000V.
1. Tính hiu sut ti đin.
2. Tính li câu trên nu trm phát đin đưc ni vi máy bin th có h s bin th k = 0,1. Coi hiu
sut ca máy bin th là H = 1 (cho biu thc ca h s bin th là k =
2
1
n
n
).
Bài 5: Mt máy bin th, cun sơ cp có n
1
= 1000 vòng, cun th cp có n
2
= 100 vòng. Cun th cp đưc
mc vào mt mch đin gm đin tr thun R = 12, cun dây thun cm có đ t cm là L=0,016H và t
đin có đin dung là C = 320F . Bit tn s ca dòng đin là f = 50Hz, hiu đin th hai đu cun sơ cp là
U
1
= 117V. Hiu sut ca máy bin th là H
m
= 0,95 và gi thit rng hiu sut này ch nh hưng đn cưng
đ dòng đin. Tính cưng đ dòng đin hiu dng trong cun sơ cp. Ly
1
= 0,32.
Bài 6: Cho đon mch đin xoay chiu như hình v: R L
Cun dây thun cm có đ t cm L =
3
(H) A B
đin tr thun R = 100, cưng đ dòng đin trong mch có dng: i = 2cos(100 +
6
) (A)
1. Tính tng tr đon mch;
2. Vit biu thc cưng đ dòng đin trong mch.
3.Tính hiu đin th hai đu đin tr R và hai đu cun cm L;
4. Vit biu thc hiu đin th hai đu đin tr R và hai đu cun cm L.
Lưu ý :
1. Đon mch RLC có R thay đi:
* Khi R=Z
L
-Z
C
thì
22
ax
22
M
LC
UU
Z Z R
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 19
* Khi R=R
1
hoc R=R
2
thì P có cùng giá tr. Ta có
2
2
1 2 1 2
; ( )
LC
U
R R R R Z Z
Và khi
12
R R R
thì
2
ax
12
2
M
U
RR
* Trưng hp cun dây có đin tr R
0
(hình v)
Khi
22
0 ax
0
2 2( )
L C M
LC
UU
R Z Z R
Z Z R R
Khi
22
22
0 ax
22
0
00
()
2( )
2 ( ) 2
L C RM
LC
UU
R R Z Z
RR
R Z Z R
2. Đon mch RLC c L thay đi:
* Khi
2
1
L
C
thì I
Max
U
Rmax
; P
Max
còn U
LCMin
Lưu ý: L và C mc liên tip nhau
* Khi
22
C
L
C
RZ
Z
Z
thì
22
ax
C
LM
U R Z
U
R
và
2 2 2 2 2 2
ax ax ax
; 0
LM R C LM C LM
U U U U U U U U
* Vi L = L
1
hoc L = L
2
thì U
L
c cùng gi tr th U
Lmax
khi
12
12
12
2
1 1 1 1
()
2
L L L
LL
L
Z Z Z L L
* Khi
22
4
2
CC
L
Z R Z
Z
thì
ax
22
2R
4
RLM
CC
U
U
R Z Z
Lưu ý: R và L mc liên tip nhau
3. Đon mch RLC c C thay đi:
* Khi
2
1
C
L
thì I
Max
U
Rmax
; P
Max
còn U
LCMin
Lưu ý: L và C mc liên tip nhau
* Khi
22
L
C
L
RZ
Z
Z
thì
22
ax
L
CM
U R Z
U
R
và
2 2 2 2 2 2
ax ax ax
; 0
CM R L CM L CM
U U U U U U U U
* Khi C = C
1
hoc C = C
2
thì U
C
c cùng gi tr th U
Cmax
khi
12
12
1 1 1 1
()
22
C C C
CC
C
Z Z Z
* Khi
22
4
2
LL
C
Z R Z
Z
thì
ax
22
2R
4
RCM
LL
U
U
R Z Z
Lưu ý: R và C mc liên tip nhau
4. Mch RLC c thay đi:
* Khi
1
LC
thì I
Max
U
Rmax
; P
Max
còn U
LCMin
Lưu ý: L và C mc liên tip nhau
* Khi
2
11
2
C
LR
C
thì
ax
22
2.
4
LM
UL
U
R LC R C
* Khi
2
1
2
LR
LC
thì
ax
22
2.
