NỘI DUNG TỪNG CHƯƠNG
Phần thứ nhất: Dạy học, kiểm tra, đánh giá theo chuẩn kiến thức, kỹ năng của Chương trình
giáo dục phổ thông.
Phần thứ hai: Câu hỏi và bài tập
Chương I: Dao động cơ.
1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng và kiến thức trọng tâm.
1.1 Chuẩn kiến thức, kĩ năng.
Chủ đề Mức độ cần đạt Ghi chú
1. Dao động
cơ
a) Dao động
điều hoà. Các
đại lượng đặc
trưng
b) Con lắc lò
xo. Con lắc
đơn
c) Dao động
riêng. Dao
động tắt dần
d) Dao động
cưỡng bức.
Hiện tượng
cộng hưởng.
Dao động duy
trì
e) Phương
pháp giản
đồ Frênen
Kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa dao động điều hoà.
- Nêu được li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban
đầu.
- Nêu được quá trình biến đổi năng lượng trong dao động
điều hoà.
- Viết được phương trình động lực học và phương trình
dao động điều hoà của con lắc lò xo và con lắc đơn.
- Viết được công thức tính chu kì (hoặc tần số) dao động
điều hoà của con lắc lò xo và con lắc đơn. Nêu được ứng
dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự
do.
- Nêu được dao động riêng, dao động tắt dần, dao động
cưỡng bức là gì.
- Nêu được điều kiện để hiện tượng cộng hưởng xảy ra.
- Nêu được các đặc điểm của dao động tắt dần, dao động
cưỡng bức, dao động duy trì.
- Trình bày được nội dung của phương pháp giản đồ
Frênen.
- Nêu được cách sử dụng phương pháp giản đồ Frênen để
tổng hợp hai dao động điều hoà cùng tần số và cùng
phương dao động.
- Dao động của
con lắc lò xo và
con lắc đơn khi
bỏ qua các ma
sát và lực cản là
các dao động
riêng.
- Trong các bài
toán đơn giản,
chỉ xét dao động
điều hoà của
riêng một con
lắc, trong đó:
con lắc lò xo
gồm một lò xo,
được đặt nằm
ngang hoặc treo
thẳng đứng; con
lắc đơn chỉ chịu
tác dụng của
trọng lực và lực
căng của dây
treo.
Kĩ năng
- Giải được những bài toán đơn giản về dao động của con
lắc lò xo và con lắc đơn.
- Biểu diễn được một dao động điều hoà bằng vectơ
quay.
- Xác định chu kì dao động của con lắc đơn và gia tốc rơi
tự do bằng thí nghiệm.
1.2 Kiến thức trọng tâm.
1. Các đại lượng đặc trưng cho tính tuần hoàn của dao động điều hoà.
- Chu kì T (s).
- Tần số f (Hz).
- Tần số góc ω (rad/s).
Quan hệ giữa chu kì, tần số, tần số góc:
f2
T
2
π=
π
=ω
2. Phương trình của dao động điều hoà. Công thức vận tốc, gia tốc.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 1
- Phương trình: + Tổng quát: x = A.cos(ωt + φ).
+ Riêng với con lắc đơn: α = α
0
.cos(ωt + φ).
- Công thức vận tốc: v = x’ = - ω.A.sin(ωt + φ).
- Công thức gia tốc: a = x” = - ω
2
.A.cos(ωt + φ).
3. Lực gây ra dao động điều hoà. Công thức tính chu kì của các con lắc.
- Lực gây ra dao động điều hoà: F = - kx.
- Công thức tính chu kì: + Con lắc lò xo:
k
m
2T
π=
+ Con lắc đơn:
g
l
2T
π=
4. Năng lượng của con lắc trong dao động điều hoà:
- Động năng: W
đ
=
2
1
mv
2
= W.sin
2
(ωt + φ).
- Thế năng: + Con lắc lò xo: W
t
=
2
1
kx
2
= W.cos
2
(ωt + φ).
+ Con lắc đơn: W
t
= mgl(1 – cosα) = W.cos
2
(ωt + φ).
- Cơ năng: W = W
t
+ W
đ
=
2
1
kA
2
=
2
1
mω
2
A
2
.
5. Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Cộng hưởng.
- Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.
- Dao động duy trì là dao động được giữa có biên độ không đổi và không làm thay đổi chu kì dao
động riêng.
- Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn.
- Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ của dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại
khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng.
Điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng: f = f
0
↔ T = T
0
↔ ω = ω
0
.
2. Hướng dẫn, lời giải, đáp án Câu hỏi và bài tập trong SGK.
Bài 1: Dao động của con lắc lò xo. Dao động điều hoà.
C1. Theo H.1.1. Khi x > 0, vật m ở bên phải vị trí cân bằng, lực F hướng sang trái tức là hướng về
vị trí cân bằng và F < 0. Ta cũng lập luận tương tự như vậy khi x < 0 . F và x luôn luôn trái dấu
nhau nên trong công thức 1.1 phải có dấu “ - “
Câu hỏi:
1. Công thức lực gây ra dao động của con lắc: F = - kx.
2. Định nghĩa dao động điều hoà: Dao động của một vật được gọi là dao động điều hoà khi hợp
lực tác dụng lên vật hay gia tốc của vật luôn hướng về vị trí cân bằng và tỉ lệ với li độ.
3. Dao động điều hoà có thể xem là chuyển động của hình chiếu của một điểm chuyển động tròn
đều lên một trục trùng với một đường kính của đường tròn.
Bài tập:
4. Chọn B.
F = k(x – x
0
). Vì khi đó (x – x
0
) là li độ của vật m.
5. Khi hòn bi (gắn vào bánh xe) chuyển động tròn đều thì nó kéo theo sự dao động của thanh
gắn với pittông. Vì hình chiếu của hòn bi lên phương ngang luôn ở đầu bên trái của thanh ngang,
nên thanh ngang và pittông dao động điều hoà.
6. Lực đàn hồi Fđh = - k(x – Δl), trọng lực P = mg = k.Δl do đó lực gây ra dao động là F = - kx,
trong đó x là li độ.
Bài 2: Các đặc trưng của dao động điều hoà.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 2
C1. Ta thấy rằng m có đơn vị là (kg), k có đơn vị là (N/m) suy ra m/k có đơn vị là (kg.N/m). Mặt
khác theo công thức F = m.a ta có 1 (N) = 1 (kg.m/s
2
) suy ra 1 (kg.N/m) = 1 (s
2
). Suy ra
k
m
có
đơn vị là (s).
C2. Phương trình dao động của vật là x = A.cos(ωt + φ). Vận tốc của vật là v = x’ = - ω.A.sin(ωt +
φ).
C3. Ta có x = A.cos(ωt + φ) → x’ = - ω.A.sin(ωt + φ) → x” = - ω
2
.A.cos(ωt + φ) thay x và x” vào
phương trình x” + ω.x = 0 ta thấy - ω
2
.A.cos(ωt + φ) + ω
2
.A.cos(ωt + φ) = 0 = VP. Tức là x =
A.cos(ωt + φ) là nghiệm của phương trình x” + ω.x = 0.
C4. Số hạng 0,5kx
2
có đơn vị là
2
m.
m
N
≡ N.m ≡ J.
C5. Khi con lắc chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì thế năng giảm, động năng tăng.
Khi con lắc chuyển động từ vị trí cân bằng về vị trí biên thì động năng giảm, thế năng tăng.
Câu hỏi:
1. Chu kì dao động của con lắc là khoảng thời gian vật thực hiện được 1 dao động toàn phần.
Tần số là đại lượng nghịch đảo của chu kì.
2.
ω
π
==
2
f
1
T
3.
m
k
=ω
đơn vị (rad/s),
k
m
2T
π=
đơn vị (s) .
4. Dao động điều hoà là một dao động có li độ biến đổi theo hàm cosin theo phương trình x =
A.cos(ωt + φ).
5. Phương trình dao động điều hoà là x = Acos(ωt + φ).
x: là li độ
A: là biên độ
φ: Là pha ban đầu
6. Công thức động năng
2
d
mv
2
1
W
=
.
Công thức thế năng
2
t
kx
2
1
W
=
.
Khi con lắc dao động điều hoà nếu động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại nhưng tổng
chúng không đổi.
Bài tập:
7. Chọn C.
Độ dài quỹ đạo chuyển động là khoảng cách từ x = -A đến x = A tức là hai lần biên độ.
8. a. T = 0,5s ; b. f = 2Hz ; c. A = 18cm.
9. a. Độ cứng k = 490N/m. Vì khi vật ở vị trí cân bằng ta có k.Δl = m.g.
b. Chu kì của con lắc
g
l
2
k
m
2T
∆
π=π=
= 0,41 s.
10. Chọn D.
Thế năng tính bằng công thức
2
t
2
1
W kx
=
với x = - 2cm = - 0,02m.
