Tổng hợp lý thuyết vật lý luyện thi đại học

48 814 5
Tổng hợp lý thuyết vật lý luyện thi đại học

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Câu1 : Khảo sát dao động điều hoà 1/ Đ/n dao động. Dao động tuần hoàn. 2/ Đ/n dao động điều hoà. Nêu các đ/n các đại lợng. 3/ Vận tốc và gia tóc của dao động điều hoà. 4/ Cơ năng của dao động điều hoà. 5/ Mối liên hệ dao động điều hoà với chuyển động tròn đều. 1 . Định nghĩa dao động và dao động tuần hoàn: Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần xung quanh vị trí cân bằng. 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. Khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại nh cũ gọi là chu kỳ dao động T, đơn vị s; tần số dao động là số dao động lặp lại trong 1 đơn vị thời gian, đơn vị s -1 hay héc: Hz. 2/ Định nghĩa và phơng trình dao động điều hoà : Là dao động đợc mô tả bởi định luật dạng sin (hoặc cos) đối với thời gian. Phơng trình dao động (gốc toạ độ ở VTCB) : x = Asin(t + ) = Asin( T 2 t + ) = Asin(2ft + ) Nó là nghiệm của phơng trình vi phân : x // + 2 x = 0 Định nghĩa các đại lợng: (ý nghĩa các đại lợng) + x : li độ ; là độ lệch của vật khỏi vị trí cân bằng (m, cm, mm) + A : Biên độ dao động Li độ cực đại. (m, cm, mm) + : Pha ban đầu của dao động (rad). + (t + ) : Pha dao động, là đại lợng trung gian cho phép xác định trạng thái dao động ở thời điểm t (rad) + T : Chu kỳ dao động, là thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động đợc lặp lại nh cũ (Thực hiện 1 dao động) (s) + f : tần số, là số dao động thực hiện trong một đơn vị thời gian, là đại lợng nghịch đảo của chu kỳ, (Hz). + : Tần số góc, nó cho phép xác định trạng thái dao động, liên hệ với T & f là : = 2f = 2/T (rad/s). Vì hàm số sin (hay cos) có chu kỳ 2 nên : x = Asin(t + ) = Asin(t + 2 + ) = Asin[(t + 2/) + ]. Nh vậy khoảng thời gian T = 2/ chính là chu kỳ dao động. 3/ Vận tốc và gia tốc dao động điều hoà : Từ phơng trình dao động điều hoà : x = Asin(t + ). + Vận tốc đặc trng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động : v = t x . Xét vận tốc tức thời (Khi t 0) Thì v là đạo hàm của toạ độ theo thời gian : v = lim t x = x = Acos(t + ) + Gia tốc đặc trng cho sự thay đổi nhanh hay chậm của vận tốc : a = t v . Xét gia tốc tực thời (Khi t 0) Thì gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian : a = lim t v = v = x = A 2 sin(t + ) Vậy vận tốc và gia tốc cũng biến thiên điều hoà cùng tần số của dao động . (v sớm pha /2 và a ngợc pha so với x) 4/ Cơ năng của dao động : Gồm động năng E đ và thế năng E t + Thế năng của dao động : E t = 2 1 kx 2 , mà x = Asin(t + ) và k = m 2 nên E t = 2 1 m 2 A 2 sin 2 (t + ) + Động năng của dao động : E đ = 2 1 mv 2 , mà v = Acos(t + ) , nên E đ = 2 1 m 2 A 2 cos 2 (t + ) + Cơ năng : E = E t + E đ = 2 1 m 2 A 2 = 2 1 kA 2 = const x Kết luận : Động năng E đ và thế năng E t biến thiên điều hoà theo thời gian, P cứ động năng tăng thì thế năng giảm và ngợc lại. t Có sự chuyển hoá từ động năng sang thế năng và ngợc lại. 0 Vũ Kim Phợng Trang 1 Chuyên Đề LTVL 12 Cơ năng toàn phần bảo toàn ( không đổi) và tỉ lệ với bình phơng biên độ . 5/ Liên hệ chuyển động tròn đều và dao động điều hoà : Xét chất điểm M chuyển động tròn đều với vận tốc trên đờng tròn tâm 0 bán kính A Chọn hệ trục toạ độ vuông góc, gốc tại tâm 0. Tại t = 0, nó ở điểm M 0 xác định bởi góc H.vẽ. Đến thời điểm t nó ở điểm M t Hình chiếu của của nó trên xx / là P x / x = P0 = Asin(t + ) Kết luận : Hình chiếu của chuyển động tròn đều xuống một trục toạ độ trên mặt phẳng quỹ đạo là dao động điều hoà . CMR Hình chiếu của chất điểm chuyển động tròn đều xuống một trục toạ độ nằm trong mặt phẳng quỹ đạo dao động điều hoà với vận tốc và gí tốc bằng hình chiếu của các véc tơ vận tốc gia tốc chuyển động tròn đều trên trục đó Câu 2 : Phơng pháp véc tơ quay 1/ Biểu diễn dao động điều hoà bằng véc tơ quay 2/ Tổng hợp dao động điều hoà bằng véc tơ quay 3/ Độ lệch pha 1/ Biểu diễn dao động điều hoà bằng véc tơ quay : a/ Cơ sở : mối liên hệ giữa dao dộng điều hoà và chuyển động tròn đều: một x dao động điều hoà có thể dợc coi nh hình chiếu của một chuyển động tròn P M t Vũ Kim Phợng Trang 2 Chuyên Đề LTVL 12 đều xuống một tục toạ độ nằm trong mặt phẳng quĩ đạo . b/ Nội dung : giả sử cần biểu diễn dao động x = Asin (t + ). Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc rồi vẽ véc tơ A có : t M 0 + Gốc tại O + Độ dài tỉ lệ với A + Tạo với trục gốc một góc bằng pha ban đầu 0 Cho A quay theo chiều dơng (quy ớc là ngợc chiều kim đồng hồ) với vận tóc góc bằng . Khi đó hình chiếu P của đầu mút A xuống trục xx dao động diều hoà với phơng trình : x = OP = Asin(t + ). Ta nói dao động điều hoà x = Asin(t + ) đợc biểu diễn ( hình học ) bằng véc tơ quay A . Trên một hệ trục toạ độ có thể biểu diễn đồng thời nhiều dao động điều hoà bằng các véc tơ quay tơng ứng và đó là một giản đồ véc tơ (giản đồ Frexnen). 