4
CM
UL
U
R LC R C
* Vi =
1
hoc =
2
th I hoc P hoc U
R
c cùng mt gi tr th I
Max
hoc P
Max
hoc U
RMax
khi
12
tn s
12
f f f
A
B
C
R
L,R
0
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 20
5. Hai đon mch AM gm R
1
L
1
C
1
ni tip và đon mch MB gm R
2
L
2
C
2
ni tip mc ni tip vi nhau có
U
AB
= U
AM
+ U
MB
u
AB
; u
AM
và u
MB
cùng pha tanu
AB
= tanu
AM
= tanu
MB
6. Hai đon mch R
1
L
1
C
1
và R
2
L
2
C
2
cùng u hoc cùng i c pha lch nhau
Vi
11
1
1
tan
LC
ZZ
R
và
22
2
2
tan
LC
ZZ
R
(gi s
1
>
2
)
Có
1
–
2
=
12
12
tan tan
tan
1 tan tan
Trưng hp đc bit = /2 (vuông pha nhau) thì tan
1
tan
2
= -1.
VD: * Mch đin hình 1 có u
AB
và u
AM
lch pha nhau
đây 2 đon mch AB và AM có cùng i và u
AB
chm pha hơn u
AM
AM
–
AB
=
tan tan
tan
1 tan tan
AM AB
AM AB
Nu u
AB
vuông pha vi u
AM
thì
tan tan =-1 1
LC
L
AM AB
ZZ
Z
RR
* Mch đin hình 2: Khi C = C
1
và C = C
2
(gi s C
1
> C
2
) thì i
1
và i
2
lch pha nhau
đây hai đon mch RLC
1
và RLC
2
có cùng u
AB
Gi
1
và
2
là đ lch pha ca u
AB
so vi i
1
và i
2
thì có
1
>
2
1
-
2
=
Nu I
1
= I
2
thì
1
= -
2
= /2
Nu I
1
I
2
thì tính
12
12
tan tan
tan
1 tan tan
CHƯƠNG V. SÓNG ÁNH SÁNG
DẠNG 1: GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC
+ Công thc tnh khong vân: i =
a
D
;
+ Bưc sóng ca ánh sáng đơn sc dùng làm thí nghim:
D
ai
;
+ V trí vân sáng: x = ki = k
a
D
- Nu k = 0: Ta đưc vân sáng trung tâm;
- Nu k = 1: Ta đưc vân sáng bc 1;
- Nu k = 2: Ta đưc vân sáng bc 2…
+ V trí vân ti: x = (k + 0,5)i = (k + 0,5)
a
D
- Nu k = 0: vân ti th nht;
- Nu k = 1: Vân ti th hai.
Lưu ý: Khi gii các bài tp v giao thoa sóng ánh sáng, các đi lưng D,a,i,x phi cùng đơn v.
BÀI TẬP ÁP DỤNG
R
L
C
M
A
B
Hình 1
R
L
C
M
A
B
Hình 2
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 21
Bài 1: Hai khi Yong S
1
, S
2
cách nhau 1mm, ngun sáng đơn sc dùng làm thí nghim có bưc sóng =0,6m.
Tính khong cách gia hai vân sáng hoc hai vân ti k nhau, bit rng khong cách t hai khe đn màn là
2m.
Bài 2: Trong thí nghim Yong v giao thoa ánh sáng, khong cách gia hai khe là 1mm, khong cách t hai
khe đn màn là 1m. Bưc sóng ánh sáng dùng làm thí nghim là =0,6m.
1. Tính hiu quang l t hai ngun S
1
và S
2
đn đim M trên màn cách vân trung tâm 1,5cm.
2. Tính khong vân (khong cách gia hai vân sáng hoc hai vân ti k nhau).
Bài 3: Hai khe Young cách nhau 0,5mm. Ngun sáng cách đu các khe phát ra bc x đơn sc có bưc sóng
=0,5m. Vân giao thoa hng đưc trên màn E cách các khe 2m. Tìm khong vân i?
Bài 4: Quan sát giao thoa trên màn E, ngưi ta đo đưc khong cách gia hai vân sáng liên tip là 1,5mm.