11. Chọn B.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 3
Khi con lắc qua vị trí cân bằng thì thế năng cực tiểu còn động năng cực đại nên vận tốc đạt cực đại
v
max
= A.ω = A.
m
k
Bài 3: Con lắc đơn.
C1. Ví dụ α = 10
0
= 0,1745 rad có sinα = 0,1736 tức là sinα ≈ α.
C2. chu kỳ của con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào chiều dài và gia tốc trọng trường, không phụ thuộc
vào khối lượng của con lắc.
C3. Khi con lắc đơn chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì độ cao của vật giảm → thế
năng của vật giảm, khi đó vật chuyển động nhanh dần → vận tốc của vật tăng → động năng của
vật tăng. Khi vật chuyển động từ vị trí cân bằng lên vị trí biên thì độ cao của vật tăng → thế năng
giảm, vật chuyển động chậm dần → vận tốc giảm → động năng giảm.
Câu hỏi:
1. Phần I, II trong SGK.
2.
g
l
2T
π=
.
3. Thế năng: W
t
= mgl(1 – cosα). Động năng: W
đ
=
2
mv
2
1
. Cơ năng: W =
2
mv
2
1
+ mgl(1 – cosα)
= const.
Khi con lắc dao động nếu động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại nhưng tổng chúng không
đổi.
Bài tập:
4. Chọn D.
5. Chọn D.
Vì chu kỳ dao động không phụ thuộc vào khối lượng .
6. Chọn C.
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng W
đmax
= W suy ra
2
mv
2
1
= mgl(1 – cosα
0
)
→ v =
)cos1(gl2
0
α−
7. Ta có
g
l
2T
π=
= 2,838 s, mặt khác t = T.n (n là số dao động toàn phần)→ n = t/T = 105,5
8. a. Chu kì dao động của con lắc là
g
l
2T
π=
= 2,007 s
b. Tốc độ cực đại khi con lắc đi qua vị trí cân bằng v
max
=
)cos1(gl2
0
α−
= 3,13 m/s.
Khi con lắc ở vị trí góc α bất kỳ thì cơ năng W =
2
mv
2
1
+ mgl(1 – cosα) = mgl(1 – cosα
0
)
→ v =
)cos(cosgl2
0
α−α
= 2,68 m/s.
Bài 4: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức.
C1. a. Các con lắc đều dao động cưỡng bức
b. Con lắc C dao động mạnh nhất do có chiều dài bằng con lắc D có cùng chu kỳ dao động
riêng nên cộng hưởng.
C2. a. Vì tần số của lực cưỡng bức gây ra bởi chuyển động của pittông trong xilanh của máy nổ
khác xa tần số riêng của khung xe.
b. Vì tần số của lực đẩy bằng tần số riêng của chiếc đu.
C3. Dây đàn ghita được lên đúng, thì tần số dao động của nó bằng tần số dao động của phím đàn
pianô. Sóng âm truyền ra từ phía đàn pianô tác động vào dây đàn một ngoại lực có tần số bằng tần
số riêng của đàn ghita, làm cho dây đàn ghita dao động mạnh, hất mẩu giấy ra khỏi dây đàn.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 4
Câu hỏi:
1. Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động tắt dần.
Nguyên nhân là do lực ma sát làm tiêu hao năng lượng.
2. Dao động duy trì là dao động được cung cấp năng lượng bằng phần năng lượng đã bị mất sau
mỗi chu kì sao cho chu kì dao động riêng không thay đổi.
3. Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn.
Đặc điểm của dao động cưỡng bức:
- Biên độ không đổi, tần số dao động bằng tần số của ngoại lực.
- Biên độ dao động phụ thuộc vào biên của lực cưỡng bức và chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng
bức và tần số riêng của hệ dao động.
4. Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số của lực cưỡng bức
bằng tần số dao động riêng gọi là hiện tượng cộng hưởng.
Điều kiện khi tần số dao động cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động.
Bài tập:
5. Chọn B.
Vì cơ năng tỉ lệ vớ bình phương biên độ dao động.
6. Chọn B.
Chu kì dao động của con lắc là
g
l
2T
π=
= 1,33 s. Khi dao động của con lắc có biên độ lớn
nhất, tức là dao động cưỡng bức của con lắc xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Vận tốc của tàu là v =
l/T = 12,5/1,33 = 9,4 m/s = 33,84 km/h. Ta thấy 33,84 km/h gần với 40 km/h nhất nên chọn B.
Bài 5: Tổng hợp dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ vectơ.
C1. Dao động điều hoà x = 3cos(5t + π/3) cm được biểu diễn bằng mọt vectơ quay có độ dài 3 đơn
vị, hợp với trục 0x một góc 60
0
.
Câu hỏi:
1. Phần I SGK
2. Phần II SGK
3. a. Hai dao động cùng pha: A = A
1
+ A
2
b. Hai dao động ngược pha: A = |A
1
- A
2
|
c. Hai dao động vuông pha: A
2
= A
1
2
+ A
2
2
Bài tập:
4. Chọn D.
5. Chọn B. x = 2cos(t +
6
π
)
- Có độ lớn bằng hai đơn vị dài lên A = 2đvcd
- Quay quanh O với tốc độ 1rad/s lên ω = 1 rad/s
- Khi t = 0 ta có φ = 30
0
=
6
π
rad
6. Phương trình của dao động tổng hợp: x = 2,3cos(5πt + 0,68π) (cm)
Hướng dẫn: A
2
= x
2
1m
+ x
2
2m
+ 2.x
1m
.x
2m
.cos(φ
2
– φ
1
) = 5,25 → A = 2,29
≈
2,3 cm
tan φ =
2m21m1
2m21m1
cosxcosx
sin.xsin.x
ϕ+ϕ
ϕ+ϕ
= -
3
33
+
= - 1,5773 = 0,68π
Bài 6: Thực hành: Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn.
Câu hỏi:
1. Dự đoán: Chu kỳ dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào những đại lượng đặc trưng l, m, α
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 5
Cần dùng thí nghiệm thay đổi một đại lượng khi giữ nguyên các đại lượng kia kiểm tra từng dự
đoán
2. Dự đoán: Chu kỳ dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào nơi làm thí nghiệm.
Làm thí nghiệm với con lắc có chiều dài không đổi tại những nơi khác nhau để kiểm chứng
3. Không đo chu kỳ của con lắc đơn có chiều dài l < 10 cm vì khi đó kích thước quả cân là đáng kể
so với chiều dài này, vì kho tạo ra dao động với biên độ nhỏ và chu kỳ T nhỏ khó đo.
4. Dùng con lắc dài khi xác định gia tốc g cho kết quả chính xác hơn vì
l
l
T
T2
g
g
∆
+
∆
=
∆
3. Câu hỏi và bài tập vận dụng, bám sát chuẩn kiến thức, kĩ năng.
1.1 Phương trình tổng quát của dao động điều hoà là
A. x = Acotg(ωt + φ).
B. x = Atg(ωt + φ).
C. x = Acos(ωt + φ).
D. x = Acos(ωt
2
+ φ).
1.2 Trong phương trình dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ), mét(m) là thứ nguyên của đại lượng
A. Biên độ A.
B. Tần số góc ω.
C. Pha dao động (ωt + φ).
D. Chu kỳ dao động T.
1.3 Trong các lựa chọn sau đây, lựa chọn nào không phải là nghiệm của phương trình x” + ω
2
x =
0?
A. x = Asin(ωt + φ).
B. x = Acos(ωt + φ).
C. x = A
1
sinωt + A
2
cosωt.
D. x = Atsin(ωt + φ).
1.4 Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Cứ sau một khoảng thời gian T(chu kỳ) thì vật lại trở về vị trí ban đầu.
B. Cứ sau một khoảng thời gian T thì vận tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu.
C. Cứ sau một khoảng thời gian T thì gia tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu.
D. Cứ sau một khoảng thời gian T thì biên độ vật lại trở về giá trị ban đầu.
1.5 Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Vận tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
B. Gia tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
C. Vận tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.
D. Gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
1.6 Trong dao động điều hoà của chất điểm, chất điểm đổi chiều chuyển động khi
A. lực tác dụng đổi chiều.
B. lực tác dụng bằng không.
C. lực tác dụng có độ lớn cực đại.
D. lực tác dụng có độ lớn cực tiểu.
1.7 Trong dao động điều hoà
A. vận tốc biến đổi điều hoà cùng pha so với li độ.
B. vận tốc biến đổi điều hoà ngược pha so với li độ.
C. vận tốc biến đổi điều hoà sớm pha π/2 so với li độ.
D. vận tốc biến đổi điều hoà chậm pha π/2 so với li độ.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 6
1.8 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
Cơ năng của dao động tử điều hoà luôn bằng
A. tổng động năng và thế năng ở thời điểm bất kỳ.
B. động năng ở thời điểm ban đầu.
C. thế năng ở vị trí li độ cực đại.
D. động năng ở vị trí cân bằng.
1.9 Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 6cos(4πt)cm, biên độ dao động của vật là :
A. A = 4cm.
B. A = 6cm.
C. A = 4m.
D. A = 6m.
1.10 Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 5cos(2πt)cm, chu kỳ dao động của
chất điểm là
A. T = 1s.
B. T = 2s.
C. T = 0,5s.
D. T = 1Hz.
1.11 Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hoà là không đúng?
