Cẩm nang vật lí lớp 12

Chia sẻ: Nguyen Dinh Tan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:35

Thêm vào BST

Báo xấu

752
lượt xem 294
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Cẩm nang vật lí lớp 12

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cẩm nang vật lí lớp 12

Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO LÂM ĐỒNG Trường THPT Phan Bội Châu Năm học 2009 Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 1 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng LỜI NÓI ĐẦU Cẩm nang Vật Lí 12 được viết trên cơ sở dựa vào tinh thần thay sách giáo khoa các cấp và đổi mới phương pháp dạy học; đổi mới phương pháp dạy học vật lí. Đặc biệt là dựa trên cơ sở kiểm tra đánh giá kiến thức học sinh bằng hình thức trắc nghiệm khách quan trong các kì thi công nhận TNTHPT và tuyển sinh vào các trường ĐH, CĐ, … Cuốn Cẩm Nang Vật Lí 12 được thiết kế đi kèm với cuốn giáo khoa Vật Lí 12 (chương trình chuẩn và chương trình nâng cao), với mục đích giúp học sinh rèn luyện kĩ năng giải nhanh một số bài tập thường xuất hiện trong các đề thi đại học; cao đẳng trong những năm gần đây. Để sử dụng tốt có hiệu quả học sinh phải trang bị các kiến thức toán liên quan: Hệ thức lượng trong tam giác, công thức lượng giác, giải phương trình lượng giác, các công thức đạo hàm, phép toán véc tơ, các phép toán lũy thừa, các phép toán logarít, … Thêm một điều nữa là học sinh phải đọc kĩ và nhớ được các chú ý; dù rất nhỏ nhưng nó có thể giúp giải các bài toán phức tạp một cách nhanh chóng và hiệu quả. Dù cố gắng rất nhiều nhưng chắc chắn còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp chân thành từ phía bạn đọc và các em học sinh. Xin chân thành cảm ơn! Di Linh, ngày 03 tháng 06 năm 2008 Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 2 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng Vấn đề 1: CƠ HỌC VẬT RẮN 1. Chuyển động quay đều Tốc độ góc: ω = const Gia tốc góc: γ = 0 Tọa độ góc: ϕ = ϕ 0 + ω t 2. Chuyển động quay biến đổi đều a. Tốc độ góc ∆ϕ ϕ2 − ϕ1 Tốc độ góc trung bình: ωtb = = ∆t t − t 2 1 dϕ Tốc độ góc tức thời: ω = = ϕ '(t ) dt Chú ý: ω có thể dương; có thể âm tùy theo chiều dương hay âm ta chọn. b. Công thức về chuyển động quay biến đổi đều Gia tốc góc: γ = const Tốc độ góc: ω = ω0 + γ t 1 2 Tọa độ góc: ϕ = ϕ0 + ω0t + γ t 2 Phương trình độc lập với thời gian: ω − ω0 = 2γ (ϕ − ϕ0 ) 2 2 c. Gia tốc góc ∆ω ω2 − ω1 Gia tốc góc trung bình: γ tb = = ∆t t2 − t1 dω Gia tốc góc tức thời: γ = = ω '(t ) dt Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 3 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng Vaä quay nhanh daà ñeà : ω .γ > 0 t n u Chú ý:  Vaä quay chaä daà ñeà : ω .γ < 0 t m n u 3. Liên hệ giữa tốc độ dài với tốc độ góc; gia tốc dài và gia tốc góc v = ω.r dv dω att = = r. = γ .r dt dt v2 a ht = =ω 2 .r r a= r 2 .ω 4 + r 2 .γ 2 = r. ω 4 + γ 2 uur Gia tốc tiếp tuyến att : Đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm về độ lớn của véc tơ vận tốc r uur r r uu r r v; att ↑↑ v hoặc v; att ↑↓ v . uu r uur Gia tốc pháp tuyến an (hay gia toá höôùg taâ aht) : Đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm về c n m r uu r r hướng của véc tơ vận tốc v; aht ⊥ v . r uu r  Vaäquay ñeà: a = aht  t u Chú ý:  r uu uu r r  Vaäbieá ñoåñeà: a = att + aht  t n i u 4. Mô men a. Mô men lực đối với một trục: M = F .d n 1 b. Mô men quán tính đối với một trục: I = ∑ m i.r 2 i 12 = i Chú ý: Mô men quán tính của một số dạng hình học đặc biệt: • Hình truïroãg hay vaøh troø: I = m .R 2 n n n 1 • Hình truïñaë hay ñó troø: I = .m .R 2 c a n 2 2 • Hình caà ñaë: I = .m .R 2 u c 5 •R(m): là bán kính 1 • Thanh maûh coù c quay laø ng trung tröï cuû thanh: I = 2 n truï ñöôø c a .m .l 12 1 • Thanh maûh coù c quay ñi qua moäñaà thanh: I = .m .l , l(m): là chiều dài thanh 2 n truï t u 3 c. Định lí trục song song: I = I + m .d ; trong đó d là khoảng cách từ trục bất kì đến trục đi qua G. 2 ∆ G d. Mô men động lượng đối với trục: L = I.ω 5. Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định dL dω M = I.γ hoaë M = c = I. dt dt 6. Định luật bảo toàn mô men động lượng Neá M = 0 thì L = cons u t Heä t: L1 + L2 + ... = const vaä Vaäcoù men quaù tính thay ñoå Iω1 = I ω2 = ... t moâ n i: 1 2 7. Định lí biến thiên mômen động lượng ∆L = M .∆thay I ω2 − Iω1 = M .∆t 2 1 Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 4 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng 8. Động năng của vật rắn 1 2 Động năng quay của vật rắn: W ñ = Iω 2 1 2 1 2 Động năng của vật rắn vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến: W ñ = ω I + m vc Trong 2 2 đó m là khối lượng, vc là vận tốc khối tâm Định lí động năng: ∆W ñ = Aur hay W ñ2 − W ñ1 = Aur F F Vấn đề 2: DAO ĐỘNG CƠ HỌC I. CON LẮC LÒ XO 1. Phương trình dao động: x = A cos(ωt+ ϕ ) dx π 2. Phương trình vận tốc: v = = x'; v = −ω A sin(ω t+ ϕ ) = ω A cos(ω t+ ϕ + ) dt 2 2 dv dx 3. Phương trình gia tốc: a = = v'; a = 2 = x''; a = −ω 2 A cos(ωt+ ϕ ); a = −ω 2x dt dt Hay a = ω A cos(ωt+ ϕ ± π ) 2 4. Tần số góc, chu kì, tần số và pha dao động, pha ban đầu: 2π k g mg a. Tần số góc: ω = 2π f = (r / s); ω = ad = ; ∆l= (m ) T m ∆l k 1 N ω 1 k b. Tần số: f = = (H z); f = = T t 2π 2π m 1 t 2π m c. Chu kì: T = = (s); T = = 2π f N ω k d. Pha dao động: (ω t+ ϕ ) e. Pha ban đầu: ϕ  x0 = A cosϕ Chú ý: Tìm ϕ , ta dựa vào hệ phương trình  lúc t = 0  v0 = −ω A sinϕ 0 MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP THƯỜNG GẶP ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí cân bằng x0 = 0 theo chiều dương v0 > 0 : Pha 0 π ban đầu ϕ = − 2 ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí cân bằng x0 = 0 theo chiều âm v0 < 0 : Pha ban 0 π đầu ϕ = 2 ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua biên dương x0 = A : Pha ban đầu ϕ = 0 0 ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua biên âm x0 = − A : Pha ban đầu ϕ = π 0 A ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = theo chiều dương v0 > 0 : Pha ban đầu 0 2 π ϕ=− 3 A ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = − theo chiều dương v0 > 0 : Pha ban đầu 0 2 2π ϕ=− 3 Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 5 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng A ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = 0 theo chiều âm v0 < 0 : Pha ban đầu 2 π ϕ= 3 A ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = − 0 theo chiều âm v0 < 0 : Pha ban đầu 2 2π ϕ= 3 A 2 ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = 0 theo chiều dương v0 > 0 : Pha ban 2 π đầu ϕ = − 4 A 2 ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = − 0 theo chiều dương v0 > 0 : Pha ban 2 3π đầu ϕ = − 4 A 2 ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = 0 theo chiều âm v0 < 0 : Pha ban đầu 2 π ϕ= 4 A 2 ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = − 0 theo chiều âm v0 < 0 : Pha ban đầu 2 3π ϕ= 4 A 3 ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = 0 theo chiều dương v0 > 0 : Pha ban 2 π đầu ϕ = − 6 A 3 ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = − 0 theo chiều dương v0 > 0 : Pha ban 2 5π đầu ϕ = − 6 A 3 ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = 0 theo chiều âm v0 < 0 : Pha ban đầu 2 π ϕ= 6 A 3 ♦ Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật qua vị trí x0 = − 0 theo chiều âm v0 < 0 : Pha ban đầu 2 5π ϕ= 6 π π ♦ cosα = sin(α + ) ; sinα = cos(α − ) 2 2 Giaù trò caùc haø m soá löôïng giaùc cuûa caùc cung (goùc ñaëc ) bieät (ta neân söû duïng ñöôøng troøn löôïng giaùc ñeå ghi nhôù caùc giaù trò ñaëc bieät) Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 6 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng y t 3 3 1 3/ 3 B π/ 2 3/ 3 1 3 u' 1 π /3 u 2π /3 3/2 π /4 3π /4 2/2 π /6 5π /6 3/ 3 1/2 x' π - 3/2 - 2/2 -1/2 1/2 2/2 3/2 1 A ( i m c) Ñ eå goá x 1 O -1/2 3/ 3 -π /6 - 2/2 - 3/2 -π /4 1 -π /3 1 / π2 y' t 3 ' Go 0 300 450 60 90 1200 1350 1500 180 360 ùc 0 0 0 0 0 0 π π π π 2π 3π 5π π 2π Hslg 6 4 3 2 3 4 6 sin α 0 1 2 3 1 3 2 1 0 0 2 2 2 2 2 2 cos α 1 3 2 1 0 1 2 3 -1 1 − − − 2 2 2 2 2 2 tg α 0 3 1 3 kx − 3 -1 3 0 0 ñ − 3 3 cotg kx 3 1 3 0 3 -1 − 3 kxñ kxñ α ñ − 3 3 Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 7 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng 5. Phương trình độc lập với thời gian: v2 a2 v2 A2 = x2 + 2 ; A2 = 4 + 2 ω ω ω  vM = ω A: Vaäqua vòtrí caâ baèg t n n a Chú ý:  ⇒ω = M  aM = ω A: Vaäôû n 2 t bieâ vM 6. Lực đàn hồi, lực hồi phục:  FñhM = k(∆l+ A)  a. Lực đàn hồi: Fñh = k(∆l+ x) ⇒  Fñhm = k(∆l− A) neá ∆l> A u  F = 0 neá ∆l ≤ A u  ñhm  FhpM = kA  FhpM = m ω 2 A  b. Lực hồi phục: Fhp = kx ⇒  hay Fhp = m a ⇒  lực hồi phục luôn hướng  Fhpm = 0  Fhpm = 0  vào vị trí cân bằng. Chú ý: Khi hệ dao động theo phương nằm ngang thì lực đàn hồi và lực hồi phục là như nhau Fñh = Fhp . 7. Thời gian, quãng đường, tốc độ trung bình a. Thời gian: Giải phương trình xi = A cos(ω t + ϕ ) tìm t i i Chú ý: Gọi O là trung điểm của quỹ đạo CD và M là trung điểm của OD; thời gian đi từ O đến T T M là t M = O , thời gian đi từ M đến D là t D = . M 12 6 2 T Từ vị trí cân bằng x = 0 ra vị trí x = ± A mất khoảng thời gian t= . 2 8 3 T Từ vị trí cân bằng x = 0 ra vị trí x = ± A mất khoảng thời gian t= . 2 6 r r Chuyển động từ O đến D là chuyển động chậm dần ( av < 0; a ↑↓ v ), chuyển động từ D r r đến O là chuyển động nhanh dần ( av > 0; a ↑↑ v ) Vận tốc cực đại khi qua vị trí cân bằng (li độ bằng không), bằng không khi ở biên (li độ cực đại).  T   Neá t= 4 thì s= A u  Neá t= nT thì s= n4A u    T  T b. Quãng đường:  Neá t= thì s= 2A suy ra u  Neá t= nT + thì s= n4A + A u  2  4  Neá t= T thì s= 4A u  T   Neá t= nT + 2 thì s= n4A + 2A  u  Chú ý: Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 8 Caåm ang Vật Lí 12 Ban KHTN N
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng   2 2   s = A 2 neá vaäñi töø = mA M u t x = x= ±A  T  2 2  t= → s= A neá vaäñi töø = O ↔ x = ± A u t x  4     m  ( )  s = A 2 − 2 neá vaäñi töø = ± A 2  x = ± A  x = ± A 2 u t x 2 2    2 2   s =A M neá vaäñi töø = 0 ↔ x = ± A u t x t= T →  2 2 T  6  8 s = A  1− 2  neá vaäñi töø = ± A 2 ↔ x = ± A T     u t x 6  2  m 2 2     2 −A − 2 A + 2 A +A x  − 3 1 − A 1 + A + 3  A 2 2 A  2 2 3 3  s = A M neá vaäñi töø = 0 ↔ x = ± A u t x   2 2 T T 6  T  A A 12  t= → s= neá vaäñi töø = ± u t x ↔ x= ±A  6  2 2      m ( )  s = A 2 − 3 neá vaäñi töø = ± A u t x 2 3 = x= ±A − x= ±A 2 3   A A   s = 2 neá vaäñi töø = 0 ↔ x = ± 2 M u t x  T  t= 12 →      s = A  1− 3  neá vaäñi töø = ± A 3 ↔ x = ± A u t x   m  2  2     s c. Tốc độ trung bình: vtb = t 8. Năng lượng trong dao động điều hòa: E = Eñ + Et 1 2 1 a. Động năng: Eñ = m v = m ω A sin (ω t+ ϕ ) = E sin (ω t+ ϕ ) 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 b. Thế năng: Et = kx = kA cos (ω t+ ϕ ) = E cos (ωt+ ϕ ); k = m ω 2 2 2 2 2  1 1 2  E = 2 m ω A = 2 kA 2 2   1 2 1 Chú ý:  EñM = m vM = m ω A : Vaäqua vòtrí caâ baèg 2 2 t n n  2 2  1 2  EtM = 2 kA : Vaäôû n t bieâ   f' = 2 f   T Thế năng và động năng của vật biến thiên tuấn hoàn với T ' = của dao động.  2 ω ' = 2ω  π Trong một chu kì, chất điểm qua vị trí x = x0 là 4 lần, nên ( ω t+ ϕ ) = α + k 2 9. Chu kì của hệ lò xo ghép: 1 1 1 a. Ghép nối tiếp: = + ⇒ T = T12 + T22 k k1 k2 1 1 1 b. Ghép song song: k = k1 + k2 ⇒ 2 = 2 + 2 T T1 T2 c. Ghép khối lượng: m = m 1 + m 2 ⇒ T = T12 + T22 Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 9 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng Chú ý: Lò xo có độ cứng k0 cắt làm hai phần bằng nhau thì k1 = k2 = k = 2k0 II. CON LẮC ĐƠN 1. Phương trình li độ góc: α = α 0 cos(ω t+ ϕ ) (rad) 2. Phương trình li độ dài: s= s cos(ω t+ ϕ ) 0 ds 3. Phương trình vận tốc dài: v = = s'; v = −ω s sin(ω t+ ϕ ) 0 dt dv d2s 4. Phương trình gia tốc tiếp tuyến: at = = v'; at = 2 = s''; at = −ω 2s cos(ωt+ ϕ ); at = −ω 2s 0 dt dt s s Chú ý: α = ; α 0 = 0 l l 5. Tần số góc, chu kì, tần số và pha dao động, pha ban đầu: 2π g m gd a. Tần số góc: ω = 2π f = (rad / s); ω = = T l I 1 N ω 1 g b. Tần số: f = = (H z f = ); = T t 2π 2π l 1 t 2π l c. Chu kì: T = = (s); T = = 2π f N ω g d. Pha dao động: (ω t+ ϕ ) e. Pha ban đầu: ϕ  s= s cosϕ Chú ý: Tìm ϕ , ta dựa vào hệ phương trình  0 lúc t = 0  v = −ω s sinϕ 0 0 6. Phương trình độc lập với thời gian: v2 a2 v2 s2 = s2 + 2 ; s2 = 4 + 2 0 0 ω ω ω  vM = ω s : Vaäqua vòtrí caâ baèg  0 t n n a Chú ý:  ⇒ω = M  aM = ω s : Vaäôû n 2  0 t bieâ vM 7. Lực hồi phục:  g g  FhpM = m s0 Lực hồi phục: Fhp = m s ⇒  l lực hồi phục luôn hướng vào vị trí cân bằng l  Fhpm = 0  8. Năng lượng trong dao động điều hòa: E = Eñ + Et 1 2 1 a. Động năng: Eñ = m v = m ω s sin (ω t+ ϕ ) = E sin (ω t+ ϕ ) 2 2 2 2 0 2 2 1 g 2 1 g 2 g b. Thế năng: Et = m gl − cosα ) = m s = m s cos (ω t+ ϕ ) = E cos (ωt+ ϕ ); ω = 2 2 2 (1 0 2 l 2 l l  1 1 g 2  E = 2 m ω s = 2 m ls = m gl − cosα 0 ) 2 2 0 0 (1   1 2 1 Chú ý:  EñM = m vM = m ω s : Vaäqua vòtrí caâ baèg 2 2 0 t n n  2 2  1 g 2  EtM = 2 m l s = m gl − cosα 0 ): Vaäôû n 0 (1 t bieâ  Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 10 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng  f' = 2 f   T Thế năng và động năng của vật dao động điều hòa với T ' =  2 ω ' = 2ω  Vận tốc: v = ± v0 − 2gl − cosα ) = ± 2gl α − cosα 0 ) 2 (1 (cos Lực căng dây: τ = m g(3cosα − 2cosα 0 ) 9. Sự thay đổi chu kì dao động của con lắc đơn: 2  R  l R+h a. Theo độ cao (vị trí địa lí): gh = g0   nên Th = 2π g = T R  R + h h l α∆ t0 b. Theo chiều dài dây treo (nhiệt độ): l= l (1+ α∆t ) nên Tt0 = 2π 0 0 = T( + 1) g 2 ∆T T2 − T1 Thời gian con lắc chạy nhanh (chậm trong 1s): = T1 T1 ∆T Độ lệch trong một ngày đêm: θ = 86400 T1 c. Nếu l= l + l thì T = T12 + T22 ; nếu l= l − l thì T = T12 − T22 1 2 1 2  ur ur r r  Fl ↑↑ P hay a ↑↑ g ⇒ ghd = g + a ur  ur ur r r l d. Theo lực lạ Fl :  Fl ↑↓ P hay a ↑↓ g ⇒ ghd = g − a ⇒ Thd = 2π  ur u r r r ghd  Fl ⊥ P hay a ⊥ g ⇒ ghd = g + a = 2 2 g  cosα uu r r Chú ý: Lực lạ có thể là lực điện, lực từ, lực đẩy Acsimet, lực quán tính ( aqt = −a ) v2 Gia tốc pháp tuyến: an = ; l baù kính quyõ o : n ñaï ur r l ur r •Lực quán tính: F = −ma , độ lớn F = ma ( F ↑↓ a ) r r r •Chuyển động nhanh dần đều a ↑↑ v ( v có hướng chuyển động) r r •Chuyển động chậm dần đều a ↑↓ v ur ur ur u r •Lực điện trường: F = qE , độ lớn F = | q| E; Nếu q > 0 ⇒ F ↑↑ E ; còn nếu q < 0 ⇒ ur u r F ↑↓ E ur •Lực đẩy Ácsimét: F = DgV ( F luôn thẳng đứng hướng lên) Trong đó: D là khối lượng 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. uur u u u r r Khi đó: Phd = P + F gọi là trọng lực hiệu dụng hay trong lực biểu kiến (có vai trò như ur ur uuu u F r r trọng lực P và g hd = g + gọi là gia tốc trọng trường hiệu dụng hay gia tốc trọng m trường biểu kiến). III. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 11 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng 1. Giản đồ Fresnel: Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số và độ lệch pha không đổi x1 = A1 cos(ω t+ ϕ1) vaø 2 = A2 cos(ω t+ ϕ2 ) . Dao động tổng hợp x = x1 + x2 = A cos(ω t+ ϕ ) có biên độ x và pha được xác định: a. Biên độ: A = A1 + A2 + 2A1A2 cos(ϕ1 − ϕ2 ) ; điều kiện A1 − A2 ≤ A ≤ A1 + A2 2 2 A1 sinϕ1 + A2 sinϕ2 ur b. Pha ban đầu ϕ : tan ϕ = ; điều kiện ϕ1 ≤ ϕ ≤ ϕ2 hoaë ϕ2 ≤ ϕ ≤ ϕ1 c A1 cosϕ1 + A2 cosϕ2 A  Hai dao ñoäg cuøg pha ∆ϕ = k2π : A = A1 + A2 n n uu r  A2 uur  Hai dao ñoäg ngöôï pha ∆ϕ = (2k + 1 π : A = A1 − A2  n c ) A1 Chú ý:  n n π  Hai dao ñoäg vuoâg pha ∆ϕ = (2k + 1) 2 : A = A1 + A2 2 2 ϕ  x' O x  Hai dao ñoäg coù leäh pha ∆ϕ = const: A1 − A2 ≤ A ≤ A1 + A2  n ñoä c 2. Phương pháp lượng giác: a. Cùng biên độ: x1 = A cos(ω t+ ϕ1) vaø 2 = A cos(ω t+ ϕ2 ) . Dao động tổng hợp x ϕ −ϕ  ϕ +ϕ  x = x1 + x2 = A cos(ω t+ ϕ ) có biên độ và pha được xác định: x = 2A cos 1 2 cosω t+ ( 1 2 ) ; 2  2  ϕ −ϕ ϕ +ϕ đặt A = 2A cos 1 2 và ϕ = 1 2 nên x = A cos(ω t+ ϕ ) . 2 2 b. Cùng pha dao động: x1 = A1 sin(ω t+ ϕ 0 ) vaø 2 = A2 cos(ω t+ ϕ 0 ) . Dao động tổng hợp x A x = x1 + x2 = A cos(ω t+ ϕ ) có biên độ và pha được xác định: x = 1 cos[ (ω t+ ϕ 0 ) − α ] ; đặt cosα A1 1 A2 tanα = ⇒ cosα = = A2 1+ tan2 α A1 + A2 2 2 A2 Trong đó: A = ; ϕ = ϕ0 − α cosα IV. DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG 1. Dao động tắt dần: a. Phương trình động lực học: −kx ± Fc = m a k F F k b. Phương trình vi phân: x'' = − (x ± c ) đặt X = x ± c suy ra X '' = − X = −ω X 2 m k k m m c. Chu kì dao động: T = 2π k 4F d. Độ biến thiên biên độ: ∆A = c k A1 kA1 e. Số dao động thực hiện được: N = = ∆A 4Fc Do ma sát nên biên độ giảm dần theo thời gian nên năng lượng dao động cũng giảm 2. Dao động cưỡng bức: f ng böù = f i löïc . Có biên độ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng cöôõ c ngoaï bức, lực cản của hệ, và sự chênh lệch tần số giữa dao động cưỡng bức và dao động riêng. 3. Dao động duy trì: Có tần số bằng tần số dao động riêng, có biên độ không đổi. 4. Sự cộng hưởng cơ: Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 12 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng  f= f0  Ñieà kieä T = T0 laø A ↑→ A Max ∈ löï caû cuû moâtröôøg u n m c n a i n ω = ω  0 Vấn đề 3: SÓNG CƠ HỌC I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SÓNG x uM = a cos(2π f − 2π f ) t 1. Phương trình dao động sóng: u = a cosω t v Phương trình dao động sóng tại điểm M cách nguồn có toạ độ x : N  2π  • • O •M u = a cos ω t± x phụ thuộc vào không gian và thời gian.  λ  x 2. Phương trình truyền sóng: uN = a cos(2π f + 2π f ) t Phương trình dao động sóng tại nguồn O: u = a cosω t v dO M Phương trình truyền sóng từ O đến M ( d = O M ) với vận tốc v mất khoảng thời gian t M = O v  d  d là: uM = a cosω (t− t M ) = a cos 2π f(t− O M O ) = a cos(2π f − 2π f O M ) t  v v d So với sóng tại O thì sóng tại M chậm pha hơn góc ϕ = 2π f O M , phương trình sóng tại M có v dạng: uM = a cos(ω t− ϕ ) 3. Giao thoa sóng: Hai sóng kết hợp ở nguồn phát có dạng u = a cosω t d Phương trình truyền sóng từ O1 đến M ( d1 = O 1M ): u1M = a cos(2π f − 2π f 1 ) ; pha ban đầu t v d1 d1 ϕ1 = 2π f = 2π v λ d Phương trình truyền sóng từ O2 đến M ( d2 = O 2M ): u2M = a cos(2π f − 2π f 2 ) ; pha ban đầu t v d2 d2 ϕ2 = 2π f = 2π v λ d −d d +d Phương trình sóng tổng hợp tại M: uM = u1M + u2M = 2a cos(π f 2 1 ) cos(2π f − π f 2 1 ) ; t v v d2 − d1 d +d Đặt A = 2a cos(π f ) ; ϕ = π f 2 1 thế thì uM = A cos(ω t− ϕ ) v v a. Hiệu quang trình (hiệu đường đi): ∆d = d2 − d1 d2 − d1 d −d v b. Độ lệch pha: ∆ϕ = ϕ2 − ϕ1 = 2π f = 2π 2 1 ; vôùλ = i v λ f ∆ϕ = k2π c. Hai dao động cùng pha: Bieâ ñoä ñoäg ñöôï taêg cöôøg(biên độ cực đại) n dao n c n n ∆d = kλ ∆ϕ = (2k + 1 π ) d. Hai dao động ngược pha: λ Bieâ ñoä ñoäg bòtrieätieâ (biên độ bằng không) n dao n t u ∆d = (2k + 1) 2 Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 13 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng   Hai dñ cuøg pha: ∆ϕ = 2kπ ⇒ ∆d = kλ ; hai ñieå gaà nhaák = 1 n m n t   λ Chú ý: Hai dñ ngöôï pha: ∆ϕ = (2k + 1)π ⇒ ∆d = (2k + 1) ; hai ñieå gaà nhaák = 0 c m n t  2  π λ  Hai dñ vuoâg pha: ∆ϕ = (2k + 1 2 ⇒ ∆d = (2k + 1 4 ; hai ñieå gaà nhaák = 0  n ) ) m n t Bước sóng là khoảng cách gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha. 4. Số điểm cực đại, cực tiểu: a. Số điểm cực đại trên đoạn O 1O 2 :  OO λ  d1 + d2 = O 1O 2   d1 = 1 2 + k OO OO Ta có:  với  2 2 ⇒ − 1 2 ≤ k≤ 1 2  d1 − d2 = kλ   0 ≤ d1 ≤ O 1O 2 λ λ  b. Số điểm cực tiểu trên đoạn O 1O 2 :  d1 + d2 = O 1O 2  OO λ   d1 = 1 2 + (2k + 1) OO 1 OO 1 Ta có:  λ với  2 4 ⇒ − 1 2 − ≤ k≤ 1 2 −  d1 − d2 = (2k + 1)  0 ≤ d1 ≤ O 1O 2 λ 2 λ 2  2  c. Số vị trí đứng yên do hai nguồn O 1;O 2 gây ra tại M:  d1 − d2 < O 1O 2 = d  d 1 d 1 Ta có:  λ ⇒ − λ − 2 < k< λ − 2  d1 − d2 = (2k + 1)  2 d. Số gợn sóng do hai nguồn O 1;O 2 gây ra tại M:  d1 − d2 < O 1O 2 = d  d d Ta có:  ⇒ kλ < d ⇒ − < k <  d1 − d2 = kλ  λ λ v 5. Liên hệ: λ = vT = f II. SÓNG DỪNG 1. Vị trí bụng, vị trí nút: a. Vị trí bụng: ∆d = d2 − d1 = kλ λ b. Vị trí nút: ∆d = d2 − d1 = (2k + 1) 2 λ 2. Khoảng cách giữa hai bụng hoặc hai nút: ∆d = d2 − d1 = k 2 λ 3. Khoảng cách từ một nút đến một bụng: ∆d = d2 − d1 = (2k + 1) 4 λ 4. Sóng dừng trên dây dài l(hai đầu là nút): l= k ; 2 k l soám uùsoùg (soábuïg s ng = k; soánuùsoùg = k + 1 aø i n n où t n ) λ 5. Sóng trên sợi dây mà một đầu là nút đầu kia là bụng: l= (2k + 1) ; 4 aøoám uùsoùg (soábuïg soùg = soánuùs ng = k + 1 kl s i n n n t où ) m 6. Lực căng của sợi dây: Fc = µ v ; µ = 2 ; m(kg); l (m) l III. SÓNG ÂM Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 14 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng P E 1. Cường độ âm (công suất âm): I = (W .m −2 ); P = S t P(W): Công suất truyền sóng (năng lượng dao động sóng truyền sóng trong 1s) S(m2): Diện tích  I  L(B ) = lg I  0 2. Mức cường độ âm:  ; I = 10−12W m −2: cöôøg ñoä m chuaå 0 n aâ n  L(dB ) = 10lg I   I0 3. Độ to của âm: ∆I = I− I ; I : ÔÛ min min ngöôõg nghe n I Độ to tối thiểu mà tai còn phân biệt được gọi là 1 phoâ : ∆I = 1 phoâ ⇔ 10lg = 1dB 2 n n I1 4. Hiệu ứng Doppler: v v  s aà oánguoà phaù f: tns n t a. Tần số âm khi tiến lại gần người quan sát: f = = f;  λ v− vs s vs : vaä t c cuû nguoà phaù  n oá a n t v v  s aà  f : t n soánguoà phaù n t b. Tần số âm khi tiến ra xa người quan sát: f = = f;  λ v+ vs s vs : vaä t c cuû nguoà phaù  n oá a n t v+ vn v+ vn   f : t n soánguoà phaù aà n t c. Tần số âm khi người quan sát tiến lại gần: f = = f;  s λ v s vn : vaä t c cuû ngöôø  n oá a i v− vn v− vn   f : t n soánguoà phaù aà n t d. Tần số âm khi người quan sát tiến ra xa: f = = f;  s λ v s vn : vaä t c cuû ngöôø  n oá a i ( v: là vận tốc âm khi nguồn đứng yên). v± vM  f : t n soánguoà phaù  s aà n t   VôùvM  i { (+ ) : M aù t l igaà y hu aï n (− ) : M aù t r xa y hu a { Tổng quát: f' = f; v : vaä t c cuû nguoà phaù; n oá a n t  vmvs s  s VôùvS i (− ) : Nguoà t l igaà n hu aï n vM : vaä t c cuû m aù t n oá a y hu   (+ ) : Nguoà t ra xa n hu  λ l= k 2  c. Cộng hưởng âm:   f = v = nv  ch λ 2l  Chú ý: Dao động cơ học trong các môi trường vật chất đàn hồi là các dao động cưỡng bức (dao động sóng, dao động âm, …) IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA SÓNG ÂM 1. Sóng âm, dao động âm: a. Dao động âm: Dao động âm là những dao động cơ học có tần số từ 16H z đến 20KH z mà tai người có thể cảm nhận được. Sóng âm có tần số nhỏ hơn 16H z gọi là sóng hạ âm; sóng âm có tần số lớn hơn 20KH z gọi là sóng siêu âm. b. Sóng âm là các sóng cơ học dọc lan truyền trong các môi trường vật chất đàn hồi: rắn, lỏng, khí. Không truyền được trong chân không. Chú ý: Dao động âm là dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của nguồn phát. 2. Vận tốc truyền âm: Vận tốc truyền âm trong môi trường rắn lớn hơn môi trường lỏng, môi trường lỏng lớn hơn môi trường khí. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ của môi trường. Trong một môi trường, vận tốc truyền âm phụ thuộc vào nhiệt độ và khối lượng riêng của môi trường đó. Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 15 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng 3. Đặc trưng sinh lí của âm: a. Nhạc âm: Nhạc âm là những âm có tần số hoàn toàn xác định; nghe êm tai như tiếng đàn, tiếng hát, … Đặc trưng sinh lí Đặc trưng vật lí b. Tạp âm: Tạp âm là những âm không có tần số nhất định; nghe khó chịu như tiếng máy nổ, tiếng chân đi, … Độ cao f c. Độ cao của âm: Độ cao của âm là đặc trưng sinh lí của Âm sắc A, f âm phụ thuộc vào đặc trưng vật lí của âm là tần số. Âm Độ to L, f cao có tần số lớn, âm trầm có tần số nhỏ. d. Âm sắc: Âm sắc là đặc trưng sinh lí phân biệt hai âm có cùng độ cao, nó phụ thuộc vào biên độ và tần số của âm. e. Độ to: Độ to là đặc trưng sinh lí của âm phụ thuộc vào đặc trưng vật lí là mức cường độ âm và tần số. Ngưỡng nghe: Âm có cường độ bé nhất mà tai người nghe được, thay đổi theo tần số của âm. Ngưỡng đau: Âm có cường độ lớn đến mức tai người có cảm giác đau ( I> 10W/m2 ứng với L = 130dB với mọi tần số). Miền nghe được là giới hạn từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau. Chú ý: Quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha dao động, các phần tử vật chất dao động tại chỗ. Vấn đề 4: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ I. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 1. Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động: q = Q 0 cos(ω t+ ϕ ) (C ) dq 2. Sự biến thiên cường độ dòng điện trong mạch dao động: i= = q' ; dt i= −ωQ 0 sin(ω t+ ϕ ) ( A) = − I sin(ωt+ ϕ ); I = ωQ 0 0 0 π π C i= ωQ 0 cos(ω t+ ϕ + ) ( A) = I cos(ω t+ ϕ + ); I = ωQ 0 = ωCU 0 = U 0 0 0 2 2 L di d2q 3. Sự biến thiên hiệu điện thế trong mạch dao động: u = − L = − Li'; u = 2 = q'' ; dt dt u = Lω Q 0 cos(ω t+ ϕ ) (V ) = U 0 cos(ω t+ ϕ ); U 0 = Lω Q 0 = Lω I 2 2 0 q Q0 1 Hoaë u = c = cos(ω t+ ϕ ); vôùω 2 = i C C LC 4. Tần số góc, tần số, chu kì, pha dao động và pha ban đầu: 1 a. Tần số góc: ω = LC ω 1 b. Tần số: f = = (H z) 2π 2π LC 2π c. Chu kì: T = = 2π LC (s) ω d. Pha dao động: (ω t+ ϕ )  q0 = Q 0 cosϕ e. Pha ban đầu ϕ : Tìm ϕ bằng cách giải hệ phương trình  luù t = 0 c 0 i = −ωQ 0 sinϕ 0 5. Phương trình độc lập với thời gian: 2 i u2 i2 i2 q2 + 2 = Q 0 ; 2 4 + 2 = Q 0 ; u2C 2 + 2 = Q 0 2 2 2 ω Lω ω ω 6. Năng lượng dao động điện từ: E = EC + EL Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 16 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng 2 1 q2 1 Q 0 a. Năng lượng điện trường: EC = = cos2 (ω t+ ϕ ) = E cos2(ω t+ ϕ ) 2C 2 C 1 2 1 2 2 2 1 b. Năng lượng từ trường: EL = Li = Lω Q 0 sin (ω t+ ϕ ) = E sin (ω t+ ϕ ); = Lω 2 2 2 2 C  1 2 2 1Q0 2  E = Lω Q 0 = = const  2 2C  1Q0 2 Chú ý:  ECM = : Ñieä theá c ñaï n cöï i  2C  1 2 2 1 2  ELM = 2 Lω Q 0 =2 LI : Cöôøg ñoä ng ñieä cöï ñaï 0 n doø n c i   f' = 2 f   T Năng lượng điện và năng lượng từ của mạch biến thiên tuần hoàn với T ' = của dao động.  2 ω ' = 2ω  Mạch dao động LC lí tưởng thực hiện dao động điện từ. Khoảng thời gian, giữa hai lần liên tiếp, năng lượng điện trường trên tụ điện bằng năng lượng từ trường trong cuộn dây. 3π π Khi năng lượng điện trường trên tụ bằng năng lượng từ 4 trường trong cuộn cảm, ta có: 4 1 Wđ = Wt = W hay 2 1q 2 1  1 Q0  2 2 2 Q0 q =    ⇒ q = ±Q 0  -Q0 2O 2 C 22 C  2 − Q0 Q0 2 2 2 Với hai vị trí li độ q = ± Q 0 trên trục Oq, tương ứng π 2 3π − với 4 vị trí trên đường tròn, các vị trí này cách đều nhau − 4 4 π bởi các cung . 2 Có nghĩa là, sau hai lần liên tiếp Wñ =Wt , pha dao động đã biến thiên được một lượng là π 2π T = ↔ : Pha dao động biến thiên được 2π sau thời gian một chu kì T. 2 4 4 T Tóm lại, cứ sau thời gian năng lượng điện lại bằng năng lượng từ. 4 II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG, SÓNG ĐIỆN TỪ c c 1. Bước sóng: λ = = cT; v = ; n : Chieásuaácuû moâtröôøg t t a i n f n 2. Điện từ trường: Điện trường và từ trường có thể chuyển hóa cho nhau, liên hệ mật thiết với nhau. Chúng là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường. 3. Giả thuyết Maxwell: a. Giả thuyết 1: Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một điện trường xoáy. b. Giả thuyết 2: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xoáy. c. Dòng điện dịch: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xoáy. Điện trường này tương đương như một dòng điện gọi là dòng điện dịch. 4. Sóng điện từ: Sóng điện từ là quá trình truyền đi trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian. a. Tính chất: Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 17 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng Sóng điện từ truyền đi với vận tốc rất lớn ( v ≈ c ). Sóng điện từ mang năng lượng ( E : f4 ). Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không. Sóng điện từ tuân theo định luật phản xạ, định luật khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, … Sóng điện từ là sóng ngang. Sóng điện từ truyền trong các môi trường vật chất khác nhau có vận tốc khác nhau. b. Phân loại và đặc tính của sóng điện từ: Loại sóng Tầ n số Bước sóng Đặc tính Sóng dài 3 - 300 KHz 10 - 10 m Năng lượng nhỏ, ít bị nước hấp thụ 5 3 Sóng trung 0,3 - 3 MHz 103 - 102 m Ban ngày tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm tầng điện li phản xạ Sóng ngắn 3 - 30 MHz 2 10 - 10 m Năng lượng lớn, bị tầng điện li và mặt đất phản xạ nhiều lần Sóng cực ngắn 30 - 30000 MHz 10 - 10-2 m Có năng lượng rất lớn, không bị tầng điện li hấp thụ, truyền theo đường thẳng 5. Mạch chọn sóng: a. Bước sóng điện từ mà mạch cần chọn: λ = 2π c LC ; c = 3.108 (m/s) b. Một số đặc tính riêng của mạch dao động: 1 1 1 1 1 C1 ||C 2 : f = = ⇒ 2= 2+ 2 2π LC 2π L(C1 + C 2 ) f f1 f2 1 1 1 1 1 C1nt 2 : f = C = ( + ) ⇒ f2 = f2 + f2 2π LC 2π L C1 C 2 1 2 Vấn đề 5: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. HIỆU ĐIỆN THẾ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 1. Từ thông: Φ = NBS cos(ω t+ ϕ ) = Φ 0 cos(ω t+ ϕ ) (W b) dΦ 2. Suất điện động tức thời: e = − = −Φ ' ; e = ω NBS sin(ω t+ ϕ ) (V ) = E0 sin(ω t+ ϕ ) dt π π e = E0 sin(ω t+ ϕ ) = E0 cos(ω t+ ϕ − ) ; sinα = cos(α − ) 2 2 3. Hiệu điện thế tức thời: u = U 0 cos(ω t+ ϕu ) II. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Cường độ dòng điện tức thời: i= I cos(ωt+ ϕi) (A) 0 I U E 2. Các giá trị hiệu dụng: I = ;U = 0;E= 0 0 2 2 2 2π 3. Tần số góc của dòng điện xoay chiều: ω = 2π f = (rad/s) T Chú ý: Nếu dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì trong 1s đổi chiều 2f lần. Nam châm điện được tạo ra bằng dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì nó rung với tần số f' = 2 f. Hoặc từ trường của nó biến thiên tuần hoàn với tần số f' = 2 f 4. Các phần tử tiêu thụ điện a. Điện trở: R (Ω) Định luật Ohm: U R = I ; U 0R = I R R 0 uR cuøg pha vôùi: ϕ = 0 n i b. Cảm kháng: ZL = Lω = L2π f (Ω) Định luật Ohm: U L = I L ; U 0L = I ZL Z 0 Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 18 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng π uL nhanh pha vôùi: ϕ = i 2 1 1 c. Dung kháng: ZC = = (Ω) C ω C 2π f Định luật Ohm: U C = I C ; U 0C = I ZC Z 0 π uC chaä pha vôùi: ϕ = m i 2 5. Đặc điểm đoạn mạch thuần RLC nối tiếp: • R L C • a. Tổng trở: Z = R 2 + (ZL − ZC )2  ZL > ZC : u sôù pha hôn i m ZL − ZC U L − U C  b. Độ lệch pha (u so với i): tanϕ = = ⇒  ZL = ZC : u cuøg pha vôùi n i R UR  Z < Z : u treã hôn i  L C pha U U c. Định luật Ohm: I = 0 ; I = 0 Z Z R U d. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch: P = U Icosϕ ; Heä coâg suaá ϕ = = R soá n t:cos Z U Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC không tiêu thụ công suất ( P = 0 )  Neá i= I cosω t thì u = U 0cos(ω t+ ) u ϕ ; ϕ u i = ϕu − ϕi = −ϕ i u 0   Neá u = U 0cosω t thì i= I cos(ω t-ϕ ) u 0 u = uR + uL + uC  e. Giản đồ véc tơ: Ta có:  uu uuur uuur uuur r uuur U 0 = U 0R + U uuu 0C  0L +rU U0L U0L uuu r uuuu r ur u U0L uuuur uuu r U 0 LC I0 U 0 AB uuu r O U0 R i i uuu r U0 R i i uuuu r O ur u U 0 Rr uuuu i O uuI r U 0 LC uuuur I uuu 0 r U 0 AB uuu 0 r U 0 AB U 0C U 0C uuu r U 0C 6. Liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng trong đoạn mạch thuần RLC nối tiếp: L C Từ Z = R 2 + (ZL − ZC )2 suy ra U = U R + (U L − U C )2 2 Tương tự ZRL = R 2 + ZL suy ra U RL = U R + U L 2 2 2 • R • Tương tự ZRC = R 2 + ZC suy ra U RC = U R + U C 2 2 2 Tương tự ZLC = ZL − ZC suy ra U LC = U L − U C III. BÀI TOÁN CỰC TRỊ 1. Hiện tượng cộng hưởng: Z = Z  L C  2 1 U U Điều kiện cộng hưởng ω = thì Zmin = R ⇒ I Max = = . LC Zmin R  ϕ ui = 0  Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 19 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN
Giáo viên: Nguyễn Hồng Thạch Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng U2 uuur uur PM ax = I R = 2 M = U IM U 0R ↑↑ U 0 R Suy ra . Chú ý  uur ur u R U 0 ↑↑ I cosϕ = =1  0 Zmin 2. Khi L, C khoâg ñoå R thay ñoå: n i; i U2  (ZL − z )2  P=IR= 2 ⇒ PM ⇔  R + C  Công suất (ZL − ZC )2  R m R+ R (Z − z )2 (Z − ZC )2 Maø . L C = (ZL − ZC )2 = const, neâ R = L R n R R 2 2 U U 2 U ⇒ R = ZL − ZC suy ra PM = = ; cosϕ = khi ñoù R = U 2R 2 ZL − ZC 2 2 3. Khi R, L khoâg ñoå C thay ñoå: n i; i U U UC = I C = Z = Hiệu điện thế R + (ZL − ZC )2 2 R + Z 2ZL 2 2 2 2 − +1L ZC ZC ZC  1 U x = Z (U C )M = Ñaë  t C . Khi đó R + ZL 2ZL 2 2  y = (R 2 + Z 2 )x2 − 2Z x + 1 ( 2 − + 1)m  L L ZC ZC  R 2 + ZL 2  ZC =  ZL Suy ra   U R 2 + ZL 2 (U C )M =  R 4. Khi R, C khoâg ñoå L thay ñoå: n i; i U U UL = I L = Z = Hiệu điện thế R 2 + (ZL − ZC )2 R 2 + ZC 2ZC 2 2 2 − +1 ZL ZL ZL  1 U x = Z (U L )M = Ñaë  t L . Khi đó R 2 + ZC 2ZC 2  y = (R 2 + Z 2 )x2 − 2Z x + 1 ( 2 − + 1)m  C C ZL ZL  R 2 + ZC 2  ZL =  ZC Suy ra   U R 2 + ZC 2 (U L )M =  R 5. Liên quan độ lệch pha: π a. Trường hợp 1: ϕ1 + ϕ2 = ⇒ tanϕ1.tanϕ2 = 1 2 Ngày mai bắt đầu từ hôm nay Trang 20 Caå m Nang Vật Lí 12 Ban KHTN