Khong cách gia hai khe đn màn là 2m, khong cách gia hai khe là 1mm. Xác đnh bưc sóng ca bc x
đơn sc dùng làm thí nghim.
Bài 5: Ngưi ta đm đưc trên màn 12 vân sáng tri dài trên b rng là 13,2mm. Tính khong vân ca hin
tưng giao thoa.
Bài 6: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, khong cách gia hai khe là 0,9mm,
khong cách t hai khe đn màn hng E là 2m. Khong cách t vân sáng th nht đn vân sáng th 11 cùng
bên so vi vân trung tâm là 15mm. Tính bưc sóng ca ánh sáng đơn sc dùng làm thí nghim.
Bài 7: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, bưc sóng dùng làm thí nghim là
=0,5m, khong cách gia hai khe là 1mm.
a. Tìm khong cách gia hai khe đn màn đ trên màn ti v trí cách vân trung tâm 2,5mm ta có vân
sáng bc 5.
b. Đ ti đ là vân sáng bc 2 thì phi di màn E mt đon là bao nhiêu? Theo chiu nào?
Bài 8: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, khong cách gia hai khe sáng là 0,3mm,
khong cách t hai khe đn màn là 1m và khong vân đo đưc là 2mm.
1. Tìm bưc sóng dùng làm thí nghim.
2. Xác đnh v trí ca vân sáng bc 5.
3. Xác đnh khong cách t vân sáng bc 5 và vân ti th 3 nm hai bên so vi vân trung tâm.
Bài 9: Trong th nghim Young v hin tưng giao thoa nh sng, khong cách gia hai khe là 2mm, khong
cách t hai khe đn màn là 1m, bưc sóng ca ánh sáng đơn sc dùng làm thí nghim =0,5m.
1. Tính khong vân i ca hin tưng giao thoa ánh sáng.
2. Xác đnh v trí ca vân sáng bc hai và vân ti th năm. Và tính khong cách gia chúng trong hai
trưng hp:
a. Hai vân cùng bên so vi vân trung tâm.
b. Hai vân hai phía so vi vân trung tâm.
DẠNG 2: GIAO THOA TRƯỜNG - SỐ VÂN GIAO THOA
* Khong vân ca bc x đơn sc: i =
a
D
;
* Xác đnh b rng na giao thoa trưng: l n = 2k.
+Nu l = (k+0,5)i: Vân ngoài cùng là vân ti th k + 1, s=
2
L
+ Nu l = ki: thì vân ngoài cùng là vân bc k, s vân sáng và vân ti quan sát đưc trên giao thoa
trưng là:
- S vân sáng là: n = 2k+1;
- S vân ti là : vân sáng, vân ti quan sát đưc trên giao thoa trưng là:
+ S vân ti là: n = 2(k+1);
+ S vân sáng là : n = 2k + 1.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 22
Lưu ý: S vân sáng trên giao thoa trưng là s lẻ, s vân ti trên giao thoa trưng là s chẵn;
* Xác đnh s vân sáng, vân ti trong vùng giao thoa (trưng giao thoa) có b rng L (đi xng qua vân trung
tâm)
+ S vân sáng (là s lẻ):
21
2
S
L
N
i
éù
êú
=+
êú
ëû
+ S vân ti (là s chẵn):
2 0,5
2
t
L
N
i
éù
êú
=+
êú
ëû
Trong đ [x] là phn nguyên ca x. Ví d: [6] = 6; [5,05] = 5; [7,99] = 7
* Xác đnh s vân sáng, vân ti gia hai đim M, N có to đ x
1
, x
2
(gi s x
1
< x
2
)
+ Vân sáng: x
1
< ki < x
2
+ Vân ti: x
1
< (k+0,5)i < x
2
S giá tr k Z là s vân sáng (vân ti) cn tìm
Lưu ý: M và N cùng phía vi vân trung tâm thì x
1
và x
2
cùng du.
M và N khác phía vi vân trung tâm thì x
1
và x
2
khác du.
* Xác đnh khong vân i trong khong có b rng L. Bit trong khong L có n vân sáng.