A. Động năng và thế năng biến đổi điều hoà cùng chu kỳ.
B. Động năng biến đổi điều hoà cùng chu kỳ với vận tốc.
C. Thế năng biến đổi điều hoà với tần số gấp 2 lần tần số của li độ.
D. Tổng động năng và thế năng không phụ thuộc vào thời gian.
1.12 Phát biểu nào sau đây về mối quan hệ giữa li độ, vận tốc, gia tốc là đúng?
A. Trong dao động điều hoà vận tốc và li độ luôn cùng chiều.
B. Trong dao động điều hoà vận tốc và gia tốc luôn ngược chiều.
C. Trong dao động điều hoà gia tốc và li độ luôn ngược chiều.
D. Trong dao động điều hoà gia tốc và li độ luôn cùng chiều.
1.13 Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hoà là không đúng?
A. Động năng đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua VTCB.
B. Động năng đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.
C. Thế năng đạt giá trị cực đại khi gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu.
D. Thế năng đạt giá trị cực tiểu khi gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu.
1.14 Động năng của dao động điều hoà
A. biến đổi theo thời gian dưới dạng hàm số sin.
B. biến đổi tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ T/2.
C. biến đổi tuần hoàn với chu kỳ T.
D. không biến đổi theo thời gian.
1. 15 Con lắc lò xo dao động điều hoà, khi tăng khối lượng của vật lên 4 lần thì tần số dao động
của vật
A. tăng lên 4 lần.
B. giảm đi 4 lần.
C. tăng lên 2 lần.
D. giảm đi 2 lần.
1.16 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Tần số của dao động cưỡng bức luôn bằng tần số của dao động riêng.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 7
B. Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức.
C. Chu kỳ của dao động cưỡng bức không bằng chu kỳ của dao động riêng.
D. Chu kỳ của dao động cưỡng bức bằng chu kỳ của lực cưỡng bức.
1.17 Nhận xét nào sau đây về biên độ dao động tổng hợp là không đúng?
Dao động tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số
A. có biên độ phụ thuộc vào biên độ của dao động hợp thành thứ nhất.
B. có biên độ phụ thuộc vào biên độ của dao động hợp thành thứ hai.
C. có biên độ phụ thuộc vào tần số chung của hai dao động hợp thành.
D. có biên độ phụ thuộc vào độ lệch pha giữa hai dao động hợp thành.
1.18 Nhận xét nào sau đây là không đúng?
A. Dao động tắt dần càng nhanh nếu lực cản của môi trường càng lớn.
B. Dao động duy trì có chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của con lắc.
C. Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.
D. Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào tần số lực cưỡng bức.
1.19 Nguyên nhân gây ra dao động tắt dần của con lắc đơn dao động trong không khí là
A. do trọng lực tác dụng lên vật.
B. do lực căng của dây treo.
C. do lực cản của môi trường.
D. do dây treo có khối lượng đáng kể.
1.20 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng là tần số góc lực cưỡng bức bằng tần số góc dao
động riêng.
B. Điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng là tần số lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng.
C. Điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng là chu kỳ lực cưỡng bức bằng chu kỳ dao động
riêng.
D. Điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng là biên độ lực cưỡng bức bằng biên độ dao động
riêng.
1.21* Một chất điểm khối lượng m = 100g, dao động điều điều hoà dọc theo trục Ox với phương
trình x = 4cos(2t)cm. Cơ năng trong dao động điều hoà của chất điểm là
A. E = 3200J.
B. E = 3,2J.
C. E = 0,32J.
D. E = 0,32mJ.
1.22 Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 4.cos10πt (cm,s).
a. Hãy xác định biên độ, tần số góc, tần số, chu kì của dao động.
b. Tính li độ của chất điểm khi pha dao động bằng 30
0
.
1.23 Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 5.cos(πt + π/2) (cm,s). Hãy xác định
li độ, vận tốc, gia tốc của chất điểm tại thời điểm t = 2 s.
1.24 Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục Ox với chu kì T = 2 s, chất điểm vạch ra một
quỹ đạo có độ dài S = 12 cm.
a. Hãy viết phương trình dao động của chất điểm, chọn gốc thời gian là lúc chất điểm chuyển động
qua vịt trí cân bằng theo chiều dương.
b. Chất điểm chuyển động qua vị trí x = 3 cm vào những thời điểm nào?
c. Xác định vận tốc và gia tốc của chất điểm khi chất điểm chuyển động qua vị trí có li độ x = 6
cm.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 8
1.25* Một con lắc lò xo dọc gồm một lò xo có độ cứng k = 100 N/m, vật m = 100g, dao động theo
phương thẳng đứng. Lấy g = 10 m/s
2
, bỏ qua mọi ma sát. Đưa vật đến vị trí lò xo không bị biến
dạng rồi thả nhẹ.
a. Viết phương trình dao động của con lắc, chọn gốc thời gian là lúc thả vật.
b. Tìm lực đàn hồi cực đại, cực tiểu của lò xo tác dụng lên vật nặng.
1.26 Một con lắc lò xo gồm vật m = 100g và lò xo có độ cứng k, dao động điều hoà, trong khoảng
thời gian 30 s nó thực hiện được 20 lần dao động toàn phần.
a. Hãy xác định độ cứng của lò xo.
b. Nếu thay vật m nói trên bằng vật m
1
= 200 g thì chu kì dao động của m
1
là bao nhiêu?
c. Hãy trình bày cách xác định khối lượng của một vật bằng con lắc lò xo.
1.27* Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 40 N/m và vật m = 100g. Người ta kéo con lắc
lệch khỏi vị trí cân bằng một đoạn 4 cm rồi thả nhẹ.
a. Xác định vận tốc cực đại của vật m.
b. Tính cơ năng trong dao động của con lắc.
c. Xác định khoảng thời gian ngắn nhất để vật m chuyển động từ vị trí cân bằng đến vị trí có li độ
2 cm.
1.28* Khi gắn vật m
1
vào lò xo k thì con lắc dao động với chu kì T
1
= 0,8 s. Khi gắn vật m
2
vào lò
xo k nói trên thì con lắc dao động với chu kì T
2
= 0,6 s. Hỏi khi gắn đồng thời m
1
và m
2
vào lò xo
k thì con lắc dao động với chu kì bằng bao nhiêu?
1.29 Con lắc đơn tại Hà Nội dao động với chu kì 2 s. Hãy tính
a. Chiều dài của con lắc.
b. Chu kì của con lắc đó tại Thành phố Hồ Chí Minh.
Biết gia tốc trọng trường tại Hà Nội là 9,7926 m/s
2
và tại Thành phố Hồ Chí Minh là 9,7867 m/s
2
.
1.30 Hãy trình bày cách đo gia tốc trọng trường tại một điểm trên mặt đất bằng con lắc đơn.
1.31 Hãy xác định cơ năng của con lắc đơn dài l = 2 m, dao động điều hoà tại nơi có gia tốc trọng
trường g = 9,81 m/s
2
. Biên độ góc α
0
= 4
0
, khối lượng của vật là m = 100 g.
1.32* Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi được 50 cm. Chu kì dao động
riêng của nước trong xô là 1 s. Người đó đi với vận tốc bằng bao nhiêu thì nước trong xô bị sóng
sánh mạnh nhất.
1.33* Tìm phương trình dao động tổng hợp của hai dao động điều hoà sau: x
1
= 3cos(10πt) cm và
x
1
= 4sin(10πt) cm bằng phương pháp giản đồ vectơ quay. Không dùng phương pháp giản đồ
vectơ quay có thể xác định được phương trình dao động tổng hợp hay không? Nếu có hãy trình
bày phương pháp đó.
4. Câu hỏi và bài tập ôn tập chương I.
1.34 Phát biểu nào sau đây với con lắc đơn dao động điều hoà là không đúng?
A. Động năng tỉ lệ với bình phương tốc độ góc của vật.
B. Thế năng tỉ lệ với bình phương tốc độ góc của vật.
C. Thế năng tỉ lệ với bình phương li độ góc của vật.
D. Cơ năng không đổi theo thời gian và tỉ lệ với bình phương biên độ góc.
1.35 Trong dao động điều hoà
A. gia tốc biến đổi điều hoà cùng pha so với vận tốc.
B. gia tốc biến đổi điều hoà ngược pha so với vận tốc.
C. gia tốc biến đổi điều hoà sớm pha π/2 so với vận tốc.
D. gia tốc biến đổi điều hoà chậm pha π/2 so với vận tốc.
1.36 Một con lắc lò xo dọc gồm một lò xo có độ cứng 24 N/m và một quả cầu nhỏ khối lượng 180
g. Kéo quả cầu ra khỏi vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng xuống dưới một đoạn 3 cm, rồi thả
không vận tốc ban đầu. Lấy g = 10 m/s
2
.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 9
a. Chứng minh vật m dao động điều hoà, xác định chu kì dao động của vật.
b. Viết phương trình dao động của vật, chọn trục toạ độ 0x có gốc 0 trùng vị trí cân bằng của vật,
hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới, gốc thời gian là lúc thả vật.
c. Tính lực đàn hồi cực đại, cực tiểu của lò xo.
1.37* Một con lắc gồm một vật nặng, khối lượng m = 200g và
một lò xo lí tưởng, có độ dài tự nhiên l
0
= 12 cm, độ cứng k =
49 N/m. Cho con lắc dao động trên mặt phẳng nghiêng góc α
= 30
0
so với mặt phẳng ngang (HV). Lấy g = 9,8 m/s
2
, bỏ qua
mọi ma sát.
a. Xác định chiều dài của lò xo khi m ở vị trí cân bằng.
b. Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng theo phương mặt phẳng nghiêng một đoạn 3cm, rồi thả nhẹ.
Chứng minh vật dao động điều hoà, viết phương trình dao động của vật, chọn trục toạ độ có
phương song song với mặt phẳng nghiêng, chiều từ trên xuống, gốc 0 là vị trí cân bằng của vật,
gốc thời gian là lúc thả vật.
1.38 Một vật khối lượng 200g, được treo vào một lò xo khối lượng không đáng kể. Vật dao động
điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số 2,5 Hz. Trong khi dao động chiều dài của lò xo biến
thiên từ 20 cm đến 24 cm. Lấy g = 10 m/s
2
.
a. Viết phương trình dao động của vật, chọn trục toạ độ 0 x có gốc 0 trùng vị trí cân bằng của vật,
hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới, gốc thời gian là lúc vật ở vị trí cao nhất.
b. Viết biểu thức vận tốc, gia tốc của vật. Tính vận tốc, gia tốc cực đại, cực tiểu của vật.
c. Viết biểu thức lực đàn hồi của lò xo.
d. Tính chiều dài tự nhiên của lò xo.
1.39 Một con lắc lò xo ngang dao động điều hoà với biên độ 10 cm. Vật có vận tốc cực đại 1,2 m/s
và cơ năng 1 J. Hãy xác định:
a. Độ cứng của lò xo.
b. Khối lượng của vật.
c. Tần số dao động.
1.40* Tính chu kì dao động của con lắc đơn có chiều dài 1,5 m treo trên trần của một thanh máy
trong hai trường hợp sau:
a. Thang máy chuyển động nhanh dần đều lên trên với gia tốc 2 m/s
2
.
b. Thang máy chuyển động chậm dần đều lên trên với gia tốc 2 m/s
2
.
1.41** Một con lắc đơn gồm một quả cầu kim loại nhỏ, khối lượng 1 g, tích điện +5,66.10
-7
C,
được treo trên một dây mảnh cách điện dài 1,4 m. Con lắc được đặt trong một điện trường đều có
phương ngang, độ lớn 10
4
V, tại nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s
2
.
a. Xác định vị trí cân bằng của vật.
b. Cho con lắc dao động với biên độ nhỏ quanh vị trí cân bằng. Tính chu kì dao động của quả cầu.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 10
k
m
α
Chương II: Sóng cơ và sóng âm.
1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng và kiến thức trọng tâm.
1.1 Chuẩn kiến thức, kĩ năng.
Chủ đề Mức độ cần đạt Ghi chú
2. Sóng cơ
a) Khái niệm
sóng cơ. Sóng
ngang. Sóng
dọc
b) Các đặc
trưng của
sóng: tốc độ
truyền sóng,
bước sóng, tần
số sóng, biên
độ sóng, năng
lượng sóng
c) Phương
trình sóng
d) Sóng âm.
Độ cao của
âm. Âm sắc.
Cường độ âm.
Mức cường độ
âm. Độ to của
âm
e) Giao thoa
của hai
sóng cơ.
Sóng
dừng.
Cộng
hưởng âm
Kiến thức
- Phát biểu được các định nghĩa về sóng cơ, sóng dọc,
sóng ngang và nêu được ví dụ về sóng dọc, sóng ngang.
- Phát biểu được các định nghĩa về tốc độ sóng, bước
sóng, tần số sóng, biên độ sóng và năng lượng sóng.
- Nêu được sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm là gì.
- Nêu được cường độ âm và mức cường độ âm là gì và
đơn vị đo mức cường độ âm.
- Nêu được ví dụ để minh hoạ cho khái niệm âm sắc.
Trình bày được sơ lược về âm cơ bản, các hoạ âm.
- Nêu được các đặc trưng sinh lí (độ cao, độ to và âm
sắc) và các đặc trưng vật lí (tần số, mức cường độ âm và
các hoạ âm) của âm.
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước
và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai
sóng.
- Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và
nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó.
- Nêu được tác dụng của hộp cộng hưởng âm.
- Mức cường độ
âm là:
L (dB) = 10lg
o
I
I
.
- Không yêu cầu
học sinh dùng
phương trình
sóng để giải
thích hiện tượng
sóng dừng.
Kĩ năng
- Viết được phương trình sóng.
- Giải được các bài toán đơn giản về giao thoa và sóng
dừng.
- Giải thích được sơ lược hiện tượng sóng dừng trên một
sợi dây.
- Xác định được bước sóng hoặc tốc độ truyền âm bằng
phương pháp sóng dừng.
1.2 Kiến thức trọng tâm.
1. Sóng cơ học. Phương trình sóng.
- Sóng cơ học là quá trình lan truyền dao động cơ học trong một môi trường liên tục.
- Các đại lượng đặc trưng cho sóng: Chu kì T, tần số f , vận tốc sóng v, bước sóng λ.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 11
- Phương trình sóng : Phương trình dao động của tâm sóng s
A
= a.cos(ωt + φ), phương trình dao
động của một điểm M cách tâm sóng A một khoảng x là s
M
= a.cos2π
λ
−
x
T
t
.
2. Hiện tượng giao thoa sóng.
- Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai hay nhiều sóng kết hợp tăng cường hoặc triệt tiêu lẫn
nhau tuỳ thuộc vào hiệu đường đi của chúng.
- Điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa là hai sóng phải là hai sóng kết hợp.
- Hai sóng kết hợp là hai sóng được gây ra bởi hai nguồn có cùng tần số, cùng pha hoặc lệch pha
nhau một góc không đổi.
- Vị trí các điểm dao động với biên độ cực đại : δ = d
2
– d
1
= k.λ
Vị trí các điểm dao động với biên độ cực tiểu: δ = d
2
– d
1
= (2k + 1).λ/2
- Trường hợp đặc biệt của giao thoa sóng là sóng dừng: Khoảng cách giữa hai bụng sóng liền kề là
λ/2. Khoảng cách giữa hai nút sóng liền kề là λ/2. Khoảng cách giữa một bụng sóng và một nút
sóng liền kề là λ/4.
- Hiện tượng giao thoa là một tính chất đặc trưng của sóng.
3. Sóng âm.
- Sóng âm là sóng cơ học có tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz.
- Sóng âm có đầy đủ các tính chất vật lí của sóng cơ học, thường dùng nhất là áp suất âm thanh và
cường độ âm.
- Tính chất sinh lí của âm là độ cao, độ to và âm sắc.
2. Hướng dẫn, lời giải, đáp án Câu hỏi và bài tập trong SGK.
Bài 7: Sóng và sự truyền sóng.
C1. Ta trông thấy các gợn sóng tròn, đồng tâm O, lan rộng dần.
C2. Được, nhưng đầu dưới của dây được tự do nên đầu dưới cung dao động như mọi điểm của
dây, còn thí nghiệm hình 7.2 SGK thì điểm P bị giữ cố định, nên không dao động.
Câu hỏi:
1. Dao động có thể lan truyền hoặc không, khi dao động lan truyền thì nó trở thành sóng.
2. Phương dao động của các phần tử môi trường: Sóng ngang có phương dao động của các phần tử
vuông góc với phương truyền sóng, còn sóng dọc có phương dao động của các phần tử song song
với phương truyền sóng.
3. Kéo dây căng mạnh hơn thì biến dạng lan truyền nhanh hơn.
4. Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì.
Vận tốc truyền sóng phụ thuộc môi trường truyền sóng, mà λ = v.T nên bước sóng cũng phụ thuộc
vào môi trường.
5. Vì li độ là hàm tuần hoàn của hai biến số độc lập t và x là s = Acos2π(t/T – x/λ).
6. Chỉ cần dật mạnh đầu dây một cái theo phương ngang (vuông góc với tay co gầu) rồi chờ cho
xung động của dây truyền xuống tới gàu thì gàu sẽ lật. Không nên lắc đi, lắc lại đầu dây.
Bài tập:
7. Chọn A.
8. Chọn C.
9. Vận tốc truyền sóng là v = 50cm/s.
Hướng dẫn: Ta có 2λ
1
= 14,3 – 12,4 = 1,9 cm ; 2 λ
2
= 16,35 – 14,3 = 2,05cm ; 2λ
3
= 18,3 – 16,35 =
1,95 cm; 2λ
4
= 20,45 – 18,3 = 2,15 cm.
λ
=
4
4321
λλλλ
+++
≈
1cm, với f = 50Hz ta được v =
λ
.f = 1.50 = 50cm/s
10. Vận tốc truyền sóng là v = 20 cm/s
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 12
Hướng dẫn: λ =
10
2
= 0,2 cm; v = λf = 0,2.100 = 20 cm/s.
Bài 8: Sự giao thoa sóng.
C1. Biên độ sóng là A = a
2
Vì tại đó hai sóng tổng hợp vuông pha nhau.
Câu hỏi:
1. Hiện tượng giao thoa và hiện tượng nhiễu xạ.
2. Ta cần chứng minh rằng hiện tượng vật lý đó có một trong hai khả năng : hoặc giao thoa hoặc
nhiễu xạ.
3. Không, vì theo định nghĩa chỉ cần chúng có cùng tần số và hiệu pha không đổi theo thời gian.
4. Hiệu pha giữa chúng phải bằng 2kπ, ( k = 0,±1, ±2, ….)
5. Hiệu pha giữa chúng phải bằng (2k + 1)π, ( k = 0,±1, ±2, ….)
6. a =
π+++
)1k2cos(aa2aa
21
2
2
2
1
= | a
1
–a
2
|; do hai dao động ngược pha.
Bài tập:
7. Chọn D.
8. Chọn B.
9. i
≈
0,625cm
Ta có i =
8
5
40.2
50
f2
V
2
===
λ
10. Vận tốc truyền sóng là v = 0,25m/s.
S
1
, S
2
là hai nút, giữa S
1
, S
2
có 10 nút khác, vậy khoảng cách S
1
S
2
là 10 + 1 khoảng giữa hai nút.
Khoảng cách giữa hai nút bằng một nửa bước sóng là
i =
1
11
11
11
ss
2
21
===
λ
cm do đó λ = 2cm.
Vận tốc truyền sóng là v = f.λ = 26.2 = 52cm/s.
Bài 9: Sự phản xạ của sóng. Sóng dừng.
C1. Vật cản ở đây là điểm gắn cố định sợi dây.
C2. Vật cản ở đây là điểm đầu P của sợi dây tự do nó ngăn không cho sóng truyền tiếp theo chiều
đó.
Câu hỏi:
1. Phản xạ đổi dấu là phản xạ trong đó, li độ của sóng phản xạ tại mỗi điểm thì bằng và trái dấu
với li độ của sóng tới, sau cùng một lộ trình.
Trong phản xạ không đổi dấu, li độ của sóng phản xạ bằng và cùng dấu với li độ của sóng tới
2. Phản xạ đổi dấu xảy ra khi sóng phản xạ trên một vật cản cố định.
Phản xạ không đổi dấu khi vật cản di động được.
3. Sóng dừng được tạo thành do sự dao thoa của sóng phản xạ với sóng tới.
4. Nút dao động trong một hệ sóng dừng là điểm, tại đó dao động tổng hợp của sóng tới và sóng
phản xạ có bên độ cực tiểu (hoặc bằng không, nếu sóng phản xạ có biên độ bằng sóng tới)
Bụng dao động (trong hệ sóng dừng) là điểm tại đó, dao động tổng hợp (của sóng tới và sóng phản
xạ) có biên độ cực đại.
Khoảng cách giữa hai nút - hoặc hai bụng- liên tiếp bằng một nửa bước sóng; khoảng cách từ một
nút đến bụng gần nhất bằng một phần tư bước sóng.
5. Trong phản xạ đổi dấu, điểm phản xạ luôn luôn là một nút; còn trong phản xạ không đổi dấu,
điểm phản xạ luôn luôn là một bụng.
Bài tập:
6. Chọn C.
7. Chọn D.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 13
8. a. λ = 1,2m.
Dây dao động với một bụng sóng lên l = λ/2 hay λ = 2.l =2.0,6 = 1,2m
b. λ = 0,4m
Khi dao động với N bụng thì
N
l
=
2
'
λ
với N = 3 thì
3
2,1.2.2
==
N
l
λ
= 0,4m
9. f = 100Hz
Giữa bốn nút có ba bụng, tức là trên dây có ba nửa bước sóng nên
l =3
2
λ
hay
3
2l
=
λ
. Tần số dao động f =
λ
V
=
HZ
l
V
l
V
100
2,1.2
80.3
2
3
3
2
===
Bài 10: Tính chất vật lí của âm thanh.
C1 Vì âm còn truyền qua giá gắn chuông, bàn đặt chuông, và chuông thuỷ tinh, rồi qua không khí
ở ngoài chuông tới tai ta.
Có thể xác minh bằng cách đặt giá chuông lên một tấm nhựa xốp, mềm để chuông cách âm đối với
bàn. Nếu tấm nhựa cách âm tốt thì tai không nghe thấy gì nữa.
C2. Ta trông thấy tia chớp, khá lâu sau mới nghe thấy tiếng sấm.
Một người đánh tiếng trống rời rạc, đứng cách xa ta khoảng 100m thì thấy rõ từ lúc dùi đập vào
mặt trống đến lúc nghe thấy tiếng ‘tùng’ có một khoảng thời gian tuy ngắn nhưng rất rõ.
Câu hỏi:
1. Hai sóng có cùng bản chất, nhưng khác nhau về tần số.
2. Sóng âm là sóng dọc, nên mới truyền được qua không khí.
3. Nhạc âm có tần số xác định và thường kéo dài, tiếng động không có tần số xác định và không
kéo dài.
4. Nghe một dàn nhạc trình diễn, dù đứng gần hay đứng xa, đều không thấy có gì khác về giai
điệu, tuy bản nhạc có nhiều nốt nhạc tần số rất khác nhau.
5. Âm thanh truyền nhanh nhất trong môi trường rắn rồi đến môi trường lỏng cuối cùng là môi
trường khí
6. Áp suất âm thanh là độ biến thiên áp suất tại mỗi điểm của môi trường mà sóng âm truyền qua.
7. Đơn vị cường độ âm được đo bằng oát trên mét vuông ( kí hiệu : W/m
2
)
Bài tập:
8. Chọn C.
9. Chọn A.
10. Không nghe được .
Ta có f =
T
1
= 12,5Hz < 16 Hz là sóng hạ âm lên không nghe thấy.
11. Ta có λ =
6
10
331
f
V
=
= 0,331mm ; λ
’
mm5,1
10
1500
f
V
6
===
.
12. v = 341 m/s.
a. Loại trừ ảnh hưởng của gió
b. v =
879,340
6,54
18612
=
m/s
≈
341 m/s.
13. V
g
= 3194m/s
31943,3194
5,2.34025,951
25,951.340
t.Vl
l.V
V
V
l
V
l
t
o
o
g
g0
≈=
−
=
∆−
=⇒−=∆
m/s
Bài 11: Tính chất sinh lí của âm thanh.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 14
C1. Có; nếu âm có tần số quá thấp (dưới 100
÷
200Hz) hoặc quá cao (trên 5000
÷
6000Hz) còn
âm kia có tần số trung bình (500
÷
2000Hz).
C2. Có, vì chỉ cần nghe bước chân là ta nhận ra ngay người đang đi tới, và đi bằng gì, guốc hay
giày.
Nói chung tiếng động cũng có âm sắc.
Câu hỏi:
1. Theo tính chất sinh lí của âm.
2. Có ba tính chất sinh lí của âm, đó là độ cao, độ to và âm sắc
3. Độ cao của âm mà tính chất mà ta thường đánh giá bằng các tính từ: trầm, bổng,thấp, cao… Độ
cao của một âm được đặc trưng bằng tần số của nó.
4. Độ to của âm được đặc trưng bằng mức cường độ của nó. Đơn vị đo mức cường độ âm là ben
và đêxiben.
5. Âm sắc là tính chất của âm giúp ta phân biệt hai âm có cùng độ cao, độ to, do hai nguồn khác
nhau phát ra.
6. Không, vì hai âm có thể khác nhau về cả ba tính chất sinh lý.
Bài tập:
7. Chọn C.
8. Chọn C.
9. Chọn C.
10. L =86dB
Sóng âm là sóng cầu, công suất của âm phát đi từ nguồn được phân phối đều trên diện tích mặt cầu
bán kính R = 10m
Vậy cường độ âm tại M là
I =
4
22
10.4
10.14,3.4
5,0
R4
P
−
==
π
W/m
2
Mức cường độ âm tại đó là
L = 10lg
0
I
I
= 10lg
12
4
10
10.4
−
−
≈
86dB
11.
