Phương pháp giải bài tập vật lý 12 pps

SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM I.

Trang 1

CHƯƠNG I : DAO ĐỢNG CƠ HỌC

Dạng 1: Đại cương về dao đợng điều hòa

1) Phương trình dao đợng: x = Acos(t + ) (m,cm,mm)

Trong đó x: li đợ hay đợ lệch khỏi vị trí cân bằng (m,cm,mm)

A: (A>0) biên đợ hay li đợ cực đại (m,cm,mm)

: tần sớ góc hay tớc đợ góc (rad/s)

t +  : pha dao đợng ở thời gian t (rad)

 : pha ban đầu (rad)2) Chu kỳ, tần sớ:

a Chu kỳ dao đợng điều hòa: T = 2

a Vận tớc: v = -Asin(t + )

 vmax = A khi x = 0 (tại VTCB)

 v = 0 khi x =  A (tại vị trí biên)

b Gia tớc: a = – 2Acos (t + ) = – 2x

 amax = 2A khi x =  A (tại vị trí biên)

 a = 0 khi x = 0 (tại VTCB)

4) Liên hệ giữa x, v, A: A2 = x2 +

2 2

v

 Liên hệ : a = - 2x Liên hệ a và v : 2 2 1

2 4 2

a

5) Các hệ quả:

+ Quỹ đạo dao đợng điều hòa là 2A

+ Thời gian ngắn nhất để đi từ biên này đến biên kia là T

2+ Thời gian ngắn nhất để đi từ VTCB ra VT biên hoặc ngược lại là T

4+ Quãng đường vật đi được trong mợt chu kỳ là 4A

Dạng 2: Tính chu kì con lắc lò xo theo đặc tính cấu tạo

1) Cơng thức tính tần sớ góc, chu kì và tần sớ dao đợng của con lắc lò xo:

+ Tần sớ góc:  = k







k : độ cứng của lò xo (N/m)

m : khối lượng của vật nặng (kg)+ Chu kỳ: T = 2 m

*  l : đợ giản ra của lò xo (m)

* N: sớ lần dao đợng trong thời gian t

Trang 2

+ Tần số: f =



2) Chu kì con lắc lò xo và khối lượng của vật nặng

Gọi T1 và T2 là chu kì của con lắc khi lần lượt 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 = T + 12 2

2

T

3) Chu kì con lắc và độ cứng k của lò xo.

Gọi T1 và T2 là chu kì của con lắc lò xo khi vật nặng m lần lượt mắc vào lò xo k1 và lò xo k2

Độ cứng tương đương và chu kì của con lắc khi mắc phối hợp hai lò xo k1 và k2:

a- Khi k1 nối tiếp k2 thì

k k k và T2 =

2 1

T + 2 2

 Chú ý : độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó

Dạng 3: Chiều dài lò xo

1) Con lắc lò xo thẳng đứng:

+ Gọi lo :chiều dài tự nhiên của lò xo (m)

l: độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng: l = mg

k (m)+ Chiều dài lò xo ở VTCB: lcb = lo + l

+ Chiều dài của lò xo khi vật ở li độ x:

l = lcb + x khi chiều dương hướng xuống

l = lcb – x khi chiều dương hướng lên

+ Chiều dài cực đại của lò xo: lmax = lcb + A

+ Chiều dài cực tiểu của lò xo: lmin = lcb – A

 hệ quả:

max min cb

max min

2A

2) Con lắc nằm ngang:

Sử dụng các công thức về chiều dài của con lắc lò xo thẳng đứng nhưng với l = 0

* Độ biến dạng của lò xo thẳng đứng: l mg

Dạng 4: Lực đàn hồi của lò xo

1) Con lắc lò xo thẳng đứng:

a- Lực đàn hồi do lò xo tác dụng lên vật ở nơi có li độ x:

O (VTCB) x

ℓo

Trang 3

Fđh = kl + x  khi chọn chiều dương hướng xuốnghay Fđh = kl – x  khi chọn chiều dương hướng lên

b- Lực đàn hồi cực đại:Fđh max = k(l + A) ; Fđh max : (N) ; l (m) ; A(m)

c- Lực đàn hồi cực tiểu:

Fđh min = 0 khi A  l (vật ở VT lò xo có chiều dài tự nhiên)

Fđh min = k(l- A) khi A < l (vật ở VT lò xo có chiều dài cực tiểu)

Fđh min : ( lực kéo về) đơn vị (N)

2) Con lắc nằm ngang:

Sử dụng các công thức về lực đàn hồi của con lắc lò xo thẳng đứng nhưng với l = 0

*Lực đàn hồi, lực hồi phục:

lực hồi phục luôn hướng về vị trí cân bằng

c F đh ở vị trí thấp nhất: F đh = k (l 0 + A )

d F đh ở vị trí cao nhất: F đh = k /l 0 – A/.

e Lực hồi phục hay lực phục hồi (là lực gây dao động cho vật) là lực để đưa vật về vị trí cân bằng (là hợp lực

của các lực tác dụng lên vật xét phương dao động), luôn hướng về VTCB F = - Kx Với x là ly độ của vật

2mv2 * Wđ : Động n ăng (J) ; v : vận tốc (m/s)

 Cơ năng của con lắc lò xo: W = Wt + Wđ = Wt max = Wđ max = 1

2kA2 =

1

2 m2A2 = const

W : cơ năng (năng l ượng) (J) A : bi ên đ ộ (m); m: khối lượng (kg)

Chú ý: động năng và thế năng biến thiên điều hòa cùng chu kì T’ = T

2 hoặc cùng tần số f’ = 2f

Dạng 6: Viết phương trình dao động điều hòa

+ Tìm A: sử dụng công thức A2 = x2 +

2 2

v

 hoặc các công thức khác như :

+ Đề cho: cho x ứng với v  A = 2 ( ) 2

Trang 4

+ Cho lmax và lmin  A =

+ Cho lCB,lmax hoặc lCB, lmax  A = lmax – lCB hoặc A = lCB – lmin.

+ Tìm : Từ điều kiện kích thích ban đầu: t = 0, o

k b a

k=0,1,2…

* cosa = cosb  a = b+ k2 ( k= 0,1,2….)

+ Lưu ý :

- Vật đi theo chiều dương thì v > 0  sin < 0; đi theo chiều âm thì v <0 sin >0.

- Các trường hợp đặc biệt:

- Gốc thời gian là lúc vật qua VTCB theo chiều dương thì  =-/2.( khi t = 0, x = 0, v > 0  φ = -2

- Gốc thời gian là lúc vật ở VTB dương thì  =0 (khi t = 0, x = A ;v = 0  φ = 0 )

- Gốc thời gian là lúc vật ở VTB âm thì  = (khi t = 0, x =  A , v = 0  φ =  (rad) )

Một số trường hợp khác của 

Dạng 7: Tính thời gian để vật chuyển động từ vị trí x 1 đến x 2 :

B 1 : Vẽ đường tròn tâm O, bán kính A vẽ trục Ox thẳng đứng hướng lên và trục 

vuông góc với Ox tại O

B 2 : xác định vị trí tương ứng của vật chuyển động tròn đều.

Nếu vật dao động điều hòa chuyển động cùng chiều dương thì chọn vị trí của vật

chuyển động tròn đều ở bên phải trục Ox

Nếu vật dao động điều hòa chuyển động ngược chiều dương thì chọn vị trí của

vật chuyển động tròn đều ở bên trái trục Ox

B 3 : Xác định góc quét

Giả sử: Khi vật dao động điều hòa ở x1 thì vật chuyển động tròn đều ở M

Khi vật dao động điều hòa ở x2 thì vật chuyển động tròn đều ở NGóc quét là  = MON (theo chiều ngược kim đồng hồ)

Sử dụng các kiến thức hình học để tìm giá trị của  (rad)

B 4 : Xác định thời gian chuyển động

t

 với  là tần số gốc của dao động điều hòa (rad/s)

Chú ý: Thời gian ngắn nhất để vật đi

+ từ x = 0 đến x = A/2 (hoặc ngược lại) là T/12

+ từ x = 0 đến x = - A/2 (hoặc ngược lại) là T/12

x

O

MN



Trang 5

+ từ x = A/2 đến x = A (hoặc ngược lại) là T/6

+ từ x = - A/2 đến x = - A (hoặc ngược lại) là T/6

Vận tốc cực đại khi qua vị trí cân bằng (li độ bằng không), bằng không khi ở biên (li độ cực đại)

Dạng 8: Tính quãng đường vật đi được từ thời điểm t 1 đến t 2 :

B 1 : Xác định trạng thái chuyển động của vật tại thời điểm t1 và t2

Ở thời điểm t1: x1 = ?; v1 > 0 hay v1 < 0

Ở thời điểm t2: x2 = ?; v2 > 0 hay v2 < 0

B 2 : Tính quãng đường

a- Quãng đường vật đi được từ thời điểm t1 đến khi qua vị trí x1 lần cuối cùng trong khoảng thời gian từ t1

b- Tính quãng đường S2 vật đi được từ thời điểm vật đi qua vị trí x1 lần cuối cùng đến vị trí x2:

+ căn cứ vào vị trí của x1, x2 và chiều của v1, v2 để xác định quá trình chuyển động của vật → mô tả bằng hình vẽ

+ dựa vào hình vẽ để tính S2

c- Vậy quãng đường vật đi từ thời điểm t1 đến t2 là: S = S1 + S2

d- Chú ý : Quãng đường:

Neáu thì

4Neáu thì 2

2Neáu thì 4

Dạng 9: Tính vận tốc trung bình

+ Xác định thời gian chuyển động (có thể áp dụng dạng 6)

+ Xác định quãng đường đi được (có thể áp dụng dạng 7)

+ Tính vận tốc trung bình: v S

t



Dạng 10: Chu kì con lắc đơn và phương trình

1) Công thức tính tần số góc, chu kì và tần số dao động của con lắc đơn:

Trang 6

+ Tần sớ góc:  =

g+ Tần sớ: f =



1

g

2) Chu kỳ dao đợng điều hòa của con lắc đơn khi thay đởi chiều dài:

Gọi T1 và T2 là chu kì của con lắc có chiều dài l1 và l2

+ Con lắc có chiều dài là   12 thì chu kì dao đợng là: T2 = T + 12 2

2

T + Con lắc có chiều dài là l = l1 – l2 thì chu kì dao đợng là: T2 = T − 12 2

2

T 3) Chu kì con lắc đơn thay đởi theo nhiệt đợ:

 với T = T’ – T  T’ luơn lớn hơn T

Trong đó: T là chu kì của con lắc ở mặt đất

T’ là chu kì của con lắc ở đợ cao h so với mặt đất

R là bán kính Trái Đất R = 6400km5) Thời gian chạy nhanh, chậm của đờng hờ quả lắc trong khoảng thời gian :

T = T’ – T > 0 : đờng đờ chạy chậm

T = T’ – T < 0 : đờng hờ chạy nhanh

Khoảng thời gian nhanh, chậm: t =  T

T





Trong đó: T là chu kì của đờng hờ quả lắc khi chạy đúng, T = 2s.

 là khoảng thời gian đang xét6) Chu kỳ dao đợng điều hòa của con lắc đơn khi chịu thêm tác dụng của ngoại lực khơng đởi:

T’ = 2

g'

với : chiều dài con lắc đơn g' : gia tốc trọng trường biểu kiến

với F: ngoại lực khơng đởi tác dụng lên con lắc

 Sử dụng các cơng thức cợng vectơ để tìm g’

+ Nếu F có phương nằm ngang ( F  g) thì g’2 = g2 +

2

Fm

 

 

  Khi đó, tại VTCB, con lắc lệch so với phương thẳng đứng 1 góc : tg = F

P

Trang 7

+ Nếu F thẳng đứng hướng lên ( F  g) thì g’ = g − F

m  g’ < g+ Nếu F thẳng đứng hướng xuớng ( F  g) thì g’ = g + F

m  g’ > g

 Các dạng ngoại lực:

+ Lực điện trường: F= qE  F = q.E

Nếu q > 0 thì Fcùng phương, cùng chiều với E

Nếu q < 0 thì F cùng phương, ngược chiều với E

+ Lực quán tính: F= – ma  F ngược chiều a

Chú ý: chuyển đợng thẳng nhanh dần đều  a cùng chiều với v

chuyển đợng thẳng chậm dần đều  a ngược chiều với v

c Phương trình dao đợng:

s = S 0 cos(t + ) hoặc α = α 0 cos(t + ) với s = αl, S 0 = α 0 l và α ≤ 10 0

 v = s’ = - S 0 sin(t + ) = lα 0 cos(t +  +

2

)

 a = v’ = - 2 S 0 cos(t + ) = - 2 lα 0 cos(t + ) = - 2 s = - 2 αl

Lưu ý: S0 đóng vai trò như A còn s đóng vai trò như x

3 Hệ thức đợc lập: a = -2 s = - 2 αl * S02 s2 ( )v 2

Dạng 11: Năng lượng, vận tớc và lực căng dây của con lắc đơn

1) Năng lượng dao đợng của con lắc đơn:

- Động năng : Wđ = 12 mv2

- Thế năng : Wt = = mgl(1 - cos) = 12 mgl2

- Cơ năng : W = Wđ + Wt = mgl(1 - cos) + 12 mv2

Vận tớc của con lắc tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng mợt góc 

v = 2g cos   coso 2) Lực căng dây của con lắc tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng mợt góc 

T = mg(3cos  2coso)

Dạng 12: Tởng hợp dao đợng Dao đợng tắt dần , dao đợng cưỡng bức , cợng hưởng

I TỞNG HỢP DAO ĐỢNG

 Đợ lệch pha giữa hai dao đợng cùng tần sớ: x1 = A1cos(t + 1) và x2 = A2cos(t + 2)

+ Đợ lệch pha giữa dao đợng x1 so với x2:  = 2 − 1

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 đợ lệch pha:

 = 2k với k= 0→ hai dao đợng cùng pha

 = (2k+1) với k  Z → hai dao đợng ngược pha

Trang 8

 = (2k + 1)

2

 với k  Z → hai dao động vuông pha

 Dao động tổng hợp: x = Asicos(t + )

+ Biên độ dao động tổng hợp: A2 = A + 12 2

2

A + 2A1A2cos(2 – 1)Chú ý: A1 – A2  A  A1 + A2

Amax = A1 + A2 khi x1 cùng pha với x2

Amin = A1 – A2 khi x1 ngược pha với x2

+ Pha ban đầu: tan

2 2 1 1

2 1 1

Sin A Sin A





II DAO ĐỘNG TẮT DẦN – DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC - CỘNG HƯỞNG

1 Một con lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ A, hệ số ma sát

3 Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi: f = f0 hay  = 0 hay T = T0

Với f, , T và f0, 0, T0 là tần số, tần số góc, chu kỳ của lực cưỡng bức và của hệ dao động

………

CHƯƠNG II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

I SÓNG CƠ HỌC

1 Bước sóng: l = vT = v/f

Trong đó: l: Bước sóng; T (s): Chu kỳ của sóng; f (Hz): Tần số của sóng

v: Tốc độ truyền sóng (có đơn vị tương ứng với đơn vị của l)

2 Phương trình sóng

Tại điểm O: uO = Acos(t + )

Tại điểm M cách O một đoạn x trên phương truyền sóng

* Sóng truyền theo chiều dương của trục Ox thì uM = AMcos(t +  - x

x

Trang 9

Lưu ý: Đơn vị của x, x 1 , x 2 , l và v phải tương ứng với nhau

Nếu 2 điểm đó nằm trên một phương truyền sóng và cách nhau một khoảng d thì:

c Những điểm dao động vuông pha: d 2 d

v

l

   = (2k + 1)/2  d = (2k + 1)l/4 (k  Z) điểm gần nhất dao động vuông pha có: d = l/4

- Cứ n gợn lồi thì có (n – 1) bước sóng: L = (n – 1)l

4 Trong hiện tượng truyền sóng trên sợi dây, dây được kích thích dao động bởi nam châm điện với tần số

dòng điện là f thì tần số dao động của dây là 2f

II SÓNG DỪNG

1 Một số 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 ngược 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 lượng không truyền đi

* Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ

2 Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l:

* Hai đầu là nút sóng: ( *)

2

l k l k N

Số bụng sóng = số bó sóng = k

Số nút sóng = k + 1

* Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng: (2 1) ( )

4

l k l kN

Số bó sóng nguyên = k

Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1

3 Phương trình sóng dừng trên sợi dây CB (với đầu C cố định hoặc dao động nhỏ là nút sóng)

* Đầu B cố định (nút sóng):

Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại B: u B Acos2 ft và 'u B Acos2 ftAcos(2 ft )

Trang 10

Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng d là:

Phương trình sóng dừng tại M: u M u M u'M

* Đầu B tự do (bụng sóng):

Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại B: u B u'B Acos2 ft

Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng d là:

III GIAO THOA SÓNG

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 lượt d1, d2

Phương trình sóng tại 2 nguồn u1 Acos(2 ft1) và u2 Acos(2 ft2)

Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới:

Trang 11

1 Hai nguồn dao động cùng pha (  12 0)

* Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = kl (kZ)

Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn): l k l

2 Hai nguồn dao động ngược pha:(  12 )

* Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = (2k+1)

* Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = kl (kZ)

Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn): l k l

Chú ý: Với bài toán tìm số đường dao động cực đại và không dao động giữa hai điểm M, N cách hai nguồn

lần lượt là d1M, d2M, d1N, d2N

Đặt dM = d1M - d2M ; dN = d1N - d2N và giả sử dM < dN

+ Hai nguồn dao động cùng pha:

Với W (J), P (W) là năng lượng, công suất phát âm của nguồn

S (m2) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S=4πRπRR 2)

2 Mức cường độ âm

0 ( ) lg I

L B

I

 Hoặc

0 ( ) 10.lg I

L dB

I



Với I0 = 10-12 W/m2 ở f = 1000Hz: cường độ âm chuẩn

3 * Tần số do đàn phát ra (hai đầu dây cố định  hai đầu là nút sóng)

( k N*)2

v

f k

l

Trang 12

Ứng với k = 1  âm phát ra âm cơ bản có tần số 1

2

v f l



k = 2,3,4… có các hoạ âm bậc 2 (tần số 2f1), bậc 3 (tần số 3f1)…

* Tần số do ống sáo phát ra (một đầu bịt kín, một đầu để hở  một đầu là nút sóng, một đầu là bụng sóng)



k = 1,2,3… có các hoạ âm bậc 3 (tần số 3f1), bậc 5 (tần số 5f1)…

CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

-DẠNG 1: TỔNG TRỞ - CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN - HIỆU ĐIỆN THẾ.

* Tính tổng trở bằng công thức theo cấu tạo hoặc công thức định nghĩa:

C L

2 ( Z Z )

R   hoặc Z =

o

o I

U I

2 R

oC oL

2 oR

2 1 o

U U U

Lưu ý: Để tính các độ lớn và các góc ta sử dụng:

+ Phép chiếu;

+ Định lý hàm cosin;

+ Tính chất hình học và lượng giác của các góc đặc biệt

* Tìm số chỉ của volte kế hoặc ampère thì ta tìm giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế và cường độ dòngđiện

BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Cho đoạn mạch điện xoay chiều như hình vẽ: UAB = 220V R L

Biết tần số dòng điện là f = 50Hz; R = 10, L =

 10

1

(H) A B

a Tính tổng trở đoạn mạch;

b Tính cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch

c Tính hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu mỗi phần tử trong đoạn mạch trên

Bài 2: Cho đoạn mạch điện xoay chiều như hình vẽ: R L

Trang 13

Biết tần số dòng điện là f = 50Hz; R = 10 3, L =

 10

10 3

(F), UAB = 120V

a Tính tổng trở đoạn mạch;

b Tính cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch

c Tính hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu mỗi phần tử trong đoạn mạch trên

Bài 3: Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u = 120 2 cos(100t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm một bóng đènchỉ có điện trở thuần R = 300 và tụ điện có điện dung C = 7,95F mắc nối tiếp với nhau

1 Tính cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch

2 Tìm hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu bóng đèn và hai đầu tụ điện

BIỂU THỨC CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN TRONG MẠCH

* Những lưu ý khi viết biểu thức cường độ dòng điện và hiệu điện thế đối với dòng điện xoay chiều:+ Khi cho biết biểu thức của cường độ dòng điệnI i = Iocos(t + i) (A), ta viết biểu thức hiệu điệnthế hai đầu đoạn mạch dưới dạng: u = Uocos(t + i + ) (V),

+ Khi cho biết biểu thức hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch: u = Uocos(t + u) (V), ta viết biểu thứccường độ dòng điện trong mạch dưới dạng: i = Iocos(t + u - ) (A)

* Dựa vào giả thiết đề cho để tìm U hoặc I;

* Biểu thức tìm  từ biểu thức tính độ lệch pha của hiệu điện thế so với cường độ dòng điện:

+ Đối với đoạn mạch có tụ điện mắc nối tiếp với cuộn cảm thì xảy ra hai trường hợp sau:

- Nếu ZL > ZC thì u sớm pha hơn i là

Bài 4: Cho đoạn mạch như hình vẽ: R C L

Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch: A M N B

3 5

10 3



 (F)

1 Tính ZAN, ZMB và ZAB;

2 Viết biểu thức hiệu điện thế tức thời uAM, uNB và uAB

Bài 5: Cho đoạn mạch điện xoay chiều như hình vẽ: L R C

Hai đầu đoạn mạch AB ta duy trì một hiệu điện thế: A M N B

uAB = 200 2 cos(100t) (V)

Trang 14

R = 100, C =



 4 10

(F), biết công suất tiêu thụ của đoạn mạch là P = 100W

a Tính tổng trở của đoạn mạch và hệ số tự cảm L của cuộn dây

b Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch;

c Viết biểu thức hiệu điện thế uMB hai đầu đoạn mạch

Bài 6: Cho đoạn mạch điện xoay chiều như hình vẽ:

Hai đầu đoạn mạch AB ta duy trì một hiệu điện thế xoay chiều: R M Ro, L N C

u = 200 6 cos 100t (V) A B

Cho biết R = 100, Ro = 50, L =

 2

3(H) và C =

3

10 4



 (F)

a Tính tổng trở của đoạn mạch, cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch

b Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch

c Viết biểu thức hiệu điện thế hai đoạn mạch uMN và uMB

d Để hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong đoạn mạch cùng pha thì tụ điện phải có điện dung làbao nhiêu?

Bài 7: Cho đoạn mạch điện xoay chiều như hình vẽ:

Hai đầu đoạn mạch AB ta duy trì một hiệu điện thế xoay chiều: R M L N C

u = 60 2 cos 100t (V) A B

Cho biết R = 30, L =

 2

4 , 0

(H) và C =



 8

10 3

(F)

a Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch

b Viết biểu thức hiệu điện thế hai đoạn mạch uAN và uMB

c Mắc vào hai điểm M và N một ampère kế có điện trở không đáng kể thì số chỉ của ampère kế là baonhiêu?

Bài 8: Cho đoạn mạch điện xoay chiều như hình vẽ: R L

Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L =



3(H) A Bđiện trở thuần R = 100, cường độ dòng điện trong mạch có dạng: i = 2cos(100t +

6



) (A)

1 Tính tổng trở đoạn mạch;

2 Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch

3.Tính hiệu điện thế hai đầu điện trở R và hai đầu cuộn cảm L;

4 Viết biểu thức hiệu điện thế hai đầu điện trở R và hai đầu cuộn cảm L

DẠNG 3: CÔNG SUẤT DÒNG XOAY CHIỀU

*Biểu thức tính công suất dòng xoay chiều: P = UIcos = RI2

* Hệ số công suất: k = cos =

Z R

Một số bài toán liên quan đến tìm đại lượng để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch không phân nhánh RLC có cực trị:

Bài toán 1: Tìm L, C để công suất đạt giá trị cực đại.

Phương pháp: Viết biểu thức công suất P = RI2 = 2

C L 2

2 2

2

) Z Z ( R

RU Z

RU





Khi đó: P -> Pmax <=> Z -> Zmin = R <=> ZL = ZC: Xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện

Từ đó ta suy ra giá trị L, C cần tìm

Trang 15

Phương pháp: Viết biểu thức công suất P = RI2 = y

U ) R

Z Z ( R

U Z

2 C L

2 2

Sử dụng bất đẳng thức Cauchy: y = R + L C

2 C

R

Z Z

2 2

min

2

Z Z

U R

2

U y

U





Bài 9: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ:

Điện trở thuần R = 100 3; tụ điện có điện dung C R C

Duy trì hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch: A B

u = 200 2 cos100t (V) thì cường độ dòng điện hiệu dụng

trong mạch là 1A

1 Xác định giá trị điện dung C của tụ điện;

2 Viết biểu thức tức thời cường độ dòng điện qua mạch và hiệu điện thế tức thời hai đầu mỗi dụng cụđiênj;

3 Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch

Bài 10: Một đoạn mạch điện xoay chiều RLC có điện trở R = 50, C =



 4 10 2

(F), L =



1

(H) Hiệu điệnthế đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng: u = 100 2 cos100t (V)

1 Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời qua mạch;

2 Viết biểu thức hiệu điện thế hai đầu mỗi dụng cụ điện

3 Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch và hệ số công suất của đoạn mạch

4 Giữ nguyên cuộn cảm và điện trở, thay tụ điện có điện dung C bằng tụ điện có điện dung C’ thìcông suất tiêu thụ của đoạn mạch đạt giá trị cực đại Xác định giá trị C’ và công suất cực đại đó

Bài 11: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, điện trở R = 50, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L =



3

H Biểuthức cường độ dòng điện qua mạch là i = 2 2 cos(100t) (A) và nhanh pha hơn hiệu điện thế hai đầu đoạnmạch là

3



(rad)

1 Tính điện dung C của tụ điện;

2 Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch và hệ số công suất của đoạn mạch;

3 Viết biểu thức tức thời hiệu điện thế hai đầu mỗi dụng cụ điện và hai đầu đoạn mạch

4 Giữ nguyên tụ điện và cuộn dây, thay đối điện trở R bằng điện trở R’ thì công suất tiêu thụ trênđoạn mạch đạt giá trị cực đại Tính giá trị R’ và công suất cực đại đó

Bài 12: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L =

Trang 16

Bài 13: Một mạch điện xoay chiều không phân nhánh RLC có điện trở thuần R = 100, cuộn dây có độ tự

2 Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch

3 Lấy pha ban đầu của hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là

4



(rad), viết biểu thức cường độ dòngđiện trong mạch và biểu thức hiệu điện thế hai đầu mỗi dụng cụ

Bài 14: Cho một đoạn mạch điện RLC có R = 100, một tụ điện có điện dung C = 31,8F, cuộn dây thuần

cảm có độ tự cảm L có thể thay đổi được Hai đầu đoạn mạch ta duy trì một hiệu điện thế xoay chiều: u = 200

Bài 15: Một cuộn cảm có điện trở thuần r = 10, độ tự cảm L = 0,159H mắc nối tiếp với một biến trở R và

một tụ điện có điện dung CV biến thiên Hai đầu đoạn mạch duy trì một hiệu điện thế xoay chiều u =200cos100t (V)

1 Cho CV = C1 = 1000 F

 Để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị cực đại phải cho biến trởcó giá trị là bao nhiêu? Tính công suất cực đại ấy và viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch trongtrường hợp này

2 Cho R = R2 = 10 Để hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại phải điều chỉnh cho CV cógiá trị là bao nhiêu? Tính hiệu điện thế cực đại ấy Viết biểu thức hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm trong trườnghợp này

DẠNG 4: CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MÁY BIẾN THẾ Các công thức liên quan đến máy biến thế:

* Chế độ không tải:

2

1 2

1 n

n U

1

I

IU



* Độ giảm thế trên đường dây tải điện: U = IR

* Hiệu suất máy biến thế: H =

1 1

2 2

IU

* Hiệu suất tải điện: H =

P

P  

BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Một máy biến thế, cuộn sơ cấp có 1100 vòng, cuộn thứ cấp có 50 vòng Cuộn thứ cấp được mắc vào

mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn dây có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với nhau

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	1,33 MB

Phương pháp giải bài tập vật lý 12 pps

Phản ứng hạt nhân * Phương trình phản ứng: 1 2 3