+ Nu 2 đu là hai vân sáng thì:
1
L
i
n
=
-
+ Nu 2 đu là hai vân ti thì:
L
i
n
=
+ Nu mt đu là vân sáng còn mt đu là vân ti thì:
0,5
L
i
n
=
-
* S trùng nhau ca các bc x
1
,
2
(khong vân tương ng là i
1
, i
2
)
+ Trùng nhau ca vân sáng: x
s
= k
1
i
1
= k
2
i
2
= k
1
1
= k
2
2
=
+ Trùng nhau ca vân ti: x
t
= (k
1
+ 0,5)i
1
= (k
2
+ 0,5)i
2
= (k
1
+ 0,5)
1
= (k
2
+ 0,5)
2
=
Lưu ý: V trí có màu cùng màu vi vân sáng trung tâm là v trí trùng nhau ca tt c các vân sáng ca các bc
x.
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 10: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 0,5mm vi ánh sáng
đơn sc dùng làm thí nghim có bưc sóng = 0,5m và quan sát hin tưng giao thoa trên màn E cách hai
khe 2m.
1. Ti các đim M
1
và M
2
cách vân trung tâm ln lưt 7mm và 10mm thu đưc vân gì? Bc (th)
my?
2. Bit chiu rng ca vùng giao thoa trưng trên màn là 26mm, tính s vân sáng, vân ti quan sát
đưc?
3. Nu thc hin giao thoa trong nưc có chit sut n =
3
4
thì có hin tưng gì xy ra? Tính khong
vân trong trưng hp này?
Bài 11: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 1,5mm, hai khe sáng
cách màn là 3m, ngưi ta đo đưc khong cách gia vân sáng bc 2 đn vân sáng bc 5 cùng nm v mt phía
so vi vân trung tâm la 3mm.
1. Tính bưc sóng ca bc x dùng làm thí nghim;
2. Tính khong cách gia vân sáng bc 3 và vân ti th 8 nm v hai phía so vi vân trung tâm.
3. Tìm s vân sáng và vân ti quan sát đưc trên giao thoa trưng có b rng 11mm.
Bài 12: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 2mm, hai khe sáng
cách màn là 3m, bc x đơn sc dùng làm thí nghim có bưc sóng = 0,5m.
1. Xác đnh s vân sáng, vân ti trên b rng 3cm ca giao thoa trưng;
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 23
2. Thay ánh sáng đơn sc bng ánh sáng đơn sc ’ = 0,6m thì khong vân tăng hay gim, tìm s
vân sáng, vân ti trên giao thoa trưng 3cm như trên.
DẠNG 3: GIAO THOA ĐỒNG THỜI HAI BỨC XẠ
XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TRÙNG NHAU CỦA HAI VÂN SÁNG, HAI VÂN TỐI
* Khong vân: i =
a
D
; i’ =
a
D'
* V trí vân sáng ca hai bc x: x
s
() = k
1
i = k
1
a
D
; x
s
(') = k
2
i’ = k
2
a
D'
;
Hai vân sáng trùng nhau khi: x
s
() = x
s
(')
=>
221
2
1
k
'
k
i
'i
k
'
i
'i
k
k
Lưu ý: + k
1
, k
2
Z;
+ Da vào điu kin bài toán (gii hn giao thoa trưng) đ gii hn k
1
, k
2
.
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 13: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, ngun sáng đng thi phát ra hai bc x
đơn sc có bưc sóng
1
= 0,5m và
2
= 0,6m. Hai khe cách nhau 1,5mm và cách màn 1,5m. Xác đnh v trí
ca vân sáng bc 4 ca hai bc x này (nm cùng mt phía so vi vân trung tâm). Khong cách gia hai vân
này là bao nhiêu?
Bài 14: Trong th nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, khong cách gia hai khe là 1,2mm,
khong bưc sóng ca bc x đơn sc dùng làm thí nghim
1
= 0,6m. Trên màn ngưi ta đm đưc 16 vân
sáng tri dài trên b rng 18mm.
1. Tính khong cách t hai khe đn màn.
2. Thay ánh sáng đơn sc có bưc sóng
2
thì vùng quan sát trên ngưi ta đm đưc 21 vân sáng. Tính
2
.
3. Ti v trí cách vân trung tâm 6cm ta thu đưc vân gì, bc (th) my ca hai bc x đơn sc trên?
Bài 15: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, ngun sáng đng thi phát ra hai bc x
1
= 0,6m và
2
. Trên màn ngưi ta thy vân ti th năm ca h vân ng vi bc x
1
trung vi vân sáng
bc 5 ca bc x
2
. Tính bưc sóng
2
dùng làm thí nghim.
Bài 16: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, bc x dùng làm thí nghim có bưc sóng
= 0,55m, khong vân hng đưc trên màn là i.
1. Khi thay bc x đơn sc có bưc sóng bng bc x đơn sc có bưc sóng ’, ngưi ta thy khong
vân i’ = 1,2i. Tính ’.
2. Nu chiu đng thi hai bc x đơn sc trên, xác đnh các v trí mà vân sáng ca hai bc x trùng
nhau.
Bài 17: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, bc x đơn sc dùng làm thí nghim có
bưc sóng = 0,6m. Hai khe cách nhau 2mm, hai khe cách màn 2m. Tính s vân sáng, vân ti quan sát đưc
trên giao thoa trưng rng 25,8mm.
Bài 18: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 2mm, hai khe cách màn
2m.
1. Ngưi ta chiu ti hai khe đng thi hai bc x đơn sc có bưc sóng ln lưt là
1
= 0,45m
2
= 0,5m. Xác đnh nhng v trí mà hai vân sáng ca hai bc x trùng nhau.
2. Chiu ti hai khe mt thành phn đơn sc th ba có bưc sóng
3
= 0,6m. Đnh v trí mà c ba vân
trùng nhau trên màn.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 24
Bài 19: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, khong cách gia hai khe là 1mm, khong
cách gia hai khe đn màn là 2m. Ánh sáng đơn sc dùng làm thí nghim có bưc sóng
1
=0,66m. Bit b
rng ca giao thoa trưng là 13,2mm.
1. Tính khong vân, s vân sáng và vân ti quan sát đưc trên giao thoa trưng.
2. Nu chiu đng thi hai bc x
1,
2
thì vân sáng bc 3 ca bc x
2
trùng vi vân sáng th hai
ca bc x
1
. Tính
2
.
Bài 20: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, khong cách gia hai khe là 2mm, bc x
đơn sc dùng làm thí nghim có bưc sóng
1
= 0,6m và trên màn, vân sáng th 5 cách vân trung tâm là
3mm.
1. Tính khong cách t hai khe đn màn.
2. Tính khong cách t vân ti th 3 đn vân sáng th 4 nm hai bên so vi vân trung tâm.
3. Nu chiu vào hai khe đng thi hai bc x
1
và
2
thì ta thy vân sáng bc 5 ca bc x
1
trùng
vi vân ti th 5 ca bc x
2
. Tìm
2
? Bc x
2
nm trong vùng nào ca thang sóng đin t?
Bài 21: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 2mm, hai khe cách màn
2m, bc x đơn sc dùng làm thí nghim có bưc sóng
1
= 0,6m.
1. Tính khong vân i
1
.
2. Ngưi ta đng thi chiu hai bc x đơn sc
1
và
2
= 0,4m thì vân sáng bc 3 ca bc x
1
trùng
vi vân nào ca bc x
2
?
3. Tính khong cách t vân sáng bc 2 ca bc x
1
đn vân ti th 6 ca bc x
2
, bit rng hai vân
này cùng nm mt phía so vi vân trung tâm.
Bài 22: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, khong cách gia hai khe sáng là 1mm,
khong cách t hai khe đn màn là 2m.
1. Chiu vào hai khe sáng bc x đơn sc có bưc sóng
1
= 0,5m. Tính khong cách gia vân sáng
bc 3 và vân sáng bc 5 nm hai bên so vi vân trung tâm.
2. Nu chiu vào hai khe bc x đơn sc có bưc sóng
2
thì ti đim M cách vân trung tâm 4,8mm có
vân sáng bc 4, tính bưc sóng
2
?
3. Nu chiu đng thi hai bc x đơn sc có bưc sóng
1
,
2
thì trên màn có nhng v trí nào trùng
nhau ca các vân sáng ca hai bc x, bit b rng ca giao thoa trưng là 24mm.
Bài 23: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 2mm, trên màn giao
thoa xut hin vân sáng bc 5 cách vân trung tâm 4mm. Bit khong cách t hai khe đn màn là 3m.
1. Tính bưc sóng
1
dùng làm thí nghim.
