SỔ TAY VẬT LÝ 12 NGUYỄN QUANG ĐÔNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.52 MB, 50 trang )
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
nT
hi
D
ai
H
oc
01
NguyÔn Quang §«ng
Ta
iL
ie
uO
Sæ tay
om
/g
ro
up
s/
vËt lý 12
w
w
w
.fa
ce
bo
ok
.c
dµnh cho häc sinh
«n thi tèt nghiÖp THPT vµ luyÖn thi ®¹i häc
th¸I nguyªn - 2011
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Mobile: 0974974888
ai
H
oc
01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
hi
D
Mục lục
nT
Trang
2
nghiệm môn vật lý
CHƯƠNG I: dao động cơ
Ta
iL
ie
Hớng dẫn chuẩn bị thi và thi trắc
uO
Cấu trúc đề thi TNTHPT và TSĐH
3
5
17
CHƯƠNG III: dòng điện xoay chiều
21
CHƯƠNG IV: dao động và sóng điện từ
28
CHƯƠNG V: sóng ánh sáng
31
CHƯƠNG VI: lợng tử ánh sáng
35
CHƯƠNG VII: vật lý hạt nhân
39
CHƯƠNG VIII: từ vi mô đến vĩ mô
45
w
w
w
.fa
ce
bo
ok
.c
om
/g
ro
up
s/
CHƯƠNG II: sóng cơ và sóng âm
NGUYN QUANG ễNG H THI NGUYấN
Email: Mobile: 0974.974.888
1
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
NguyÔn Quang §«ng. §H Th¸i Nguyªn
Mobile: 0974974888
CẤU TRÚC ĐỀ THI TS ĐH, CĐ
CẤU TRÚC ĐỀ THI TN THPT
I. PHẦN CHUNG CHO TẤT CẢ THÍ SINH [40 câu]
I. PHẦN CHUNG CHO TẤT CẢ THÍ SINH [32 câu]
Nội dung
7
Dao động cơ
6
Sóng cơ
4
Sóng cơ
4
Dòng điện xoay chiều
9
Dòng điện xoay chiều
7
Dao động và sóng điện từ
4
Dao động và sóng điện từ
2
Sóng ánh sáng
5
Sóng ánh sáng
Lượng tử ánh sáng
5
Lượng tử ánh sáng
D
hi
nT
Từ vi mô đến vĩ mô
5
II. PHẦN RIÊNG [8 câu]:
Thí sinh chỉ được chọn một trong hai phần (phần A hoặc B)
Ta
iL
ie
Thí sinh chỉ được chọn một trong hai phần (phần A hoặc B)
A. Theo chương trình Chuẩn [8 câu]
A. Theo chương trình Chuẩn [10 câu]
Chủ đề
3
uO
Từ vi mô đến vĩ mô
II. PHẦN RIÊNG [10 câu]
Số câu
Chủ đề
Dao động cơ
Số câu
Dao động cơ
Sóng cơ và sóng âm
up
s/
Sóng cơ và sóng âm
6
Dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều
4
Dao động và sóng điện từ
ro
Dao động và sóng điện từ
om
/g
Sóng ánh sáng
Lượng tử ánh sáng
Hạt nhân nguyên tử
Sóng ánh sáng
Lượng tử ánh sáng
Từ vi mô đến vĩ mô
ok
B. Theo chương trình Nâng cao [8 câu]
B. Theo chương trình Nâng cao [10 câu]
bo
Chủ đề
Chủ đề
Số câu
Động lực học vật rắn
4
Số câu
4
Dao động cơ
ce
Động lực học vật rắn
4
Hạt nhân nguyên tử
4
.c
Từ vi mô đến vĩ mô
Dao động cơ
.fa
Sóng cơ
Sóng cơ
Dao động và sóng điện từ
w
Dao động và sóng điện từ
w
5
Hạt nhân nguyên tử
6
ai
H
Dao động cơ
Hạt nhân nguyên tử
w
Số câu
01
Số câu
oc
Nội dung
Dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều
Sóng ánh sáng
6
Sóng ánh sáng
Lượng tử ánh sáng
Lượng tử ánh sáng
Sơ lược về thuyết tương đối hẹp
Sơ lược về thuyết tương đối hẹp
Hạt nhân nguyên tử
Hạt nhân nguyên tử
Từ vi mô đến vĩ mô
Từ vi mô đến vĩ mô
2
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
4
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
Hớng dẫn chuẩn bị thi và thi trắc nghiệm môn vật lý
I. Chuẩn bị kiến thức là quan trọng nhất
A. hipêron
Ta
iL
ie
uO
nT
hi
D
ai
H
oc
01
Có thể nói đối với hình thức thi trắc nghiệm khách quan, phần chuẩn bị kiến thức là quan trọng nhất, có
thể nói là khâu quyết định: Có kiến thức là có tất cả, còn việc làm quen với hình thức trắc nghiệm là hết sức
đơn giản. Học sinh nên dùng 99% thời gian cho chuẩn bị kiến thức và chỉ cần 1% làm quen với hình thức thi
trắc nghiệm.
1. Câu trắc nghiêm đợc sử dụng là loại câu trắc nghiệm nhiều lựa chọn, đây là loại câu trắc nghiêm gồm 2
phần:
Phần mở đầu (câu dẫn): Nêu nội dung vấn đề và câu hỏi phải trả lời.
Phần thông tin: Nêu các câu trả lời để giải quyết vấn đề. Trong các phơng án này, chỉ có duy nhất một
phơng án đúng, học sinh phải chỉ ra đợc phơng án đúng đó.
Trong những năm gần đây sẽ sử dụng loại câu trắc nghiệm có 4 lựa chọn: A, B, C và D và có duy nhất một
phơng án đúng. Các phơng án khác đợc đa vào có tác dụng gây nhiễu đối với thí sinh.
2. Nội dung câu trắc nghiệm có thể là lý thuyết hoặc bài toán.
3. Đề thi gồm nhiều câu, rải khắp chơng trình Vật lý lớp 12, không có trọng tâm, do đó cần học toàn bộ nội
dung của chơng trình môn học (Theo hớng dẫn ôn tập của Bộ giáo dục và đào tạo), không đợc bỏ qua một
nội dung nào, tránh đoán tủ, học tủ. Tuy nhiên không phải là học thuộc lòng toàn bộ các bài lý thuyết,
thuộc từng câu từng chữ nh trong việc thi tự luận trớc đây. Học để thi trắc nghiệm phải hiểu kĩ nội dung các
kiến thức cơ bản, ghi nhớ những định luật, định nghĩa, nguyên lý, công thức, tính chất, ứng dụng cơ bản ... Phải
nắm vững kĩ năng giải các dạng bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập.
4. Một số loại câu trắc nghiệm môn vật lý thờng gặp:
a. Câu lý thuyết chỉ yêu cầu nhận biết.
Đây là những câu trắc nghiệm chỉ yêu cầu thí sinh nhận ra một công thức, một định nghĩa, một định
luật, một tính chất, một ứng dụng ... đã học.
Ví dụ (Đề TSĐH 2010): Êlectron là hạt sơ cấp thuộc loại:
B. nuclôn
C. mêzôn
D. leptôn.
om
/g
ro
up
s/
PP: Đối với những câu trắc nghiệm loại này, sau khi đọc xong phần dẫn thí sinh cần đọc ngay tất cả các phơng
án trong phần lựa chọn để nhận ra phơng án đúng.
Từ ví dụ này cho thấy để chuẩn bị thi trắc nghiệm vẫn phải học thuộc và nhớ kiến thức cơ bản
b. Câu lý thuyết yêu cầu phải hiểu và vận dụng đợc kiến thức vào những tình huống mới:
Đây là những câu trắc nghiệm đòi hỏi thí sinh không chỉ nhớ kiến thức mà phải hiểu và vận dụng đợc
kiến thức vào những tình huống cụ thể.
Ví dụ (Đề TSĐH 2009): Một mạch dao động điện từ LC lí tởng gồm cuộn cảm thuần độ tự cảm L và tụ
.c
điện có điện dung thay đổi đợc từ C1 đến C2. Mạch dao động này có chu kì dao động riêng thay đổi
đợc.
A. từ 4 LC1 đến 4 LC2 .
B. từ 2 LC1 đến 2 LC2
ok
C. từ 2 LC1 đến 2 LC2
D. từ 4 LC1 đến 4 LC2
w
w
w
.fa
ce
bo
Khi tìm lời giải, nếu chỉ nhớ công thức tính chu kì dao động của mạch dao động T = 2 LC thì cha đủ, phải
hiểu đợc mối quan hệ định lợng giữa các đại lợng có mặt trong công thức thì mới tìm đợc phơng án đúng.
PP: Với loại câu này, nếu có yêu cầu tính toán đơn giản nh ví dụ trên thì sau khi đọc xong phần dẫn, không
nên đọc ngay phần lựa chọn mà nên thực hiện các phép tính để tìm phơng án trả lời, sau đó mới so sánh
phơng án của mình với các phơng án trong phần lựa chọn của câu trắc nghiệm để quyết định phơng án cần
chọn.
c. Bài toán:
Khác với các bài toán trong đề tự luận, trong câu trắc nghiệm thờng là những bài toán chỉ cần từ dùng
1 đến 2 hoặc 3 phép tính, công thức là có thể tìm ra đáp số.