L
1
= 10dB = 1B do đó I
1
= 10I
0
= 10
-11
W/m
L
2
= 2B do đó I
2
= 100I
0
= 10
-10
W/m
L
3
= 4B do đó I
3
= 10
4
I
0
= 10
-8
W/m
L
4
= 6B do đó I
4
= 10
6
I
0
= 10
-6
W/m
L
5
= 8B do đó I
5
= 10
8
I
0
= 10
-4
W/m
L
6
= 13B do đó I
6
= 10
13
I
0
= 10W/m
12. L = 10lg
0
I
I
=1 do đó lg
0
I
I
= 0,1 và
0
I
I
= 1,26
3. Câu hỏi và bài tập vận dụng, bám sát chuẩn kiến thức, kĩ năng.
2.1 Phát biểu nào sau đây không đúng với sóng cơ học?
A. Sóng cơ học có thể lan truyền được trong môi trường chất rắn.
B. Sóng cơ học có thể lan truyền được trong môi trường chất lỏng.
C. Sóng cơ học có thể lan truyền được trong môi trường chất khí.
D. Sóng cơ học có thể lan truyền được trong môi trường chân không.
2.2 Phát biểu nào sau đây về sóng cơ học là không đúng?
A. Sóng cơ học là quá trình lan truyền dao động cơ học trong một môi trường liên tục.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 15
B. Sóng ngang là sóng có các phần tử dao động theo phương ngang.
C. Sóng dọc là sóng có các phần tử dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.
D. Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kỳ.
2.3 Phát biểu nào sau đây về đại lượng đặc trưng của sóng cơ học là không đúng?
A. Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động.
B. Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động.
C. Vận tốc của sóng chính bằng vận tốc dao động của các phần tử dao động.
D. Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kỳ.
2.4 Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào
A. năng lượng sóng.
B. tần số dao động.
C. môi trường truyền sóng.
D. bước sóng
2.5 Cho một sóng ngang có phương trình sóng là
mm
xt
u )
501,0
(2sin8
−=
π
, trong đó x tính bằng
cm, t tính bằng giây. Bước sóng là
A. λ= 0,1m.
B. λ = 50cm.
C. λ = 8mm.
D. λ = 1m.
2.6 Một sóng cơ học có tần số f = 1000Hz lan truyền trong không khí. Sóng đó được gọi là :
A. sóng siêu âm.
B. sóng âm.
C. sóng hạ âm.
D. chưa đủ điều kiện để kết luận.
2.7 Sóng cơ học lan truyền trong không khí với cường độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ được sóng
cơ học nào sau đây?
A. Sóng cơ học có tần số 10Hz.
B. Sóng cơ học có tần số 30kHz.
C. Sóng cơ học có chu kỳ 2,0μs.
D. Sóng cơ học có chu kỳ 2,0ms.
2.8 Vận tốc âm trong môi trường nào sau đây là lớn nhất?
A. Môi trường không khí loãng.
B. Môi trường không khí.
C. Môi trường nước nguyên chất.
D. Môi trường chất rắn.
2.9 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng chuyển động ngược chiều nhau.
B. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai dao động cùng chiều, cùng pha gặp nhau.
C. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha,
cùng biên độ.
D. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng tần số,
cùng pha.
2.10 Khi sóng âm truyền từ không khí vào nước, bước sóng thay đổi bao nhiêu lần? Cho biết vận
tốc âm trong nước là 1550 m/s, trong không khí là 330 m/s.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 16
2.11* Một người quan sát một chiếc phao trên mặt nước thấy nó nhô lên cao 10 lần trong khoảng
thời gian 36 s, và đo được khoảng cách giữa hai đỉnh sóng lân cận là 10 m. Tính vận tốc truyền
sóng trên mặt nước.
2.12 Một nguồn âm có tần số 680 Hz, đặt trong không khí, vận tốc truyền âm là 340 m/s. Hãy xác
định:
a. Độ lệch pha dao động giữa hai điểm cách nguồn âm lần lượt là 10 m và 12 m.
b. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động cùng pha, ngược pha.
2.13 Một người đứng ở gần chân núi bắn một phát súng, và sau 6,5 s thì nghe thấy tiếng vang từ
vách núi vọng lại. Tính khoảng cách từ người đó tới vách núi, biết vận tốc âm trong không khí là
340 m/s.
2.14* Một sóng ngang lan truyền từ O theo phương y với vận tốc sóng v = 40cm/s. Năng lượng
sóng bảo toàn khi truyền đi. Dao động tại O có dạng: x = 4cos(πt/2)cm.
a. Xác định chu kỳ T và bước sóng λ.
b. Viết phương trình dao động tại điểm M trên phương truyền sóng cách O một đoạn bằng d. Hãy
xác định d để dao động tại M cùng pha với dao động tại O?
c. Biết li độ dao động tại M ở thời điểm t là 3cm. Hãy xác định li độ dao động tại đó sau 6s?
2.15 Một sợi dây AB =20 cm, có đầu B gắn chặt và đầu A gắn vào một nhánh âm thoa có tần số
rung f = 10 Hz. Khi âm thoa dao động, ta quan sát thấy trên AB có sóng dừng với 4 bụng sóng, B
là một nút sóng, A ngay sát một nút sóng. Hãy xác định:
a. Bước sóng truyền trên dây.
b. Vận tốc truyền sóng trên dây.
2.16* Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn S
1
và S
2
cách nhau 8cm, dao động với
tần số 20Hz. Một điểm M trên mặt nước, cách S
1
25cm và cách S
2
20,5cm, dao động với biên độ
cực đại. Giữa M và đường trung trực của S
1
S
2
có hai vân giao thoa cực đại.
a. Tính vận tốc truyền sóng.
b. Tìm số điểm dao động cực đại và số điểm dao động cực tiểu trên S
1
S
2
.
2.17 Tại một điểm A cách xa một nguồn âm N (coi như một nguồn điểm, đẳng hướng) một
khoảng NA = 1 m, mức cường độ âm là L
A
= 90 dB. Biết ngưỡng nghe của âm đó là I
0
= 10
-10
W/m
2
. Coi như môi trường hoàn toàn không hấp thụ âm.
a. Tính cường độ âm I
A
của âm đó tại A.
b. Tính cường độ và mức cường độ của âm đó tại B nằm trên đường NA và cách N một khoảng
NB = 10 m.
c. Tính công suất của nguồn N.
4. Câu hỏi và bài tập ôn tập chương II
2.18 Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm
trên đường nối hai tâm sóng bằng :
A. hai lần bước sóng.
B. một bước sóng.
C. một nửa bước sóng.
D. một phần tư bước sóng.
2.19 Hiện tượng sóng dừng trên dây đàn hồi, khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp bằng :
A. hai lần bước sóng.
B. một bước sóng.
C. một nửa bước sóng.
D. một phần tư bước sóng.
2.20 Dây AB căng nằm ngang dài 2m, hai đầu A và B cố định, tạo một sóng dừng trên dây với tần
số 50Hz, trên đoạn AB thấy có 5 nút sóng. Vận tốc truyền sóng trên dây là
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 17
A. v = 100m/s.
B. v = 50m/s.
C. v = 25cm/s.
D. v = 12,5cm/s.
2.21 Một sợi dây đàn hồi dài 60cm, được rung với tần số 50Hz, trên dây tạo thành một sóng dừng
ổn định với 4 bụng sóng, hai đầu là hai nút sóng. Vận tốc sóng trên dây là
A. v = 60cm/s.
B. v = 75cm/s.
C. v = 12m/s.
D. v = 15m/s.
2.22Mức cường độ âm do một nguồn S gây ra tại một điểm M là L, cho S tiến lại gần M một đoạn
62 m thì mức cường độ âm tăng thêm 7 dB.
a. Tính khoảng cách SM khi S chưa dịch chuyển.
b. Biết cường độ âm tại M là 73 dB, ngưỡng nghe của âm đó là I
0
= 10
-10
W/m
2
. Hãy tính công suất
của nguồn âm.
2.23 Trên mặt chất lỏng có hai tâm dao động S
1
, S
2
dao động theo phương trình u = a.cos100πt.
Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là 0,8 m/s. Biết khoảng cách S
1
S
2
= 12 cm.
a. Xác định số điểm dao động với biên độ cự đại trên đoạn S
1
S
2
.
b. Viết biểu thức của điểm M nằm trên đường trung trực của S
1
S
2
và cách S
1
một khoảng 8 cm.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 18
Chương III: Dòng điện xoay chiều.
1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng và kiến thức trọng tâm.
1.1 Chuẩn kiến thức, kĩ năng.
Chủ đề Mức độ cần đạt Ghi chú
3. Dòng điện
xoay chiều
a) Dòng điện
xoay chiều.
Điện áp xoay
chiều. Các giá
trị hiệu dụng
của dòng điện
xoay chiều
b) Định luật
Ôm đối với
mạch điện
xoay chiều có
R, L, C mắc
nối tiếp.
c) Công suất
của dòng điện
xoay chiều.
Hệ số công
suất.
Kiến thức
- Viết được biểu thức của cường độ dòng điện và điện áp
tức thời.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính
giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện, của điện
áp.
- Viết được các công thức tính cảm kháng, dung kháng và
tổng trở của đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp và
nêu được đơn vị đo các đại lượng này.
- Viết được các hệ thức của định luật Ôm đối với đoạn
mạch RLC nối tiếp (đối với giá trị hiệu dụng và độ
lệch pha).
- Viết được công thức tính công suất điện và tính hệ số
công suất của đoạn mạch RLC nối tiếp.
- Nêu được lí do tại sao cần phải tăng hệ số công suất ở
nơi tiêu thụ điện.
- Nêu được những đặc điểm của đoạn mạch RLC nối tiếp
khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện.
- Gọi tắt là đoạn
mạch RLC nối
tiếp.
- Định luật Ôm
đối với đoạn
mạch RLC nối
tiếp biểu thị mối
quan hệ giữa i
và u.
Kĩ năng
- Vẽ được giản đồ Frênen cho đoạn mạch RLC nối tiếp.
- Giải được các bài tập đối với đoạn mạch RLC nối tiếp.
- Giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát
điện xoay chiều, động cơ điện xoay chiều ba pha và
máy biến áp.
- Tiến hành được thí nghiệm để khảo sát đoạn mạch RLC
nối tiếp.
1.2 Kiến thức trọng tâm.
1. Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều nhỏ hơn các giá trị biên độ tương ứng
2
lần:
2
0
E
E =
;
2
0
U
U
=
;
2
0
I
I
=
2. Các giá trị tức thời:
- Hiệu điện thế xoay chiều là hiệu điện thế biến đổi điều hoà theo thời gian:
u = U
0
sin(ωt + φ)
- Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian:
i = I
0
sinωt
- Các mạch điện sơ cấp:
+ Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần biến đổi cùng pha so với
cường độ dòng điện trong mạch. (φ = 0)
+ Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch chỉ chứa tụ điện biến đổi chậm pha π/2 so với
cường độ dòng điện trong mạch.(φ = - π/2)
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 19
+ Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm biến đổi sớm pha π/2 so với
cường độ dòng điện trong mạch.(φ = + π/2)
3. Công thức dùng cho một đoạn mạch xoay chiều bất kỳ:
- Công suất toả nhiệt: P
R
= RI
2
.
- Công suất tiêu thụ: P = UIcosφ.
- Công thức định luật Ôm:
Z
U
I
=
4. Các công thức dùng cho đoạn mạch RLC nối tiếp:
- Hiệu điện thế hiệu dụng:
2
CL
2
R
)UU(U U
−+=
.
- Tổng trở:
2
CL
2
)ZZ(R Z
−+=
.
- Độ lệch pha giữa hiệu điện thế u đối với cường độ dòng điện i:
R
ZZ
tg
CL
−
=ϕ
- Hệ số công suất:
Z
R
cos
=ϕ
.
- Điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện:
C
1
L
ω
=ω
.
5. Máy biến thế và truyền tải điện năng.
- Máy biến thế là thiết bị làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để tăng hoặc giảm
hiệu điện thế xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó. Nếu điện trở của các cuộn dây có
thể bỏ qua thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây:
2
1
2
1
n
n
U
U
=
.
Nếu điện năng hao phí của máy biến thế không đáng kể thì cường độ dòng điện qua mỗi cuộn dây
tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn:
1
2
2
1
U
U
I
I
=
.
- Ứng dụng của máy biến thế: Truyền tải điện năng.
6. Máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha kiểu cảm ứng.
- Các máy phát điện xoay chiều hoạt động nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ và đều có hai bộ phận
chính là phần ứng và phần cảm. Suất điện động của máy phát điện được xác định theo định luật
cảm ứng điện từ:
dt
d
e
Φ
−=
.
- Tần số của dòng điện xoay chiều: f = p.n
- Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều một pha, gây ra bởi ba suất
điện động cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch nhau về pha là
3
2
π
.
7. Động cơ không đồng bộ.
Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và
tác dụng của từ trường quay.
8. Hai cách tạo ta dòng điện một chiều:
- Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
- Máy phát điện một chiều kiểu cảm ứng.
2. Hướng dẫn, lời giải, đáp án Câu hỏi và bài tập trong SGK.
Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều.
C1. Dòng điện chạy theo một chiều với cường độ không đổi.
C2.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 20
a. I
Max
= 5A, ω = 100π rad/s, T = 0,02s, f = 50Hz, φ =
4
π
rad.
b. I
Max
= 2
2
A, ω = 100π rad/s, T = 0,02s, f = 50Hz, φ =
3
π
−
rad
c. I
Max
= 5
2
A, ω = 100π rad/s, T = 0,02s, f = 50Hz, φ =
π
rad
C3.
1. Đồ thị cắt trục hoành tại thời điểm
28
3
248
T
k
TT
k
TT
+=++
2. Khi t =
8
T
thì i = I
m
sin(ωt +
4
π
) = I
m.
Khi t = 0 thì i = I
m
sin(
4
π
) =
2
m
I
.
C4. Trong ống dây, từ thông biến thiên và đổi dấu một cách tuần hoàn theo t do đó xuất hiện dòng
điện cảm ứng biến thiên và đổi chiều tuần hoàn (xoay chiều) (nhưng không phải hình sin)
C5. Công suất trung bình là P (tính ra W). Điện năng tiêu thụ trong một giờ bằng P (Wh)
C6. U
Max
= U
2
= 220
2
= 311V
Câu hỏi:
1. a. Phương trình cường độ dòng điện i = I
m
cos(ωt + φ) trong đó i là cường độ dòng điện tức thời,
I
m
là cường độ dòng điện cực đại.
c. Cường độ dòng điện hiệu dụng có giá trị bằng giá trị cực đại chia cho
2
2. Quy định thống nhất tần số của dòng điện xoay chiều trong kỹ thuật vì khi đó các nhà máy sản
xuất điện mới có thể hoà vào cùng một mạng điện, việc sử dụng điện mới được thuận tiện.
Bài tập:
3. a. 0 ; b. 0 ; c. 0 ; d. 2 ; e. 0.
4. Trên bóng đèn có ghi 220 V – 100 W. Mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu
dụng U = 220 V.
a. Điện trở của bóng đèn: R = U
2
/P = 484 Ω.
b. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đèn là I = U/R = 0,455 A.
c. Điện năng tiêu thụ trong 1 h là 100 Wh.
5. Hai bóng đèn 220 V – 115 W, 220 V – 132 W mắc song song vào mạng điện 220 V.
a. Công suất tiêu thụ của mạch điện là P = 247 W.
b. Cường độ dòng điện cung cấp cho mạch là I = P/U = 1,12 A.
6. Trên một đèn có ghi 100 V – 100 W. Mạch điện sử dụng có U = 110 V. Khi đèn sáng bình
thường thì cường độ dòng điện qua đèn là I = P/U = 1 A, hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là
100 V. Cần mắc nối tiếp với đèn một điện trở R = U’/I = (110 – 100)/1 = 10 Ω.
7. Chọn C.
8. Chọn A.
9. Chọn D.
10. Chọn C.
Bài 13: Các đoạn mạch sơ cấp.
C1. Hiệu điện thế xoay chiều u = U
m
cosωt trong đó u là hiệu điện thế tức thời, U
m
là hiệu điện thế
cực đại, U =
2
U
m
là hiệu điện thế hiệu dụng.
C2. Cường độ dòng điện trong đoạn mạch tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và
tỉ lệ nghịch với điện trở của mạch điện.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 21
C3. Thực chất điện tích tự do không chuyển qua lớp điện môi của tụ điện. Tụ điện cho dòng điện
“đi qua” là nhờ cơ chế nạp – phóng điện của tụ điện.
C4. Đơn vị của Z
c
=
C
1
ω
: Ta có đơn vị của
C
1
ω
là 1 (s/F), dựa vào công thức C = Q/U suy ra 1
(F) = 1 (C/V) suy ra 1 (s/F) = 1 (V.s/C), dựa vào công thức I = Q/t có 1 (C/s) = 1 (A) suy ra 1 (s/F)
= 1 (V/A) = 1 (Ω).
C6. Đơn vị của Z
L
= ωL : Ta có đơn vị của ωL là 1 (H/s) dựa vào công thức e = L.ΔI/Δt ta có 1
(V) = 1 (H.A/s) suy ra 1 (H/s) = 1 (V/A) = 1 (Ω).
Câu hỏi:
1. Biểu thức định luật Ôm với đoạn mạch chỉ có tụ điện hoặc cuộn cảm là : I = U/Z
C
hoặc I =
U/Z
L
.
2. a. Với tụ điện cản trở dòng điện xoay chiều tần số thấp, làm cường độ dòng điện sớm pha hơn
hiệu điện thế một góc
2
π
b. Với cuộn cảm cản trở dòng điện xoay chiều tần số cao, làm cường độ dòng điện trễ pha hơn
hiệu điện thế một góc
2
π
Bài tập:
3. a. Z
c
=
I
U
=
Ω=
20
5
100
→ C =
F
2000
1
20.100
1
π
=
π
b. I
0
= I
2
= 5
2
(A)
Mạch chứa tụ điện nên cường độ dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế
2
π
→ i = 5
2
cos(100πt +
2
π
) (A)
4. a. L =
π
2,0
H. b. i = 5
2
cos(100πt -
2
π
) A.
Tương tự bài 3: Mạch chứa cuộn cảm nên cường độ dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế
2
π
5. Khi L
1
và L
2
mắc nối tiếp thì:
U = U
1
+ U
2
= -
dt
di
L
1
-
dt
di
L
2
U = -(L
1
+ L
2
)
dt
di
= - L
dt
di
với L = L
1
+ L
2
Suy ra : Z
l
= Lω = L
1
.ω+ L
2
.ω =
1
L
Z
+
2
L
Z
= (L
1
+ L
2
)ω
6. Khi tụ C
1
và C
2
mắc nối tiếp thì.
u = u
1
+ u
2
=
1
C
q
+
2
C
q
vì q
1
= q
2
=q, u =
C
q
với
C
1
=
1
1
C
+
2
1
C
suy ra Zc
=
ω
C
1
=
ω
1
1
C
+
ω
2
1
C
Zc =
2
C
Z
+
2
C
Z
7. Chọn D.
Ta có U =
2
max
U
và I = U. C.ω
8. Chọn D.
Tương tự câu 7
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 22
9. Chọn A.
U =
2
max
U
= 200V. Cảm kháng Z
L
=
I
U
=
Ω=
100
2
200
.
Bài 14: Tính toán mạch điện xoay chiều bằng phương pháp Fre-nen. Mạch R, L, C mắc nối
tiếp.
C1. Quy luật mắc nối tiếp giữa hai thiết bị điện liên tiếp có một điểm chung. Quy luật mắc song
song giữa hai thiết bị điện, nhóm thiết bị điện liên tiếp có hai điểm chung.
C2.
Chọn u làm mốc thì φ
u
= 0 khi đó :
+ u, i cùng pha φ
i
= 0 khi đó u,i cùng chiều
+ u trễ
2
π
so với i khi đó φ
i
=
2
π
+ u sớm
2
π
so với i khi đó φ
i
= -
2
π
Câu hỏi:
1. I =
( )
2
2
CL
ZZR
U
−+
2. 1 với e ; 2 với a ; 3 với c ; 4 với a ; 5 với c ; 6 với f ;
3. Cộng hưởng là biên độ cường độ dòng điện đạt giá trị cực đại khi Z
L
= Z
C
Đặc trưng của cộng hưởng là I đạt cực đại, u và i cùng pha, công suất toả nhiệt đạt cực đại.
Bài tập:
4.
Zc
=
ω
C
1
= 20Ω tổng trở Z =
2
2
C
ZR
+
= 20
2
Ω và I =
2
3
220
60
=
A
tanφ = -1 nên φ =
4
π
biểu thức cường độ dòng điện là i = 3cos(100πt +
4
π
) A.
5. Z
L
= 30Ω ; Z = 30
2
Ω
I =
2
4
230
120
=
A ; i = 4cos(100πt -
4
π
) A
6. Ta có U
2
=
2
R
U
+
2
C
U
suy ra U
R
=
2
2
C
ZU
−
= 60V
I =
R
U
R
=
30
60
= 2A và Z
C
=
Ω==
40
2
80
I
U
C
7. Z
L
= 40Ω; i =
2
cos(100πt -
4
π
) A
Ta có U
2
=
2
R
U
+
2
L
U
Với U
L
= 40V ; U =
2
80
= 40
2
V vậy U
R
=
V40ZU
2
L
2
=−
; I =
R
U
R
= 1A
tanφ = 1 suy ra φ =
4
π
rad
a. Z
L
= 40Ω
b. i =
2
cos(100πt -
4
π
) A
8. i = 4cos(100πt +
4
π
) A
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 23
Z
C
= 50Ω > Z
L
= 20Ω suy ra Z = 30
2
Ω; I =
2
4
A; tan(-φ) = 1 suy ra φ = -
4
π
rad
9. 2,4A; -37
0
; 96
2
V
Z
C
= 40Ω > Z
L
= 10Ω; Z =
Ω=+
503040
22
a. I =
A4,2
50
120
=
; tan(-φ) = 0,75 = tan37
0
b. U
AM
= I.
22
C
ZR
+
= 96
2
V
10. 100π rad/s ; i = 4
2
cos100π t (A)
Khi cộng hưởng thì Z
L
= Z
C
=
2
1
ω
suy ra ω = 100π rad/s
I =
R
U
=
A4
20
80
=
; i = 4
2
cos100π t (A)
11. Chon D.
Z =
( )
2
2
CL
ZZR
−+
= 40
2
Ω nên I =
Z
U
= 3
2
A ; tanφ = 1
12. Chọn D.
Có Z
C
= Z
L
cộng hưởng nên Z = R = 40Ω ; I =
R
U
= 3A ; φ
u
= φ
i
= 0
Bài 15: Điện năng tiêu thụ trong đoạn mạch xoay chiều. Hệ số công suất.
C1. Công thức điện năng A = UI, công suất tiêu thụ P = UI.
C2.
Mạch cosφ
Chỉ có điện trở thuần 1
Chỉ có tụ điện 0
Chỉ có cuộn cảm 0
Điện trở mắc nối tiếp với tụ điện
22
2
C
1
R
R
ω
+
Điện trở nối tiếp với cuộn cảm
222
LR
R
ω+
C3. Từ giản đồ vectơ
Ta có tanφ =
R
ZZ
CL
−
mặt khác 1 + (tanφ)
2
=
ϕ
2
cos
1
từ đó suy ra cosφ =
Z
R
Lại có tanφ =
ϕ
ϕ
cos
sin
từ đó suy ra sinφ =
Z
ZZ
CL
−
Câu hỏi:
1. cosφ =
Z
R
; phụ thuộc vào R và Z
Bài tập:
2. Chọn B.
3. Chọn B.
4. Chọn A.
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 24
Ta có 8 = 2πfL
=
8
6
4π
2
f
2
LC
6 =
fC
π
2
1
Để có cộng hưởng thì
122
)(4
−
=
LCf
x
π
22
4
x
f
π
=
8
6
4π
2
f
2
suy ra
2
x
f
=
2
3
f < f
5.
6.
Bài 16: Truyền tải điện năng. Biến áp.
C1. Vì R =
s
l
ρ
ta thấy R tỉ lệ nghịch với tiết diện S mà S = π.r
2
, mặt khác ta lại có m = V.D =
S.l.D ( với D là khối lượng riêng, l chiều dài dây dẫn)
C2. Từ trường trong lòng cuộn sơ cấp và thứ cấp biến đổi cùng tần số nên dòng điện trong cuộn sơ
cấp và thứ cấp có cùng tần số.
C3. V
1
, V
2
đo các điện áp hiệu dụng.
A
1
, A
2
đo các cường độ hiệu dụng
Khoá k cho phép ngắt hay đóng mạch thứ cấp( điện trở R).
C4. Máy biến áp thứ nhất (10kV
÷
200kV) tăng áp lên điện cao áp, máy biến áp thứ hai ( 200kV
÷
5000V) là máy hạ áp trung gian, máy biến áp thứ ba (5000V
÷
220V) hạ xuống lưới điện tiêu
dùng.
C5. Trên hình 16.6 SGK, cuộn thứ cấp có số vòng rất ít so với cuộn sơ cấp, do đó cường độ dòng
điện ở cuộn thứ cấp rất lớn.
200
5
1000
N
N
I
I
2
1
1
2
===
Dưới tác dụng của cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp rất lớn, hai miếng kim loại nóng chảy và
dính liền với nhau.
Câu hỏi:
1. Ý 1 phần II SGK.
Bài tập:
2. Chọn C.
Ta có
2
1
1
2
I
I
U
U
=
= 3
3. Chọn A.
Ta có
1
2
1
2
N
N
U
U
=
và P
1
= P
2
= U
1
I
1
4. a. Để tăng áp thì cuộn sơ cấp phải có N
1
= 200 vòng. Cuộn thứ cấp có N
2
= 10 000 vòng. Ta có
tỷ số
50
1
2
=
N
N
; lại có U
1
= 220V nên U
2
= 11 000V.
b. Cuộn dây sơ cấp có tiết diện dây lớn hơn vì cường độ dòng điện I
1
= 50.I
2
5. Ta có
2
1
N
N
= 50 nên I
2
= 50.I
1
rất lớn sẽ toả nhiệt theo công thức Q = RI
2
t làm chì nóng chảy.
6. a. Vì biến áp lý tưởng lên P
1
= P
2
= U
1
.I
1
= 220.30 = 6 600W
b. I
1
=
A
U
P
32,1
5000
6600
1
1
==
Vũ Kim Phượng - Trường THPT Thuận Thành số 1 Bắc Ninh 25