2. Nu chiu vào hai khe hai bc x có bưc sóng
2
thì ngưi ta đo đưc trong khong 4,5mm có 6
vân sáng liên tip. Tìm bưc sóng
2
và b rng quang ph bc 1 ng vi bc x
2
.
Bài 24: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 1mm, hai khe cách màn
1m.
1. Ban đu dùng bc x đơn sc có bưc sóng
1
thì khong cách gia vân sáng bc 3 đn vân ti th
5 cùng mt phía so vi vân trung tâm là 1,5mm. Tìm bưc sóng
1
.
2. Dùng đng thi hai bc x đơn sc có bưc sóng
1
,
2
thì vân ti th hai ca bc x
1
trùng vi
vân sáng bc 3 ca bc x
2
.Tính
2
.
3. Xác đnh v trí trùng nhau hai vân sáng ca bc x nm cùng mt bên gn vân trung tâm nht.
Bài 25: Trong thí nghim Young v hin tưng giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 2mm và hai khe cách
màn 2m.
1. Vi ánh sáng đơn sc có bưc sóng
1
= 0,45m. Tính khong cách gia vân sáng bc 4 và vân
sáng bc 5 nm v hai phía so vi vân trung tâm.
2. Vi sánh sáng đơn sc có bưc sóng
2
. Bit b rng 5 khong vân liên tip là 30mm. Tính bưc
sóng
2
. Ti v trí cách vân trung tâm 9mm là vân sáng hay vân ti? Bc (th) my?
3. Đng thi chiu vào hai khe hai bc x
1
,
2
tìm v trí gn nhau nht so vi vân trung tâm mà vân
sáng ca hai bc x trùng nhau.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12.
Trang 25
DẠNG 4: GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG TRẮNG
* Khong vân: i =
a
D
;
* V trí vân sáng ca bc x: x
s
() = ki = k
a
D
;
*V trí vân ti ca bc x: : x
t
() = ki = k
a
D
;
* Ánh sáng trng có min bưc sóng: 0,38m 0,75m
Lưu ý: + Nhiu khi cho min bưc sóng ca ánh sáng trng: 0,4m 0,76m.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI MT SỐ DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP
Bài toán 1 : Tìm s bc x cho vân sáng ti v trí cách vân trung tâm x.
Phương pháp:
+ Ti v trí x cho vân sáng: x = k
a
D
=>
kD
ax
+ Dc vào min bưc sng ca nh sng trng: 0,38m 0,75m
=> 0,38m
kD
ax
0,75m =>
D38,0
ax
k
D75,0
ax
, k Z
Tìm k t h bt phương trình trên, có bao nhiêu k thì có by nhiêu bc x cho vân sáng ti v trí đ.
Thay giá tr k vào biu thc
kD
ax
ta tìm đưc bưc sóng ca các bc x.
Bài toán 2 : Tìm s bc x cho vân ti (b tt) ti v trí cách vân trung tâm x.
Phương pháp:
+ Ti v trí x cho vân sáng: x = (k + 0,5)
a
D
=>
D)5,0k(
ax
+ Dc vào min bưc sng ca nh sng trng: 0,38m 0,75m
=> 0,38m
D)5,0k(
ax
0,75m =>
5,0
D38,0
ax
k5,0
D75,0
ax
, k Z
Tìm k t h bt phương trình trên, có bao nhiêu k thì có by nhiêu bc x cho vân ti (b tt) ti v trí
đ.
Thay giá tr k vào biu thc
D)5,0k(
ax
ta tìm đưc bưc sóng ca các bc x.
Bài toán 3: Tìm b rng quang ph bậc k ca ánh sáng trng:
x
k
= x
k
(
đ
) - x
k
(
t
) = k
a
D
(
đ
-
t
) = kx
1
- Khong cách dài nht và ngn nht gia vân sáng và vân ti cùng bc k:
đ
[k ( 0,5) ]
Min t
D
xk
a
ax đ
[k ( 0,5) ]
Mt
D
xk
a
Khi vân sáng và vân ti nm khác phía đi vi vân trung tâm.
ax đ
[k ( 0,5) ]
Mt
D
xk
a
Khi vân sáng và vân ti nm cùng phía đi vi vân trung tâm