2/ Tổng hợp dao động điều hoà bằng phơng pháp véc tơ quay : a/ Thí dụ: Võng mắc trên tàu biển : võng dao động theo tần số riêng , còn P A tàu bị sóng biển làm dao động . Khi đó dao động của võng đối với đất là tổng hợp của hai dao động : dao động riêng của chính nó và dao động của tàu . P 2 A 2 Thực tế ta có thể gặp một vật tham gia vào nhiều dao động đồng thời và dao động của vật là sự tổng hợp của nhiều dao động thành phần khác nhau . Ta chỉ xét tổng hợp những dao động cùng phơng và cùng tần số . P 1 A 1 b/ Tổng hợp dao động bằng phơng pháp véc tơ quay : Giả sử vật đồng thời tham gia 2 dao động cùng phơng và cùng tần số : x 1 = A 1 sin(t + 1 ) và x 2 = A 2 sin(t + 2 ) 0 P 2 / P 1 / P / Ta sẽ dùng phơng pháp véc tơ quay để tìm phơng trình của dao động tổng hợp : x = x 1 + x 2 . + Biểu diễn mỗi dao động trên bằng các véc tơ quay 1 A và 2 A tơng ứng . Theo cách biểu diễn nói ở trên thì ở từng thời điểm hình chiếu của các véc tơ quay 1 A và 2 A . Liên trục õ có toạ độ x 1 = A 1 sin(t + 1 ) x 2 = A 2 sin(t + 2 ) Xét véc tơ tổng A = 1 A + 2 A . Khi 1 A và 2 A quay thì A cũng quay với vận tốc góc (Tức là A biểu diễn một dao động tần số góc nào đó) , góc giữa hai véc tơ 1 A và 2 A không đổi và hình bình hành 0A 1 AA 2 không biến dạng , ở mỗi thời điểm hình chiếu của đầu mút A lên trục x / x có toạ độ dúng bằng tổng các toạ độ của các hình chiếu của các véc tơ 1 A và 2 A : x = x 1 + x 2 . Nghĩa là A biểu diễn dao động tổng hợp . Và đó là một dao động điều hoà mà phơng trình có dạng x = Asin(t + ) c/ Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp : Từ hình vẽ , dựa vào định lí hàm số cos ta có : A 2 = A 2 2 + A 2 2 + 2A 1 A 2 cos ( 2 1 ) và tg = 2211 2211 cosAcosA sinAsinA + + => ta tìm đợc Nếu hai dao động cùng pha thì A = A 1 + A 2 ; và ngợc pha thì A = | A 1 A 2 | ; Vậy A a + A 2 > A > | A 1 A 2 | Bằng phơng pháp này ta có thể tổng hợp nhiều dao động trên cùng một giản đồ véc tơ d/ ứng dụng : Lập công thức định luật Ôm cho mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh . Biên độ A phụ thuộc vào độ lệch pha ( 2 1 ) của các dao động thành phần . 3/ Độ lệch pha : Định nghĩa : Độ lệch pha là một đại lợng đặc trng cho sự khác nhau về trạng thái giữa hai dao động và đợc xác định bằng hiệu các pha dao động. Nếu có hai dao động cùng tần số x 1 = A 1 sin(t + 1 ) và x 2 = A 2 sin(t + 2 ) thì độ lệch pha là = (t + 2 ) (t + 1 ) = 2 1 = hiệu các pha ban đầu. Nếu = 2 1 > 0 thì ta nói dao động x 2 sớm (nhanh) pha hơn dao động x 1 hoặc dao động x 1 trễ (chậm) pha hơn dao động x 2 và ngợc lại . Nếu = 2k hai dao động cùng pha; Nếu = (2k + 1) hai dao động ngợc pha. Câu 3 : PT dao động con lắc lò xo & con lắc đơn Lập phơng trình dao động của con lắc lò xo nằm ngang & con lắc đơn So sánh sự giống và khác nhau giữa hai phơng trình Với điều kiện nào thì dao động của chúng đợc coi là dao động tự do a) ĐN b) ĐK dao động điều hoà c) Lập PTDD: + Chọn hệ toạ độ + Phân tích lực và viết định luật II Niu Tơn d/ Kết luận 1/ Con lắc lò xo ngang: + Con lắc lò xo là cơ hệ gồm lò xo nhẹ nối với vật nặng m + Bỏ qua ma sát; Lực tác dụng nằm trong giới hạn đàn hồi 0 F x x + Xét con lắc gồm hòn bi có rãnh cho phép nó chuyển động không ma sát dọc theo một thanh nằm ngang cố định trùng với trục lò xo (Hình vẽ). Kéo hòn bi đến toạ độ x = A rồi thả nhẹthì nó dao động quanh vị trí cân bằng với biên độ A + Chọn trục toạ độ xx / trùng với thanh , gộc 0 tại vị trí cân bằng . + Tại vị trí bất kỳ có li độ x, hòn bi chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực P, phản lực N của thanh và lực đàn hồi lò xo F. Vì P luôn cân bằng với N nên chỉ còn lực dàn hồi F = kx truyền cho vật m gia tốc a + áp dụng định luật II Niu Tơn : m F a = => x m k m F a == ; Đặt 2 = m k Ta có : x = 2 x . Đây là phơng trình vi phân bậc đặc trng của dao động điều hoà , nghiệm của phơng trình này là : x = Asin (t + ) Đây là phơng trình dao động của con lắc lò xo Kết luận : Con lắc lò xo dao động điều hoà với tần số góc Vũ Kim Phợng Trang 3 Chuyên Đề LTVL 12 m k = , tức là chu kỳ T = k m 2 2/ Con lắc đơn : + Con lắc đơn gồm vật nhỏ và nặng treo vào một sợi dây nhẹ không dãn dài l. + Bỏ qua lực cản không khí + Dao động nhỏ: Biên độ góc m nhỏ ( m < 10 0 ) để có thể coi với < 0 : cung 0M trùng với dây cung 0M & sin (rad) = s/l + Đẩy cho vật lệch khỏi vị trí m cân bằng để sợi dây hợp với T phơng thẳng đứng một góc m rồi thả nhẹ . + Chọn gốc toạ độ 0 tại VTCB chiều dơng hớng sang phải . 0 P 2 Vị trí M của vật ở thời điểm t bật kỳ sợi dây hợp với phơng thẳng đứng góc , li P 1 độ bằng độ dài của cung 0M = s . P + Vật luôn chịu tác dụng của 2 lực : lực căng sợi dây T và trọng lực P . Phân tích P thành 2 lực * P 1 = P cos theo phơng dây treo , coi nh câu bằng với lực căng T khi biên độ góc m nhỏ * P 2 = mgsin theo phơng vuông góc với dây treo, có tác dụng kéo vật về vị trí cân bằng 0 + áp dụng định luật II Niu Tơn : m P a 2 = => = == sing m sinmg m P a 2 l s gga ; Đặt 2 = l g thay a = s, ta có Nghiệm của phơng trình này là s = S 0 sin (t +) đây là phơng trình dao động của con lắc đơn . Kết luận : với biên độ góc nhỏ con lắc DĐĐH với tần số góc m k = , tức là chu kỳ T = k m 2 3/ So sánh dao động điều hoà của con lắc đơn và con lắc lò xo : a/ Giống nhau : Hai phơng trình đều có dạng toán học giống nhau , đều mô tả dao động điều hoà b/ Khác nhau : + Về biểu thức tần số góc : con lắc lò xo = m/k , con láec đơn = l/g + Khi không có ma sát thì dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà (trong giới hạn đàn hồi của lò xo) còn dao động của con lắc đơn chỉ gần đúng là dao động điều hoà khi biên độ góc m nhỏ ( m < 10 0 ) và không ma sát 4/ Điều kiện để hai dao động nói trên đợc xem là dao động tự do : + Dao động mà chu kỳ chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc nhng không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài đợc gọi là dao động tự do. Thí dụ : Chu kỳ dao động riêng của con lắc lò xo là T = 2 m/k ; của con lắc đơn là T = 2 g/l + Điều kiện để con lắc dao động tự do là các lực ma sát phải rất nhỏ, con lắc lò xò thì lực đàn hồi của lò xo phải nằm trong giới hạn đàn hồi, con lắc đơn thì góc lệc cực đại không quá 10 0 , khi ấy nó sẽ dao động mãi với chu kỳ riêng của nó. Câu 4 : Năng lợng các con lắc Khảo sát định tính và định lợng sự biến đổi năng lợng của con lắc lò xo và con lắc đơn Chứng minh rằng khi chúng dao động điều hoà thì cơ năng của chúng không đổi và tỉ lệ với bình phơng biên độ 1/ Khảo sát định tính (Xét chung cho cả hai con lắc) + Khi da vật từ vị trí cân bằng (0) dến vị trí biên độ A, lực kéo đã thực hiện công và truyền cho vật năng lợng ban đàu dới dạng thế năng. + Khi lực kéo ngừng tác dụng , lực đàn hồi F (hoặc thành phần P 2 = mgsin của trọng lực , có phơng vuông góc với dây) kéo vật chuyển động nhanh dần về vị trí cân bằng 0. Động năng của vật tăng dần, tế năng giảm dần. + Khi về tới vị trí cân bằng (0) thì lực F = 0 (hoặc P 2 = 0) , thế năng bằng không khi ấy vận tốc của vật cực đại, động năng cực đại. + Từ vị trí cân bằng vật tiếp tục chuyển động theo quán tính, lực F (hoặc P 2 ) xuất hiện theo chiều ngợc lại làm cho vận tốc hòn bi giảm dần, tức là động năng giảm dần. Lúc này lò xo bi nén (hay vật lên cao dần) nên thế năng giảm + Khi vật tới vị trí biên B thì dừng lại. Tại B động năng hòn bi bằng không , thế năng cực đại. + Sau đó , lực F (hoặc P 2 ) đẩy vật chuyển động về 0 . Động năng của vật tăng dần, thế năng của vật giảm dần. Quá trình trên lặp lại hoàn toàn tơng tự. * Kết luận : Trong quá trình dao động của con lắc khi thế năng giảm thì động năng tăng và ngợc lại. 2/ Khảo sát định lợng : a/ Con lắc lò xo : Giả sử tại thời điểm t , li độ x của hòn bi là : x = Asin(t + ) Thế năng của lò xo khi đó là : E t = 2 1 kx 2 = 2 1 m 2 A 2 sin 2 (t + ) (vì k = m 2 ) Vận tốc của hòn bi là : v = x / = Acos(t + ) Động năng của hòn bi là : E đ = 2 1 mv 2 = 2 1 m 2 A 2 sin 2 (t + ) Cơ năng toàn phần của con lắc tại thời điểm đó là tổng cộng động năng và thế năng E = E t + E đ = 2 1 m 2 A 2 = const Kết luận : Trong quá trình dao động cơ năng của con lắc lò xo là không đổi và tỉ lệ với bình phơng biên độ dao động . Động năng và thế năng biến thiên điều hoà theo thời gian . Động năng của hòn bi tăng lên bao nhiêu thì thế năng của lò xo giảm bấy nhiêu và ngợc lại , tức là có sự chuyển hoá từ thế năng của lò xo sang động năng của viên bi và ngợc lại . b/ Con lắc đơn : Chọn mốc tính thế năng là vị trí cân bằng 0 Giả sử ở thời điểm t vật có li độ s = S 0 sin(t + ) . Khi đó dây treo hợp với phơng thẳng đứng một góc = s/l , thì thế năng của hệ là : E t = mgh = mgl(1 cos) = = mgl(2sin 2 2 ) = 2 1 m l g s 2 = 2 1 m 2 S 0 2 sin 2 (t + ) (Do dao động điều hoà thì biên độ góc m phải nhỏ nên với < m thì sin( 2 ) 2 = 2 1 l s ) Vận tốc : v = s / = S 0 cos (t + ) Động năng : E đ = 2 1 mv 2 = 2 1 m 2 S 0 2 cos 2 (t + ) Cơ năng toàn phần : E = E t + E đ = 2 1 m 2 S 0 2 Kết luận : Với biên độ góc nhỏ , con lắc đơn dao động điều hoà . Cơ năng của con lắc đơn không đổi và nó tỉ lệ với bình phơng của biên độ dao động . (Giống con lắc lò xo) Thế năng của con lắc giảm đi bao nhiêu thì động năng của nó tăng lên bấy nhiêu và ngợc lại . Tức là có sự chuyển hoá năng lợng từ thế năng sang động năng và ngợc lại . ? Chứng minh rằng khi không có ma sát và thế năng của hệ dao động tỉ lệ với bình phơng biên độ thì hệ dao động điều hoà . Chú ý : * Thế năng của con lắc lò xo là E t = 2 1 kx 2 và cơ năng E = 2 1 kA 2 ; của con lắc đơn E t = 2 1 m l g s 2 . Chúng đều tỉ lệ với bình phơng li độ. * W đ = )2t2cos( 4 mA 4 mA 2 )2t2cos(1 2 mA )tcos( 2 mA 2 mv 222222222 + + = ++ =+ = * W t = )2t2cos( 4 kA 4 kA 2 )2t2cos(1 2 kA )t(sin 2 kA 2 kx 222 2 22 += + =+= * Động năng và thế năng con lắc dao động điều hoà với chu kỳ T = T/2 và tần số góc = 2 Vũ Kim Phợng Trang 4 Chuyên Đề LTVL 12 Câu 5 : Các loại dao động 1/ Dao động cơ tắt dần : Định nghĩa và nguyên nhân 2/ Dao động duy trì . Nguyên tắc duy trì . 3/ Nêu định nghĩa và đặc điểm của dao động cỡng bức 4/ Sự cộng hởng cơ . Thí nghiệm về cộng hởng . 1/ Dao động cơ tắt dần : x Vũ Kim Phợng Trang 5 Chuyên Đề LTVL 12 a/ Định nghĩa : Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Đồ thị dao động tắt dần : b/ Nguyên nhân : Lực ma sát của môi trờng . Lực này luôn 0 t ngợc chiều chuyển động nên thực hiện công âm làm cơ năng của con lắc giảm dần , chuyển hoá thành nhiệt năng . Tuỳ theo lực ma sát lớn hay nhỏ mà dao động sẽ ngừng lại (tắt) nhanh hay chậm . 2/ Dao động duy trì : a/ Định nghĩa : là dao động có biên độ không thay đổi theo thời gian (còn gọi là dao động tự do) * Đồ thị dao động duy trì : x b/ Nguyên tắc duy trì dao động : A Tác dụng vào con lắc một lực tuần hoàn với tận số bằng tần số riêng của dao động . Lực này phải nhỏ để không làm biến đổi tần 0 t số riêng của con lắc , cung cấp cho nó một năng lợng đúng bằng T 2T 3T phần năng lợng tiêu hao sau mỗi nửa chu kỳ dao động . - A 3/ Dao động cỡng bức : a/ Định nghĩa : là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn F = F 0 sin(t + ) b/ Đặc điểm : 3 đặc điểm chính : x Đồ thị : + Về tần số : Trong khoảng thời gian t nhỏ khi ngoại lực bắt đầu tác dụng dao động của vật là một dao động phức tạp : là tổng hợp của dao động riêng và dao động t do ngoại lực gây ra. đó là giai đoạn chuyển tiếp . Sau đó dao động riêng tắt hẳn, chỉ còn dao động tự do tác dụng của ngoại lực . Vật dao động ổn định . Đó là dao động cỡng bức có tần số bằng tần số của lực cỡng bức ; tần số này nói chung khác tần số riêng của con lắc + Về biên độ : dao động cỡng bức có biên độ phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số f của lực cỡng bức và tần số riêng f 0 của vật . nếu tần số f càng gần tần số riêng f 0 thì biên độ dao động cỡng bức càng tăng. Nếu f = f 0 thì xẩy ra cộng hởng. + Về thời gian: Lực cỡng bức đợc duy trì lâu dài thì dao động cỡng bức cũng đợc duy trì lâu dài. 4/ Sự cộng hởng: a/ Định nghĩa : Cộng hởng là hiện tợng biên độ dao động cỡng bức tăng nhanh đột ngột đến một giá trị cực đại khi tần số f của lực cỡng bức bằng tần số riêng f 0 của con lắc: f = f 0 b/ Đặc điểm : Hiện tợng cộng hởng thể hiện càng rõ khi lực cảm môi trờng càng nhỏ. c/ Thí nghiệm : Treo hai con lắc : Con lắc A (có tần số riêng là f 0 ) gồm vật m gắn cố định vào một thanh kim loại mảnh. Con lắc B gômg vật M (M > m) di động đợc trên thanh kim loại đó , có vạch chia độ nên tần số f thay đổi đợc tuỳ vị trí của M trên thanh. Nối hai thanh bằng một lò xo mền rồi cho B dao động thì A sẽ chịu một một lực cỡng bức do B tác dụng qua lò xo. Lực cỡng bức có tần số bằng tần số f của B Thay đổi vị trí của M để thay đổi tần số f của lực cỡng bức ta thấy : + Khi f f 0 thì biên độ của A có giá trị lớn nhất . A m + Khi f lớn hơn hoặc nhỏ hơn f 0 thì biên độ A giảm rất nhanh . Vậy khi lực cản không khí nhỏ thì cộng hởng thể hiện rõ nét . B M Bây giờ tăng lực cản không khí bằng cách lắp thêm vào con lắc A một tấm mỏng N N bằng chất dẻo rồi làm lại thí nghiệm trên thì thấy hiện tợng cộng hởng không rõ nét nữa : Tuy A vẫn dao động cộng hởng khi f f 0 ngng biên độ của nó nhỏ hơn khi cha lắp tấm N d/ ứng dụng của cộng hởng : + Cộng hởng có lợi : Với một lực nhỏ có thể tạo dao động có biên độ lớn , chẳng hạn một em nhỏ đa võng , nếu đẩy võng với tần số bằng tần số riêng của võng thì có thể đa võng lên rất cao . + Cộng hởng có hại : Trong xây dựng cầu , chế tạo máy móc cần tránh xảy ra cộng hởng không cần thiết giữa các bộ phận khi hoạt động để không sẩy ra đổ , vỡ , gãy . . . do rung động mạnh . Câu 6 : Sóng và các đại lợng đặc trng 1/ Sóng cơ học là gì ? Định nghĩa sóng dọc , sóng ngang. 2/ Định nghĩa của các đại lợng đặc trng cho sóng 3/ Giải thích sự tạo thành sóng trên mặt nớc 4/ Vì sao truyền sóng là một quá trình truyền dao động 5/ Thành lập phơng trình dao động của 1 điểm trên phơng truyền sóng 1 / Định nghĩa và đặc điểm của sóng cơ học . Phân loại : Sóng dọc Sóng ngang : + Sóng cơ học là những dao động đàn hồi lan truyền trong môi trờng vật chất theo thời gian . * Một đặc điểm quan trọng của sóng là khi sóng truyền trong một môi trờng thì các phần tử môi trờng chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của chúng, mà không chuyển rời theo sóng, chỉ có pha dao động của chúng đợc truyền đi. + Sóng ngang là sóng có phơng dao động của các phần tử môi trờng vuông góc với phơng truyền sóng Ví dụ : Sóng trên mặt nớc, sóng trên dây đàn . + Sóng dọc là sóng có phơng dao động của các phần tử môi trờng vuông góc với phơng truyền sóng Ví dụ: Sóng âm 2/ Định nghĩa các đại lợng đặc trng của sóng : + Chu kỳ T của sóng là chu kỳ dao động chung của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua và bằng chu kỳ dao động của nguồn sóng . + Tần số f của sóng là tần số dao động chung của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua . + Biên độ sóng a tại một điểm là biên độ dao động của phần tử vật chất tại điểm đó khi sóng truyền qua . + Vận tốc truyền sóng v là vận tốc truyền pha của dao động + Bớc sóng là khoảng cách gần nhất giữa hai điểm dao động cùng pha trên cùng một phơng truyền sóng . Nó cũng là quãng đờng mà sóng truyền đi trong thời gian một chu kỳ . * Giữa chu kỳ T , tần số f , vận tốc v và bớc sóng có hệ thức : = v.T = f v 3/ Giải thích (nguyên nhân) sự tạo thành sóng trên mặt nớc : + Giữa các phần tử nớc có lực liên kết đóng vai trò nh lực đàn hồi của lò xo . Khi một phần tử nớc A dao động và nhô lên cao thì các lực tơng tác kéo các phần tử lân cận nhô lên theo , nhng chậm hơn một chút . Các lực đó cũng kéo A về vị trí cân bằng , Nh vậy mỗi phần tử khi dao động theo phơng thẳng đứng sẽ làm cho các phần tử lân cận dao động theo phơng này . Kết quả là tạo thành những gợn sóng tròn đồng tâm lan rộng ra trên mặt nớc + Vật nổi trên mặt nớc chỉ nhấp nhô theo sóng mà không bị đẩy ra xa là do trong môi trờng có sóng lan truyền , các phần tử vật chất của môi trờng chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của nó . 4/ Giải thích vì sao quả trình truyền sóng là qúa trình truyền năng lợng : + Sóng truyền đến điểm nào thì làm cho các phần tử vật chất của môi trờng ở đó dao động với một biên độ nhất định , tức là truyền cho các phần tử đó một năng lợng . Vì vậy quá trình truyền sóng cũng là quá trình truyền năng lợng . + Năng lợng sóng tại một điểm tỉ lệ với bình phơng biên độ sóng tại đó . Năng lợng từ nguồn càng trải rộng ra cho các phần tử của môi trờng nên năng lợng và biên độ sóng tại các điểm càng xa nguồn càng nhỏ . 5/ Lập phơng trình dao động của một điểm trên phơng truyền sóng : Phơng trình sóng cũng là phơng trình dao động của một điểm bất kỳ trên phơng truyền sóng . + Xét một điểm M nằm trên phơng truyền sóng và cách nguồn sóng 0 một khoảng 0M = d (Hv) d phơng truyền sóng + Giả sử nguồn 0 dao động với phơng trình : x 0 = a sin (2ft) Gọi v là vận tốc truyền sóng thì thời gian để sóng truyền 0 M từ 0 đến M là : t = d/v Do đó , dao động của M là : x M = a M sin2f(t t) = a M sin(2ft 2f v d ) = a M sin(2ft 2 d ) (*). Vì = f v Đây là phơng trình sóng . Với một giá trị xác định của d thì (*) biểu diễn dao động của điểm xác định M theo thời gian t . Với một giá trị xác định của t thì (*) biểu diễn toạ độ các điểm khác nhau ở cùng một thời điểm t . Nghĩa là nó biểu diễn hình dạng của sóng tại thời điểm t . Nh vậy sóng là một quá trình tuần hoàn trong không gian theo thời gian . + Hai điểm M và N có phơng trình sóng là: x M = a M sin(2t 2 1 d ); x N = a N sin(2t 2 2 d ) Độ lệch pha hai điểm là: = 2 1 = = d 2 dd 2 21 ; vậy hai điểm dao động cùng pha thì d = k; hai điểm dao động ngợc pha thì d = (2k +1)/2; và ngợc lại. Vũ Kim Phợng Trang 6 Chuyên Đề LTVL 12 Câu 7 : Giao thoa sóng cơ 1/ Hiện tợng giao thoa sóng nớc 2/ thuyết giao thoa sóng : Định nghĩa các sóng kết hợp - Định nghĩa giao thoa sóng - Độ lệch pha giữa hai sóng Chứng minh rằng độ lệch pha là một yếu tố quan trọng trong việc giải thích hiện tợng giao thoa của sóng nớc . Vũ Kim Phợng Trang 7 Chuyên Đề LTVL 12 1/ Hiện tợng giao thoa sóng nớc : Thí nghiệm : Gắn một dây thép hình chữ U , ở hai đầu có hai viên bi nhỏ, vào đầu thanh thép P . Đặt cho hai viên bi chạm nhẹ vào mặt nớc rồi cho thanh P giao động thì ta có hai sóng giao động cùng tần số và cùng pha lan truyền theo những hình tròn đồng tâm , mở rộng dần và cắt nhau . Khi sóng đã ổn định ta thấy trên mặt nớc có các nhóm đờng cong có dạng những gợn lồi và những gợn lõm xen kẽ, đứng yên, không truyền trên mặt nớc. Những gợn lồi : ở đó các phân tử nớc có biên độ cực đại và những gợn lõm : ở đó các phân tử nớc có biên độ cực tiểu hoặc bằng không. Đó là hiện tợng giao thoa của hai sóng. 2/Sóng kết hợp , giao thoa sóng * Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có : - Cùng tần số - Cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi . * Hai sóng kết hợp là 2 sóng do 2 nguồn kết hợp phát ra . Chúng thoả mãn hai điều kiện : - Hai sóng có cùng tần số (hoặc có cùng bớc sóng). - Tại mỗi điểm mà hai sóng gặp nhau thì dao động phải cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi * Sự giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian trong đó có những chõ nhất định mà biên độ sóng đợc tăng cờng hoậc bị giảm bớt 3/Định nghĩa độ lệch pha giữ hai sóng : a/Định nghĩa : Độ lệch pha là một đại lợng đăc trng cho sự khác nhau về trạng thái giữa hai dao động và đợc xác định bằng hiệu các pha ban đầu : = (t + 2 ) (t + 1 ) = 2 1 . Nếu = 2 1 > 0 thì ta nói dao động x 2 sớm pha hơn dao động x 1 hoặc dao động x 1 trễ (chậm) pha so với dao động x 2 Hai dao động gọi là cùng pha nếu : = 2k . Hai dao động gọi là ngợc pha nếu : = (2k + 1) . b/Vai trò độ lệch pha giữa hai sóng trong việc giải thích giao thoa : Giả sử 2 nguồn sóng 0 1 và 0 2 dao động với phơng trình x 1 = x 2 = asin 2ft . Xét điểm M cách hai nguồn sóng lần lợt là d 1 & d 2 . Hiệu d 2 d 1 gọi là hiệu đờng đi từ hai nguồn đến M . M Biên độ của hai sóng tại M coi nh bằng nhau : a 1M = a 2M = a Sóng từ hai nguồn truyền đến M là : 0 1 x 1M = a M sin(2ft 2 1 d ) ; x 2M = a M sin(2ft 2 2 d ) 0 1 0 2 Độ lệch pha giữa 2 sóng tại M là : = 2 1 = 2 12 dd phụ thuộc 0 2 vào vị trí của M. Dao động tổng hợp do 2 sóng gây ra tại M là : x M = x 1M + x 2M = 2acos 12 dd sin(2ft + 12 dd ) = 2acos 2 sin(2ft + 12 dd ) . Nh vậy điểm M dao động điều hoà với tần số góc = 2f và có biên độ là : a M = 2acos| 2 | (*) Từ (*) ta thấy biên độ dao động tổng hợp tại M phụ thuộc độ lệch pha = 2 1 = 2 12 dd Nếu tại M hai sóng cùng pha : = 2k d 2 d 1 = k (với k = 0 , + 1 , + 2 . . . ) Tức là hiệu đờng đi bằng nguyên lần bớc sóng , thì biên độ dao động tại đó sẽ cực đại và bằng 2a . Với mỗi giá trị k thì những điểm có d 2 d 1 = k nằm trên hypebol nhận 0 1 và 0 2 làm tiêu điểm (đờng liền nét) Nếu tại M hai sóng ngợc pha : = (2k + 1) d 2 d 1 = (2k + 1) 2 (với k = 0 , + 1 , + 2 . . . ) (tức là hiệu đờng đi bằng lẻ lần nửa bớc sóng , thì biên độ dao động sẽ bằng 0 . Phần tử M sẽ đứng yên . Những điểm có d 2 d 1 = (2k + 1) 2 nằm trên họ hypebol khác (đờng nét đứt) . Vậy trong hiện tợng giao thoa của hai sóng, độ lệch pha của 2 sóng thành phần tại điểm 2 sóng đó gặp nhau sẽ quyết định độ lớn của biên độ sóng tổng hợp tại điểm đó. Câu 8 : Sóng dừng - Sóng âm 1/ Sóng dừng : Định nghĩa , giải thích và nêu điều kiện để có sóng dừng 2/ Sóng âm : Định nghĩa , môi trờng truyền âm Vận tốc âm . Các đại lợng đặc trng vật lí & sinh lí 1/ Sóng dừng : a/ Định nghĩa : Sóng dừng là sóng có các nút và bụng cố định trong không gian b/ Sự hình thành sóng dừng trên một sợi dây : Ban đầu sóng từ một đầu dây truyền trên dây dới dạng một sóng ngang, gặp đầu kia noa phản xan ngợc lại . Sau rất nhiều A B lần phản xạ liên tiếp ở hai đầu dây, trên dây hình thành hai lớp sóng truyền cùng phơng ngợc chiều . Khi chiều dài và sức căng dây thoả mãn những điều kiện nào đó thì hai lớp sóng đó thoả mãn điều kiện kết hợp và giao thoa với nhau . Kết quả là có điểm cố định mà các phần tử vật chất tại đó luôn dao động với biên độ cực đại (gọi là bụng sóng) và những điểm cố định khác luôn không dao động (gọi lá nút) . Các dao động tổng hợp này tạo thành một sóng không thuyền đi trong không gian gọi là sóng dừng (hoặc sóng đứng) . Sóng dừng khác sóng chạy ở chỗ : trong sóng chạy thì các điểm ở cạnh nhau có cùng bên độ nhng pha khác nhau , còn sóng dừng hình thành thì pha dao động không truyền đi , các phần tử cạnh nhau dao động cùng pha nhng khác biên độ : các điểm nằm giữa hai nút liên tiếp dao động cùng pha , các điểm nằm hai bên một nút dao động ngợc pha. c/ Đặc điểm của sóng dừng: + Biên độ dao động của phần tử vật chất ở mỗi điểm không đổi theo thời gian. + Không truyền tải năng lợng. + Khoảng cách 2 bụng hoặc 2 nút liền kề là /2. d/ Điều kiện để có sóng dừng : Gọi l là chiều dài dây, ta thấy điều kiện để có sóng dừng trên dây : + Với hai nút ở hai đầu : Chiều dài dây bằng số nguyên lần nửa bớc sóng : l = k/2 ; với k = 1, 2, . . . + Với một đầu là nút và một đầu là bụng : Chiều dài dây bằng số bán nguyên lần nửa bớc sóng hay bằng lẻ lần phần t bớc sóng : l = (k + 1/2) /2 = (2k + 1) /4 ; với k = 1, 2, . . . e/ ứng dụng : hiện tợng sóng dừng cho phép quan sát và đo một cách chính xác. Việc đo tần số f cũng tơng đối đơn giản . Nhờ đó có thể xác định vận tốc truyền sóng: v = f (dùng thớc đo đợc khoảng cách 2 nút = /2 => ) 2/ Sóng âm : a/ Định nghĩa: là các sóng dọc cơ học truyền trong các môi trờng khí, lỏng, rắn . + Sóng âm nghe thấy đợc có tần số trong khoảng 16 Hz đến 20.000 Hz . Sóng có tần số lớn hơn 20.000 Hz gọi là sóng siêu âm, Sóng có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là sóng hạ âm . + Dao động âm là dao động cơ học có tần số trong khoảng nối trên. Nguồn âm là bất kỳ vật nào phát ra sóng âm. + Hộp cộng hởng: Sóng âm do các nguồn âm trực tiếp phát ra thờng có cờng độ nhỏ vì thế phải dùng các nguồn âm đó kích thích cho khối không khí chứa trong một vật rỗng (ống sáo, bầu đàn . . .) dao động cộng hởng để nó phát ra âm có cờng độ lớn. Các vật rỗng này gọi là hộp cộng hởng. (Mỗi hộp cộng hởng cho một âm sắc riêng). b/ Môi trờng truyền âm Vận tốc âm: Môi trờng truyền âm có thể là rắn, lỏng, khí. Sóng âm không truyền trong chân không. Các vật xốp nhẹ có tính đàn hồi kém nên truyền âm kém (vật liệu cách âm). Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ và nhiệt độ môi trờng. Nói chung vận tốc âm trong chất rắn lớn hơn vận tốc âm trong chất lỏng, vận tốc âm trong chất lỏng lớn hơn vận tốc âm trong chất khí. c/ Các đặc trng vật lí (khách quan) của âm thanh : 1/ Tần số âm : Từ 16 đến 20.000 Hz 2/ Vận tốc và bớc sóng : Vận tốc âm trong khoảng từ vài trăm m/s (trong chất khí) đến vài nghìn m/s (trong chất rắn) Bớc sóng = vT = v/f 3/ Năng lợng âm: Cũng nh sóng cơ học khác, sóng âm mang năng lợng tỉ lệ với bình phơng biên độ. Cờng độ âm I tại một điểm là năng lợng âm truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phơng truyền âm tại điểm đó. Đơn vị của I là W/m 2 Mức cờng độ âm L : là đại lợng đo bằng loga thập phân của tỉ số giữa cờng độ âm I tại điểm đang xét và cờng độ âm chuẩn I 0 của âm (I 0 = 10 12 W/m 2 ) : L = lg(I/I 0 ). Đơn vị mức cờng độ âm là ben (B) Dùng đơn vị đềxiben (1dB = 0,1 B) thì : L (dB) = 10lg(I/I 0 ) d/ Các đặc trng sinh lí (chủ quan) của âm thanh 1/ Độ cao: là một đặc trng sinh lí của âm, phụ thuộc vào tần số âm . 2/ Âm sắc: là một đặc trng sinh lĩ của âm, phụ thuộc vào tần số âm, biên độ sóng âm và thành phần cấu tạo của âm. Một nhạc cụ phát ra một âm tần số f 1 (âm cơ bản) thì đồng thời cũng phát ra các hạo âm thứ hai có tần số f 2 = 2f 1 thứ ba có tần số f 3 = 3f 1 . . . Âm sắc phụ thuộc vào số các hoạ âm và cờng độ các hoạ âm . 3/ Độ to: là một đặc trng sinh lí của âm, phụ thuộc vào mức cờng độ âm tức là phụ thuộc vào cờng độ âm và của tần số âm. Vì mức cờng độ âm phụ thuộc vào I và f. ? Tại sao không dùng trực tiếp cờng độ âm mà phải dùng đại lợng mức cờng độ âm. ? Ngỡng đau, ngỡng nghe, chúng phụ thuộc vào yếu tố nào. Vũ Kim Phợng Trang 8 Chuyên Đề LTVL 12 Câu 9 : Dòng điện xoay chiều : Các giá trị hiệu dụng, các u điểm 1/ Vì sao với dòng điện xoay chiều ngời ta dùng các đại lợng này ? 2/ Thế nào là cờng độ dòng điện và hiệu điện thế hiệu dụng ? 3/ Tạo sao dòng điện xoay chiều đợc sử dụng rộng rãi hơn dòng điện một chiều ? 4/ Nêu một số trờng hợp cần dòng điện một chiều . 1/ Lí do sử dụng các giá trị hiệu dụng của cờng độ dòng điện xoay chiều và hiệu điện thế xoay chiều : + Với dòng điện xoay chiều , ta khó xác định đợc cờng độ tức thời (vì nó biến đổi quá nhanh) cũng nh không thể lấy đợc giá trị trung bình (vì trong một chu kỳ giá trị trung bình bằng không) . + Khi sử dụng dòng điện xoay chiều ta cần quan tâm tới tác dụng của nó trong thời gian dài chứ không phải là tác dụng tức thời ở từng thời điểm . Vì vậy ta không cần biết giá trị tức thời mà biết giá trị của cờng độ dòng điện gây ra trong một thời gian dài . Tác dụng nhệt của dòng điện , tỉ lệ với bình phơng của cờng độ dòng điện nên không phụ thuộc vào chiều dòng điện , do đó có thể so sánh dòng điện xoay chiều với một dòng điện không đổi gây ra tác dụng nhiệt tơng đơng trong cùng khoảng thời gian . Đó là hai lí do để đa ra khái niệm cờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều . Dựa vào nguyên tắc trên ngời ta chế tạo các máy đo cho dòng xoay chiều , đó là các ampe kế nhiệt , vôn kế nhiệt . Số đo của chúng chỉ giá trị hiệu dụng của cờng độ và hiệu điện thế . 2/ Cờng độ hiệu dụng và hiệu điện thế hiệu dụng : Dòng điện xoay chiều là dòng điện biến thiên điều hoà theo thời gian : i = I 0 sin (t + ). Cho dòng điện xoay chiều i = I 0 sin(t) chạy qua một điện trở thuần R trong một thời gian t khá dài . Lí thuyết và thực nghiệm đã chứng tỏ nhiệt lợng toả ra trên điện trở bằng Q = I 0 2 Rt/2 Nghĩa là, xét về tác dụng nhiệt trong một thời gian thì dòng điện xoay chiều i = I 0 sin(t) tơng đơng với một dòng điện không đổi có cờng độ I = I 0 / 2 (*) Cờng độ dòng điện I xác định bằng công thức (*) đợc gọi là cờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều . * Định nghĩa : Cờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cờng độ của một dòng điện không đổi mà nếu chúng lần lợt đi qua cùng một điện trở trong những thời gian nh nhau thì chúng toả ra những nhiệt lợng bằng nhau . Cờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều có độ lớn bằng cờng độ cực đại chia cho 2 Tơng tự , ngời ta cũng định nghĩa suất điện động hiệu dụng E của nguồn điện xoay chiều e = E 0 sin(t) là E = E 0 / 2 và hiệu điện thế hiệu dụng U ở hai đầu mạch điện xoay chiều : chiều u = U 0 sin(t) là U = U 0 / 2 3/ Tại sao trong thực tế , dòng điện xoay chiều đợc sử dụng rộng rãi hơn dòng điện một chiều : + Dòng điện xoay chiều dẽ sảm xuất hơn (máy phát có cấu tạo đơn giản hơn máy phát một chiều) và có thể chế tạo máy có công suất lớn . + Nhờ dùng máy biến thế , dòng điện xoay chiều có thể tải đi xa đợc với hao phí ít, việc phân phối điện cũng rất thuận tiện . + Đối với các ứng dụng thực tiễn nh thắp sáng , đun nấu , chạy các máy, quạt , máy công cụ . . . thì dòng điện xoay chiều cũng cho kết quả tốt nh dòng điện không đổi . Khi cần dòng điện một chiều ta có thể chỉnh lu dòng điện xoay chiều để tạo ra dòng điện một chiều . + Đối với dòng điện xoay chiều ra pha còn có thêm 2 u điểm : - Tiết kiệm dây dẫn và hao phí trên dây nhờ mắc hình sao hoặc hình tam giác . - Tạo từ trờng quay trong động cơ không đồng bộ ba pha . 4/ Sự cần thiết của dòng điện một chiều : Trong một số ngành kỹ thuật sau đây : + Dùng để nạp điện cho ắc quy , mạ điện , đúc điện , sảm xuất hoá chất , tinh chế kim loại bằng phơng pháp điện phân . . . + Dùng cho các thiết bị điện tử . + Dùng cho các động cơ điện một chiều (loại động cơ có mô nem khởi động lớn và rễ dàng thay đổi vận tốc). (Để có dòng điện một chiều có thể dùng pin, ắc quy, máy phát điện một chiều hoặc dùng phơng pháp chỉnh lu dòng điện xoay chiều . Xem câu 18) ? Phân biệt cờng độ dòng điện tức thời và cờng độ dòng điện hiệu dụng ? Đâu là cờng độ dòng điện thật ? Vũ Kim Phợng Trang 9 Chuyên Đề LTVL 12 Câu 10 : Định luật Ôm cho mạch chỉ có điện trở thuần thuần iều / Định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R 1/ Trình bầy (Thiết lập , phát biểu, vẽ giản đồ véc tơ) : Định luật Ôm cho mạch xoay chiều chỉ có điện trở 2/ Nêu và giải thích ảnh hởng thuần trở R trong mạch xoay ch 1 : = U 0 sin(t) vào hai đầu AB của đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R. Xét thời A B a/ Thiết lập quan hên giữa i & u : Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u điểm t bất kỳ , trong khoảng thời gian rất nhỏ t tính từ thời điểm t thì hiệu điện thế coi nh không đổi và có thể áp dụng công thức định luật Ôm đối với dòng điện không đổi trong thời gian đó ta có: i = u/R = U 0 sin(t)/R = i = I 0 sin(t), với I 0 = U 0 /R. Do t rất nhỏ nên dòng điện trong thời gian t cũng là dòng điện ở thời điểm t. * Phát biểu : Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần cờng độ Vũ Kim Phợng Trang 10 Chuyên Đề LTVL 12 dòng điện biến thiên điều hoà cùng tần số và cùng pha với hiệu điện thế . b/ Giản đồ véc tơ : + 2 ta đợc c/ Định luật Ôm : Chia hai vế của biểu thức I 0 = U 0 /R cho 0 0 U I x I = U/R . Trong đó I. U là cờng độ hiệu dụng và hiệu điện thế hiệu dụng . 0 2/ ảnh hởng của điện trở thuần R : a/ Các ảnh hởng : + Đối với mạch điện không đổi và mạch điện xoay chiều , tác dụng của điện trở thuần giống nhau . Nhiệt lợng 0 sin(t) , với I 0 = U 0 /R không đổi và trong mạch Câu 11 : định luật ôm cho mạch điện RLC không phân nhánh / Thiết lập quan hệ giữa u & i toả ra trên điện trở thuần R đều tính theo định luật Lun Lenxơ : Q = I 2 Rt + Với nguồn không đổi U thì I = U/R + Với nguồn xoay chiều u = U 0 sin(t) thì i & u cùng pha : i = I b/ Giải thích : Sở dĩ điện trở điện thuần R cùng gây ảnh hởng nh nhau trong mạch điện điện xoay chiều (cùng gây cản trở nh nhau với dòng điện và có hiệu ứng Jun Lenxơ) vì có cùng nguyên nhân : đó là sự va chạm của các êlectrôn tự do (trong chuyển dời có hớng) với các ion dơng của mạng tinh thể dẫn đến sự cản trở dòng điện và sự toả nhiệt của vật dẫn . 1 : ong mạch AB vào thời điểm t có dạng : A L B ùng pha : u R = U 0R sin(t) với U 0R = I 0 R U 0L = I 0 Z L ; Z L = L hiên cùng tần số và có Xét mạch điện nh hình vẽ Giả sử cờng độ dòng điện tr R C i = I 0 sin(t) . So với dòng điện thì : + Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R c + Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm L sớm pha /2 : u L = U 0L sin(t + /2) với + Hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện C trễ pha /2 : u C = U 0C sin(t /2) với U 0C = I 0 Z C ; Z C = 1/C + Hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AB vào thời điểm t : u = u R + u L + u C Nh vậy hiệu điện thế ở hai đầu mạch là tổng của 3 dao động cùng tần số nên sẽ biến t dạng : u = U 0 sin(t + ) . Ta dùng phơng pháp céc tơ quay để tổng hợp các dao động điều hoà : 2/ Giản đồ véc tơ R L C U , U , U : (Hình vẽ) Biểu diễn 3 dao động u R , u L , u C bằng 3 vác tơ quay : 0 tơng ứng ta 0 0 có : 0 U = R0 U + L0 + U C0 U U U ản véc U 2 = U 2 => U 0 = I 0 L 0 Từ gi đồ tơ : + (U 0 0R 0L U 0C ) 2 = (I 0 R) 2 + (I 0 Z L I 0 Z C ) 2 22 )+ CL ZZ(R (*) Còn tg = R ZZUU CLCL U R = 3/ Phát biểu : n xoay chiều RLC không phân nhánh , hiệu điện thế biến 0 U C U 0R I 0 x ện , mạch điện có tính cảm kháng . Trong mạch điệ thiên điều hoà cùng tần số nhng lệch pha so với cờng độ dòng điện . + Nếu Z L > Z C : Thì > 0 , hiệu điện thế sớm pha so với cờng độ dòng đi + Nếu Z L > Z C : Thì < 0 , hiệu điện thế trễ pha so với cờng độ dòng điện , mạch điện có tính dung kháng . + Nếu Z L = Z C : Thì = 0 , hiệu điện thế cùng pha so với cờng độ dòng điện , (có cộng hởng điện) . 22 )ZZ(R + với U & I là hiệu điện thế 2 ta đợc : U = I 4/ Đinh luật Ôm : Chia hai vế (*) cho CL & cờng độ dòng điện hiệu dụng . Hay I = U/Z , với Z = 2 CL 2 5/ )ZZ(R + là tổng trở của mạch RLC . Cộng hởng điện : Theo công thức trên I sẽ c u , khi đó L = 1/C . Z =ực đại nếu Z cực tiể min R nên I max = U/R . Đó là hiện tợng cộng hởng điện , lúc này cờng độ dòng điện cùng pha với hiệu điện thế . * Chú ý : nếu mạch thiếu một phần tử nào thì trong công thức và giản đố véc tơ bỏ phần tử đó [...]... dài cắt trục chính tại một điểm trớc thấu kính + Về sự tạo thành ảnh : Vật thật đặt trớc TKPK luôn cho ảnh ảo cùng chiều và nhỏ hơn vật, nằm gần TK hơn vật Vật thật đặt trớc TKHT : - Cho ảnh ảo cùng chiều , lớn hơn vật và nằm xa TK hơn vật nếu vật nằm trong khoảng từ tiêu điểm vật đến quang tâm - Cho ảnh thật ngợc chiều với vật nếu vật nằm ngoài tiêu điểm 3/ Tiêu điểm chính của thấu kính : a/ Định nghĩa... phản xạ ) là ảnh thật ( ảo ) của vật F/ F A 0 / C A A 0 F C F/ 2/ Tính chất ảnh thật của vật thật đặt trớc gơng cầu : a/Gơng cầu lồi: ( Giống thấu kính phân kỳ ) Vật thật cho ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật (Với TKPK : ảnh nằm trong khoảng từ tiêu điểm ảnh đến quang tâm (và luôn gần thấu kính hơn so với vật ) Vật ảo nằm từ O đến F cho ảnh thật lớn hơn vật ; vật nằm ngoài F cho ảnh ảo b/ Gơng... vi và kính thi n văn : a/ Về chức năng : Đều là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt , làm tăng góc trông , nhng kính hiển vi để quan sát vật nhỏ ở gần , còn kính thi n văn quan sát vật ở rất xa (các thi n thể) có góc trông nhỏ b/ Về cấu tạo : Đều là hệ hai TKHT đồng trục : vật kính và thị kính + Các vật kính đều có nhiệm vụ tạo ra các ảnh thật , nhng kính hiển vi có tiêu cự rất ngắn còn kính thi n văn... của vật rất xa vì ảnh của vật ở rất xa hiên lên tại tiêu điểm của TK + Đo các khoảng cách d & d/ từ vật và ảnh đến TK rồi tính theo công thức : 1 1 1 = + f d d/ + Dịch chuyển đồng thời một vật sáng và một màn ảnh sao cho vật màn luôn đối xứng nhau qua TK cho đến khi thu đợc ảnh rõ nét trên màn và bằng vật Lúc đó d = d / = 2f 2/ Thi t lập công thức thấu kính hoặc gơng cầu : Trong tất cả các trờng hợp. .. một vòng tròn để có từ trờng trong 3 cuộn dây biến đổi (Hình vẽ) 0 Tại t = 0 từ trờng tổng hợp 3 cuộn 0 hớng từ cuộn 1 ra ngoài ngoài Sau 1/3 chu kỳ từ trờng tổng hợp lại hớng theo cuôn 2 ra ngoài ; sau 1/3 2 3 chu kỳ tiếp theo từ trờng tổng hợp T/3 T/3 hớng theo cuôn 3 ra ngoài (hình vẽ) * Kết luận : Từ trờng tổng hợp của ba cuộn dây quay quanh tâm 0 với tần số nh tần số dòng điện t 2/ Cấu tạo của... để quan sát ảnh thất cho bởi vật kính + Khoảng cách giữa vật kính và thị kính với kính thi n văn thay đổi , còn kính hiển vi không đổi c/ Độ bội giác : Kính hiển vi Kính thi n văn Đ/n : Là tỉ số giữa góc trông ảnh qua kính hiển vi và Đ/n : Là tỉ số giữa góc trông ảnh qua kính thi n văn góc trông trực tiếp vật 0 khi vật đặt ở điểm cực cận của và góc trông trực tiếp vật thể 0 tại nơi quan sát : mắt... sát một vật nhỏ qua kính lúp 3/ Độ bội giác của lính lúp (Đn, thi t lập công thức) Phân biệt độ bội giác và độ phóng đại của ảnh qua kính lúp , khi kính đặt cách mắt bao nhiêu thì G không phụ thuộc cách ngắm chừng 1/ Định nghĩa và cấu tạo : + Kính lúp là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt trong việc quan sát các vật nhỏ Nó có tác dụng làm tăng góc trông ảnh bằng cách tạo ra một ảnh ảo lớn hơn vật ,... lúp đơn giản là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn 2/ Cách quan sát vật nhỏ qua kính lúp : Muốn quan sát một vật nhỏ AB qua kính lúp phải đặt vật trong khoảng từ tiêu điểm đến quang tâm trớc kính , để vật cho ảnh ảo A/B / cùng chiều , lớn hơn vật (Hv) Mắt đặt sau kính để quan sát ảnh này Khi quan sát phải điều chỉnh vị trí của vật hoặc kính để ảnh ảo A/B / nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt + Khi... sóng điện từ 1/ Hai giả thuyết Mẵcxoen vễ điện trờng biến thi nvà từ trờng biến thi n Đặc điểm của điện trờng xoáy Thế nào là dòng điện dịch ? 2/ Thế nào là điện từ trờng ? 3/ Giải thích sự tạo thành sóng điện từ khi một điện tích điểm DĐĐH Đ/n SĐT 4/ Nêu các tính chất của SĐT 5/ Thang SĐT 6/ Sóng vô tuyến 1/ Hai giả thuyết của Mắcxoen về điện trờng biến thi n và từ trờng biến thi n : Để phát biểu... khoảng cách từ vật đến gơng ( hoặc thấu kính ) ; d/ là khoảng cách từ ảnh ảo đến gơng ( hoặc thấu kính ) ; f là tiêu cự của gơng ( hoặc thấu kính ) Ta có bảng sau : 1 2 3 4 5 6 7 8 ? Vật d < 0 (ảo) d=0 0 0 : ảnh thật ngợc chiều vật nằm từ O đến F, nhỏ hơn vật d/ = 0 : ảnh ảo cùng chiều , bằng vật ở sát gơng d/ < 0 : ảnh ảo cùng chiều, lớn hơn vật d/ = : ảnh

Ngày đăng: 06/04/2014, 12:40

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan