Hướng dẫn ôn thi môn Vật Lý

- Sóng cơ là quá trình lan truyền dao động cơ trong một môi trường sóng cơ không truyềnđược trong chân không- Truyền sóng tức là truyền pha dao động, các phần tử vật chất của môi trường

TÀI LIỆU ÔN TẬP THI TỐT NGHIỆP THPT MÔN VẬT LÍ - NĂM HỌC 2013-2014

Chu kì T (s): là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ

Tần số f (Hz): là số dao động trong một đơn vị thời gian f = T

1

3 Dao động điều hòa: là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian

Phương trình dao động: x=Acos(ωt+ϕ), trong đó:

• x là li độ của dao động là tọa độ của vật trong hệ tọa độ có gốc là vị trí cân bằng

• A là biên độ của dao động là độ lệch lớn nhất khỏi vị trí cân bằng

• (ωt+ϕ) là pha của dao động tại thời điểm t, ϕ là pha ban đầu (A, ω, ϕ là những hằng số)

• Chu kì T của dao động điều hòa là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động toàn phần

4 Tần số góc ω (rad/s): là một đại lượng liên hệ với chu kì T hay với tần số f bằng các hệ thức:

Trong đó F là lực tác dụng lên vật m, x là li độ của vật m

2 Phương trình dao động của dao động điều hòa của con lắc lò xo: x = Acos(ωt+ϕ)

k

=ω

4 Chu kì dao động của con lắc lò xo: k

m

T =2π

k f

π2

2

2

12

1

kA A

m W

W

W = đ + t = ω =

= hằng số

*Nhận xét: Trong quá trình dao động điều hòa:

+ Trong quá trình dao động điều hòa có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng (động năngtăng thì thế năng giảm và ngược lại) nhưng cơ năng của vật dao động điều hòa luôn không đổi

+ Cơ năng của vật dao động điều hòa tỉ lệ với bình phương biên độ dao động

+ Trong dao động điều hòa, động năng và thế năng biến thiên tuần hoàn với cùng tần số và bằng 2 lầntần số của dao động riêng

III Con lắc đơn

s g

''=− =−ω

, trong đó s là

li độ cong của vật, l là chiều dài của con lắc đơn

2 Phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn: s = s0cos(ωt + ϕ), s0 = lα0 là biên độ dao động, ω

là tần số góc của dao động

g

=ω

l

T =2π

24

IV Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức.

1 Dao động riêng hay dao động tự do là dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng chỉ của nội lực Chu kìcủa dao động riêng chỉ phụ thuộc các yếu tố trong hệ mà không phụ thuộc cách kích thích Trong quá trình dao động, tần số dao động riêng f0 không đổi

2 Dao động tắt dần: là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian do lực cản của môi trường Lực cản của môi trường càng lớn, dao động tắt dần nhanh

- Sự tắt dần của dao động có khi có lợi, có khi có hại tùy theo mục đích và yêu cầu cụ thể

3 Dao động cưỡng bức là dao động mà vật dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuầnhoàn + Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào: biên độ lực cưỡng bức, hệ số ma sát của môi trường và độ chênh lệch giữa tần số dao động riêng và tần số dao động cưỡng bức

+ Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức

Khi tần số của lực cưỡng bức càng gần với tần số riêng thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn

4 Dao động duy trì: là dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng Muốn duy trì dao động ta phải cung cấp thêm năng lượng sau mỗi chu

kì đúng bằng lượng năng lượng đã mất mát

5 Sự cộng hưởng: là hiện tượng biên độ của dao động cưỡng bức tăng đến một giá trị cực đại khi tần

số của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động

- Điều kiện cộng hưởng : tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f0 của hệ dao động: f = f0

V Sự tổng hợp dao động.

1 Phương pháp giản đồ Fre-nen:

Phương trình dao động điều hòa x=Acos(ωt+ϕ), có thể biểu diễn bằng vectơ quay có đặc

điểm sau:

• Có gốc tại gốc của trục tọa độ

• Có độ dài bằng biên độ dao động A

• Hợp với trục tọa độ một góc bằng pha ban đầu và quay đều quanh gốc O với tốc độ góc ω, chiều quay là chiều dương của vòng tròn lượng giác (ngược chiều quay kim đồng hồ)

2 Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số:

- Xét hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số ω: x1=A1cos(ω +t ϕ1);

2

2 = A cosω +t ϕ

x

Dao động tổng hợp của hai dao động trên là một dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số

ω với hai dao động thành phần, có:

+ Biên độ được xác định bởi công thức: A2 = A21 + A22 + 2A A cos( - )1 2 ϕ ϕ2 1

+ Pha ban đầu được xác định bởi công thức:

A sin A sin tg

A cos A cos

ϕ =

3 Sự lệch pha của hai dao động:

Hiệu số pha của hai dao động: ∆ϕ = ω + ϕ − ω + ϕ = ϕ − ϕ ( t 1) ( t 2) 1 2

•∆ϕ > 0,( ϕ > ϕ1 2): Dao động 1 sớm pha hơn dao động 2 một góc ∆ϕ

( hay, dao động 2 trễ pha hơn dao động 1)

•∆ϕ < 0,( ϕ < ϕ1 2): Dao động 1 trễ pha hơn dao động 2 một góc ∆ϕ.

• ∆ϕ=2kπ: hai dao động cùng pha (k là số nguyên)

•∆ϕ=(2k+1)π: hai dao động ngược pha

- Trường hợp đặc biệt:

1 + A2

• Hai dao động thành phần ngược pha: ϕ2−ϕ2 =(2k+1)π ⇒ A = |A1 – A2|

πϕ

ϕ − = k+

2

1 A A

A= +

C BÀI TẬP TỰ LUẬN:

1 Phương trình dao động của một vật là: x = 6cos(4πt + ) (cm), với x tính bằng cm, t tính bằng s

Xác định:

a Biên độ dao động, chu kì dao động

b Vận tốc cực đại, gia tốc cực đại

6

π

c Li độ, vận tốc và gia tốc của vật khi t = 0,25 s.

2 Một vật nhỏ khối lượng 100 g dao động điều hòa trên quỹ đạo thẳng dài 20 cm với tần số góc 6

rad/s Tính:

a Vận tốc cực đại, gia tốc cực đại, lực điều hòa cực đại của vật

b Vận tốc, gia tốc khi vật qua li độ 5cm

3 Một vật dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 40 cm Khi ở vị trí có li độ x = 10 cm vật có vận tốc

20π cm/s Tính vận tốc và gia tốc cực đại của vật

4 Một vật dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ 2 cm và với chu kì 0,2 s Tính độ lớn

của gia tốc của vật khi nó có vận tốc 10 10 cm/s

5 Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm một vật có khối lượng 100 g và lò xo khối lượng không đáng

kể, có độ cứng 40 N/m Kéo vật nặng theo phương thẳng đứng xuống phía dưới cách vị trí cân bằngmột đoạn 5 cm và thả nhẹ cho vật dao động điều hoà Chọn trục tọa độ Ox thẳng đứng, gốc O trùngvới vị trí cân bằng; chiều dương là chiều vật bắt đầu chuyển động; gốc thời gian lúc thả vật Lấy g =

10 m/s2

a Viết phương trình dao động của vật

b Tính lực đàn hồi của lò xo khi vật qua vị trí cân bằng

c Tính lực đàn hồi cực đại, cực tiểu của lò xo

6 Một con lắc lò xo có khối lượng m = 50 g, dao động điều hòa trên trục Ox với chu kì T = 0,2 s và

chiều dài quỹ đạo là L = 40 cm Viết phương trình dao động của con lắc Chọn gốc thời gian lúc conlắc qua vị trí cân bằng theo chiều âm

7 Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm một vật nặng khối lượng m gắn vào lò xo khối lượng không

đáng kể, có độ cứng k = 100 N/m Chọn trục toạ độ thẳng đứng, gốc toạ độ tại vị trí cân bằng, chiều

vận tốc 20π cm/s theo chiều từ trên xuống thì vật nặng dao động điều hoà với tần số 2 Hz Chọn

gốc thời gian lúc vật bắt đầu dao động Cho g = 10 m/s2, π2 = 10 Viết phương trình dao động của vậtnặng

