tóm tắt lý thuyết vật lý lớp 12 - Pdf 18

Công thức Vật Lí
CHƯƠNG I. DAO ĐỘNG CƠ
Bài 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Phương trình dao động:
x : là li độ ( là độ dời của vật so với VTCB)
A : là biên độ dao động ( A > 0) là li độ cực đại ; x
max
= A; đv: cm; m
2A =
l
với
l
là chiều dài quỹ đạo.( khoảng cách từ – A

+ A )
( ωt + φ) là pha của dao động tại thời điểm t(s) đv: rad
φ là pha ban đầu đv: rad (có thể bằng 0 ; > 0 ; < 0)
2. Chu kỳ, tần số :
a. Chu kỳ: T : Khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần – đv giây (s)
b. Tần số: f : Số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây – đơn vị Héc (Hz)
3.Tần số góc ( vận tốc góc) :
ω
đv: rad/s hoặc vòng/phút

f
T
π
π
ω
2
2

Ở vị trí cân bằng: x = 0 , gia tốc cực tiểu a = 0
Liên hệ a và x : a =

ω
2
x
5. So sánh pha giữa li độ, vận tốc, gia tốc.
Ta có: x = A.cos(ωt + φ)
v =
ω
.A.cos(
ω
t +
ϕ
+
π
/2)
a =
ω
2
.A.cos(
ω
t +
ϕ
+
π
)
6. Mối liên hệ giữa A, a , v , x
Công thức độc lập: a.
2

1 2
1 2
cos ;cos
x x
A A
ϕ ϕ
= =
- Khoảng thời gian để vật tăng tốc từ v
1
(m/s) đến v
2
(m/s) thì :
1 2
1 2
cos ; cos
. .
v v
A A
ϕ ϕ
ω ω
= =
- Khoảng thời gian để vật thay đổi gia tốc từ a
1
(m/s
2
) đến a
2
(m/s
2
) thì :

1
2
k
f
m
π
⇒ =
2. Lực kéo về (lực hồi phục ; lực gây ra dao động):
Tỉ lệ với li độ: F =

kx =


ω
2
.x.m = a.m ; đv: N ( x: đv: m ; a: m/s
2
; m : đv: kg;)
Hướng về vị trí cân bằng, Biến thiên điều hoà theo thời gian với cùng chu kỳ của li độ, Ngươc pha với li độ
Lực kéo về cực đại: F
max
= k.A ; (A: là biên độ dao động đv: m)
II. Khảo sát dao động con lắc lò xo về mặt năng lượng :
a. Động năng : Đv: J
2 2 2 2
1 1
W sin ( )
2 2
d
mv m A t

φ
1
; φ
2
đv: rad được tính từ : ; A: biên độ
v = ω.r
r : bán kính quỹ
đạo. đv: m
Công thức Vật Lí
Động năng cực đại:W
đ max
=
2
ax
1
2
m
mv

với v
max
là vận tốc cực đại. đv: m/s
b. Thế năng : Đv: J
2 2 2 2
1 1
W os ( )
2 2
t
kx m A c t
ω ω ϕ

f
, chu kỳ
,
T
mối liên hệ như sau:

, , ,
2 ; ; 2
2
T
T f f
ω ω
= = =
b.

Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp động năng bằng thế năng là : T/4 (T: chu kỳ)


Khoảng thời gian 2 lần liên tiếp động năng hoặc thế năng bằng không là : T/2
c. Khi CLLX dao động mà chiều dài của lò xo thay đổi từ chiều dài cực tiểu l
min
đến chiều dài cực đại l
max
thì:
- Biên độ :
ax min
2
m
l l
A

III. Con lắc lò xo nằm ngang.

Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực kéo về và lực đàn hồi là một (vì tại VTCB lò xo không biến dạng)

Lực đàn hồi : F
đh
= k.x ; x: là li độ đv: m
F
đhmax
= k.A ; (A: biên độ đv: m) và lực đàn hồi cực tiểu : F
min
= 0

Chiều dài cực tiểu l
min
và chiều dài cực đại l
max
: l
min
= l
o
– A
l
max
= l
o
+ A
IV. Con lắc lò xo nằm nghiêng 1 góc
α
.

o
+ Δl – A ; l
max
= l
o
+ Δl + A
Lực đàn hồi:
a. Nếu Δl >A:

Lực đàn hồi cực đại: F
max
= k(Δl + A) ( Trong đó: Δl và A có đơn vị là m )

Lực đàn hồi cực tiểu: F
min
= k(Δl – A)
b. Nếu
l A
∆ ≤
thì F
min
= 0
V.Con lắc lò xo treo thẳng đứng:
1. Độ biến dạng của lò xo thẳng đứng khi vật ở VTCB: Δl: đv: m
2
g
l
ω
∆ =
;

0
+

l – A
+ Chiều dài cực đại (khi vật ở vị trí thấp nhất): l
max
= l
0
+

l + A
2
l

: độ giãn của lò xo khi ở VTCB
đv: m

Với CLLX thì độ giãn cực đại:
axm
l∆
:
- Khi CLLX treo thẳng đứng :

axm
l l A∆ =∆ +
- Khi CLLX nằm ngang :
axm
l l∆ =∆
;
lúc này lực phục hồi bằng lực đàn hồi

= 2.

t
Thời gian lò xo giãn trong nửa chu kì là thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí x
1
= –

l đến x
2
= A ;
Thời gian lò xo giãn =
2
T
t
− ∆
=> Trong một chu kỳ thời gian lò xo giãn là :Δt
giãn
= T –

t
nén
= T – 2Δt
b. Khi A <

l (Với Ox hướng xuống):
Khi A <

l thì thời gian lò xo giãn trong một chu kì là

t = T

Max
= k(A –

l) ; lúc vật ở vị trí cao nhất
Lực đàn hồi cực tiểu: F
Min
= 0 (lúc vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng)
c. Khi ở vị trí cân bằng thì: F
đh
= k.

l = mg
4. Ghép lò xo:
* Nối tiếp
1 2
1 1 1

k k k
= + +
⇒ cùng treo một vật khối lượng như nhau thì: T
2
= T
1
2
+ T
2
2
* Song song: k = k
1
+ k

1
được chu kỳ T
1
, vào vật khối lượng m
2
được T
2
, vào vật khối lượng m
1
+m
2
được chu kỳ T
3
, vào vật khối lượng m
1
– m
2
(m
1
> m
2
) được chu kỳ T
4
.
Thì ta có:
2 2 2
3 1 2
T T T= +

2 2 2


3. Khảo sát dao động con lắc đơn về mặt động lực học :
- Lực thành phần P
t
là lực kéo về : P
t
= – mgsin
α

- Nếu góc α nhỏ ( α < 10
0
) thì :
t
s
P mg mg
l
α
=− =−
- Khi dao động nhỏ, con lắc đơn dao động điều hòa với phương trình s = s
0
cos(ωt + ϕ)
3
Trong đó: s: là li độ dài
s
0
: biên độ dài đv: m ; cm
α: là li độ góc
α
0
: biên độ góc đv: độ hoặc rad

ω π
ω π
= ⇒ = = ⇒ =
x : lấy theo dấu vị trí của vật trên trục tọa độ.
Công thức Vật Lí
α = α
0
cos(ωt + ϕ) với s
0
= l.
α
0
4. Lực căng của dây treo:
T
đv: N biểu thức: T = mg(3cosα –2cosα
0
) (1)
- Khi vật ở VTCB thì lực căng đạt cực đại (α=0) : T
max
= mg(3 –2cosα
0
) (2)
- Khi ở vị trí biên thì lực căng đạt cực tiểu (α = α
0
) : T
min
= mg. cosα
0
(3)
5.Vận tốc : v; đv: m/s ; m/s biểu thức :

m
a s
ω
=
đv: m/s
2
7. Công thức độc lập:
0
2
2 2
2
v
α α
ω
= +

0
2
2 2
2
v
s s
ω
= +
8. Khảo sát dao động con lắc đơn về mặt năng lượng :
a. Động năng :
2
đ
mv
2

α
= = =
(với
0
α
có đv: rad )
9. Độ cao cực đại của vật đạt được so với VTCB:
2
ax
ax
2
m
m
v
h
g
=

Bài 4. DAO ĐỘNG TẮT DẦN – DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
1. Khảo sát CLLX dao động trên mặt phẳng nằm ngang.
- do hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng là
µ
nên CLLX sẽ dao động tắt dần
- công thức tính quãng đường vật đi được đến lúc dừng lại là:

- Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ:
2
4 g
A
µ

* Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ là:
2
4 4mg g
A
k
µ µ
ω
∆ = =
=
át
2
4
mas
F
A A
k
− =
Độ giảm biên độ sau N chu kỳ dao động:
át
4
mas
n n
F
A A A N
k
∆ = − =
Với CLĐ: Độ giảm biên độ trong N chu kì là: S
0
– S
N


Vận tốc cực đại của vật đạt được khi thả nhẹ cho vật dao động từ vị trí biên ban đầu : v
max
=
gA
k
gm
m
kA
µ
µ
2
222
−+
.
4
2 2 2
2 2
kA A
s
mg g
ω
µ µ
= =
Trong đó: s: quãng đường đv:m
k: độ cứng của lò xo đv: N/m
A: biên độ đv:m và
ω
: tần số góc đv: rad/s


1- Một vật tham gia đồng thời hai dao động cùng phương cùng tần số có pt lấn lượt là:
1 1 1
2 2 2
os( )
os( )
x A c t
x A c t
ω ϕ
ω ϕ
= +



= +

ph.t tổng hợp có dạng:
cos( )x A t
ω ϕ
= +
cùng phương và cùng tần số với 2 ph.tr đầu.
- Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp được xác định

)cos(AA2AAA
1221
2
2
2
1
2
ϕ−ϕ++=

( )T R h
T
R

=
2. Khi CLĐ đặt trong toa xe chuyển động với gia tốc a (m/s
2
) thì lúc này chu kỳ mới là:

2 2
' 2 2
'
2 cos( ; )
l l
T
g
g a ga g a
π π


= =
+ + −
Vì CLĐ chịu tác dụng của lực quán tính
qt
F m a
→ →
= −

luôn ngược chiều với gia tốc
a

g.tanα
Góc giữa
( ; ) ( ; )
qt
g a F P
→ → →

∠ − = ∠
bằng 90
0
Trường hợp 2:
Toa xe chuyển động chậm dần đều trên đường nằm ngang (hình 2)
Tại vị trí cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α
0
5
-LUƯ Ý:
- Khi lập phương trình của dao động điều hòa thì nhất thiết phải tìm được điều kiện cho li độ
x
, vận tốc
v
, thời điểm
t
thường chọn t = 0 rồi sau đó thay vào hệ phương trình của li độ và vận tốc.
- Hệ:
cos( )
sin( )
x A t
v A t
ω ϕ
ω ω ϕ

x
thì cần lưu ý: (chọn chiều dương từ
A A− → +
)
+ Nếu vật đang chuyển động nhanh dần đều theo chiều dương thì tương đương với vật đang chuyển đông chậm dần đều
theo chiều âm li độ
0x <
(vật ở bên trái)
+ Nếu vật đang chuyển động nhanh dần đều theo chiều âm thì tương đương với vật đang chuyển đông chậm dần đều
theo chiều dương li độ
0x >
(vật ở bên phải)
- Trường hợp đặc biệt:
+ Vật qua VTCB theo chiều dương φ = – π/2 ; + Vật qua VTCB theo chiều âm φ = π/2
+ Vật qua VT biên dương x = +A thì
ϕ
= 0 ; + Vật qua VT biên âm x = – A thì
ϕ
= ± π
- Nếu
3
tan
3
ϕ
= −

thì chọn
7
3
π

qt
F
→ α
a


Hình 2

Công thức Vật Lí
Theo hình vẽ:
tanα =
qt
F
a
P g
=
a⇒ =
g.tanα
Góc giữa
( ; ) ( ; )
qt
g a F P
→ → →

∠ − = ∠
bằng 90
0

qt
g a F P
→ → →

∠ − = ∠

= 180
0
– (α
0
+ 90
0
)
Gia tốc : sinα =
qt
P g
F a
=
3.Đồng hồ sử dụng CLĐ.
Trong thời gian t
(s)
đồng hồ chạy bằng CLĐ sẽ chạy sai một lượng
( )
.
s
T
t t
T

∆ =

tăng thì đồng hồ chậm mỗi giây là
2
0
t
T
T

=

α
- Khi nhiệt độ giảm đồng hồ nhanh mỗi giây là
2
0
t
T
T

=

α
Trường hợp 4: Khi thay đổi chiều dài:
2
T l
T l
∆ ∆
=
Trường hợp 5:Nếu cho giá trị cụ thể của g và l khi thay đổi thì
g
g
l

VTCB αa


Xuống dốc nhanh


α

VTCB αa


Lên dốc chậm


● VTCB

=−
+
F

P

'P

E



F

P

'P

Ta có:
g’ < g
+
F

P

'P

E
r


0
2
t
<
0
1
t
thì:
2
0 0
2 1 2
1 ( )l l t t
α
 
= − −
 

5. Chu kỳ thay đổi khi đưa CLĐ từ Trái đất lên Mặt trăng.
Gia tốc trọng trường thay đổi khi thay đổi độ cao:
g
h
=
2
2
( )
R
g
R h+
; 81M
mặt trăng

- chịu tác dụng của trọng lực
.P m g=
r
r
và trọng lực biểu kiến
.P m g
′ ′
=
r
r
(
g


gia tốc trọng trường biểu kiến mới của CLĐ)
-Lúc này chu kỳ mới của CLĐ là:
2
l
T
g
π

=

với
g

được tính từ biểu thức:
d
P P F

q
(có thể âm hoặc dương) đặt trong điện trường song song với mặt đất.
Ta luôn có :
2 2 2
2 2 2
2
2
2 2
2 2
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( . )
( )
( . )
d
d
mg mg F
mg mg q E
F
q E
g g g
m m

= +

⇒ = +

⇒ = + = +
7.CLĐ đặt trong thang máy:
7
Đường sức từ // cách

⇒ =
+

'
0 0
.
g
g a
α α
=
+
- Nếu thang máy đi lên chậm dần đều

đi xuống nhanh dần đều : (gia tốc hướng xuống , chu kỳ tăng )

g
T T
g a

⇒ =


'
0 0
.
g
g a
α α
=


phần tử của môi trường có sóng truyền qua.
b. Chu kỳ sóng : T: (s)Chu kỳ dao động của
một phần tử của môi trường có sóng truyền
qua.
Số lần nhô lên trên mặt nước là N trong
khoảng thời gian t(s) giây thì
1

=
N
t
T
c. Tốc độ truyền sóng : v : đv: m/s hoặc
cm/s (Tốc độ lan truyền dao động trong môi
trường)
d. Bước sóng : Quãng đường mà sóng truyền
được trong một chu kỳ.
f
v
vT
==λ
với f : tần số sóng đv: Hz
-Hai phần tử cách nhau một bước sóng thì dao
động cùng pha.
- Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất
trên phương truyền sóng dao động cùng pha.
e. Năng lượng sóng : Năng lượng dao động
của một phần tử của môi trường có sóng
truyền qua. Tỉ lệ thuận với bình phương biên
độ.

ϕ π π
λ λ


∆ = =
. (d và λ phải cùng đơn vị)
(Δφ : Đv: rad) và Δd : là khoảng cách giữa hai điểm đang xét ( đv: cùng đv với λ )
+ Nếu Δφ = 2kπ

d
2
– d
1
= kλ thì hai điểm dao động cùng pha.
Hai điểm gần nhau nhất k =1

Δφ = 2π

d
2
– d
1
= λ
Hai điểm gần nhau nhất dao động cùng pha cách nhau 1 bước sóng. Δd =λ
+ Nếu Δφ = (2k + 1)π

d
2
– d
1

II. Cực đại và cực tiểu trong giao thoa sóng :
1. Hai nguồn dao động cùng pha (Δφ= φ
1
– φ
2
= 0 Hoặc Δφ = 2kπ )
- Biên độ dao của sóng tại điểm M cách hai nguồn lần lượt là d
1
và d
2
là:

2 1
( )
2 os
M
d d
A a c
π
λ

=
; a: biên độ tại hai nguồn
- Phương trình sóng tại một điểm cách hai nguồn lần lượt là d
1
và d
2
(khi hai nguồn cùng biên độ dao động , cùng
pha.):


Điểm
đứng
yên
CĐ bậc
1; k=1
Dao
động
mạnh
CT bậc
1 ; k=1
O
λ/2
λ/4

-Gợn

Lõm
Gợn lồi
Đường d.đ
với a
max
λ/2
9
Lưu ý:
- Những gợn lồi (cực đại giao
thoa , đường dao động mạnh )
- Những gợn lõm (cực tiểu
giao thoa , đường đứng yên )
- Khoảng cách giữa hai đường
cực đại hoặc cực tiểu liên tiếp

– d
2
= (2k+1)
2
λ
(k

Z)
Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn):
1 1
2 2
AB AB
k
λ λ
− − < < −
Khi tính cả hai nguồn (trên đoạn)
1
2
2
CT
l
N
λ
 
= +
 
 

Với
[ ]

1
– d
2
= (2k+1)
2
λ
(k

Z)
Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn):
1 1
2 2
l l
k
λ λ
− − < < −
* Điểm dao động cực tiểu (không dao động) đại thỏa mãn hiệu đường đi : d
1
– d
2
= k
λ
(k

Z)
Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn):
l l
k
λ λ
− < <

− − < < −
- Lưu ý: Khi tính cả hai nguồn ( trên đoạn AB = l ) thì dấu < sẽ được thay bằng dấu ≤
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 d
1M
, d
2M
, d
1N
, d
2N
.
Đặt

d
M
= d
1M
– d
2M
;

d
N
= d
1N
– d
2N
và giả sử


< kλ < ∆d
N
- Cực tiểu: ∆d
M
< (k+0,5)λ < ∆d
N
+ Hai nguồn dao động ngược pha:
- Cực đại: ∆d
M
< (k+0,5)λ < ∆d
N
- Cực tiểu: ∆d
M
< kλ < ∆d
N
Công thức Vật Lí
3.Một đầu cố định, một đầu tự do :
n : số bó sóng ; Số bụng = số nút = n + 1
Lưu ý:
- Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây duỗi thẳng Δt = T/2
- Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp một điểm thuộc bụng sóng đi qua
VTCB là T/2
- Nếu dây được nối với cần rung được nuôi bằng dòng điện xoay chiều có
tần số của dòng điện là f thì dây sẽ dung với tần số 2f
Dạng bài tập: Đầu bài cho f
1
≤ f ≤ f
2
hoặc


II. Những đặc trưng vật lý của âm :
1. Tần số âm : Đặc trưng vật lý quan trọng của âm
2. Cường độ âm và mức cường độ âm :
a. Cường độ âm I : Đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích
vuông góc với phương truyền âm trong một đơn vị thời gian. Đơn vị W/m
2
b. Mức cường độ âm (Năng lượng âm): L: đv: Ben : B hoặc Đề xi ben : dB
- khi tính theo Đề xi ben
( )
0
10lg
dB
I
L
I
=
; 1B = 10dB
- Âm chuẩn có f = 1000Hz ; I
0
: Cường độ âm chuẩn (ngưỡng nghe) I
0
= 10
-12
W/m
2
- Tai người cảm thụ được âm : 0dB đến 130dB
3. Âm cơ bản và họa âm :
- Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f
0
( âm cơ bản ) thì đồng thời cũng phát ra các âm có tần số 2f

Công thức Vật Lí
CHƯƠNG III: ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. Đại cương về dòng điện xoay chiều.
1. Biểu thức điện áp tức thời : u

Trong đó: U
o
: Điện áp cực đại (Giá trị biên độ của điện áp tức thời ) đv: V
U

: Điện áp hiệu dụng đv: V
U
o
= U√2

ϕ
u
: pha ban đầu của điện áp đv: rad
2.Biểu thức dòng điện tức thời : i
Trong đó: I
o
: Cường độ cực đại (Giá trị biên độ của cường độ tức thời ) đv: V
I

: Cường độ hiệu dụng đv: V
I
o
= I√2

ϕ

t + α)

Φ
0
= NBS : là từ thông cực đại gửi qua khung dây. đv: Wb
α : góc giữa véc tơ pháp tuyến n của mặt phẳng chứa khung
dây (P) với véctơ cảm ứng từ B => α = ( n ; B )
N: số vòng dây.
B : cảm ứng từ đv: Tesla : T
S : diện tích vòng dây. đv: m
2

(1cm
2
= 10
-4
m
2
)
ω : tốc độ góc (vận tốc góc)
đv: rad/s hoặc vòng/phút ; 1vòng/phút = 2π/60 (rad/s)
b. Suất điện động cảm ứng e .
- Nguyên tắc: e rễ hơn từ thông Φ một góc
2
π
=> e = –(
Φ
)’= ω.N.S.B.cos(ωt + α



thì α + β = 90
0
Nếu : β > 90
0
thì β - 90
0
= α
Nếu : β = 90
0
thì α

= 90
0
3.Máy phát điện xoay chiều.
- Máy phát điện xoay chiều một pha có ( p ) cặp cực ( mỗi cặp cực gồm một cực nam và một cực bắc) có rôto quay
với vận tốc n vòng/giây thì phát ra dòng điện có tần số : f = pn (Hz)
- Nếu roto quay với tốc độ góc n vòng/s thì phát ra dòng điện có tần số : f = pn /60 (Hz)
III. Các phần tử trong một mạch điện xoay chiều.
1. Điện trở thuần : Trong đó: R : Điện trở thuần đv: ôm : Ω
L : Độ tự cảm của cuộn dây Đv: Henry :
H
r : Điện trở trong của cuộn dây đv: Ω
C : Điện dung của tụ điện đv: fara : F
2. Cuộn dây thuần cảm.
12
u = U
0
cos(
ω
t +

R
L
B
→α
Trục Δ
Nếu tính số vòng dây:
E
0
=
ω

0
Lúc này
Φ
0
= BS
E
0
=
ω
NBS
Công thức Vật Lí
3. Cuộn dây không thuần cảm. Lưu ý:
- Tụ điện cản trở hoàn toàn dòng điện một chiều.
- Cuộn dây thuần cảm khi cho dòng một chiều qua thì chỉ có tác
dụng như một dây dẫn.
- Cuộn dây không thuần cảm khi cho dòng một chiều qua thì chỉ có

L
= L.
ω
;
Z
C
: là dung kháng đv: Ω ;
1
.
C
Z
C
ω
=
- Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch : U

2 2
( ) ( )
R r L C
U U U U U= + + −

U
R
: Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R đv: V ; U
R
= I.R
=> Điện áp cực đại giữa hai đầu điện trở R đv: V ; U
0R
= I
0

.Z
C
= U
C
.
2
U
r
: Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở trong của cuộn dây r đv: V ; U
r
= I.r
=> Điện áp cực đại giữa hai đầu điện trở trong của cuộn dây r đv: V ; U
or
= U
r
.
2
- Viết biểu thức của điện áp và cường độ dòng điện:

- Góc ϕ được tính như sau:

0 0
0 0
tan
L C L C L C
R r R r
Z Z U U U U
R r U U U U
ϕ
− − −

Z
L
< Z
C

ϕ < 0 mạch có tính dung kháng i sớm hơn u một góc |
ϕ
u



ϕ
|
Lưu ý: khi tính tan
ϕ
mà có dạng:

tan acdinh
0 2
Tu so
khong x
π
ϕ ϕ
= = ⇒ =±

+ nếu Tử số > 0 ta chọn
2
π
ϕ
=

) (A) thì u = U
0
cos(
ω
t +
ϕ
i
+
ϕ
) (V)
Bảng 1
C
L,r
L,r
R
C
Công thức Vật Lí
- Định luật ôm :

U
I
Z
=
với
; . 2
2
o
o
U
U I I= =

Z
=
với
; . 2
2
o
o
U
U I I= =
- Z : là tổng trở của mạch đv: Ω ;
2 2
C
Z R Z= +
- Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch : U

2 2
R C
U U U= +

- Viết biểu thức của điện áp và cường độ dòng điện: Dùng bảng 1
- Góc ϕ được tính như sau:

0
0
tan
C C C
R R
Z U U
R U U
ϕ

ω
;
- Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch : U

2 2
( )
R r L
U U U U= + +

- Viết biểu thức của điện áp và cường độ dòng điện: Dùng bảng 1
- Góc
ϕ
được tính như sau:

0
0 0
tan
L
L L
R r R r
U
Z U
R r U U U U
ϕ
= = =
+ + +
> 0 mạch có tính cảm kháng i trễ hơn u một góc |
ϕ
u


R L
U U U= +

- Viết biểu thức của điện áp và cường độ dòng điện: Dùng bảng 1
- Góc ϕ được tính như sau:

0
0
tan
L
L L
R R
U
Z U
R U U
ϕ
= = =
> 0 mạch có tính cảm kháng i trễ hơn u một góc | ϕ
u


ϕ |
6. Mạch điện xoay chiều chỉ gồm ( Cuộn dây không thuần cảm L,r )
- Sơ đồ:
- Định luật ôm :
14
L
R
C
L,r

- Viết biểu thức của điện áp và cường độ dòng điện: Dùng bảng 1
- Góc
ϕ
được tính như sau:

0
0
tan
L
L L
r r
U
Z U
r U U
ϕ
= = =
> 0 mạch có tính cảm kháng i trễ hơn u một góc |
ϕ
u



ϕ
|
7. Mạch điện xoay chiều chỉ gồm ( Cuộn dây thuần cảm L ) : mạch có tính cảm kháng
- Định luật ôm :

L
U
I

ω
t +
ϕ
u



2
π
) (A)
+Nếu bài cho i = I
0
cos(
ω
t +
ϕ
i
) (A) thì u = U
0
cos(
ω
t +
ϕ
i
+
2
π
) (V)
- Công thức độc lập:
2 2

) (V) thì i = I
0
cos(ωt + ϕ
u
) (A)
+ Nếu bài cho i = I
0
cos(ωt + ϕ
i
) (A) thì u = U
0
cos(ωt + ϕ
i
) (V)
9.Mạch điện xoay chiều chỉ gồm ( Tụ điện C )
- Định luật ôm :

C
U
I
Z
=
với
; . 2
2
o
C o
U
U U I I= = =
Z

+Nếu bài cho i = I
0
cos(
ω
t +
ϕ
i
) (A) thì u = U
0
cos(
ω
t +
ϕ
i

2
π
) (V)
- Công thức độc lập:
2 2
2 2
0 0
1
i u
I U
+ =
10. Mạch điện xoay chiều gồm ( Cuộn dây không thuần cảm L,r ) - ( Tụ điện C )
- sơ đồ:
- Định luật ôm :


r L C
U U U U= + −

- Viết biểu thức của điện áp và cường độ dòng điện: Dùng bảng 1
- Góc ϕ được tính như sau:

0 0
0
tan
L C L C L C
r r
Z Z U U U U
r U U
ϕ
− − −
= = =
11. Mạch điện xoay chiều gồm ( Cuộn dây thuần cảm L ) - ( Tụ điện C )
- Định luật ôm :

U
I
Z
=
với
; . 2
2
o
o
U
U I I= =

1
u U

.
=> Thời gian đèn huỳnh quang sáng (tối) trong một chu kỳ.
Với
1
0
os
U
c
U
ϕ
∆ =
, (0 < ∆ϕ <
2
π
)
+ Thời gian đèn sáng trong
1
2
T
:
1
2
t
ϕ
ω

=

- Nếu bài cho u = U
0
cos(ωt + ϕ
u
) (V) Thì i = I
0
cos(ωt + ϕ
u
) (A) với I
0
= I
max
.
2
VI.Công suất toả nhiệt trên đoạn mạch RLC : P đv: W
u = U
0
cos(
ω
t +
ϕ
u
) (V)
i = I
0
cos(
ω
t +
ϕ
u

2 2
.
( ) ( )
L C
RU
R r Z Z+ + −
đv: W
16
;
2 2
o o
U I
U I
= =
Điện áp giữa hai đầu cuộn dây:

2 2
d AM r L
U U U U= = +
M
L , r = 0
C
B
A
Điện áp giữa hai đầu cuộn dây:

2
d AM L L
U U U U= = =
U

| : độ lệch pha giữa u và i đv:
rad

2 2 2 2
os
( ) ( ) ( ) ( )
R r
L C R r L C
U U
R r
c
R r Z Z U U U U
ϕ
+
+
= =
+ + − + + −
VII.Truyền tải điện năng máy biến áp.
1. Máy biến áp : Công thức máy biến áp:
1 1 2 1
2 2 1 2
U E I N
U E I N
= = =
Trong đó:
U
1
( là điện áp hiệu dụng ); E
1
( suất điện động hiệu dụng ); I

ϕ
1
và cos
ϕ
2
: là hệ số công suất của cuộn sơ cấp và thứ cấp.
2.Truyền tải điện năng.
- Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng:
2
2 2
.
. os
truyen di
truyen di
R P
P
U c
ϕ
∆ =
= R.I
2
Trong đó: P
truyền đi
: là công suất điện cần truyền đi ở nơi cung cấp đv: W
U
truyền đi
: là điện áp cần truyền đi. đv: V
cosϕ là hệ số công suất của dây tải điện

l

pha p p
pha
U
P U I c R
Z
ϕ
= =
- Công suất cả ba pha:
3
pha
P P=
17
Trong đó:
ΔP : Độ chênh lệch công suất ( công suất hao phí ) đv: W

A
P
t

∆ =
ΔA : Độ chênh lệch chỉ số công tơ từ nơi phát điện tới nơi tiêu thụ.
đv: k.Wh ; (1kWh = 3600000J )
( phải đổi ra Wh để tính toán 1 kWh = 10
3
Wh)
t : thời gian đv: giờ : h
Phần trăm công suất bị
mất mát trên đường dây
tải điện:


.100
toan phan hao phi
toan phan
P P
P

Trong đó:
A: Công cơ học (công mà động cơ sản ra) đv: kWh
P
có ích
: (công suất mà động cơ sản ra) đv:kW
t: thời gian đv: h
R: điện trở dây cuốn đv: Ω
P
hao phí
: công suất hao phí đv:kW
P
toàn phần
: công suất toàn phần ( công suất tiêu thụ của động cơ) đv:kW
cosφ: Hệ số công suất của động cơ.
U: Điện áp làm việc của động cơ.
I: Dòng điện hiệu dụng qua động cơ.
Động cơ mắc hình sao :
U
d
=
3
U
p
; I

VIII.Ghép tụ và ghép cuộn cảm.
1. Ghép tụ
- Có hai tụ điện có điện dung lần lượt là C
1
và C
2
được ghép thành bộ tụ có điện dung C
bộ
= C
b

+ Nếu ghép song song : C
b
= C
1
+ C
2
tăng điện dung

1 2
1 1 1
b
C C C
Z Z Z
= +
giảm dung kháng
+ Nếu ghép nối tiếp :
1 2
1 1 1
b

L L L
Z Z Z
= +
giảm cảm kháng

+ Nếu ghép nối tiếp : L
b
= L
1
+ L
2
tăng độ tự cảm
Z
Lb
= Z
L1
+ Z
L2
tăng cảm kháng
IX – Tụ xoay
Ta có công thức tổng quát tính điện dung của tụ khi tụ xoay 1 góc
α
là: Z
Ci
=
180
c
i
Z
α

Z
C


Z
C1

Nếu tính cho điện dung : C
i
= C
1
+
2 1
180
i
C C
α

Điều kiện: C
2
> C
1
X- Cực trị trong dòng điện xoay chiều.
1. Đoạn mạch RLC có R thay đổi:(Tìm giá trị của R để thỏa mãn đk của bài)
1.1/Khi (cuộn dây thuần cảm) R=

Z
L
-Z
C

ax
2 2( )
L C m
L C
U U
R r Z Z P
Z Z R r
+ = − ⇒ = =
− +
Công suất tỏa nhiệt trên biến trở R đạt cực đại khi:
2
2 2
ax
2 2
( )
2 ( ) 2
L C m
L C
U
R r Z Z P
r Z Z r
= + − ⇒ =
+ − +
1.2/Khi điện trở có hai giá trị R = R
1
hoặc R = R
2
mà công suất không đổi (có cùng giá trị). Ta có

2

; U
Rmax
;U
Cmax
;U
RCmax
P
ABmax
; cosφ
max
;
C
u
trễ pha so
2
π
với
AB
u
? Tất cả các trường hợp
trên đều liên quan đến cộng hưởng điện
L C
Z Z
⇒ =

18
Công thức Vật Lí
2.1/Khi cộng hưởng
2
1

R
= U
Rmax
= U

Lưu ý: Dùng khi mạch có L và C mắc liên tiếp nhau
-Nếu mạch có điện trở trong r thì:
2
2
2
1
LC
Ur U
U
R r
R Rr
r
= =
+
+
+
2.2/Khi
2 2
2
2
1
C
L
C
R Z

ax
. .
C M L C
U U
U Z Z
R R
= =
2.3/Với L = L
1
hoặc L = L
2
mà U
L
có cùng giá trị thì điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm U
Lmax
khi

1 2
1 2
1 2
2
1 1 1 1
( )
2
L L L
L L
L
Z Z Z L L
= + ⇒ =
+

- Để U
RL
không phụ thuộc vào giá trị của R thì: Z
C
= 2Z
L
2.5/Với hai giá trị của cuộn cảm L
1
và L
2
mạch có cùng công suất thì dung kháng thỏa mãn:
P
1
=P
2


Z
1
=Z
2


|Z
L1


Z
C
| = | Z

+
=

3. Đoạn mạch RLC có C thay đổi:(Tìm giá trị của C để thỏa mãn đk của bài)
Tổng quát : Z
min
; I
max
; U
Rmax
;U
Lmax
;U
RLmax
P
ABmax
; cosφ
max
;
C
u
trễ pha so
2
π
với
AB
u
? Tất cả các trường hợp trên
đều liên quan đến cộng hưởng điện
L C

2 2 2
L
C
L
R Z L
Z C
Z R L
ω
+
= ⇒ =
+
, thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại:
2 2
ax
L
CM
U R Z
U
R
+
=

2 2 2 2 2 2
ax ax ax
; 0
CM R L CM L CM
U U U U U U U U= + + − − =
- Còn U
Lmax
khi xảy ra cộng hưởng Z

= + ⇒ =
3.4/Khi
2 2
4
2
L L
C
Z R Z
Z
+ +
=
thì điện áp hiệu dụng trên đoạn RC đạt cực đại :

ax
2 2
2 R
4
RCM
L L
U
U
R Z Z
=
+ −

2 2
0
C L C
RC Max
U Z Z Z R


Z
C
| = | Z
L2


Z
C
|

C1 C2
L
Z Z
Z
2
+
=


giá trị của C để công suất toàn mạch đạt cực đại thỏa mãn:
C1 C2
C
Z Z
Z
2
+
=
,
1 2

1 1
2
L C
Z Z f
LC
LC
ω
π
⇒ = ⇒ = ⇒ =
4.1/Khi cộng hưởng (giống 2.1 và 3.1 ) Khi
2
1
C
L
ω
=
thì I
Max
thì dòng điện trong mạch đạt cực đại
I
Max
=
U
R r+
Lúc này điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở đạt cực đại U
Rmax
=R.I
Max
; P
Max

2 2
2 .
4
LM
U L
U
R LC R C
=

4.3/Khi
2
2 2
2
1
(2 )
2
R
f
LC L
ω π
= = −
hoặc
2
1
2
L R
L C
ω
= −
thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt cực

) hoặc ( I ; P ; U
R
có cùng một giá trị) thì

giá trị
ω
cần tìm thỏa mãn:

1 2
ω ω ω
=

1 2
1
LC
ωω
⇒ =
⇒ tần số
1 2
f f f=
4.5/ Thay đổi
f
có hai giá trị
1 2
f f

biết
1 2
f f a
+ =


hay
1 2 1 2
1
LC
ω ω ω ω ω
= ⇒ =
⇒ tần số
1 2
f f f
=
5.Pha của hai đoạn mạch
5.1/Hai đoạn mạch AM gồm R
1
L
1
C
1
nối tiếp và đoạn mạch MB gồm R
2
L
2
C
2
nối tiếp mắc nối tiếp với nhau có
U
AB
= U
AM
+ U

2
=

1.
5.3/Hai đoạn mạch R
1
L
1
C
1
và R
2
L
2
C
2
cùng u hoặc cùng i có pha lệch nhau ∆ϕ
Với
1 1
1
1
tan
L C
Z Z
R
ϕ

=

2 2


VD: * Mạch điện ở hình 2: Khi C = C
1
và C = C
2
(giả sử C
1
> C
2
) thì i
1
và i
2
lệch pha nhau
∆ϕ
20
Công thức Vật Lí
Ở đây hai đoạn mạch RLC
1
và RLC
2
có cùng u
AB
Gọi ϕ
1
và ϕ
2
là độ lệch pha của u
AB
so với i

2
=
∆ϕ
/2
Nếu I
1


I
2
thì tính
1 2
1 2
tan tan
tan
1 tan tan
ϕ ϕ
ϕ
ϕ ϕ

= ∆
+
6. Khi khóa K mắc song song với L hoặc C, khi đóng hay mở thì I
đóng
= I
mở
6.1/ Khóa K // C ⇒ Z
mở
= Z
đóng

R Z Z R Z
Z Z
=

⇒ + − = + ⇒

=


CHƯƠNG IV: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
1. Dao động điện từ :
a.Điện tích tức thời :

q : Điện tích tức thời
Q
0
: Điện tích cực đại đv: Culông (C)
b. Hiệu điện thế tức thời :
u : Hiệu điện thế tức thời
U
0
: Hiệu điện thế cực đại đv:V

U
0
: Suất điện động của pin một chiều. ; U
0
: là điện thế và tích cho tụ.
c.Cường độ dòng điện:
i : Cường độ dòng điện tức thời

1
LC
ω
=
đv: rad/s
b.chu kỳ riêng :
2T LC
π
=
đv: s
c. Tần số riêng:
1
2
f
LC
π
=
đv: Hz

4. Năng lượng của mạch dao động:
a.Động năng: Năng lượng điện trường (NL tập trung ở tụ điện): đv:J
21
Quy ước:
- Điện tích q và hiệu điện thế u luôn cùng pha với nhau
- Cường độ dòng điện i luôn sớm pha hơn ( q và u ) một góc π/2
- Cảm ứng từ B cũng luôn sớm pha hơn ( q và u ) một góc π/2

0
0 0
.

= 10
-9
F
1pF
(picofara)
= 10
-12
F ; 1mF
(milifara)
= 10
-3
F
L : độ tự cảm của cuộn dây đv: Henry :H
q = Q
0
cos(
ω
t +
ϕ
) = Q
0
sin(
ω
t +
ϕ
+
2
π
) (C)
0

2 2 2 2 2 2
o o
q
Cu Q t C U t
C C
π π
ω ϕ ω ϕ
= = = + + = + +
b.Thế năng: Năng lượng từ trường (NL tập trung ở cuộn dây): đv:J

2 2 2
1 1
W .L.I .cos ( )
2 2 2
t o
Li t
π
ω ϕ
= = + +
c. Cơ năng: Năng lượng điện từ (năng lượng toàn phần): đv:J

2 2
đ
1 1
W=W W
2 2
t
Cu Li+ = +
=>
2

; f

= 2f ; T

=
2
T
+ Mạch dao động có điện trở thuần R

0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung cấp cho
mạch một năng lượng có công suất: đv: W

2 2 2 2
2
0 0
2 2
C U U RC
P I R R
L
ω
= = =

+ Khi tụ phóng điện (ở vị trí q = +Q
o
vị trí biên phải ) thì q và u giảm và ngược lại
+ Quy ước: q > 0 ứng với bản tụ ta xét tích điện dương thì i > 0 ứng với dòng điện chạy đến bản tụ mà ta xét.
5. Sóng điện từ
Vận tốc lan truyền trong không gian v = c = 3.10
8
m/s

và C
Min
λ
Max
tương ứng với L
Max
và C
Max

Lưu ý:
Mạch dao động gồm L – C : có C thay đổi
- khi mạch gồm L mắc với C
1
thì thu được λ
1
, T
1 ,
f
1
- khi mạch gồm L mắc với C
2
thì thu được λ
2
, T
2 ,
f
2
- khi mạch gồm L mắc với (C
1
và C

mắc song song C
2
:
2 2 2 2
1 2
1 2 1 2
2 2
1 2
.
; ;
f f
T T T f
f f
λ λ λ
= + = = +
+
Lưu ý:
- Tụ điện phẳng có :

9
9.10 .4 .
S
C
d
ε
π
=
- Nếu tụ xoay có n bản tụ song song thì sẽ tương đương một bộ tụ gồm có (n – 1) tụ điện mắc song song.
Xem thêm tụ xoay trang 17
CHƯƠNG V. SÓNG ÁNH SÁNG

λ
1
.n
1
= λ
2
.n
2
= λ
3
.n
3
= …… = λ
n
.n
n
( môi trường không khí và chân không có n ≈ 1 )
Bước sóng của ánh sáng đơn sắc λ =
v
f
, truyền trong chân không λ
0
=
c
f
0 0
c
v n
l l
l

Trong đó: a = S
1
S
2
là khoảng cách giữa hai khe sáng
D = OI là khoảng cách từ hai khe sáng S
1
, S
2
đến màn quan sát
S
1
M = d
1
; S
2
M = d
2

x = OM là (toạ độ) khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm M ta
xét
* Khoảng vân i: Là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp:
D
i
a
l
=
* Vị trí (toạ độ) vân sáng:
. . ;
s

l
= = =Þ
* Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S
1
S
2
thì hệ vân di chuyển ngược chiều và khoảng vân i
vẫn không đổi.
Độ dời của hệ vân là:
0
1
D
x d
D
=
Trong đó: D là khoảng cách từ 2 khe tới màn
D
1
là khoảng cách từ nguồn sáng tới 2 khe
d là độ dịch chuyển của nguồn sáng
* Khi trên đường truyền của ánh sáng từ khe S
1
(hoặc S
2
) được đặt một bản mỏng dày e, chiết suất n thì hệ vân sẽ
dịch chuyển về phía S
1
(hoặc S
2
) một đoạn:

= +
ê ú
ë û
Trong đó [x] là phần nguyên của x. Ví dụ: [6] = 6; [5,05] = 5; [7,99] = 7
- Lưu ý: - Khi tính trên khoảng L thì [6] = 5; [5,05] = 5; [7,99] = 7
* Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N (trong khoảng )có toạ độ x
1
, x
2
(giả sử x
1
< x
2
) :
+ Vân sáng: x
1
< ki < x
2

+ Vân tối: x
1
< (k+0,5)i < x
2
=.> Số giá trị k

Z là số vân sáng (vân tối) cần tìm
23
S
1
D

-

+ Nếu 2 đầu là hai vân tối thì:
L
i
n
=
+ Nếu một đầu là vân sáng còn một đầu là vân tối thì:
0,5
L
i
n
=
-

* Sự trùng nhau của các bức xạ
λ
1
,
λ
2
(khoảng vân tương ứng là i
1
, i
2
)
+ Trùng nhau của vân sáng: x
s
= k
1

1
+ 0,5)
λ
1
= (k
2
+ 0,5)
λ
2
=
* Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng (0,4
µ
m


λ


0,76
µ
m)
a.Bề rộng quang phổ bậc k:
đ
( )
t
D
x k
a
l l
= -D


+ Vân tối:
ax
( 0,5) , k Z
( 0,5)
D
x k
a k D
l
l
= + =Þ Î
+
; Với 0,4
µ
m


λ


0,76
µ
m ⇒ các giá trị của k


λ

c.Khoảng cách dài nhất và ngắn nhất giữa vân sáng và vân tối cùng bậc k:
đ
[k ( 0,5) ]

k = 2,2 là vân tối bậc 3
*Khi tiến hành thì nghiệm với ánh sáng trắng qua lăng kính:
- Với góc A nhỏ ta có góc lệch: D = (n – 1)A
- Độ rộng của quang phổ thu được trên màn sau khi qua lăng
kính: d = L(n
t
– n
đ
)A
Dạng bài tập: Xác định vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm (hoặc khoảng cách ngắn nhất giữa các
vân sáng có màu cùng màu với vân sáng trung tâm )hoặc khoảng cách nhắn nhất giữa các vân sáng trùng nhau.
Phương pháp:
Cách 1: x
s1
= x
s2


k
1
λ
1
= k
2
λ
2


k
1

;i
2
;i
3
)
Phương pháp tìm BSCNN:
Muốn tím BSCNN của nhiều số ta cứ theo quy tắc làm cho hai bức xạ, rồi đến 3 bức xạ, rồi đến 4 như sau
Tìm BSCNN(i
1
,i
2
) bằng cách:
1 1 1
2 2 2
i k a
i k b
λ
λ
= = =
, khi đó BSCNN(i
1
,i
2
) = b.i
1
24
x
k
i
=

1
= 0,64μm; λ
2
= 0,6μm; λ
3
= 0,54μm; λ
4
= 0,48μm ; Cho a =1mm; D=0,5m
Ta có:
1 1 1 1
1 2 1 1 2 3 3
2 2 3 3
3
1 2 3 4 4
4
15 15
16 160
( ; ) 15 ( ; ; ) 160
15 9
160
180
( ; ; ; ) 180
1
i i
BSCNN i i i BSCNN i i i i
i i
i
BSCNN i i i i i
i
λ λ

1
: vận tốc ban đầu của electron , đv: m/s
- Động năng sau của electron : W
đ2
: đv: J ; W
đ2
= ½.m.v
2
2
; v
2
: vận tốc sau của electron , đv: m/s
→ Độ biến thiên động năng ΔW
đ
= W
đ2
– W
đ1

→ ΔW
đ
= e.U
AK
(1) ; e = 1,6.10
-19
C ; U
AK
: Hiệu điện thế giữa hai đầu Anot và Katot đv: V
- Động năng cực đại của electron : W
đmax

ax
min
.
. .
2
AK m
mv h c
eU h f
λ
= = =
f
max
: tần số lớn nhất của tia X đv: Hz ;
λ
min
: bước sóng ngắn nhất của tia X đv: m
c.Nếu toàn bộ động năng của electron chuyển thành nhiệt lượng thì:

2
2
mv
Q=

Với Q là nhiệt lượng đv: J
3. Hiện tượng quang điện
- Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện : λ ≤ λ
0
hoặc f
0
≤ f với

AK
thỏa mãn :
U
AK


– U
h

U
h
gọi là hiệu điện thế hãm đv: V ( Lưu ý :U
h
: luôn mang giá trị âm )

2
0 ax
2
M
h
mv
eU =
với v
omax
: vận tốc ban đầu cực đại của electron khi rời catốt (m/s)
b.Cường độ dòng quang điện bão hòa: I: đv: Ampe
I.t = n.e
25
2
hc


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status