Ví dụ (Đề TSĐH 2009): Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động điều hòa theo phơng
ngang với tần số góc 10 rad/s. Biết rằng khi động năng và thế năng (mốc ở vị trí cân bằng của vật)
bằng nhau thì vận tốc của vật có độ lớn bằng 0,6 m/s. Biên độ dao động của con lắc là
A. 6 cm
B. 6 2 cm
C. 12 cm
D. 12 2 cm
PP: Với loại câu trắc nghiệm này sau khi đọc xong phần dẫn, nếu đọc ngay phần lựa chọn thì rất có thể có một
đáp số sai hấp dẫn thí sinh, làm ảnh hởng đến cách giải cũng nh cách tính toán của thí sinh và sẽ dẫn đến
làm sai câu trắc nghiệm. Do vậy nên tiến hành theo quy trình sau:
- Đọc đầu bài toán trong phần dẫn.
3
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
- Giải bài toán để tìm đáp số.
- So sánh đáp số tìm đợc với các đáp số có trong phần lựa chọn.
- Chọn phơng án đúng.
II. Hớng dẫn làm bài kiểm tra, thi bằng phơng pháp trắc nghiệm
w
w
w
.fa
ce
bo
ok
.c
om
/g
ro
up
s/
Ta
iL
ie
uO
nT
hi
D
ai
H
oc
01
ở đây chỉ nêu một số điểm cơ bản về cách làm bài trắc nghiệm môn vật lý:
1. Cần chuẩn bị bút chì, bút mực (bi), gọt bút chì, tẩy, máy tính và đồng hồ để theo dõi giờ làm bài. Nên dùng
loại bút chì mềm (2B đến 6B), không nên gọt đầu bút chì quá nhọn, đầu bút chì nên để dẹt, phẳng để có thể
nhanh chóng tô đen ô trả lời. Khi tô đen ô đã chọn, cần cầm bút chì thẳng đứng để tô đợc nhanh. Nên có vài
bút chì đã gọt sẵn để dự trữ khi làm bài.
2. Đừng bao giờ nghĩ đến việc mang tài liệu vào phòng thi hoặc trông chờ vào sự giúp đỡ của thí sinh khác
trong phòng thi, vì các đề có hình thức khác nhau và rất dài, mỗi câu chỉ có hơn một phút để trả lời nên phải tận
dụng toàn bộ thời gian mới làm kịp.
3. Khi nhận đề, cần kiểm tra xem: đề thi có đủ số câu trắc nghiệm nh đã ghi trong đề không, nội dung đề có
đợc in rõ ràng không(Có từ nào thiếu chữ, mất nét không ...). Tất cả các trang có cùng một mã đề không.
4. Khi làm từng câu trắc nghiệm, thí sinh cần đọc kĩ nội dung của câu trắc nghiệm, phải đọc hết trọn vẹn mỗi
câu trắc nghiệm, cả phần dẫn và 4 lựa chọn A, B, C, D để lựa chọn một phơng án đúng và dùng bút chì tô kín ô
tơng ứng với các chữ cái A hoặc B, C, D trong phiếu trả lời trắc nghiệm.
5. Làm đợc câu trắc nghiệm nào thí sinh nên dùng bút chì tô ngay ô trả lời trên phiếu trả lời trắc nghiệm, tơng
ứng với câu trắc nghiệm đó. Tránh làm toàn bộ các câu của đề trên giấy nháp hoặc trên đề thi rồi mới tô vào
phiếu trả lời, vì dễ bị thiếu thời gian, tô vội vàng dẫn đến nhầm lẫn! Tránh việc tô 2 ô trở lên cho một câu trắc
ngiệm vì trong trờng hợp này sẽ câu đó không đợc chấm và sẽ không có điểm.
6. Thời gian là một thử thách khi làm bài trắc nghiệm. Thí sinh phải hết sức khẩn trơng, tiết kiệm thời gian,
phải tập trung cao, vận dụng kiến thức, kĩ năng để nhanh chóng quyết định câu trả lời đúng.
7. Nên để phiếu trả lời trắc nghiệm phía tay cầm bút (thờng là bên phải), đề thi trắc nghiệm phía kia (bên trái),
tay trái giữ ở vị trí câu trắc nghiệm đang làm, tay phải dò tìm số câu trả lời tơng ứng trên phiếu trả lời trắc
nghiệm và khi có phơng án đúng thì tô ngay vào ô trả lời đợc lựa chọn (tránh tô nhầm sang dòng của câu
khác).
8. Nên bắt đầu làm bài từ câu trắc nghiệm số một. Lần lợt lớt qua khá nhanh, quyết định làm những câu
cảm thấy dễ và chắc chắn, đồng thời đánh dấu trong đề thi những câu cha làm đợc. Lần lợt thực hiện đến
câu trắc nghiệm cuối cùng trong đề. Sau đó quay trở lại giải quyết những câu tạm thời bỏ qua. Khi thực hiện
vòng hai này cũng hết sức khẩn trơng: nên làm những câu tơng đối dễ hơn, một lần nữa bỏ qua những câu khó
để giải quyết trong đợt thứ ba, nếu còn thời gian. Không nên dành quá nhiều thời gian cho một câu nào đó, nếu
cha giải quyết đợc ngay thì nên chuyển sang câu khác, tránh để xảy ra tình trạng mắc ở một câu mà bỏ qua
cơ hội giành điểm ở những câu hỏi khác trong khả năng của mình ở phía sau.
9. Khi làm một câu trắc nghiệm, phải đánh giá để loại bỏ ngay những phơng án sai và tập trung cân nhắc các
phơng án còn lại phơng án nào đúng. Thông thờng trong 3 phơng án nhiễu sẽ có một phơng án rất dễ
nhầm với phơng án đúng là khó phân biệt nhất. Do vậy cần loại ngay hai phơng án sai dễ nhận thấy, khi đó
nếu phải lựa chọn trong hai phơng án thì xác suất sẽ cao hơn (tăng từ 25% lên 50%). Cần chú ý có trong các
câu hỏi phần bài tập, có những câu không nhất thiết phải tính toán vẫn có thể chỉ ra đợc phơng án đúng nếu
tỉnh táo loại đi các phơng án sai.
10. Cố gắng trả lời tất cả các câu trắc ngiệm của đề thi để có cơ hội giành điểm cao nhất; không nên để trống
một câu nào không trả lời.
11. Để tránh sơ suất khi làm bài môn Vật lý, không sa vào bẫy của các phơng án nhiễu và chọn đợc đúng
câu cần chọn, cần lu ý:
- Đọc thật kĩ, không bỏ sót một từ nào của phần dẫn để có thể nắm thật chắc nội dung mà đề thi yêu cầu trả
lời.
- Khi đọc phần dẫn cần đặc biệt chú ý các từ phủ định nh không, không đúng, sai ...
- Đọc cả 4 phơng án lựa chọn, không bỏ một phơng án nào. Hết sức tránh tình trạng vừa đọc xong một
phơng án thí sinh cảm thấy đúng và dừng ngay không đọc tiếp các phơng án còn lại.
Với hình thức thi trắc nghiệm, học sinh nên tự mình viết lại hoặc thống kê, bổ sung thêm các công thức và
dạng bài ra một bản tóm tắt của riêng mình, sao cho dễ học, dễ nhớ, nhanh và chính xác, cần thờng xuyên
ôn tập, rèn luyện t duy phán đoán, loại trừ.
4
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
CHƯƠNG I: DAO Động cơ
ai
H
oc
01
I. các loại dao động
1. Dao động: là chuyển động lặp đi lặp lại quanh vị trí cân bằng (Thờng là vị trí của vật khi đứng
yên).
2. Dao động tuần hoàn: Là dao động mà trạng thái chuyển động của vật đợc lặp lại nh cũ sau
những khoảng thời gian bằng nhau (gọi là chu kỳ).
3. Dao động điều hoà:
a. Định nghĩa: Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cos (hoặc sin) của
thời gian.
- Phơng trình:
x = Acos(t + )
Trong đó:
hi
D
+ x : Li độ dao động, là toạ độ của vật tại thời điểm t đang xét. Giá trị: A x A . Đơn vị: cm, m,
mm ...
nT
+ A: Biên độ dao động, là li độ cực đại, là hằng số dơng. Biên độ A phụ thuộc kích thích ban đầu.
uO
+ : Tần số góc của dao động (rad/s), là hằng số dơng. phụ thuộc đặc tính của hệ dao động. Biết
ta tính đợc chu kỳ T và tần số f:
2 t
= (n là số dao động toàn phần vật thực hiện trong thời gian t)
n
Đơn vị của chu kì là giây (s).
up
s/
T=
Ta
iL
ie
- Chu kì T: Là khoảng thời gian ngắn nhất để vật trở lại trạng thái nh cũ (vị trí cũ theo hớng
cũ), nó cũng là thời gian để vật thực hiện đợc 1 dao động toàn phần.
1
=
T 2
om
/g
f=
ro
- Tần số f: Là số dao động toàn phần thực hiện đợc trong 1 giây. Đơn vị là Héc (Hz).
.c
+ (t + ) : Pha của dao động tại thời điểm t đang xét. Pha của dao động là có thể dơng, âm hoặc
bằng 0. Nó cho phép xác định trạng thái dao động tại một thời điểm t nào đó. Đơn vị: Rad
bo
ok
+ : Pha ban đầu của dao động. Là pha của dao động tại thời điểm t = 0. là hằng số có thể dơng,
âm hoặc bằng 0. Dùng để xác định trạng thái ban đầu của dao động. phụ thuộc việc chọn mốc thời
gian.
ce
Chú ý: Dao động điều hoà là trờng hợp riêng của dao động tuần hoàn, dao động tuần hoàn có thể
không điều hoà.
w
w
w
.fa
b. Vận tốc của vật dao động điều hoà:
v = x = - Asin(t + ) = Acos(t + +/2)
=> |v|max = A ở VTCB. |v|min = 0 ở vị trí biên.