8 Một con lắc lò xo có biên độ dao động 5 cm, có vận tốc cực đại 1 m/s và có cơ năng 1J Tính độ

cứng của lò xo, khối lượng của vật nặng và tần số dao động của con lắc

9 Một con lắc lò xo có độ cứng k = 150 N/m và có năng lượng dao động là W = 0,12 J Khi con lắc

có li độ là 2 cm thì vận tốc của nó là 1 m/s Tính biên độ và chu kỳ dao động của con lắc

10 Một con lắc lò xo có khối lượng m = 50 g, dao động điều hòa trên trục Ox với chu kì T = 0,2 s và

chiều dài quỹ đạo là L = 40 cm Tính độ cứng lò xo và cơ năng của con lắc

11 Tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s2, con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì s Tính

chiều dài, tần số và tần số góc của dao động của con lắc

12 Ở cùng một nơi trên Trái Đất con lắc đơn có chiều dài l1 dao động với chu kỳ T1 = 2 s, chiều dài l2

dao động với chu kỳ T2 = 1,5 s Tính chu kỳ dao động của con lắc đơn có chiều dài l1 + l2 và con lắc

đơn có chiều dài l1 – l2

13 Trong cùng một khoảng thời gian và ở cùng một nơi trên Trái Đất một con lắc đơn thực hiện được

60 dao động Tăng chiều dài của nó thêm 44 cm thì trong khoảng thời gian đó, con lắc thực hiện được

50 dao động Tính chiều dài và chu kỳ dao động ban đầu của con lắc

3

22

7

2 π

14 Tại nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2, một con lắc đơn và một con lắc lò xo dao động điềuhòa với cùng tần số Biết con lắc đơn có chiều dài 49 cm, lò xo có độ cứng 10 N/m Tính khốilượng vật nhỏ của con lắc lò xo.

15 Một vật nhỏ dao động điều hòa theo phương trình: x = 10cos(4πt - 3

π

) cm Xác định vị trí và vậntốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng

16 Một vật tham gia đồng thời hai dao động: x = 3cos(5πt + ) (cm) và x = 3 cos(5πt + )

(cm) Tìm phương trình dao động tổng hợp

17 Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số có các

a Chọn t=0 lúc vật qua vị trí biên âm ϕ = π Vậy x = 5cos(20t + π) (cm)

2 0 2 0

20

0)5(− +

=+ω

v x

6 Ta có: ω = = 10π rad/s; A = = 20 cm; cosϕ = = 0 = cos(± ); vì v < 0  ϕ =

k

2

2 0 2 0ω

m k

2 2

m

k l

g =

16 A = = 7,9 cm; tanϕ = = tan(410).

Vậy: x = 7,9cos(5πt + ) (cm)

17 Ta có: A = = 5 cm  vmax = ωA = 50 cm/s = 0,5 m/s;

amax = ωA = 500 cm/s2 = 5 m/s2

C CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

Câu 1

C

Một vật dao động điều hòa theo phương trình: x Ac= os(ω ϕt+ ) Vận tốc của vật tại

thời điểm t có biểu thức:

Trong dao động điều hòa:

A Vận tốc biến đổi điều hòa cùng pha với li độ

B Vận tốc biến đổi điều hòa ngược pha với li độ

C Vận tốc biến đổi điều hòa sớm pha 2

C Tần số dao động điều hòa của con lắc đơn phụ thuộc vàoA khối lượng của con lắc B năng lượng kích thích dao động

f = π

l2

1fπ

=

g2

1fπ

=

g2

1fπ

=

.Câu 6

B

Trong dao động điều hoà, đại lượng của dao động không phụ thuộc vào điều kiện ban đầu là

Câu 7 C Một vật dao động điều hòa, biểu thức quan hệ giữa biên độ A, li độ x, vận tốc v và tần

số góc ω là

)30cos(

2 1

2 2

2

1 + A + A A −

A

)30cos(

60cos

)30sin(

60sin

0 2

0 1

0 2

0 1

A A

A A

++

180

41 π

0 2

1

2 2

2

1 A 2 A A cos90

A 2

2 2

xA

2 2

xA

ω+

=

vx

.Câu 8

B

Phát biểu nào sai khi nói về dao động tắt dần?

A Biên độ dao động giảm dần theo thời gian

B Pha của dao động giảm dần theo thời gian

C Cơ năng dao động giảm dần theo thời gian

D Lực cản và lực ma sát càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh

Câu 9

D Năng lượng toàn phần của vật dao động điều hoà tỷ lệ thuận với A li độ B tần số

C vận tốc ở vị trí cân bằng D bình phương biên độ

1ω

C

2 2A)2(m2

1π

2 2A)T2(m2

1π

.Câu 11

A

Dao động cưỡng bức có

A chu kì dao động bằng chu kì biến thiên của ngoại lực

B tần số dao động không phụ thuộc vào tần số của ngoại lực

C biên độ dao động chỉ phụ thuộc tần số ngoại lực

D năng lượng dao động không phụ thuộc ngoại lực

1π

D

Nhận định nào sau đây sai khi nói về dao động cơ học tắt dần?

A Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

B Lực ma sát càng lớn thì dao động tắt càng nhanh

C Trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian

D Dao động tắt dần có động năng giảm dần còn thế năng biến thiên điều hòa

cosAcosA

sinAsinAtg

ϕ

−ϕ

ϕ

−ϕ

=

ϕ

2 2 1 1

cosAcosA

sinAsinAtg

ϕ+

ϕ

ϕ+

sinAsinA

cosAcosAtg

ϕ

−ϕ

ϕ

−ϕ

=

ϕ

2 2 1 1

sinAsinA

cosAcosAtg

ϕ

−ϕ

ϕ

−ϕ

=ϕ

Câu 16.B Li độ, vận tốc của vật dao dộng điều hòa tuân theo hàm sin hoặc cosin theo t và

A có cùng biên độ B có cùng tần số C có cùng pha D có cùng đơn vị.Câu 17

A Vận tốc của chất điểm dao động điều hòa có độ lớn cực đại khiA li độ bằng không B pha dao động cực đại

Câu 18

B

Trong dao động điều hòa, độ lớn gia tốc của vật

A tăng khi độ lớn vận tốc của vật tăng

B giảm khi vận tốc của vật tăng

C không thay đổi

D tăng hay giảm tuỳ thuộc vào vận tốc ban đầu của vật lớn hay nhỏ

Câu 19

A

Đối với một dao động điều hòa thì nhận định nào sau đây là sai?

A Li độ bằng 0 thì vận tốc bằng không

B Vận tốc bằng không khi thế năng cực đại

C Li độ cực đại khi lực hồi phục có giá trị lớn nhất

D Vận tốc cực đại khi thế năng cực tiểu

Câu 20

A

Khi đưa một con lắc đơn lên cao theo phương thẳng đứng (coi chiều dài con lắc

không đổi) thì tần số dao động điều hòa của nó sẽ

A giảm vì gia tốc trọng trường giảm theo độ cao

B không đổi vì chu kì của dao động điều hòa không phụ thuộc vào gia tốc trọng trường

C tăng vì chu kì dao động điều hòa của nó giảm

D tăng vì tần số dao động điều hòa tỉ lệ nghịch với gia tốc trọng trường

Câu 21

A

Dao động tổng hợp của 2 dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số, khác pha làdao động có đặc điểm:

A pha ban đầu phụ thuộc vào biên độ và pha ban đầu của hai dao động thành phần

B chu kỳ dao động bằng tổng chu kỳ hai dao động thành phần

C tần số dao động tổng hợp khác tần số của các dao động thành phần

D biên độ bằng tổng biên độ hai dao động thành phần

Câu 22

B

Đối với con lắc lò xo dao động điều hòa

A khi biên độ tăng lên 2 lần thì năng lượng tăng lên 2 lần

B khi biên độ tăng lên 2 lần thì độ lớn của vận tốc cực đại tăng lên 2 lần

C khi biên độ tăng lên 2 lần thì vận tốc cực đại tăng lên 4 lần

D tại vị trí có li độ x = A/2, động năng bằng thế năng

Câu 23

B

Gia tốc tức thời trong dao động điều hoà biến đổi

Câu 24

C

Một vật nhỏ dao động điều hòa trên trục Ox theo phương trình x A= cos( )ωt Động

năng của vật tại thời điểm t là

A

Trong dao động điều hòa của một chất điểm, vận tốc của chất điểm có độ lớn cực đại khi nó

Biên độ dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào

A pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật

B biên độ ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật

C tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật

D lực cản tác dụng lên vật

Câu 28

B

Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về biên độ của dao động tổng hợp của hai dao

động điều hòa cùng phương, cùng tần số ?

A Phụ thuộc vào độ lệch pha của hai dao động thành phần

B Phụ thuộc vào tần số của hai dao động thành phần

C Lớn nhất khi hai dao động thành phần cùng pha

D Nhỏ nhất khi hai dao động thành phần ngược pha

Câu 29

C

Trong dao động điều hòa thì

A quỹ đạo luôn là một đoạn thẳng B lực kéo về luôn là lực đàn hồi

C vận tốc biến thiên điều hòa theo thời gian D gia tốc tỉ lệ thuận với thờigian

Hòn bi của một con lắc là xo có khối lượng m, nó dao động với chu kỳ T Thay đổi

Câu 37.B Một vật thực hiện dao động điều hòa theo phương Ox với phương trình x = 5cos4t

cm Gia tốc của vật có giá trị lớn nhất là

Chiều dài lò xo tại vị trí cân bằng là 40cm Vật dao động với biên độ là 4cm với chu

kỳ 0,5s Chiều dài cực đại của lò xo là

Một vật dao động điều hòa với tần số góc ω =10 5 rad / s Tại thời điểm t = 0 vật có

li độ x = 2cm và có vận tốc v= −20 15 cm s/ Phương trình dao động của vật là:

2510cos(

2510cos(

− v=−4π 2cm/s

nhẹ Chu kỳ của vật có giá trị nào sau đây ? Lấy g=π2m/s2 =10m/s2.

Câu 48

B

động điều hòa trên phương ngang theo phương trình: x=4 os(10c t+ϕ) (cm) Độ lớn

cực đại của lực kéo về là

0,5s Khối lượng của vật là 0,4kg (lấy π2 =10) Giá trị cực đại của lực đàn hồi tác

x1 = π ; x1=2,8cos20πt(cm) Dao động tổng hợp của hai dao động này có

Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có biên

độ lần lượt là 8cm và 12cm Biên độ dao động tổng hợp có thể là

Câu 55

D

Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình:

x1 = 3cos3t (cm) và x2 = 4sin(3t + π/2) (cm) Biên độ dao động tổng hợp là

A 5 cm B 1 cm C 3,5 cm D 7 cm

Câu 56

m N

- Sóng cơ là quá trình lan truyền dao động cơ trong một môi trường (sóng cơ không truyềnđược trong chân không)

- Truyền sóng tức là truyền pha dao động, các phần tử vật chất của môi trường không truyền

đi mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng

- Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông gócvới phương truyền sóng Sóng ngang truyền được ở mặt chất lỏng và trong chất rắn

- Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng vớiphương truyền sóng Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn

2 Những đại lượng đặc trưng của sóng:

- Chu kì T (hoặc tần số f) của sóng là chu kì (hoặc tần số) dao động của một phần tử môi

trường có sóng truyền qua Tần số f = T

1

- Biên độ A của sóng là biên độ dao động của một phần tử môi trường có sóng truyền qua

- Tốc độ truyền sóng (v) là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường

+ là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha

- Tần số sóng f là số lần dao động mà phần tử môi trường thực hiện được trong 1 giây khisóng truyền qua Tần số có đơn vị là héc (Hz)

- Năng lượng sóng có được là do năng lượng dao động của các phần tử của môi trường cósóng truyền qua Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng

3 Phương trình sóng: là phương trình xác định li độ u của mỗi phần tử của môi trường tại điểm có toạ

x T

t A

trong đó uM là li độ tại điểm M có tọa độ x vào thời điểm t

Phương trình sóng là một hàm vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian

II Giao thoa sóng

- Điều kiện để có hiện tượng giao thoa là hai sóng giao nhau phải là hai sóng kết hợp

- Phương trình dao động sóng tại các nguồn S1,S2 ở thời điểm t: u1= u2 = Acosωt

- Dao động tại điểm M là sự tổng hợp của hai sóng từ S1 và S2 truyền đến, có độ lệch pha

λπω

ϕϕ

- Hai dao động cùng pha: ∆ϕ = 2kπ = 2π λ

(k=0,±1,±2, ) Như vậy tại các điểm mà hiệu số đường đi bằng một số bán nguyên bước sóng

thì biên độ dao động tổng hợp cực tiểu bằng 0.

- Quỹ tích các điểm có biên độ cực đại hoặc cực tiểu tạo thành những đường hypebol mà 2tiêu điểm là S1, S2 và được gọi là những vân giao thoa

3 Sóng dừng

- Sóng phản xạ: sóng đang truyền trong một môi trường mà gặp vật cản thì bị phản xạ Sóng phản xạ

có cùng tần số và cùng bước sóng với sóng tới Nếu đầu phản xạ cố định thì sóng phản xạ ngược phavới sóng tới

- Khi sóng tới và sóng phản xạ của nó truyền theo cùng một phương, chúng giao thoa với nhau và tạothành sóng dừng, có những nút là những điểm không dao động và những điểm bụng là những điểmdao động với biên độ cực đại

- Khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liền nhau bằng nửa bước sóng

- Điều kiện để có sóng dừng trên dây:

+ Đối với sợi dây có hai đầu cố định: chiều dài sợi dây l = k 2

1 Sóng âm là các sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn (môi trường đàn hồi)

- Sóng âm có cùng tần số nguồn âm, trong không khí sóng âm là sóng dọc

- Sóng âm không truyền được trong chân không

- Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ của môi trường.Vận tốc truyền âmtrong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng và trong chất lỏng lớn hơn chất khí

- Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20.000Hz

- Sóng âm có tần số dưới 16Hz gọi là hạ âm Siêu âm là sóng âm có tần số trên 20.000Hz

2 Cường độ âm và mức cường độ âm, các đặc trưng vật lí của âm

- Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vịdiện tích đặt tại điểm đó và vuông góc với phương truyền sóng, trong một đơn vị thời gian Đơn vịcường độ âm là W/m2

- Đại lượng L(B) = lgI0

I

chuẩn

- Đơn vị mức cường độ âm là ben (B) hoặc đề xi ben (dB); 1B = 10 dB.

Công thức tính mức cường độ âm theo đơn vị đêxiben là: L(dB) = 10lgI0

I

- Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm

- Mức cường độ âm là đặc trưng vật lí thứ hai của âm

- Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f0 gọi là âm cơ bản thì bao giờ nhạc cụ đó cũng đồng thờiphát ra một loạt âm có tần số là một số nguyên lần âm cơ bản 2f0, 3f0, các âm này gọi là các họa ậm

3 Những đặc trưng sinh lí của âm

- Độ cao của âm là là một đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với đặc trưng vật lí tần số âm Âm càngcao khi tần số càng lớn

- Độ to của âm là một đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm Âmcàng to khi mức cường độ âm càng lớn

- Âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm, giúp ta phân biệt âm do các nguồn âm khác nhau phát ra

B CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

A dao động lan truyền trong một môi trường

B dao động của mọi điểm trong một môi trường

C một dạng chuyển động đặc biệt của môi trường

D sự truyền chuyển động của các phần tử trong một môi trường

A sóng truyền dọc theo một sợi dây

B sóng truyền theo phương thẳng đứng

C sóng trong đó phương dao động (của các phần tử môi trường) trùng với phương truyền

D sóng truyền dọc theo trục tung của hệ tọa độ Oxy

Câu 64 D Giữa tốc độ truyền sóng v, bước sóng λ, tần số sóng f có mối liên hệ sau:

A giao nhau của hai sóng tại một điểm của môi trường

B tổng hợp của hai dao động

A Tai người cảm nhận được sóng âm có tần số từ 16Hz đến 20.000Hz

B Sóng âm có tần số lớn hơn 20.000Hz gọi là sóng siêu âm

C Sóng âm có tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm

D Sóng âm truyền được trong chân không.

A Sóng âm và các sóng cơ học có cùng bản chất vật lí

B Biên độ dao động của sóng âm đặc trưng cho độ cao của âm

C.Vận tốc âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng, và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí

D Các vật liệu cách âm như bông, tấm xốp truyền âm kém vì tính đàn hồi kém

A Đại lượng đặc trưng cho độ cao của âm là tần số

B Độ to của âm khác với cường độ âm

C Cường độ âm là đại lượng đặc trưng cho độ to của âm

D Đơn vị của cường độ âm là Oát/m2 (W/m2)

Câu 70 C Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l có hai đầu cố định là

Câu 71 B Dao động tại nguồn O có dạng u = 3cos10πt (cm) và vận tốc truyền là 1m/s thì

phương trình dao động tại M cách O đoạn 5 cm có dạng

A là quãng đường sóng truyền trong một đơn vị thời gian

B là khoảng cách ngắn nhất giữa 2 điểm cùng pha trên một phương truyền sóng

C là quãng đường sóng truyền trong 1 chu kì sóng

D Câu B và C đúng

động của phao trong 24s Chu kì của sóng trên mặt sông lúc đó là:

A 12 s B 24 s C 0,5 s D 2 s

cách hai ngọn sóng kế tiếp không đổi là d = 20 m Thời gian giữa 2 lần thuyền nhô lên liên tiếp do cỡi lên sóng là 5 s Vận tốc truyền sóng là

A 6 m/s B 14 m/s C 10 m/s D 20 m/s

và d2 = 26,2 cm sóng có biên độ cực đại Biết rằng giữa M và đường trung trực của

0102 còn một đường dao động mạnh Tần số của sóng là 15 Hz Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước

điểm gần nhau nhất trên đoạn AB dao động với biên độ cực đại là

Câu 81 B Người ta dùng âm thoa duy trì bằng điện gây ra một dao động có tần số f = 10Hz tại

đầu A của 1sợi dây rất dài Tại 1 thời điểm nhất định, hình ảnh của sợi dây như sau:Vận tốc truyền của dao động là

Câu 82 C Hai nguồn sóng kết hợp S1S2= 12 cm phát sóng có tần số f = 40 Hz vận tốc truyền

sóng v = 2 m/s, số gợn giao thoa cực đại là

C 5 D 7

5cm thì số gợn giao thoa đứng yên là

A Hai nguồn dao động có cùng tần số là 2 nguồn kết hợp

B Hai nguồn dao động có cùng phương, cùng tần số là 2 nguồn kết hợp

C Hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian là 2 sóng kếthợp

D Giao thoa là hiện tượng xảy ra khi 2 sóng gặp nhau

A Nơi nào có sóng thì nơi ấy có hiện tượng giao thoa

B Nơi nào có giao thoa thì nơi ấy có sóng

C Hai sóng kết hợp gặp nhau sẽ gây ra hiện tượng giao thoa

D Câu B và C đúng

hợp cực đại có hiệu các khoảng cách tới 2 nguồn thoả điều kiện

A bước sóng luôn luôn đúng bằng chiều dài dây.

B bước sóng bằng một số lẻ lần chiều dài dây

C chiều dài dây bằng một số nguyên lần nửa bước sóng

D chiều dài dây bằng một phần tư bước sóng

A hai sóng chuyển động ngược chiều nhau, giao nhau

B hai sóng dao động cùng chiều, cùng pha gặp nhau

C hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng tần số giao nhau

D hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ giao nhau

bằng

A là một đặc trưng vật lí của âm

B là một đặc trưng sinh lí của âm

C vừa là đặc trưng vật lí vừa là đặc trưng sinh lí của âm

D là tần số của âm

A màu sắc của âm

B một tính chất của âm giúp ta nhận biết các nguồn âm

C một đặc trưng sinh lí của âm

D một đặc trưng vật lí của âm

C 1000 D 3000Câu 95 C Cường độ âm tại một điểm trong môi trường truyền âm là 10-5 W/m2 Biết cường độ

âm chuẩn là I0 = 10-12 W/m2 Mức cường độ âm taị điểm đó bằng

A 50 dB B 60 dB C 70 dB D 80 dB

cường độ âm ở A lớn hơn ở B một lượng là

A lg2(B) B lg4(B) C 2(B) D 4(B)

tăng gấp 100 lần thì mức cường độ âm tăng

C 30 dB D 50 dB

A bước sóng của nó giảm B bước sóng của nó không thay đổi

C tần số của nó không thay đổi D chu kì của nó tăng

không đổi và bằng 0,08 s Âm do lá thép phát ra là

C hạ âm D không thể xác định được

Câu 100 A Một sóng cơ có tốc độ truyền sóng là 240 m/s và có bước sóng 3,2 m Tần số của sóng

làA.75 Hz B 90 Hz C 105 Hz D 85 Hz

Câu 101 D

Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u=asin20π(tcm)với t tính bằng giây Trong khoảng thời gian 2 s, sóng này truyền đi được quãng đường bằng bao nhiêu lần bước sóng?

Câu 102 B Sóng biển có bước sóng 2,5m Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương

truyền sóng và dao động cùng pha là

Câu 103 C Nguồn kết hợp là hai nguồn dao động

A cùng tần số

B cùng pha

C cùng tần số, cùng pha hoặc độ lệch pha không đổi theo thời gian

D cùng tần số, cùng pha và cùng biên độ dao động

Câu 104 C Đặc điểm nào sau đây không phải là đặc điểm chung của sóng âm, sóng hạ âm và

sóng siêu âm ?

A Bản chất vật lí đều là những sóng cơ B Không truyền được trong chân không

C Gây cảm giác âm cho tai con người D Truyền trong các môi trường rắn, lỏng vàkhí

Câu 105 B Sóng dừng được tạo ra từ sự giao thoa của

A hai sóng kết hợp

B một sóng tới và sóng phản xạ của nó cùng truyền theo một phương

C nhiều sóng kết hợp trong không gian

D các sóng tới và sóng phản xạ truyền khác phương

Câu 106 D Một sóng truyền trong môi trường với tốc độ 110 m/s và có bước sóng 0,25m Tần số

Câu 109 A Chọn phát biểu đúng về sóng cơ trong các câu sau :

A Chu kì dao động của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua gọi là chu kì sóng

B Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm mà dao động tại hai điểm đó cùng pha

C Tốc độ truyền sóng là tốc độ dao động của các phần tử vật chất

D Biên độ sóng không phụ thuộc vào khoảng cách tới nguồn phát sóng

Câu 110 B Một sóng truyền dọc theo trục Ox theo phương trình u = Acosπ(t + x), trong đó x đo

bằng cm, t đo bằng giây Bước sóng của sóng này bằng

Câu 111 B Một sóng truyền dọc theo trục Ox theo phương trình u = Acosπ(t + x), trong đó x đo

bằng cm, t đo bằng giây Tốc độ truyền của sóng này là

Câu 112 C Một quan sát viên đứng ở bờ biển thấy sóng trên mặt biển có khoảng cách giữa 5 ngọn

sóng là 12m Bước sóng là

Câu 113 D Một người buông câu ở bờ sông Sóng làm phao nhấp nhô tại chỗ, người đó đếm được

12 dao động của phao trong 24s Chu kì của sóng trên mặt sông lúc đó là

v

fd t a

u M = M ω − π

2cos(

v

d t a

u M = M ω − π

2cos(

v

fd t a

u M = M ω + π

2cos(

v

fd t a

Câu 116 B Điều nào sau đây nói về sóng dừng là không đúng?

A Sóng dừng là sóng có các bụng và các nút cố định trong không gian

B Khoảng cách giữa hai bụng hoặc hai nút liên tiếp bằng bước sóng

C Khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp bằng λ/2

D Trong hiện tượng sóng dừng, sóng tới và sóng phản xạ của nó thoả mãn điều kiện nguồn kết hợp nên chúng giao thoa nhau

Câu 117 A Một người quan sát thấy một cánh hoa trên hồ nước nhô lên 10 lần trong khoảng thời

gian 36s Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng kế tiếp là 12m Tính vận tốc truyền sóng trên mặt hồ

A 3m/s B 3,32m/s C 3,76m/s D 6,0m/s Câu 118 A Một sóng cơ có tốc độ lan truyền 264 m/s và bước sóng bằng 4,4 m.Tần số và chu kì

của sóng có giá trị nào sau đây ?

A f = 60 Hz; T = 0,017 s B f = 60 Hz; T = 0,17 s

C f = 600 Hz; T = 0,17 s D f = 600 Hz; T = 0,017 s Câu 119 B Một sóng âm có bước sóng 50 cm, lan truyền trong không khí với tốc độ 340 m/s Tần

số của sóng âm đó là

A 68 Hz B 680 Hz C 6 800 Hz D 340 Hz.Câu 120 B Một sóng cơ học có tần số 100 Hz lan truyền dọc theo một sợi dây dài vô hạn Biết

rằng sau 3 s sóng truyền đi được 12 m dọc theo dây Bước sóng là

A 1 cm B 4 cm C 40 cm D 10 cm

Câu 121 B Một sợi dây dài 1,5 m, hai đầu cố định và rung với bốn múi sóng thì bước sóng trên

dây là

A 1m B 0,75 m C 2 m D 1,5 m

Câu 122 B Trên mặt nước có một nguồn dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số

f = 450Hz Khoảng cách giữa 6 gợn sóng tròn liên tiếp đo được là 1cm Vận tốc truyềnsóng v trên mặt nước có giá trị nào sau đây?

A 45 cm/s B 90 cm/s C 180 cm/s D 22,5 cm/s

Câu 123 C Một dây đàn dài 60cm phát ra một âm có tần số 10Hz Quan sát người ta thấy có 4 nút

(gồm cả 2 nút ở 2 đầu dây) và 3 bụng Vận tốc truyền trên dây là

A 4cm/s B 40cm/s C 4m/s D 6m/s.

Câu 124 D Sóng dừng xảy ra trên dây AB = 11cm với đầu B tự do, bước sóng bằng 4cm Trên dây

có

Câu 125 D Một sóng dừng được hình thành trên sợi dây Khoảng cách giữa 5 nút sóng liên tiếp đo

được là 10 cm Tần số sóng f = 10 Hz Vận tốc truyền sóng trên dây là

Câu 126 D Trên một sợi dây dài 2m đang có sóng dừng với tần số 100Hz, người ta thấy ngoài hai

đầu dây cố định còn có 3 điểm khác luôn đứng yên Vận tốc truyền sóng trên dây là

CHƯƠNG 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

A LÍ THUYẾT CƠ BẢN:

I Định nghĩa dòng điện xoay chiều:

1 Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến đối điều hòa theo thời gian: i = I0cos(ωt + ϕ)Trong đó i là giá trị tức thời của dòng điện tại thời điểm t, I0 là giá trị cực đại của i, gọi là biên độcủa dòng điện

Biểu thức điện áp tức thời có dạng : u = U0cos(ωt + ϕu)

2 Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòngđiện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi dòng điệnkhông đổi ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trong R bởi dòng điện xoay chiều nói trên

Các giá trị hiệu dụng: I =

02

I

; U =

02

U

;

I, U: Các giá trị hiệu dụng của dòng điện, điện áp

Các giá trị hiệu dụng được đo bằng các dụng cụ đo điện (ampe kế, vôn kế)

3 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

II Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch không phân nhánh (đoạn mạch RLC)

1 Công thức tính tổng trở của đoạn mạch RLC nối tiếp: Z = R2+(Z L−Z C)2 trong đó

R là điện trở thuần của mạch

ZL là cảm kháng của cuộn cảm, được tính bằng công thức ZL = Lω

ZC là dung kháng của tụ điện, được tính bằng công thức Z C Cω

Z

Z L C ω ωϕ

* Mối quan hệ về pha giữa u và i trong các trường hợp:

+ Nếu ZL > ZC thì ϕ > 0 : u sớm pha hơn i (i trễ pha hơn u)

+ Nếu ZL < ZC thì ϕ < 0 : u trễ pha hơn i (i sớm pha hơn u)

4 Liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng: U2 =U R2 +(U L −U C)2

* Chú ý: đoạn mạch thiếu phần tử nào thì đại lượng tương ứng trong các biểu thức bằng không

5 Hiện tượng cộng hưởng điện:

Trong đoạn mạch RLC, khi ZL = ZC thì ϕ = 0 : u và i cùng pha, trong mạch xảy ra hiện tượng

1

=

hay ω2LC = 1

* Khi xảy ra cộng hường thì:

+ Tổng trở của mạch đạt giá trị cực tiểu Zmin= R, lúc đó cường độ hiệu dụng trong mạch đạt

U

Imax =

+ Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch biến thiên cùng pha với cường độ dòng điện

+ Điện áp giữa hai đầu điện trở thuần bằng điện áp hai đầu đoạn mạch

III Công suất của dòng điện xoay chiều:

1 Công suất tiêu thu trong mạch điện xoay chiều RLC: P = UIcosϕ = RI2, trong đó

U: là giá trị hiệu dụng của điện áp

I: là giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện

R

=ϕcos

2.Ý nghĩa của hệ số công suất:

cosϕ = 1 (ϕ = 0): Mạch chỉ có điện trở thuần hoặc trường hợp có cộng hưởng

cosϕ = 0 : Mạch không có R, chỉ có cuộn L, hoặc tụ C, hoặc cuộn L và tụ C

2 2

cos

1

U

P r rI

P hp= =

, trong đó P là công suất tiêuthụ, U là điện áp hiệu dụng từ nhà máy, r là điện trở của dây tải điện Với cùng một công suất tiêuthụ, nếu hệ số công suất nhỏ thì công suất hao phí trên đường dây lớn Vì vậy, để tăng cường hiệuquả việc sử dụng điện năng, phải tìm cách nâng cao giá trị của cosϕ (Nhà nước quy định tối thiểuphải bằng 0,85)

IV Máy biến áp:

Máy biến áp là thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều, máy hoạt động dựa vào hiệntượng cảm ứng điện từ

Cấu tạo: gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau, quấn trên một lõi sắt từ kép kín Một tronghai cuộn dây được nối với nguồn điện xoay chiều được gọi là cuộn sơ cấp, có N1 vòng dây Cuộnthứ hai được nối với tải tiêu thụ, gọi là cuộn thứ cấp, có N2 vòng dây

Giải thích nguyên tắc hoạt động của máy biến áp: Nguồn phát điện tạo nên một điện áp xoaychiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp gây ra biến thiên từthông trong hai cuộn Do cấu tạo của máy biến áp, có lõi sắt bằng chất sắt từ nên hầu như mọi đườngsức từ do dòng điện ở cuộn sơ cấp gây ra đều đi qua cuộn thứ cấp Kết quả là trong cuộn thứ cấp có

sự biến thiên từ thông, do đó xuất hiện một suất điện động cảm ứng Khi máy biến áp làm việc, trongcuộn thứ cấp xuất hiện dòng điện xoay chiều cùng tần số f với cuộn sơ cấp

2 1

2

N

N U

, với U1: là điện áp của cuộn sơ cấp, U2: là điện áp của cuộn thứcấp

Bỏ qua hao phí toả nhiệt thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mỗi cuộn dây tỉ lệ nghịch với

2 2

1

U

U I

I =

Trong truyền tải điện năng, công suất hao phí trên đường dây do toả nhiệt:

V Máy phát điện xoay chiều

- Mỗi máy phát điện xoay chiều kiểm cảm ứng đều có hai bộ phận chính: phần cảm nhằm tạo

ra từ trường, được cấu tạo bởi nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện; phần ứng gồm các cuộn dây

mà trong đó có dòng điện cảm ứng Bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận quay gọi là rôto

Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Với máy phát điệnxoay chiều có rôto là phần cảm có p cặp cực từ, stato là phần ứng, khi rôto quay với tốc độ n vòng/sthì từ thông qua mỗi cuộn dây của stato biến thiên tuần hoàn với tần số f = np Kết quả trong các

độ biến thiên từ thông qua cuộn dây

- Máy phát điện xoay chiều ba pha là máy tạo ra ba suất điện động xoay chiều hình sin cùngtần số, cùng biên độ và lệch pha nhau 3

2π

VI Động cơ không đồng bộ ba pha

- Nguyên tắc hoạt động của động cơ điện không đồng bộ ba pha dựa trên hiện tượng cảm ứngđiện từ và tác dụng của từ trường quay Một khung dây dẫn đặt trong từ trường quay thì khung sẽquay theo từ trường đó với tốc độ góc nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường Động cơ hoạt động theonguyên tắc này gọi là động cơ không đồng bộ

- Mỗi động cơ điện không đồng bộ ba pha đều có hai bộ phận chính là rôto và stato

+ Rôto là khung dây dẫn quay dưới tác dụng của từ trường quay

+ Stato gồm ba cuộn dây đặt lệch nhau 1200 trên một giá tròn Khi có ba dòng điện ba pha đivào ba cuộn dây, thì xuất hiện từ trường quay tác dụng vào rôto làm cho rôto quay theo với tốc độnhỏ hơn tốc độ quay của từ trường Chuyển động quay của rôto được sử dụng để làm quay nhữngmáy khác

B CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

Câu ĐA

Hiện tượng cộng hưởng trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp xảy rakhi

.C =L/ω C UL=UC

D công suất tiêu thụ trong mạch đạt giá trị cực đại P=UI

điện trong mạch thì điện dung của tụ điện có giá trị nào sau đây?

A 10-3F B 32µF C 16µF 10-4F

3 C Với dòng điện xoay chiều, cường độ hiệu dụng I liên hệ với cường độ cực đại I0 theo

công thức

A pha của cường độ dòng điện tức thời luôn luôn bằng không

B hệ số công suất của dòng điện xoay chiều bằng 0

C cường độ hiệu dụng phụ thuộc vào tần số của điện áp

D cường độ dòng điện và điện áp tức thời biến thiên đồng pha

Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u AB 120 os(100c t 6)(V)

ππ

thì biểu

ππ

F

π

−

, điện áphai đầu mạch u=200 2 os100 ( )c πt V Công suất của mạch là:

cm2 Khung quay đều với tốc độ 50 vòng/giây quanh một trục đối xứng nằm trong mặt phẳng của khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ urB

vuông góc với trục quay và có độ lớn

2

5π T Suất điện động cực đại trong khung dây bằng

C có giá trị hiệu dụng bằng 2A

D có giá trị trung bình trong một chu kì bằng 2A

A ZC=2πfC B ZC= πfC

C ZC=1/2πfC D ZC=1/πFc

U = 220V Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đèn là

220V-200W Nối hai đầu của mạch điện ấy vào mạng điện xoay chiều có U = 220V Công suất tiêu thụ trong mạch điện là

13 B Điện áp tức thời giữa hai đầu của một đoạn mạch xoay chiều là u = 100cos100πt(V)

Tần số góc của dòng điện là

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch đó là

15 D Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2 2 cos(120πt+π/4) chạy qua điện trở

R=20Ω Kết luận nào sau đây là không đúng?

A Cường độ hiệu dụng của dòng điện là 2A

B Tần số của dòng điện là 60Hz

C Giá trị cực đại của điện áp giữa hai đầu điện trở là 40 2 V

D Cường độ dòng điện lệch pha π/4 đối với điện áp giữa hai đầu điện trở

A cường độ dòng điện có pha ban đầu bằng π/2

B cường độ dòng điện có pha ban đầu bằng pha ban đầu của điện áp

C hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1

D cường độ hiệu dụng của dòng điện tăng nếu tần số của điện áp tăng

áp tức thời u=U0cosωt (V) Cường độ dòng điện hiệu dụng I trong mạch bằng

thời u=U0cosωt (V) Cường độ dòng điện cực đại I0 trong mạch bằng

thuần?

A Điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch luôn sớm pha π/2 so với cường độ dòng điện

B Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng không

C Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch được tính bằng công thức I = ULω

D Tần số của điện áp càng lớn thì dòng điện càng khó đi qua cuộn dây

A không cản trở dòng điện xoay chiều qua nó

B có độ tự cảm càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra trên nó càng lớn

C làm cho dòng điện trễ pha đối với điện áp

D có tác dụng cản trở dòng điện càng yếu nếu chu kì dòng điện càng nhỏ

A cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch có biểu thức I = U/ω

B dung kháng của tụ điện tỉ lệ thuận với tần số của dòng điện

C điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch luôn trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện

D điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch luôn sớm pha π/2 so với cường độ dòng điện

22 C Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 30Ω nối tiếp với một tụ điện C Cho biết điện

áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch bằng 100V, giữa hai đầu tụ điện bằng 80V Điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R bằng

23 B Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp với ZL = ZC thì

so với cường độ dòng điện trong mạch Nhận xét nào sau đây là đúng?

áp giữa hai đầu đoạn mạch thì ta kết luận được là

A đoạn mạch chỉ có điện trở và tụ điện

B đoạn mạch có cảm kháng lớn hơn dung kháng

C đoạn mạch chỉ có tụ điện

D đoạn mạch không thể có tụ điện

A Máy biến áp có thể thay đổi tần số dòng điện xoay chiều

B Máy biến áp có thể tăng điện áp

C Máy biến áp có thể giảm điện áp

D Máy biến áp có tác dụng biến đổi cường độ dòng điện

cuộn cảm thuần là 0,2H Muốn có hiện tượng cộng hưởng điện xảy ra trong đoạn mạch thì điện dung của tụ điện phải có giá trị là

A 10-4/2π F B 2.10-4/π2 F C 2.10-3/π F D 10-3/2π2 F

thì dòng điện trong mạch là i I c0 os( t 6)

πω

Đoạn mạch này luôn có

điện Khi đặt điện áp u U c0 os( t 3)

πω

lên hai đầu đoạn mạch thì dòng điện trong mạch có biểu thức i I c0 os( t 6)

πω

Đoạn mạch này chứa

trở thuần là 80V, hai đầu cuộn dây thuần cảm là 120V, hai đầu tụ điện là 60V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch này là

kháng và dung kháng thì

A tổng trở của đoạn mạch bằng hai lần giá trị của điện trở thuần

B hệ số công suất của đoạn mạch bằng 2

2

C dòng điện cùng pha với điện áp ở hai đầu đoạn mạch

D điện áp giữa hai đầu điện trở thuần bằng điện áp giữa hai đầu cuộn cảm

A bằng không nếu đoạn mạch có chứa tụ điện.

B bằng một nửa giá trị cực đại của dòng điện tức thời

C đo được bằng ampe kế nhiệt

D đo được bằng ampe kế một chiều

truyền đi ở trạm phát điện, ta cần

A tăng điện áp ở trạm phát điện lên 100 lần

B tăng điện áp ở trạm phát điện lên 10 lần

C giảm điện trở đường dây xuống 10 lần

D giảm điện áp ở trạm phát điện 100 lần

có điện áp U1 = 200V, khi đó điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là U2 = 10V Bỏ qua hao phí của máy biến thế thì số vòng dây cuộn thứ cấp là

điện AC 110V-50Hz Khi mắc nó vào mạng AC 110V-60Hz thì công suất toả nhiệt của bàn là

nối tiếp Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch lệch pha 3

π

so với cường độ dòng điệntrong đoạn mạch Dung kháng của tụ điện bằng

vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = U0cosωt Góc lêch pha giữa điện áp hai đầu mạch và dòng điện được xác định bởi biểu thức

1tg

ω

−

=ϕ

ω

=ϕ

38 B Một tụ điện có điện dung 31,8µF Điện áp hiệu dụng hai đầu bản tụ điện khi có dòng

điện xoay chiều có tần số 50Hz và cường độ dòng điện hiệu dụng 2A chạy qua nó là

A điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây và giữa hai bản tụ điện có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha nhau

B cường độ dòng điện trong mạch không phụ thuộc điện trở R

C công suất tiêu thụ của mạch đạt giá trị nhỏ nhất

D hệ số công suất của đoạn mạch phụ thuộc điện trở R

thì tải tiêu thụ của nó

220V, giá trị hiệu dụng của điện áp và dòng điện trên cuộn thứ cấp là 12V và 1,65 A

Bỏ qua mọi mất mát năng lượng, dòng điện qua cuộn sơ cấp có cường độ hiệu dụng là

có điện áp U1 = 200V, khi đó điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là U2 = 10V Bỏ qua hao phí của máy biến thế thì số vòng dây cuộn thứ cấp là

43 C Đặt vào hai đầu điện trở R = 20 Ω điện áp xoay chiều u = 100cos100πt(V) Cường độ

dòng điện hiệu dụng qua mạch là

44 B Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 30Ω nối tiếp với một tụ điện C Cho biết điện

áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch bằng 100V, giữa hai đầu tụ điện bằng 80V Dung kháng của tụ điện bằng

45 C Mạch điện xoay chiều gồm có R = 50Ω; L = 1/π H; C = 2.10-4/π F Tần số điện áp đặt

vào mạch điện có tần số 50Hz Tổng trở của mạch điện bằng

46 D Mạch điện xoay chiều gồm có R = 50Ω; L = 1/π H; C = 2.10-4/π F Biểu thức điện áp

tức thời hai đầu mạch u = 220 2 cos100πt (V) Biểu thức cường độ dòng điện tức thời qua mạch điện là

47 C Mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm có: R = 30Ω; L = 5/π mH; C = 25/πµF cung cấp

bởi điện áp hiệu dụng 100V, f = 1kHz Công suất tiêu thụ của mạch điện bằng

có biểu thức i = 2 cos(100πt – π/2) A, u = 100 2 cos(100πt – π/6) V Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là

và tụ điện C mắc nối tiếp Kí hiệu uR , uL , uC tương ứng là hiệu điện thế tức thời ở hai đầu các phần tử R, L và C Quan hệ về pha của các hiệu điện thế này là

A uR trễ pha π/2 so với uC B uC trễ pha π so với uL

C uL sớm pha π/2 so với uC D UR sớm pha π/2 so với uL

hao phí của máy biến thế Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp hiệu điện thế xoay chiều có giátrị hiệu dụng 100 V thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở có giátrị là

thuần R = 30 Ω, cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L = 0,4/π H và ampe

kế nhiệt mắc nối tiếp Biết ampe kế có điện trở không đáng kể Số chỉ của ampe kế là

có tần số 50 Hz Biết điện trở thuần R = 25 Ω, cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) có L = 1/π H Để hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch trễ pha π/4 so với cường độ dòng điện thì dung kháng của tụ điện là

pha φ (với 0 < φ < 0,5π) so với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch Đoạn mạch đó

A gồm điện trở thuần và tụ điện

B chỉ có cuộn cảm

C gồm cuộn thuần cảm (cảm thuần) và tụ điện

D gồm điện trở thuần và cuộn thuần cảm (cảm thuần)

55 D Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos2πft, có U0 không đổi và f thay đổi được vào hai đầu

đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Khi f = f0 thì trong đoạn mạch có cộng hưởng điện.Giá trị của f0 là

A

2

2LC

dẫn lên 100 lần thì công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây sẽ

A tăng 100 lần B giảm 100 lần

C tăng 10000 lần D giảm đi 10000 lần

nam và 10 cực bắc) Rôto quay với tốc độ 300 vòng/phút Suất điện động do máy sinh

ra có tần số bằng

58 C Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch

mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 30 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,4/ π (H) và tụđiện có điện dung thay đổi được Điều chỉnh điện dung của tụ điện thì điện áp hiệu dụnggiữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằng

dòng điện một chiều có cường độ 1 A Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch này điện áp

A i=5 cos(120πt + ) (A) B i=5 cos(120πt - ) (A)

C i=5cos(120πt + ) (A) D i=5cos(120πt- ) (A).

A hiện tượng tự cảm B hiện tượng cảm ứng điện từ

C việc sử dụng từ trường quay D tác dụng của lực từ

A Máy hạ thế có số vòng dây của cuộn thứ cấp ít hơn số vòng dây của cuộn sơ cấp

B Lõi thép của mấy biến thế làm bằng các lá thép kỹ thuật để làm giảm dòng Fucô

C Tần số ở cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp bằng nhau

D Cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây tỉ lệ nghịch với số vòng dây

62 A Đặt vào hai đầu tụ điện một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi và tần

số f=100Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ là 4A Để cường độ hiệu dụng qua

tụ là 1A thì tần số của dòng điện phải bằng:

A 25Hz B 100Hz C 200Hz D 400Hz

xoay chiều đặt vào hai đầu mạch thì

C điện trở tăng D Dung kháng giảm và cảm kháng tăng

hai đầu đoạn mạch dòng điện trong mạch sẽ:

là 120V, giữa hai đầu cuộn dây thuần cảm L là 100V và giữa hai đầu tụ điện C là 150V,thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch sẽ là

A 370V B 70 V C 130V D 164V

đầu mạch và cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức

F

π

−

, dòng điệnqua mạch có tần số 50Hz.Tổng trở của mạch là:

F

π

−

, điện áp hai

đầu mạch u=200 2 os100 ( )c πt V .Điện áp hai đầu tụ điện là:

C.u C 200 os(100c t 2)( )V

ππ

Công suất tiêu thụ trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp là

C.P I R= 2 D là công suất trung bình trong một chu kì

để

A từ trường sinh ra được mạnh hơn

B rôto quay nhanh hơn

C dòng điện phát ra có chu kì lớn hơn

D tần số của dòng điện phát ra không đổi nhưng giảm tốc độ quay của động cơ

ra dòng điện có tần số 50Hz Khi này phần cảm phải có tần số quay là:

A 12,5 vòng/phút B 200 vòng/phút

C 750 vòng/phút D 12000 vòng/phút

vòng/phút trong một từ trường đều B vuông góc trục quay (∆) và có độ lớn B=0,02T.

Từ thông cực đại qua khung là:

vận tốc ω =150vòng/phút Từ thông cực đại qua khung là

10

dụng trong khung là

nhiêu lần điện áp này bằng không?

76 D Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Biết R = 10 Ω,

cuộn cảm thuần có L=1/(10π) (H), tụ điện có C = (F) và điện áp giữa hai đầucuộn cảm thuần là uL= 20 cos(100πt + π/2) (V) Biểu thức điện áp giữa hai đầuđoạn mạch là

π/4) (V)

nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i1 = I cos(100 t0 4)

C tạo ra lực quay máy D tạo ra suất điện động xoay chiều

Dòng điện xoay chiều chạy trên đoạn mạch chỉ có tụ điện có đặc điểm là

C không bị tiêu hao điện năng do toả nhiệt

D biến thiên cùng tần số với điện áp

CHƯƠNG 4: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

ra một dòng điện xoay chiều trong mạch

2 Dao động điện từ tự do trong mạch dao động:

Sự biến thiên điều hòa theo thời gian của cường độ điện trường Er

và cảm ứng điện từ Br

trongmạch dao động được gọi là dao động điện từ

- Điện tích của tụ điện C trong mạch dao động biến thiên điều hoà: q = Qocosωt

1

=

ω

là tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s

- Dòng điện trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian và sớm pha π/2 so với q:

- Liên hệ giữa Q0, I0 và U0 : ω

0 0 0

I CU

- Chu kì riêng và tần số riêng của dao động điện từ tự do của mạch LC:

2 2

- Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện điện trường xoáy

Điện trường xoáy là điện trường có đường sức là đường cong kín

- Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện từ trường biến thiên

- Không thể có điện trường hoặc từ trường tồn tại riêng biệt, độc lập với nhau Điện trường biếnthiên và từ trường biến thiên liên quan mật thiết với nhau và là hai thành phần của một trườngthống nhất, gọi là điện từ trường

2 Sóng điện từ:

Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian

Tính chất và đặc điểm của sóng điện từ:

- Sóng điện từ mang năng lượng

- Sóng điện từ tuân theo các qui luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ

- Sóng điện từ là sóng ngang: có thành phần điện trường Er

và thành phần từ trườngBr

luôn vuông gócnhau và vuông góc với phương truyền sóng

- Sóng điện từ lan truyền được trong các môi trường điện môi và trong chân không, vận tốc truyềntrong chân không c = 3.108 m/s, trong môi trường điện môi có vận tốc v < c và phụ thuộc vào hằng sốđiện môi của môi trường

- Tại một điểmEr

vàBr

luôn dao động đồng pha nhưng vuông phương

- Chu kì của sóng điện từ:

1

T f

=

Bước sóng điện từ: trong chân không: λ = ; trong môi trường: λ = =

Nếu mạch chọn sóng có cả L và C biến đổi thì bước sóng mà máy thu vô tuyến thu được sẽ thay đổi

3 Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

* Phân loại và đặc tính của sóng vô tuyến:

Loại sóng Bước sóng Đặc tính

Sóng dài 10 5 – 10 3 m Năng lượng nhỏ, ít bị nước hấp thụ

Sóng trung 10 3 – 10 2 m Ban ngày tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm tầng điện li phản xạ

f

c

f

v nf c

f

min minC

Sóng ngắn 10 2 – 10 m Năng lượng lớn, bị tầng điện li và mặt đất phản xạ nhiều lần

Sóng cực ngắn 10 – 10 -2 m Có năng lượng rất lớn, không bị tầng điện li hấp thụ, truyền theo đường

thẳng

- Dùng sóng điện từ cao tần tải các tín hiệu âm tần

- Biến điệu các sóng mang: “trộn” các sóng âm tần với sóng cao tần (sóng mang)

- Chọn sóng, tách các tín hiệu âm tần khỏi các sóng cao tần

- Khuếch đại các tín hiệu, tái tạo tín hiệu lại dạng ban đầu: âm thanh, hình ảnh

Sóng vô tuyến được dùng để tải các thông tin, âm thanh và hình ảnh Nhờ đó con người có thểthông tin liên lạc từ vị trí này đến vị trí khác trên mặt đất và trong không gian mà không cần dây dẫn

* Vai trò của tầng điện li trong việc thu và phát sóng vô tuyến:

- Tầng điện li: là tầng khí quyển ở độ cao từ 80-800km có chứa nhiều hạt mang điện tích là các

electron, ion dương và ion âm

- Sóng dài: có năng lượng nhỏ nên không truyền đi xa được Ít bị nước hấp thụ nên được dùng

trong thông tin liên lạc trên mặt đất và trong nước

- Sóng trung: Ban ngày sóng trung bị tần điện li hấp thụ mạnh nên không truyền đi xa được Ban

đêm bị tần điện li phản xạ mạnh nên truyền đi xa được Được dùng trong thông tin liên lạc vào ban

đêm

- Sóng ngắn: Có năng lượng lớn, bị tần điện li và mặt đất phản xạ mạnh Vì vậy từ một đài phát

trên mặt đất thì sóng ngắn có thể truyền tới mọi nơi trên mặt đất Dùng trong thông tin liên lạc trên

mặt đất

- Sóng cực ngắn: Có năng lượng rất lớn và không bị tần điện li phản xạ hay hấp thụ Được dùng

trong thôn tin vũ trụ

B BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1 Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2 mH và tụ điện cóđiện dung C = 0,2 µF Biết dây dẫn có điện trở thuần không đáng kể và trong mạch có dao động điện

từ riêng Xác định chu kì, tần số riêng của mạch

Bài 2 Mạch dao động của một máy thu thanh với cuộn dây có độ tự cảm L = 5.10-6 H, tụ điện có điệndung 2.10-8 F; điện trở thuần R = 0 Hãy cho biết máy đó thu được sóng điện từ có bước sóng bằngbao nhiêu?

một tụ điện C = 40 nF

a) Tính bước sóng điện từ mà mạch thu được

b) Để mạch bắt được sóng có bước sóng trong khoảng từ 60 m đến 600 m thì cần phải thay tụ điện

C bằng tụ xoay CV có điện dung biến thiên trong khoảng nào? Lấy π2 = 10; c = 3.108 m/s

Bài 4 Mạch dao động thực hiện dao động điện từ tự do Điện tích cực đại trên tụ là Q0=10-6C vàcường độ dòng điện cực đại trong mạch là I0=10A Tính bước sóng của dao động điện từ trong mạch

Bài 5 Mạch dao động thực hiện dao động điện từ tự do Điện tích cực đại trên tụ là Q0=4.10-8C vàcường độ dòng điện cực đại trong mạch là I0=10mA Tính tần số dao động riêng của mạch

ĐS 40kHz

Lấy π2 =10 Điện dung của tụ điện có giá trị là 250nF

a) Tìm hệ số tự cảm của cuộn cảm

b) Viết biểu thức của điện tích trên tụ điện.

Hướng dẫn:

Bài 1 Ta có: T = 2π = 4π.10-5 = 12,57.10-5 s; f = = 8.103 Hz

Bài 2 Ta có: λ = 2πc = 600 m

Bài 3 a) Ta có: λ = 2πc = 754 m

b) Ta có: C1 = = 0,25.10-9 F; C2 = = 25.10-9 F; vậy phải sử dụng tụ xoay CV có

điện dung biến thiên từ 0,25 pF đến 25 pF

C CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

thức:

L f

π2

1

=

C f

π2

cảm của cuộn dây thuần cảm xuống 3 lần thì tần số dao động của mạch

tụ tăng lên 2 lần thì tần số dao động riêng của mạch

cuộn dây thì tần số dao động điện từ trong mạch sẽ

sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ điện?

thế nào?

LC

T

1

LC LC

L

c2 2

2 1

2 2

4 πλ

A Tương tác giữa các điện tích hoặc giữa điện tích với điện trường và từ trường

B Mối quan hệ giữa điện tích và sự tồn tại của điện trường và từ trường

C Mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của từ trường và điện trường xoáy

D Mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của điện trường và từ trường

A Làm phát sinh từ trường biến thiên

B Các đường sức là các đường cong hở

C Véctơ cường độ điện trường xoáy có phương vuông góc với véctơ cảm ứng từ

D Không tách rời từ trường biến thiên

A Có tốc độ lan truyền phụ thuộc vào môi trường

B Có thể bị phản xạ, khúc xạ

C Truyền được trong chân không

D Mang năng lượng

hiện tượng

A Sóng điện từ là sóng ngang

B Sóng điện từ mang năng lượng

C Sóng điện từ có thể bị phản xạ, khúc xạ, giao thoa

điện có điện dung thay đổi được Khi tăng điện dung của tụ lên 8 lần thì tần số dao động của mạch

A Điện tích trong mạch dao động biến thiên điều hòa

B Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu ở tụ điện

C Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu ở cuộn cảm

D Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào điện tích của tụ điện

cảm L=100µH (lấy π2=10) Bước sóng điện tự mà mạch chọn sóng thu được có giá trị

A Sóng của đài phát thanh (sóng radio) B Sóng của đài truyền hình (sóng tivi)

cháy

của mạch là 0,05MHz thì tụ điện của mạch phải có giá trị là

thu sóng vô tuyến

A Là biến đổi sóng cơ thành sóng điện từ

B Là trộn sóng điện từ tần số âm với sóng điện từ tần số cao

C Là làm cho biên độ sóng điện từ tăng lên

D Là tách sóng điện từ tần số âm ra khỏi sóng điện từ tần số cao

A bị tầng điện li hấp thụ mạnh vào ban ngày

B bị tầng điện li phản xạ mạnh vào ban đêm

C tầng điện li cho sóng vô tuyến cực ngắn truyền qua

D bị tầng điện li hấp thụ, phản xạ hay cho truyền qua tùy thuộc vào cường độ sóng

phương và chiều của vec tơ cường độ điệntrường E, cảm ứng từ B, vận tốc truyền

C =36 Lấy π2 =10 Giả sử ở thời điểm ban đầu điện tích của tụ điện đạt giá trị

cực đại q0 =6.10−6C Biểu thức điện tích trên bản tụ điện và cường độ dòng điện là: