Định luật ôm đối với: a đoạn mạch chỉ có tụ điện - Thí nghiệm cho thấy dòng điện xoay chiều “đi qua” đỷợc tụ điện và tụ điện có điện trở gọi là dung kháng.. 1 - Phát biểu : Dòng điện tro
Trang 1Câu 19.1.
1 Định luật ôm đối với:
a) đoạn mạch chỉ có tụ điện
- Thí nghiệm cho thấy dòng điện xoay chiều “đi qua” đỷợc tụ điện và tụ điện có điện trở (gọi là dung kháng)
- Thiết lập : Nếu hiệu điện thế giữa hai đầu A và B có dạng u= Uocsinwt thì từ công thức i =dq
dt = C
du
dt vớiq = Cu ;
ta có i = Iosin (wt + p/2) vớiIo= UocCw (1)
- Phát biểu : Dòng điện trong đoạn mạch cũng biến thiên điều
hòa cùng tần số nh ỷ hiệu điện thế, nhỷng sớm pha hơn hiệu điện
thế làp/2
(Nếu dòng điện trên đoạn mạch có dạng i = Iosinwt, thì hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là : u = UOCsin(wt -p/2), với UOC= I
C
0
w , nhỷ vậy hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện dao động điều hòa cùng tần số nhỷ dòng
điện, nhỷng trễ pha hơn dòng điện p/2)
- Giản đồ véctơ
- Định luật ôm :
Từ (1) chia 2 vế cho 2, ta có :
I = U Cw hay I = U
Zc với U và I là những giá trị hiệu dụng vàZc=
1
Cw là dung kháng, nó phụ thuộc vào tần sốw của dòng điện Nếuw lớn thì dung kháng nhỏ và I lớn, dòng điện càng dễ “đi qua” tụ ; ngỷợc lại nếu w nhỏ thì dung kháng lớn
và I nhỏ, dòng điện khó đi qua tụ ; khiw = 0 (tức là trỷờng hợp dòng điện không đổi) thì I = 0, dòng điện không đi qua đỷợc
tụ điện
b) đoạn mạch chỉ có cuộn cảm
- Từ thí nghiệm ta thấy khi có dòng điện xoay chiều qua cuộn cảm thì cuộn cảm có điện trở, gọi là cảm kháng
- Thiết lập : nếu dòng điện có dạng i = Iosinwt, thì trong cuộn cảm xuất hiện một suất điện động tự cảm, có biểu thức e = -L di
dt = -LwIocoswt = -LwIosin (wt + p/2).
Trang 2ở mọi thời điểm, định luật ôm cho đoạn mạch có dạng:
u = -e + (R + r)i, ở đây R + r = 0 (không có điện trở thuần)
nên u = - e = L wIosin(wt + p/2)º UoLsin(wt + p/2),
với UoL= IoL w
- Phát biểu : Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm
biến thiên điều hòa, cùng tần số với dòng điện và sớm pha hơn
dòng điện là p/2.
- Biểu diễn giản đồ véctơ
- Định luật : từ (2) chia hai vế cho 2, ta có :
U = ILw với U, I là những giá trị hiệu dụng
hay I = U
L
U
Z L
w = vớiZL= Lw là cảm kháng của đoạn mạch chỉ có cuộn cảm.
Cảm kháng phụ thuộc vào tần sốw Nếu w càng lớn thì điện trở càng lớn và I càng nhỏ, tức là cuộn cảm càng cản trở mạnh dòng điện
2 Định luật ôm đối với đoạn mạch LC
Nếu cỷờng độ dòng điện có dạng :
i = Iosinwt thì hiệu điện thế ở 2 đầu đoạn mạch là:
u = uL+ uC=UOLsin (wt + p/2) + UOCsin (wt - p/2)
hay u = Uosin(wt + j)
Xác định Uo, j nhờ phỷơng pháp giản đồ véctơ
Uo= Io L
C
w
w
- 1 ;
Trang 3p/2 nếu Lw > 1
Cw ;
độ lệch phaj =
-p/2 nếu Lw < 1
Cw Định luật ôm có dạng:
I = U
Z trong đó U, I là hiệu điện thế và cỷờng độ dòng điện hiệu dụng ; Z là tổng trở, có giá trị bằng L
C
w w
- 1
Hiệu điện thế sẽ lệch pha p/2 so với cỷờng độ dòng điện tùy theo Lw > 1
Cw hay Lw <
1
Cw .
- Phát biểu : Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch LC cũng biến thiên cùng tần số nh dòng điện nh ng lệch pha ậ
p/2 so với c ờng độ dòng điện tùy theo Lw > 1
Cw hay Lw <
1
Cw .
Câu 19.2.
1 Lập phỷơng trình dao động
Chọn gốc thời gian sao cho khi t = 0, phỷơng trình dao động của O1, O2là: u = asin 2pft Phỷơng trình dao động tại điểm M do mỗi nguồn truyền đến là :
u1= asin2p ftổ -d
ố
ỗỗ ỗ
ử ứ
ữữữ
ữ
1 l
và u2= asin2p ftổ -d
ố
ỗỗ ỗ
ử ứ
ữữữ
ữ
2
l .
Phỷơng trình dao động tại M là :
u = u1+ u2= Asin (2pft + j)
Có thể dùng phỷơng pháp vectơ Fresnel để xác định A và j
j1= -2p d1
l ; j2= -2p d2
l ;
j = j j p( )
l
2
+ = - d +d
(1)
A=OM=2OH= 2acos
-2
2 1
j j
ẵ
ẵ
ẵ
ẵ
Trang 4A = 2a ( )
cosp
l
d2-d1
(2)
Từ (2) suy ra : - biên độ A cực đại khi : ( )
cosp
l
d2-d1
=±1 hay d2- d1= kl , với k = 0, ậ 1, ậ 2
-biên độA=0khi ( )
cosp
l
d2-d1
= 0 hayd2-d1=(2k+1)l
2.
2 TạiM1: d1- d2= (2k + 1)l
2 = 1,07cm.
TạiM2: d’1- d’2= [2(k + 11) + 1]l
2 = 3,67cm
Suy ra : 11l = 3,67 - 1,07 = 2,6cm
l = 2,6
11 ằ 0,24cm
và v = lf = 0,24 125 = 30cm/s
3 Tại điểm M3ph ơng trình dao động là :
u3= Asin (2pft + j)
Theo (2) : A = 2a cos (d - d ) = 4cos 2,61- 2,45
0,24
2 1
p
ẵ
ẵ
ẵ
ố
ỗỗ ỗ
ử ứ
ữữữ
ữ
ẵ
ẵ
ẵ
ẵ (mm),
A=4cos 2
3 = 2mm
p
ẵ
ẵ
ẵ
ẵ
Theo (1) j = -p( ) ( )
l
p
p
d1 d2 2 45 2 61
+
=- , + , =
-, , , j = -1,08p - 20p Vậy u3= 2sin (2pft - 1,08p) (mm)
Câu 19.3.
1 Theo công thức Anhxtanh
hc
A m V e
l = 0+
2 1
trong đó công thoát electron Aoliên hệ với giới hạn quang điện lo
Trang 5A0 = hc
l ,
2 m ve max = eU
2
với - Uhlà hiệu điện thế âm giữa anốt và catốt vừa đủ để
triệt dòng quang điện, vậyUh= 0,3125 V
Thay tất cả vào (1a) đỷợc
hc hc
eU h
l0 = l
0 3310
1610 0 3125
6 610 3 0
6
9 34
l = -l = -
-eU hc
h
,
, , , 108 = 2,778.106
uy ralo =
-0 361-0, 6m = 0,36mm
2 Gọi điểm bứt electron khỏi catốt là gốc của hệ trục tọa độ xOy trong đó phỷơng trục Ox là phỷơng của đỷờng sức
điện trỷờng đỷợc xem nhỷ đều giữa anôt và catôt
Vận tốc ban đầu của electron quang điện có thể nhận mọi phỷơng trong nửa không gian trỷớc catôt, trong đó electron
có vận tốc ban đầu theo phỷơng Oy sẽ tới đập vào anốt ở điểm xa trục Ox nhất Chuyển động của electron đỷợc phân thành hai thành phần : thành phần theo trục Ox với :
vo= 0 và với gia tốc a = eE
m =
eU
m d
, còn thành phần theo trục Oy với vận tốc không đổi vy= vmax
Gọi t là thời gian khi electron đạt đến A1thì R = y = O1A1= vyt =vmaxt (2)
và
d = x = OO1=1
2 at =
1 2
eUt
m d 2
2
e (3)
Từ (3) ta có
t = d 2m
eU v
e
Tính vmaxtheo (1a) đỷợc vmax= 2eU
m h e
Thay vào (4) đỷợc R = 2d U
U = 2 10
0,3125 4,55
= 0,00524m = 5,24mm