(2)
=> So sánh (1) và (2) thấy v cũng biến đổi điều hoà với tần số góc nhng luôn nhanh pha
2
so với x và
rút ra hệ thức độc lập thời gian:
2 A 2 = 2 x 2 + v2
Chú ý : v luôn cùng chiều với chiều chuyển động, vật chuyển động theo chiều dơng thì v > 0, theo
chiều âm thì v < 0.
c. Gia tốc của vật dao động điều hoà:
a = v = x = - 2Acos(t + ) = 2Acos(t + + ) = - 2x
(3)
5
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
uO
nT
hi
D
ai
H
oc
01
=> |a|max = 2A ở vị trí biên, |a|min = 0 ở VTCB
=> a luôn hớng về vị trí cân bằng
=> So sánh (1) và (2) và (3) thấy a, v v x biến đổi cùng tần số góc, chu kỳ và tần số. Về pha: a luôn nhanh
so với v.
pha so với x (tức là ngợc pha x), a luôn nhanh pha
2
Từ (2) và (3) có hệ thức độc lập thời gian giữa a và v: 4 A 2 = a 2 + v 2 2
d. Cơ năng (năng lợng) của vật dao động điều hoà:
1
1
Gồm: + Động năng: W = mv 2 = m 2 A2sin 2 (t + ) = Wsin 2 (t + )
2
2
1
1
+ Thế năng: Wt = m 2 x 2 = m 2 A2 cos 2 (t + ) = Wco s 2 (t + )
2
2
1
=> Cơ năng: W = W + Wt = m 2 A2 = (Wđ)max = (Wt)max = const
2
Chú ý: Dao động điều hoà có tần số góc là , tần số f, chu kỳ T thì bằng cách hạ bậc ta suy ra động
năng và thế năng biến thiên với tần số góc 2, tần số 2f, chu kỳ T/2. Nếu chọ gốc thế năng ở VTCB thì
cơ năng bằng động năng cực đại (ở VTCB) hoặc bằng thế năng cực đại (ở vị trí biên).
- Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp động năng bằng thế năng là T/4.
- Động năng và thế năng trung bình trong thời gian nT/2 ( nN*, T là chu kỳ dao động) là:
Ta
iL
ie
W 1
= m 2 A2
2 4
w
w
w
.fa
ce
bo
ok
.c
om
/g
ro
up
s/
e. Tổng hợp dao động điều hoà:
* Độ lệch pha giữa hai dao động cùng tần số:
x1 = A1sin(t + 1) và x2 = A2sin(t + 2)
+ Độ lệch pha giữa dao động x1 so với x2: = 1 - 2
Nếu > 0 1 > 2 thì x1 nhanh pha hơn x2.
Nếu < 0 1 < 2 thì x1 chậm pha hơn x2.
+ Các giá trị đặc biệt của độ lệch pha:
= 2k với k Z : hai dao động cùng pha
= (2k+1) với k Z : hai dao động ngợc pha
với k Z : hai dao động vuông pha
= (2k + 1)
2
* Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phơng cùng tần số:
x1 = A1cos(t + 1) và x2 = A2cos(t + 2)
đợc một dao động điều hoà cùng phơng cùng tần số: x = Acos(t + ).
Trong đó: A2 = A12 + A22 + 2 A1 A2 cos( 2 1 )
A sin 1 + A2 sin 2
(*)
với vi 1 2 ( nu 1 2 )
tan = 1
A1cos1 + A2 cos 2
* Nếu = 2k (x1, x2 cùng pha) AMax = A1 + A2
* Nếu = (2k+1) (x1, x2 ngợc pha) AMin = |A1 - A2|
`
|A1 - A2| A A1 + A2
Chú ý: Khi đã viết đợc phơng trình x = Acos(t + ) thì việc xác định vận tốc, gia tốc, động năng,
thế năng, cơ năng của vật giống nh với một dao động điều hoà bình thờng.
* Trờng hợp tổng hợp nhiều dao động điều hoà cùng phơng cùng tần số x1; x2;; xn
x = x1 + x2 + + xn = Acos( t + )
Tìm biên độ A : Chiếu xuống trục ox:
Ax = A1cos1 + A2 cos2 + ... + An cos n
Chiếu xuống trục oy:
Ay = A1 sin 1 + A2 sin 2 + ... + An sin n
=> Biên độ dao động tổng hợp:
A = A x2 + A y2
6
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Pha ban đầu của dao động tổng hợp:
Mobile: 0974974888
tg =
Ay
Ax
Chú ý: Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phơng, cùng tần số cũng có thể áp dụng trờng hợp
tổng quát trên.
Quan trọng: Khi tỡm pha ban u bng biu thc (*), giỏ tr tỡm c -
, nhng trờn thc t
2
2
Ta
iL
ie
uO
nT
hi
D
ai
H
oc
01
thỡ kt qu có thể khụng ỳng nh vy, nguyờn nhõn l vỡ tan = tan( + k), trong trng hp ny ta
cn cng thờm pha ban u l . Do vậy cần xác định xem thuộc góc phần t thứ mấy: Nếu Ax > 0
và Ay >0: thuộc góc phần t thứ nhất, nếu Ax < 0 và Ay >0: thuộc góc phần t thứ hai, Nếu Ax < 0
và Ay <0: thuộc góc phần t thứ ba, Nếu Ax > 0 và Ay <0: thuộc góc phần t thứ t. Có thể kết hợp
trực tiếp vẽ giản đồ véc tơ để kiểm tra kết quả.
- Ngoài phơng pháp trên, nếu A1 = A2 = A có thể cộng lợng giác sẽ tìm đợc phơng trình dao động
tổng hợp:
+
x1 + x2 = A1co s (t + 1 ) + A2co s (t + 2 ) = 2 A cos 1 2 co s t + 1 2
2
2
- Khi bit mt dao ng thnh phn x1 = A1cos(t + 1) v dao ng tng hp x = Acos(t + ) thỡ
dao ng thnh phn cũn li l x2 = A2cos(t + 2).
Trong ú: A22 = A2 + A12 2 AA1cos( 1 )
A sin A1 sin 1
vi 1 2 ( nu 1 2 )
tan 2 =
Acos A1cos1
ro
up
s/
Một số dạng bài tập về dao động điều hoà:
Dạng 1: Tính thời gian ngắn nhất để vật chuyển động từ vị trí x1 đến x2:
B1: Vẽ đờng tròn tâm O, bán kính A. vẽ trục Ox nằm ngang hớng sang phải.
B2: Xác định vị trí tơng ứng của vật chuyển động tròn đều: Khi vật dao động điều hòa ở x1 thì vật
chuyển động tròn đều ở M trên đờng tròn. Khi vật dao động điều hòa ở x2 thì vật chuyển động tròn
đều ở N trên đờng tròn.
B3: Xác định góc quét
w
w
w
.fa
ce
bo
ok
.c
om
/g
Góc quét là = MON (theo chiều ngợc kim đồng hồ)
Sử dụng các kiến thức hình học để tìm giá trị của (rad)
B4: Xác định thời gian chuyển động
t = với là tần số gốc của dao động điều hòa (rad/s)
Một số kết quả:
Thời gian khi vật đi từ VTCB đến vị trí biên hoặc ngợc lại là T/2.
Thời gian ngắn nhất vật đi từ x =0 đến x= A/2 và ngợc lại là T/12
Thời gian ngắn nhất vật đi từ x = A/2 đến x= A và ngợc lại là T/6.
A
Thời gian ngắn nhất vật đi từ x = 0 đến x=
và ngợc lại là T/8.
2
A
Thời gian ngắn nhất vật đi từ x =
đến x= A và ngợc lại là T/8.
2
Thời gian ngắn nhất vật đi từ x = 0 đến x=
Thời gian ngắn nhất vật đi từ x =
A 3
và ngợc lại là T/6.
2
A 3
đến x= A và ngợc lại là T/12.
2
Dạng 2: Qung đờng vật đi đợc từ thời điểm t1 đến t2
Cách làm: Thay các thời điểm t1, t2 lần lợt vào biểu thức của ly độ và vận tốc để xác định vị trí và
chiều chuyển động của vật:
7
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
nT
hi
D
ai
H
oc
01
x1 = Aco s(t1 + )
x = Aco s(t2 + )
v 2
v1 = Asin(t1 + ) v2 = Asin(t2 + )
(x1, x2 cần tính chính xác giá trị, v1 và v2 chỉ cần xác định dấu)
+ Phân tích: t2 t1 = nT + t (n N; 0 < t < T)
Quãng đờng đi trong 1 chu kỳ luôn là 4A => Quãng đờng đi đợc trong thời gian nT là S1 = 4nA,
trong thời gian t là S2.
=> Quãng đờng tổng cộng là S = S1 + S2
Chú ý : + Quãng đừng vật dao động điều hòa đi đợc trong 1/2 chu kỳ luôn là 2A => Nếu t = T/2 thì
S2 = 2A
+ Tính S2 bằng cách vẽ một hình mô tả đồng thời vị trí x1, x2 và chiều chuyển động của vật trên
trục Ox, vạch một nét từ x1 đến x2 theo chiều vận tốc mà không có sự lặp lại thì đó là đoạn S2 cần tìm.
+ Trong một số trờng hợp có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động
điều hoà và chuyển động tròn đều sẽ đơn giản hơn.
S
+ Tốc độ trung bình của vật đi từ thời điểm t1 đến t2: vtb =
với S là quãng đờng tính nh
t2 t1
trên.
w
w
w
.fa
ce
bo
ok
.c
om
/g
ro
up
s/
Ta
iL
ie
uO
Dạng 3: Bài toán tính qung đờng lớn nhất và nhỏ nhất vật đi đợc trong khoảng thời gian 0 <
t < T/2.
- Vật có vận tốc lớn nhất khi qua VTCB, nhỏ nhất khi qua vị trí biên nên trong cùng một khoảng
thời gian quãng đờng đi đợc càng lớn khi vật ở càng gần VTCB và càng nhỏ khi càng gần vị trí biên.
- Sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà
M2
M1
và chuyển đờng tròn đều.
M2
P
- Góc quét = t.
2
- Quãng đờng lớn nhất khi vật đi từ M1 đến
A
A
P
M2 đối xứng qua trục sin (hình 1)
x
x
O
O
P1
P2
A
A
2
S Max = 2A sin
2
M1
- Quãng đờng nhỏ nhất khi vật đi từ M1 đến
M2 đối xứng qua trục cos (hình 2)
Hình 1
Hình 2
S Min = 2 A(1 cos
)
2
Chú ý :: + Trong trờng hợp t > T/2
T
Tách t = n + t '
2
T
trong đó n N * ;0 < t ' <
2
T
Trong thời gian n quãng đờng luôn là 2nA
2
Trong thời gian t thì quãng đờng lớn nhất, nhỏ nhất tính nh trên.
+ Tốc độ trung bình lớn nhất và nhỏ nhất của trong khoảng thời gian t:
S
S
vtbMax = Max và vtbMin = Min với SMax; SMin tính nh trên.
t
t
Dạng 4: Viết phơng trình dao động điều hoà
+ Bớc 1: Viết phơng trình dạng tổng quát: x = Acos(t + )
+ Bớc 2: Xác định A, ,
v
a
a
2
= 2 f = max = max = max
* Tính : =
T
A
A
v max
8
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
2
2 E vmax amax chieu dai quy dao lmax lmin
v
* Tính A: A = + x 2 =
=
= 2 =
=
2
2
k
x = Acos(t0 + )
* Tính dựa vào điều kiện đầu: lúc t = t0 (thờng t0 = 0)
v = Asin(t0 + )
+ Vật chuyển động theo chiều dơng thì v > 0, ngợc lại v < 0
+ Trớc khi tính cần xác định rõ thuộc góc phần t thứ mấy của đờng tròn lợng giác
(thờng lấy - < )
* Chuyển dạng sin => cos và ngợc lại:
+ Đổi thành cos:
- cos = cos( + ); sin = cos( /2)
+ Đổi thành sin:
ai
H
oc
01
Chú ý :
cos = sin( /2); - sin = sin( + )
0
Vt i qua v trớ cõn bng theo chiu õm.
-
A
-A
0
0
up
s/
ro
om
/g
A
2
A
2
A
2
A
2
A
.c
2
ok
A
2
ce
bo
-
.fa
-
A 3
theo chiu dng
2
A 3
Vt qua v trớ cú x =
theo chiu õm.
2
A 3
Vt qua v trớ cú x = theo chiu dng
2
A 3
Vt qua v trớ cú x = theo chiu õm.
2
A
2
A
2
A 3
2
A 3
2
A 3
2
A 3
2
w
Vt qua v trớ cú x =
+
0
Ta
iL
ie
A
theo chiu dng
2
A
Vt qua v trớ cú x =
theo chiu õm.
2
A
Vt qua v trớ cú x = - theo chiu dng
2
A
Vt qua v trớ cú x = - theo chiu õm.
2
A
Vt qua v trớ cú x =
theo chiu dng
2
A
Vt qua v trớ cú x =
theo chiu õm.
2
A
Vt qua v trớ cú x = theo chiu dng
2
A
Vt qua v trớ cú x = theo chiu õm.
2
Vt qua v trớ cú x =
w
v
uO
Vt i qua v trớ cõn bng theo chiu dng
Vt biờn dng
Vt biờn õm
w
hi
x
nT
Trng thỏi dao ng ban u ( t= 0)
D
Mt vi trng hp c bit thng gp: t = 0
9
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
+
(rad)
-
2
0
-
+
+
+
+
+
-
2
3
3
2
3
2
3
4
4
3
4
3
4
-
6
6
5
6
5
6
-
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
Dạng 5: Tính thời điểm vật đi qua vị trí đ biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) lần thứ n
1
n +1 1 2
n
. kx = kA2 <=> x = A
n 2
n +1
2
1
1
A
2
2 2
up
s/
+ To :
Ta
iL
ie
uO
nT
hi
D
ai
H
oc
01
* Giải phơng trình lợng giác lấy các nghiệm của t (Với t > 0 phạm vi giá trị của k )
* Liệt kê n nghiệm đầu tiên (thờng n nhỏ)
* Thời điểm thứ n chính là giá trị lớn thứ n
Chú ý :+ Đề ra thờng cho giá trị n nhỏ, còn nếu n lớn thì tìm quy luật để suy ra nghiệm thứ n
+ Có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động
tròn đều
Dạng 6: Tìm số lần vật đi qua vị trí đ biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) từ thời điểm t1 đến t2.
* Giải phơng trình lợng giác đợc các nghiệm
* Từ t1 < t < t2 Phạm vi giá trị của (Với k Z)
* Tổng số giá trị của k chính là số lần vật đi qua vị trí đó.
Chú ý : + Có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động
tròn đều.
+ Trong mỗi chu kỳ (mỗi dao động) vật qua mỗi vị trí biên 1 lần còn các vị trí khác 2 lần.
Dạng 7: Tìm vị trí hoặc vận tốc tại vị trí W = nWt hoặc Wt = nW
* Ti v trớ cú W = nWt ta cú:
1
1
A
+ To : (n + 1). m2x2 =
m2A2 <=> x =
2
2
n +1
1
n +1 1
n
+ Vn tc:
. mv2 = m2A2 <=> v = A
n 2
n +1
2
* Ti v trớ cú Wt = nW ta cú:
+ Vn tc: (n + 1). mv = m A <=> v =
2
2
n +1
To
om
/g
Trng thỏi
ro
CC GI TR C BIT THNG GP
ng nng bng th nng:
A
.c
x=
ng nng bng hai ln th nng
A
ok
bo
ce
.fa
w
w
w
Th nng bng ba ln ng nng
H qu: Ti v trớ x =
A
2
x=
A
2
v=
2
2
3
A 3
2
2
3
v=
A 3
2
v=
x= A
A
v = A
3
x=
Th nng bng hai ln ng nng
v=
2
x=
ng nng bng ba ln th nng
Vn tc
thỡ ng nng bng th nng, ta suy ra, c sau thi gian
ng nng v th nng tip tc bng nhau.
10
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
A
3
A
2
1
T tip theo thỡ
4
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
Dạng 8: Tìm li độ, vận tốc dao động sau (trớc) thời điểm t một khoảng thời gian t. Biết tại thời
điểm t vật có li độ x = x0.
PP:
ai
H
oc
01
* Từ phơng trình dao động điều hoà: x = Acos(t + ) cho x = x0
Lấy nghiệm t + = với 0 ứng với x đang giảm (vật chuyển động theo chiều âm
vì v < 0)
hoặc t + = - ứng với x đang tăng (vật chuyển động theo chiều dơng)
* Li độ và vận tốc dao động sau (trớc) thời điểm đó t giây là
x = Acos(t + )
x = Acos(t )
hoặc
v = A sin(t + )
v = A sin(t )
om
/g
ro
up
s/
Ta
iL
ie
uO
nT
hi
D
Dạng 9: Dao động có phơng trình đặc biệt:
* x = a Acos(t + ) với a = const
Biên độ là A, tần số góc là , pha ban đầu
x là toạ độ, x0 = Acos(t + ) là li độ.
Toạ độ vị trí cân bằng x = a, toạ độ vị trí biên x = a A
Vận tốc v = x = x0, gia tốc a = v = x = x0
* x = a Acos2(t + ) (Hạ bậc và biến đổi)
Biên độ A/2; tần số góc 2, pha ban đầu 2.
Dạng 10: Hai vt dao ng iu ho cựng biờn A vi chu k T1 v T2 lỳc u hai vt cựng
xut phỏt t mt v trớ x0 theo cựng mt chiu chuyn ng.
* Xỏc nh khong thi gian ngn nht 2 vt cựng tr li trng thỏi lỳc u:
Gi n1 v n2 l s dao ng ton phn m 2 vt thc hin c cho n lỳc tr li trng thỏi u
Thi gian t lỳc xut phỏt n lỳc tr li trng thỏi u l: t=n1T1=n2T2. (n1,n2N*)
Tỡm n1min, n2min tho món biu thc trờn giỏ tr tmin cn tỡm.
* Xỏc nh khong thi gian ngn nht 2 vt v trớ cú cựng li .
Xỏc nh pha ban u ca hai vt t iu kin u x0 v v.
Gi s T1>T2 nờn vt 2 i nhanh hn vt 1, chỳng gp nhau ti x1
M0
+ Vi < 0 (Hỡnh 1): T M 1OA = M 2OA
1t = 2t t =
1 + 2
x0 0
-A
bo
x1 A
x
ok
.c
+ Vi > 0 (Hỡnh 2):
( ) 1t = 2t ( )
2( )
t =
1 + 2
M1
M2
2
M1
x1
-A
x0
A
x
M2
M0
Hỡnh 1: Vi < 0
Hỡnh 2: Vi > 0
.fa
ce
4. Dao động tắt dần:
- Định nghĩa: là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.
- Nguyên nhân: Nguyên nhân là do ma sát của môi trờng làm tiêu hao cơ năng của con lắc, làm cơ
năng chuyển dần thành nhiệt năng. Ma sát càng lớn, dao động sẽ tắt dần càng nhanh.
- ứng dụng: Trong giảm xóc, các thiết bị đóng cửa tự động ...
5. Dao động duy trì:
- Định nghĩa: là dao động đợc duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi
chu kì dao động riêng.
- Nguyên tắc duy trì dao động: Cung cấp năng lợng đúng bằng phần năng lợng tiêu hao sau mỗi
nửa chu kỳ.
Chú ý: Mt con lc lũ xo dao ng tt dn vi biờn A, h s ma sỏt à.
* Quóng ng vt i c n lỳc dng li l:
w
w
w
0
11
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
S=
Mobile: 0974974888
kA2
2 A2
=
2à mg 2à g
4 à mg 4 à g
= 2
k
2
A
Ak
A
=
=
* S dao ng thc hin c: N =
A 4à mg 4 à g
* Thi gian vt dao ng n lỳc dng li:
AkT
A
2
t = N .T =
=
(Nu coi dao ng tt dn cú tớnh tun hon vi chu k T =
)
4 à mg 2 à g
ai
H
oc
01
* gim biờn sau mi chu k l: A =
hi
D
6. Dao động cỡng bức, cộng hởng.
- Định nghĩa: Dao động cỡng bức là dao động chịu tác dụng của 1 lực cỡng bức tuần hoàn. Biểu
thức lực cỡng bức có dạng: F = F0 cos(t + ).
nT
- Đặc điểm:
uO
+ Biên độ: Dao động cỡng bức có biên độ không đổi.
+ Tần số: Dao động cỡng bức có tần số bằng tần số của lực cỡng bức.
Ta
iL
ie
+ Biên độ: Dao động cỡng bức có biên độ phụ thuộc vào biên độ của lực cỡng bức, ma sát và
độ chênh lệch giữa tần số của lực cỡng bức và tần số riêng của hệ dao động. Khi tần số của lực cỡng
bức càng gần tần số riêng thì biên độ dao động cỡng bức càng lớn.
up
s/
- Hiện tợng cộng hởng: là hiện tợng biên độ của dao động cỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi
tần số (f) của lực cỡng bức bằng tần số dao động riêng (f0) của hệ.
=> Hiện tợng cộng hởng xảy ra khi: f = f0 hay = 0 hay T = T0
ro
Với f, , T và f0, 0, T0 là tần số, tần số góc, chu kỳ của lực cỡng bức và của hệ dao động.
om
/g
II. CON lắc lò xo:
* Cấu tạo: Vật nặng m gắn vào một lò xo có độ cứng k ở 3 t thế:
- Nằm ngang:
k
m
k
m
ce
bo
- Thẳng đứng:
ok
.c
m
k
m
m
- Theo mặt phẳng nghiêng:
w
w
w
.fa
k
12
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
uO
nT
hi
D
ai
H
oc
01
* Điều kiện xét: Bỏ qua ma sát, lực cản, bỏ qua khối lợng của lò xo (Coi lò xo rất nhẹ), xét trong giới
hạn đàn hồi của lò xo. Thờng vật nặng coi là chất điểm.
Câu hỏi 1: Tính toán liên quan đến vị trí cân bằng:
Gọi: l là độ biến dạng của lò xo khi treo vật ở vị trí cân bằng
l0 là chiều dài tự nhiên của lò xo
lCB là chiều dài của lò xo khi treo vật ở vị trí cân bằng
ở vị trí cân bằng:
+ Con lắc lò xo nằm ngang: Lò xo cha biến dạng. l = 0, lCB = l0
+ Con lắc lò xo thẳng đứng: ở VTCB lò xo biến dạng một đoạn l
Có:
P = Fđh => mg = k. l
lCB = l0 + l
+ Con lắc lò xo treo vào mặt phẳng nghiêng góc :
ở VTCB lò xo biến dạng một đoạn l
Có:
P. sin = Fđh => mgsin = k. l
lCB = l0 + l
Câu hỏi 2: Con lắc lò xo dao động điều hoà. Tính:
k
- Tần số góc: =
;
m
m
l
; Con lắc lò xo thẳng đứng: T = 2
; Treo vào mặt phẳng nghiêng:
k
g
Ta
iL
ie
- Chu kỳ: T = 2
l
g sin
Chú ý: Gọi T1 và T2 là chu kì của con lắc khi lần lợt treo vật m1 và m2 vào lò xo có độ cứng k
Chu kì con lắc khi treo cả m1 và m2: m = m1 + m2 là T2 = T12 + T22 , vào vật khối lợng m = m1 m2
(m1 > m2) đợc chu kỳ T2 = T12 - T22 ,
up
s/
T = 2
1
1 k
=
=
T 2 2 m
Câu hỏi 3: Tìm chiều dài lò xo khi dao động
+ Chiều dài ở vị trí cân bằng: lCB = l0 + l
om
/g
ro
- Tần số: f =
+ Chiều dài cực đại lò xo khi dao động: lmax = lcb + A
.c
+ Chiều dài cực tiểu khi lò xo dao động: lmin = lcb A
ok
lCB = (lmin + lmax)/2; A= (lmax - lmin)/2
bo
+ ở vị trí có li độ x , chiều dài lò xo là: l = lCB x
w
w
w
.fa
ce
Chú ý: Trong một dao động (một chu kỳ) lò xo nén 2 lần
và giãn 2 lần
Khi A< l : Thời gian lò xo giãn 1 lần là thời gian ngắn nhất để
vật đi từ vị trí x1 = A đến x2 = A (Hình a)
Khi A >l (Với Ox hớng xuống) nh Hình b:
- Thời gian lò xo nén 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi
từ vị trí x1 = -l đến x2 = -A.
- Thời gian lò xo giãn 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi
từ vị trí x1 = -l đến x2 = A
-A
l
-A
O
l
O
A
x
Hình a (A < l)
13
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
nén
giãn
A
x
Hình b (A > l)
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
Câu hỏi 4: Tính động năng, thế năng, cơ năng.
1
- Thế năng: Wt = kx2
2
1
- Động năng: Wđ = mv2
2
Chú ý: Động năng và thế năng biến thiên điều hòa cùng chu kì T =
T
, cùng tần số f = 2f hoặc tần số
2
D
Fkv = m. a = k. x
ai
H
góc =2
Câu hỏi 5: Tính lực tổng hợp tác dụng lên vật (Lực kéo về hay lực hồi phục):
Công thức:
Fkv = ma = -kx = -m2x
ở vị trí biên
Fkv min = 0
ở VTCB
nT
Fkv max = m. 2 .A= k.A
hi
m: kg, a: m/s2, k: N/m, x: m
uO
Độ lớn:
01
1
1
kA2 = m2A2 = const
2
2
oc
- Cơ năng của con lắc lò xo: W = Wt + Wđ = Wt max = Wđ max =
om
/g
ro
up
s/
Ta
iL
ie
Đặc điểm: * Là lực gây dao động cho vật.
* Luôn hớng về VTCB
* Biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ
Câu hỏi 6: Tính lực đàn hồi (là lực đa vật về vị trí lò xo không biến dạng), cũng là lực mà lò xo
tác dụng lên giá đỡ, điểm treo, lên vật.
Tổng quát: Fđh = k.độ biến dạng
* Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực kéo về và lực đàn hồi là một (vì tại VTCB lò xo không biến
dạng)
* Với con lắc lò xo thẳng đứng hoặc đặt trên mặt phẳng nghiêng (Vật ở phía dới)
+ Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức:
* Fđh = k|l + x| với chiều dơng hớng xuống
w
w
w
.fa
ce
bo
ok
.c
* Fđh = k|l - x| với chiều dơng hớng lên
+ Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): FMax = k(l + A) (lúc vật ở vị trí thấp nhất)
+ Lực đàn hồi cực tiểu:
* Nếu A < l FMin = k(l - A)
* Nếu A l FMin = 0 (lúc vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng)
Câu hỏi 7: Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l đợc cắt thành các lò xo có độ cứng k1, k2, và chiều
dài tơng ứng là l1, l2, Tính k1, k2, ...
Ta có:
l = l1 + l2 + ...
kl = k1l1 = k2l2 =
Câu hỏi 8: Ghép lò xo:
1 1 1
* Nối tiếp: = + + ... cùng treo một vật khối lợng nh nhau thì: T2 = T12 + T22
k k1 k2
* Song song: k = k1 + k2 + cùng treo một vật khối lợng nh nhau thì:
1
1
1
= 2 + 2 + ...
2
T
T1 T2
14
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
III. CON lắc đơn:
* Cấu tạo: Vật nặng m gắn vào một sợi dây có chiều dài l.
* Điều kiện xét: Bỏ qua ma sát, lực cản, dây không giãn và rất nhẹ, vật coi là chất điểm.
g
1
1 g
2
l
; chu kỳ: T =
; tần số: f = =
=
= 2
l
g
T 2 2 l
Chú ý: Tại một nơi, chu kỳ dao động điều hòa của con lắc đơn khi thay đổi chiều dài:
Gọi T1 và T2 là chu kì của con lắc có chiều dài l1 và l2
+ Con lắc có chiều dài là l = l1 + l2 thì chu kì dao động là: T2 = T12 + T22 .
uO
v = s = -S0sin(t + ) = -l 0 sin(t + )
om
/g
ro
up
s/
Ta
iL
ie
a = v = -2S0cos(t + ) = -2l 0 cos(t + ) = -2s = -2 l
Chú ý: S0 đóng vai trò nh A còn s đóng vai trò nh x
4. Hệ thức độc lập:
* a = -2s = -2 l
v
* S02 = s 2 + ( ) 2
v2
* 02 = 2 +
gl
1
1 mg 2 1
1
5. Cơ năng: W = m 2 S02 =
S0 = mgl 02 = m 2l 2 02
2
2 l
2
2
W = Wt + Wđ
1
m 2 s 2 = mgl(1 - cos)
2
.c
- Cơ năng:
Wt =
ok
+ Thế năng:
bo
mv2
+ Động năng : Wđ = 2
.fa
ce
- ở vị trí biên :
w
w
w
- ở VTCB :
- ở vị trí bất kì :
W = Wtmax = mgh0 với h0 = l (1 - cos0)
mv02
W = Wđmax = 2
với v0 là vận tốc cực đại.
mv2
W = mgl(1 - cos) + 2
- Vận tốc của con lắc khi qua VTCB : v0 =
2g l (1 - cos0)
- Vận tốc của con lắc khi qua vị trí có góc lệch : v =
- Lực căng dây :
2g l (cos - cos0)
T = mg(3cos 2cos 0)
15
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
oc
ai
H
D
hi
nT
+ Con lắc có chiều dài là l = l1 l2 thì chu kì dao động là: T2 = T12 - T22 .
2. Lực kéo về (hồi phục):
s
F = mg sin = mg = mg = m 2 s
l
3. Phơng trình dao động:
s = S0cos(t + ) hoặc = 0 cos(t + ) với s = l, S0 = 0 l
01
1. Tần số góc: =
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
- Lực quán tính: F = ma , độ lớn F = ma
Ta
iL
ie
uO
nT
hi
D
ai
H
6. Tính thời gian đồng hồ chạy nhanh (chậm) trong một ngày đêm:
* Xác định xem đồng hồ chạy nhanh hay chậm:
- Viết công thức tính chu kì T khi đồng hồ chạy đúng.
- Viết công thức tính chu kì T khi đồng hồ chạy sai.
T'
- Lập tỉ số
T
T'
Nếu
> 1 thì đồng hồ chạy chậm (đồng hồ đếm giây sử dụng con lắc đơn)
T
T'
Nếu
< 1 thì đồng hồ chạy nhanh
T
* Tính thời gian đồng hồ chạy nhanh (chậm) trong một ngày đêm (24h = 86400s):
T'
= 86400
1 ( s)
T
R 2
Chú ý: - ở độ cao h: g h = g 0 (
R = 6400km l bỏn kớnh Trỏi t
)
R+h
Rd
- ở độ sâu d: g d = g 0 (
)
R
- Chiều dài phụ thuộc vào nhiệt độ: lt = l0(1 + t) với l0: Chiều dài ở 00C
7. Khi con lắc đơn chịu thêm tác dụng của lực phụ không đổi:
* Lực phụ không đổi thờng là:
01
Mobile: 0974974888
oc
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
( F a )
Chú ý: + Chuyển động nhanh dần đều a v ( v có hớng chuyển động)
up
s/
+ Chuyển động chậm dần đều a v
- Lực điện trờng: F = qE , độ lớn F = |q|E
(Nếu q > 0 F E ; còn nếu q < 0
w
w
w
.fa
ce
bo
ok
.c
om
/g
ro
F E )
- Lực đẩy ácsimét: F = DgV ( F luông thẳng đứng hớng lên)
Trong đó:
D là khối lợng riêng của chất lỏng hay chất khí.
g là gia tốc rơi tự do.
V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng hay chất khí đó.
Khi đó: P ' = P + F gọi là trọng lực hiệu dụng hay trong lực biểu kiến (có vai trò nh trọng lực P )
F
g ' = g + gọi là gia tốc trọng trờng hiệu dụng hay gia tốc trọng trờng biểu kiến.
m
l
Chu kỳ dao động của con lắc đơn khi đó: T ' = 2
g'
* Các trờng hợp thờng gặp:
* F có phơng ngang:
F
+ Tại VTCB dây treo lệch với phơng thẳng đứng một góc có: tan =
P
F
+ g ' = g 2 + ( )2
m
* F có phơng thẳng đứng: Tại VTCB dây treo vẫn có phơng thẳng đứng.
F
F
+ Nếu F hớng xuống thì g ' = g + ; Nếu F hớng lên thì g ' = g
m
m
16
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
pCHƯƠNG II: sóng cơ và sóng âm
w
w
w
.fa
ce
bo
ok
.c
om
/g
ro
up
s/
Ta
iL
ie
uO
nT
hi
D
ai
H
oc
01
I. sóng cơ
1. Định nghĩa: Là dao động lan truyền trong một môi trờng vật chất.
Chú ý: - Sóng cơ không truyền đợc trong chân không.
- Một đặc điểm quan trọng của sóng là khi sóng truyền trong một môi trờng thì các phần tử
của môi trờng chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của chúng mà không chuyển dời theo sóng. Chỉ có
pha dao động của chúng đợc truyền đi.
2. Các loại sóng:
- Sóng ngang: Phơng dao động của các phần tử của môi trờng vuông góc với phơng truyền
sóng. VD: Sóng truyền trên mặt nớc.
Chú ý: Sóng ngang chỉ truyền đợc trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng.
- Sóng dọc: Phơng dao động của các phần tử của môi trờng trùng với phơng truyền sóng. VD:
Sóng âm.
Chú ý: Sóng dọc truyền đợc cả trong chất rắn, chất lỏng và chất khí.
3. Các đại lợng đặc trng cho sóng:
* Chu kỳ T, tần số f, biên độ A của sóng: là chu kỳ, tần số, biên độ dao động chung của các phần tử
vật chất khi có sóng truyền qua và bằng chu kỳ, tần số, biên độ của nguồn sóng.
* Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ truyền pha dao động (khác với tốc độ dao động của các phần tử vật
chất). Trong một môi trờng v là hằng số.
* Bớc sóng: là khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên cùng một phơng truyền sóng dao động
cùng pha. Bớc sóng cũng là quãng đờng mà sóng truyền đợc trong một chu kỳ.
Công thức:
= vT = v/f
Trong đó: : Bớc sóng;
T (s): Chu kỳ của sóng;
f (Hz): Tần số của sóng
v: Tốc độ truyền sóng (có đơn vị tơng ứng với đơn vị của )
Chú ý: Giữa n đỉnh (ngọn) sóng có (n 1) bớc sóng.
1
* Năng lợng sóng: Wsóng = Wdao động = m2 A 2
2
4. Phơng trình sóng
x
x
Tại điểm O: uO = Acos(t)
Tại điểm M cách O một đoạn x trên phơng truyền sóng.
M
* Sóng truyền theo chiều dơng của trục Ox thì
N
O
x
t x
x
x
uM = AMcos(t - ) = AMcos(t - 2 ) =AMcos2 ( - )
v
T
* Sóng truyền theo chiều âm của trục Ox thì
t
x
x
x
+ )
uN = AMcos(t + ) = AMcos(t + 2 ) = AMcos2 (
v
T
5. Độ lệch pha giữa hai điểm M, N cách nguồn O một khoảng x1= OM, x2 = ON, x = MN
x x
x x
2.x
= 1 2 = 2 1 2 =
v
Chú ý: Đơn vị của x, x1, x2, và v phải tơng ứng với nhau
= 2k với k Z : M, N dao động cùng pha => x = k
= (2k+1) với k Z : M, N dao động ngợc pha => x = (2k+1) => Hai điểm gần
2
nhất dao động ngợc pha cách nhau
2
= (2k + 1)
với k Z : M, N dao động vuông pha => x = (2k+1) => Hai điểm
2
4
gần nhất dao động vuông pha cách nhau
4
17
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
II. sóng âm
1. Định nghĩa: Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trờng rắn, lỏng, khí. Nguồn âm là
các vật dao động phát ra âm.
- Sóng âm truyền đợc trong các môi trờng rắn lỏng và khí, không truyền đợc trong chân không.
2. Phân loại:
0
Âm nghe đợc
20.10
Tần số (Hz)
3
oc
16
Siêu âm
01
Hạ âm
ai
H
- Âm nghe đợc (gây ra cảm giác âm trong tai con ngời) là sóng cơ học có tần số trong khoảng từ 16
Hz đến 20000 Hz. F < 16 Hz: sóng hạ âm, f > 20000 Hz: sóng siêu âm.
- Cờng độ âm: I=
uO
nT
hi
D
3. các đặc trng vật lý của âm:
- Âm có đầy đủ các đặc trng của một sóng cơ học
- Tốc độ truyền âm: phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ và nhiệt độ của môi trờng: vrắn > vlỏng > vkhí.
Chú ý: Khi sóng âm truyền từ môi trờng này sang môi trờng khác thì vận tốc và bớc sóng thay
đổi. Nhng tần số và do đó chu kì của sóng không đổi.
W P
=
tS S
Ta
iL
ie
Trong đó: W (J) là năng lợng, P (W) công suất phát âm của nguồn
S (m2) là diện tích mặt vuông góc với phơng truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích
mặt cầu S=4 r2)
I
I
Hoặc L(dB) = 10.lg
I0
I0
ro
L( B) = lg
2
up
s/
r
I
S
Chú ý: Nếu năng lợng đợc bảo toàn: W = I 1.S 1 = I 2 .S 2 => 1 = 2 = 2
I 2 S 1 r1
- Mức cờng độ âm:
ce
bo
ok
.c
om
/g
Với I0 = 10-12 W/m2 ở f = 1000Hz: cờng độ âm chuẩn (Cờng độ âm chuẩn thay đổi theo tần số).
L
I
Chú ý: Từ công thức L = 10 lg => I = I 0 .1010
I0
I
L = L 2 L1 = 10 lg 2
I1
- Đồ thị dao động âm (Phổ của âm):
Một nhạc cụ khi phát ra một âm có tần số f (Gọi là Âm cơ bản hay hoạ âm thứ nhất) thì đồng thời
cũng phát ra các hoạ âm có tần số 2f, 3f, 4f, ... (Gọi là các hoạ âm thứ hai, thứ ba, thứ t ...). Biên độ
các hoạ âm cúng khác nhau. Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các hoạ âm của một nhạc âm ta đợc
đồ thị dao động của nhạc âm đó. Đồ thị không còn là đờng sin điều hoà mà là một đờng phức tạp có
chu kỳ.
w
w
w
.fa
4. các đặc trng sinh lý của âm:
- Độ cao: gắn liền với tần số. Âm có f càng lớn thì càng cao, f cành nhỏ thì càng trầm.
- Độ to: gắn liền với mức cờng độ âm
- Âm sắc: gắn liền với đồ thị dao động của âmg cách từ M đến đầu bụng sóng thì biên độ:
III. GIAO THOA SóNG
1. Định nghĩa: Là sự tổng hợp của hai sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chỗ biên dộ
sóng tổng hợp đợc tăng cờng hay bị giảm bớt.
* Sóng kết hợp: Do hai nguồn kết hợp phát ra. Hai nguồn kết hợp là 2 nguồn dao động cùng phơng,
cùng chu kỳ (Tần số) và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.
18
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
nT
hi
D
ai
H
2. Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách nhau một khoảng l:
Xét điểm M cách hai nguồn lần lợt d1, d2
Phơng trình sóng tại 2 nguồn u1 = Acos(2 ft + 1 ) và u2 = Acos(2 ft + 2 )
Phơng trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới:
d
d
u1M = Acos(2 ft 2 1 + 1 ) và u2 M = Acos(2 ft 2 2 + 2 )
Phơng trình giao thoa sóng tại M: uM = u1M + u2M
d1 + d 2 1 + 2
d d 2
uM = 2 Acos 1
+
c
ft
+
os
2
2
2
d d
Biên độ dao động tại M: AM = 2 A cos 1 2 +
với = 1 2
2
l
l
Chú ý: * Số cực đại: +
2
2
l 1
l 1
* Số cực tiểu: +
2 2
2 2
1. Hai nguồn dao động cùng pha (hai nguồn đồng bộ) ( = 1 2 = 0 hoặc k 2 )
01
Mobile: 0974974888
oc
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
l
uO
* Điểm dao động cực đại: d1 d2 = k (kZ) (Tập hợp là các đờng hypebol và đờng trung trực
nối 2nguồn). ACĐ = 2A.
l
Ta
iL
ie
=> Số đờng hoặc số điểm cực đại (không tính hai nguồn): < k <
Chú ý: Số giá trị k nguyên tính đợc luôn là số lẻ
* Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 d2 = (2k+1) (kZ). (Tập hợp là các đờng
2
up
s/
hypebol). ACT = 0.
l
1
l
1
om
/g
bằng
ro
=> Số đờng hoặc số điểm (không tính hai nguồn): < k <
2
2
Chú ý: Số giá trị k nguyên tính đợc luôn là số chẵn
- Trên đờng nối hai nguồn, khoảng cách giữa các vân cực đại hoặc cực tiểu liên tiếp bằng nhau và
2
.c
2. Hai nguồn dao động ngợc pha:( = 1 2 = hoặc = (2k + 1) )
* Điểm dao động cực đại: d1 d2 = (2k+1) (kZ)
ok
2
l
1
l
1
bo
Số đờng hoặc số điểm cực đại (không tính hai nguồn): < k <
2
2
* Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 d2 = k (kZ)
ce
l
l
.fa
Số đờng hoặc số điểm (không tính hai nguồn): < k <
w
3. Hai nguồn dao động vuông pha: ( =
2
hoặc = (2k + 1)
2
)
w
w
* Biên độ dao động của điểm M:
d d
A M = 2 A cos 2 1 +
4
1
l 1
4
l 1
l 1
Số điểm (đờng) dao động cực tiểu (không tính hai nguồn): + < k < +
4
4
* Số điểm (đờng) dao động cực đại (không tính hai nguồn):
l
19
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
Ta
iL
ie
* Hai đầu là nút sóng: l = k
uO
nT
hi
D
ai
H
oc
01
Chú ý: Với bài toán tìm số đờng dao động cực đại và không dao động giữa hai điểm M, N cách hai
nguồn lần lợt là d1M, d2M, d1N, d2N.
Đặt dM = d1M - d2M ; dN = d1N - d2N và giả sử dM < dN.
+ Hai nguồn dao động cùng pha:
Cực đại: dM < k < dN; Cực tiểu: dM < (k+0,5) < dN
+ Hai nguồn dao động ngợc pha:
Cực đại:dM < (k+0,5) < dN; Cực tiểu: dM < k < dN
Số giá trị nguyên của k thoả mãn các biểu thức trên là số đờng cần tìm.
IV. sóng dừng
1. Định nghĩa: là sóng có các nút và bụng cố định trong không gian.
* Nguyên nhân: Sóng dừng là kết quả của sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ, khi sóng tới và
sóng phản xạ truyền theo cùng một phơng. Khi đó sóng tới và sóng phản xạ là sóng kết hợp và giao
thoa tạo sóng dừng.
Chú ý: - Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng. Đầu tự do là bụng sóng.
- Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dao động ngợc pha.
- Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha.
- Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đổi năng lợng không truyền đi
- Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ.
- Bề rộng 1 bụng là 4A. A là biên độ sóng tới hoặc sóng phản xạ.
2. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l:
(k N * )
2
Số bụng sóng = số bó sóng = k
Số nút sóng = k + 1
up
s/
* Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng: l = (2k + 1)
4
2
4
A
P
N
N
B
(k N )
N
B
Bụng
N
B
N
B
Nút
.c
om
/g
ro
A
Số bó sóng nguyên = k
P
Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1
3. Phơng trình sóng dừng trên sợi dây AB (với đầu A cố định hoặc dao
động nhỏ là nút sóng)
* Đầu B cố định (nút sóng):
Phơng trình sóng tới và sóng phản xạ tại B: uB = Acos2 ft và u 'B = Acos2 ft = Acos(2 ft )
Phơng trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng d là:
d
d
uM = Acos(2 ft + 2 ) và u 'M = Acos(2 ft 2 )
w
w
w
.fa
ce
bo
ok
Phơng trình sóng dừng tại M: uM = uM + u 'M
d
d
uM = 2 Acos(2 + )cos(2 ft ) = 2 Asin(2 )cos(2 ft )
2
2
2
d
d
Biên độ dao động của phần tử tại M: AM = 2 A cos(2 + ) = 2 A sin(2 )
2
* Đầu B tự do (bụng sóng):Phơng trình sóng tới và sóng phản xạ tại B: uB = u 'B = Acos2 ft
Phơng trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng d là:
d
d
uM = Acos(2 ft + 2 ) và u 'M = Acos(2 ft 2 )
Phơng trình sóng dừng tại M: uM = uM + u 'M = 2 Ac os(2
Biên độ dao động của phần tử tại M: AM = 2 A cos(2
d
d
) c os(2 ft )
)
20
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
CHƯƠNG III: dòng điện xoay chiều
1. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều:
01
+ Nguyên tắc: Dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ (Là hiện tợng khi có sự biến thiên của từ thông
qua một khung dây kín thì trong khung xuất hiện một suất điện động cảm ứng để sinh ra một dòng điện
cảm ứng)
ai
H
oc
+ Cách tạo: Cho khung dây dẫn diện tích S, có N vòng dây, quay đều với tần số góc trong từ trờng
đều B ( B trục quay) . Thì trong mạch có dòng điện biến thiên điều hòa với tần số góc gọi là
dòng điện xoay chiều (dđxc).
2
) = E0cos(t + -
)
nT
Suất điện động trong khung dây: e = NSBcos(t + -
hi
D
Từ thông gửi qua khung dây của máy phát điện = NBScos(t +) = 0cos(t + )
Với 0 = NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ trờng, S là diện tích của
vòng dây, = 2f
uO
Với E0 = NSB là suất điện động cực đại.
2
+ Biểu thức điện áp tức thời và dòng điện tức thời:
u = U0cos(t + u)
Ta
iL
ie
Chú ý: Khi khung dây quay một vòng (một chu kì) thì dòng điện chạy trong khung đổi chiều 2 lần.
i = I0cos(t + i)
và
up
s/
Trong đó: i là giá trị cờng độ dđ tại thời điểm t; I0 > 0 là giá trị cực đại của i; > 0 là tần số góc; (t
+ i) là pha của i tại thời điểm t; i là pha ban đầu của dđ.
om
/g
ro
u là giá trị điện áp tại thời điểm t; U0 > 0 là giá trị cực đại của u; > 0 là tần số góc; (t + u)
là pha của u tại thời điểm t; u là pha ban đầu của điện áp.
Với = u i là độ lệch pha của u so với i, có
2
2
.c
- Các giá trị hiệu dụng:
bo
ok
+ Cờng độ hiệu dụng của dđxc là đại lợng có giá trị bằng cờng độ của một dđ không đổi, sao cho
khi đi qua cùng một điện trở R, trong cùng một khoảng thời gian thì công suất tiêu thụ của R bởi dđ
không đổi ấy bằng công suất tiêu thụ trung bình của R bởi dđxc nói trên.
Giá
U
U= 0
2
w
w
w
.fa
+
ce
+ Điện áp hiệu dụng cũng đợc định nghĩa tơng tự.
trị
hiệu
I
; I= 0
2
dụng
bằng
E0
; E=
2
giá
trị
cực
đại
của
đại
lợng
chia
cho
2. Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2ft + i)
* Mỗi giây đổi chiều 2f lần
* Nếu pha ban đầu i = 0 hoặc i = thì chỉ giây đầu tiên
đổi chiều 2f-1 lần.
3. Công thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ
Khi đặt điện áp u = U0cos(t + u) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi u U1.
21
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
2.
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
U1
, (0 < < /2)
U0
4. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch R, L, C nối tiếp.
* Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: uR cùng pha với i, ( = u i = 0)
U
U
và I 0 = 0
I=
R
R
U
Chú ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có I =
R
* Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L: uL nhanh pha hơn i là /2, ( = u i = /2)
U
U
và I 0 = 0 với ZL = L là cảm kháng
I=
ZL
ZL
Chú ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở).
* Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: uC chậm pha hơn i là /2, ( = u i = -/2)
U
U
1
và I 0 = 0 với Z C =
là dung kháng
I=
ZC
ZC
C
Chú ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn).
* Đoạn mạch RLC không phân nhánh
01
Với cos =
uO
nT
hi
D
ai
H
t =
oc
4
Mobile: 0974974888
Z = R 2 + ( Z L ZC ) 2 U = U R2 + (U L U C ) 2 U 0 = U 02R + (U 0 L U 0C ) 2
Z L ZC
Z ZC
R
với
;sin = L
; cos =
R
Z
Z
2
2
1
> 0 thì u nhanh pha hơn i
+ Khi ZL > ZC hay >
LC
1
< 0 thì u chậm pha hơn i
+ Khi ZL < ZC hay <
LC
1
+ Khi ZL = ZC hay =
= 0 thì u cùng pha với i.
LC
U
Lúc đó I Max = gọi là hiện tợng cộng hởng dòng điện
R
Chú ý: - Nếu mạch gồm nhiều điện trở:
+ Mắc nối tiếp: R = R1 + R 2 + ...
1
1
1
1
1
1
+ Mắc song song:
=
+
+ ... =
+
+ ...
R R1 R 2
C C1 C 2
- Nếu mạch gồm nhiều tụ điện:
+ Mắc song song: C = C 1 + C 2 + ...
1
1
1
+ Mắc nối tiếp:
=
+
+ ...
C C1 C 2
.fa
ce
bo
ok
.c
om
/g
ro
up
s/
Ta
iL
ie
tan =
w
w
w
5. Công suất toả nhiệt trên đoạn mạch RLC:
P = UIcos = I2R.
6. Hệ số công suất:
P R U
cos = UI = Z = UR
- Công suất tiêu thụ của đoạn mạch phụ phuộc vào giá trị của cos, nên để sử dụng có hiệu quả điện
năng tiêu thụ thì phải tăng hệ số công suất (nghĩa là nhỏ). Bằng cách mắc thêm và mạch những tụ
điện có điện dung lớn. Qui định trong các cơ sở sử dụng điện cos 0,85.
22
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
+ Với mạch LC thì cos = 0 , mạch không tiêu thụ điện! P = 0
Chú ý:
7. Nhiệt lợng toả ra trên mạch (Điện năng tiêu thụ) trong thời gian t:
Q = A = P.t
với A tính bằng J, P tính bằng W, t tính bằng s.
8. Cộng hởng điện: Khi R = hằng số, L, C hoặc biến thiên
1
C
2 =
1
LC
01
L =
oc
I = Imax Z L = Z C
ai
H
Chú ý: Khi có cộng hởng điện thì:
U
- Dđ hiệu dụng đạt cực đại Imax = R
uO
nT
hi
D
U2
- Công suất tiêu thụ đạt cực đại Pmax = R
- u cùng pha với i: = 0, u = i
- U = UR ; UL = UC
R
- cos = Z = 1
Ta
iL
ie
9. Đoạn mạch RLC có L thay đổi:
a. Zmin, Imax, URmax, UCmax, URcmax, Pmax, cos cực đại, uR cùng pha uAB, uC trễ pha
U R 2 + Z C2
R 2 + Z C2
khi Z L =
ZC
R
ro
b. U LMax =
om
/g
c. Với L = L1 hoặc L = L2 thì UL có cùng giá trị thì ULmax khi
d. Khi Z L =
2
so với uAB => đều
1
2C
up
s/
liên quam đến trờng hợp cộng hởng: ZL = ZC => L =
2 L1 L2
1 1 1
1
= (
+
) L=
Z L 2 Z L1 Z L2
L1 + L2
Z C + 4 R 2 + Z C2
2UR
Chú ý: R và L mắc liên tiếp nhau
thì U RLMax =
2
4 R 2 + Z C2 Z C
bo
ok
.c
e. uRL vuông pha uRC (R ở giữa L,C) : tan1.tan2 = -1 => ZL.ZC = R2
10. Đoạn mạch RLC có C thay đổi:
* Zmin, Imax, URmax, ULmax, URcmax, Pmax, cos cực đại, uR cùng pha uAB, => đều liên quam đến
1
trờng hợp cộng hởng: ZL = ZC => C = 2
L
ce
U R 2 + Z L2
R 2 + Z L2
thì U CMax =
ZL
R
* Khi C = C1 hoặc C = C2 thì
C + C2
1 1 1
1
= (
+
)C = 1
Z C 2 Z C1 Z C2
2
UC có
cùng
giá
trị
thì
UCmax
khi
w
w
w
.fa
* Khi Z C =
Z L + 4 R 2 + Z L2
2UR
* Khi Z C =
Chú ý: R và C mắc liên tiếp nhau
thì U RCMax =
2
2
4 R + Z L2 Z L
11. Mạch RLC có thay đổi:
23
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên
Mobile: 0974974888
* Zmin, Imax, URmax, ULmax, URcmax, Pmax, cos cực đại, uR cùng pha uAB ... => Khi =
* Khi =
1
C
1
2
L R
C 2
thì U LMax =
1
LC
2U .L
R 4 LC R 2C 2
oc
01
1 L R2
2U .L
thì U CMax =
* Khi =
L C 2
R 4 LC R 2C 2
* Với = 1 hoặc = 2 thì I hoặc P hoặc UR có cùng một giá trị thì IMax hoặc PMax hoặc URMax
khi
f1 f 2
ai
H
= 12 tần số f =
D
12. Các bài tập về công suất:
a. Nếu R, U = hằng số. Thay đổi C, L hoặc
nT
uO
U2
khi ZL = ZC
Pmax =
R
b. Nếu U, C, L, = hằng số. Thay đổi R.
hi
R .U 2
P= 2
R + ( Z L Z C )2
Ta
iL
ie
U2
khi R= Z L Z c
2R
c. Mạch R, L, C khi R biến đổi có hai giá trị R1, R2 đều cho công suất P < Pmax:
R .U 2
=> P .R 2 U 2 R + P .( Z L Z C ) 2 = 0
P= 2
R + (Z L Z C )2
up
s/
áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho: Pmax =
U2
; R1.R2 = Z L Z C
P
* Chú ý trờng hợp: Hai đoạn mạch R1L1C1 và R2L2C2 cùng u hoặc cùng i có pha lệch nhau :
Z L Z C1
Z L Z C2
và tan 2 = 2
(giả sử 1 > 2)
Với tan 1 = 1
R1
R2
tan 1 tan 2
Có 1 2 =
= tan
1 + tan 1 tan 2
Trờng hợp đặc biệt = /2 (vuông pha nhau) thì tan1.tan2 = -1.
R1 + R2 =
ok
.c
om
/g
ro
Theo định lý Viet:
bo
13. Máy phát điện xoay chiều một pha:
- Hoạt động dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ, biến cơ năng thành điện năng.
ce
- Cấu tạo gồm 3 bộ phận :
w
w
w
.fa
+ Bộ phận tạo ra từ trờng gọi là phần cảm : Là 1 vành tròn trên gắn các nam châm mắc xen kẽ nối
tiếp nhau.
+ Bộ phận tạo ra dòng điện gọi là phần ứng: Là khung dây
+ Bộ phận đa dđ ra ngoài gọi là bộ góp: Gồm 2 vành khuyên và 2 chổi quét
- Trong các máy phát điện:
Rôto là phần cảm ;
Stato là phần ứng.
- Trong máy phát điện công suất nhỏ:
Rôto (bộ phận chuyển động) là phần ứng ;
24
www.facebook.com/groups/TaiLieuOnThiDaiHoc01
