Giải nhanh trắc nghiệm Vật lý Lớp 12 bằng máy tính
PHẦN I: ỨNG DỤNG CỦA SỐ PHỨC TRONG BÀI TOÁN VẬT LÝ
- Dùng số phức trong bài toán viết phương trình dao động điều hòa
- Dùng số phức trong phép tổng hợp các hàm điều hoà .
- Dùng số phức trong các bài toán điện xoay chiều.
I. KHÁI NIỆM VỀ SỐ PHỨC:
1- Số phức x là số có dạng x i a b
a là phần thực: Re x a ; b là phần ảo: Im x b , i đơn vị ảo: i2 1
2- Biểu diễn số phức x a bi trên mặt phẳng phức:
OM= r: mođun của số phức , r a b 2 2 . : acgumen của số phức, tan Im
3- Dạng lƣợng giác của số phức:
Theo công thức
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giải nhanh trắc nghiệm Vật lý Lớp 12 bằng máy tính", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Trang 1 Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 1 GIẢI NHANH TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 NHỜ MÁY TÍNH: CASIO Fx–570ES & Fx-570ES Plus; VINACAL Fx-570ES Plus PHẦN I: ỨNG DỤNG CỦA SỐ PHỨC TRONG BÀI TOÁN VẬT LÝ - Dùng số phức trong bài toán viết phương trình dao động điều hòa - Dùng số phức trong phép tổng hợp các hàm điều hoà . - Dùng số phức trong các bài toán điện xoay chiều. I. KHÁI NIỆM VỀ SỐ PHỨC: 1- Số phức x là số có dạng x i a b a là phần thực: Re x a ; b là phần ảo: Im x b , i đơn vị ảo: 2 1i 2- Biểu diễn số phức x a bi trên mặt phẳng phức: OM= r: mođun của số phức , 2 2r a b . : acgumen của số phức, Im tan Re b x a x 3- Dạng lƣợng giác của số phức: Theo công thức Ơle: (cos sin ) . ix a bi r i r e A * cos * sin a r b r 4- Biểu diễn một hàm điều hoà dƣới dạng số phức: Hàm điều hòa cos( . )x A t biểu diễn vectơ quay tại t = 0: 0 | | cos( . ) : ( , ) t A OM Ax A t A Ox OM Ta thấy: a = Acos , b = Asin => tại t = 0 ,biểu diễn x bởi : (cos sin ) . ix a bi A i Ae Vậy một hàm điều hòa (xét tại t = 0) có thể viết dƣới các dạng số phức nhƣ sau: cos( . ) . (cos sin )t o jx A t x Ae A i A a+bi Với : 2 2 cos , sin , tan A a b a A b A b a II–VIÊT PHƢƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÕA: 1- Cơ sở lý thuyết: (0) (0)0 (0) (0) cos coscos( . ) sin( . ) sin sin t x A a x Ax A t v v A t v A A b V y (0) 0 (0) cos( ) ,t a x x A t x a bi v b 2- Phƣơng pháp giải: iết l c t = 0 có: (0) (0) (0)(0) cos( ) a x A v x x i x tv b A y b M O a x r Trang 2 Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 2 3. Chọn chế độ thực hiện tính số phức của máy: CASIO fx–570ES, 570ES Plus,VINA CAL Fx-570ES Plus Chọn chế độ Nút lệnh Ý nghĩa- Kết quả Chỉ định dạng nh p / xuất toán ấm: SHIFT MODE 1 Màn hình xuất hiện Math. Thực hiện phép tính về số phức ấm: MODE 2 Màn hình xuất hiện CMPLX Hiển thị dạng toạ độ cực: r ấm: SHIFT MODE 3 2 Hiển thị số phức dạng A Hiển thị dạng đề các: a + ib. ấm: SHIFT MODE 3 1 Hiển thị số phức dạng a+bi Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) ấm: SHIFT MODE 4 Màn hình hiển thị chữ R Hoặc(Chọn đơn vị đo góc là độ (D) ) ấm: SHIFT MODE 3 (Màn hình hiển thị chữ D ) Nh p ký hiệu góc: ấm SHIFT (-) Màn hình hiển thị kí hiệu -Thao tác trên máy tính: Mode 2, và dùng đơn vị R (radian), Bấm nhập : (0)(0) v x i = - Với máy fx 570ES, fx 570ESPlus: Muốn xuất hiện biên độ A và pha ban đầu : Làm như sau: -Với máy fx 570MS : bấm tiếp SHIFT + ( ( )r A ), = (Re-Im): hiện A, SHIFT = (Re-Im) : hiện . Lƣu ý: Nếu máy Fx570ES đã cài lệnh SHIFT MODE 3 2 dạng: A thì không cần bấm SHIFT 2 3 4- Thí dụ: Ví dụ 1.V t m dao động điều hòa với tần số 0,5Hz, tại gốc thời gian nó có li độ x(0) = 4cm, v n tốc v(0) = 12,56cm/s, lấy 3,14 . Hãy viết phương trình dao động. Giải: Tính = 2 f =2 .0,5= (rad/s) (0) (0) 4 0 : 4 4 4 a x t x iv b . Nh p: 4 - 4i = 23 co4 ) 4 4 s2 (4 2xSHIF t cmT Ví dụ 2 . V t m gắn vào đầu một lò xo nhẹ, dao động điều hòa với chu kỳ 1s. người ta kích thích dao động bằng cách kéo m khỏi vị trí cân bằng ngược chiều dương một đoạn 3cm rồi buông. Chọn gốc tọa độ ở VTC , gốc thời gian l c buông v t, hãy viết phương trình dao động. Giải: = 2 /T=2 /1= 2 (rad/s) (0) (0) 3 0 : 3; 0 a x t xv b Nh p: -3, = 2 cos(2 )3 3 3xSHIF mT t c Ví dụ 3. V t nhỏ m =250g được treo vào đầu dưới một lò xo nhẹ, thẳng đứng k = 25N/m. Từ VTC người ta kích thích dao động bằng cách truyền cho m một v n tốc 40cm/s theo phương của trục lò xo. Chọn gốc tọa độ ở VTC , gốc thời gian l c m qua VTC ngược chiều dương, hãy viết phương trình dao động. Giải: (0) (0) 0 10 / ; 4 4 a x k rad s x iv m b . Nh p: 4i,= 2 3 cos 2 0 )4 (14 2 xSHIF mT t c ấm SHIFT 2 màn hình xuất hiện như hình bên Nếu bấm tiếp phím 3 = kết quả dạng cực (r ) Nếu bấm tiếp phím 4 = kết quả dạng phức (a+bi ) ( đang thực hiện phép tính ) Trang 3 Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 3 5. Chú ý các vị trí đặc biệt: (Hình vẽ bên phải) Vị trí của vật lúc đầu t=0 Phần thực: a Phần ảo: bi Kết quả: a+bi = A Phƣơng trình: x=Acos(t+ ) iên dương(I): x0 = A; v0 = 0 a = A 0 A0 x=Acos(t) Theo chiều âm (II): x0 = 0 ; v0 < 0 a = 0 bi = Ai A /2 x=Acos(t+ /2) Biên âm(III): x0 = - A; v0 = 0 a = -A 0 A x=Acos(t+ ) Theo chiều dương (IV): x0 = 0 ;v0 > 0 a = 0 bi= -Ai A- /2 x=Acos(t- /2) Vị trí bất kỳ: a= x0 0vbi i A x=Acos(t+ ) 6. Tiện lợi: Nhanh, HS chỉ cần tính ω, viết đ ng các điều kiện ban đầu và vài thao tác bấm máy. III.GIẢI NHANH TỔNG HỢP DAO ĐỘNG: A.TỔNG HỢP CÁC DAO ĐỘNG ĐIỀU HỎA 1.Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phƣơng cùng tần số : x1 = A1cos (t + 1) và x2 = A2cos (t + 2) thì: x = x1 + x2 ta được x = Acos (t + ) . Với: A2 = A1 2+ A2 2+2A1A2cos ( 2 - 1); tan = 2211 2211 coscos sinsin AA AA [ 1 ≤ ≤ 2 ; nếu 1 ≤ 2 ] 2. Nếu một vật tham gia đồng thời nhiều dao động điều hoà cùng phƣơng cùng tần số: x1 = A1cos (t + 1), x2 = A2cos (t + 2) và x3 = A3cos (t + 3) ... thì dao động tổng hợp cũng là dao động điều hoà cùng phương cùng tần số: x = Acos (t + ) . Chiếu lên trục Ox và trục Oy trong hệ xOy. Ta được: Ax = Acos = A1cos 1+ A2cos 2+ A3cos 3 + .. và Ay = A sin = A1sin 1+ A2sin 2+ A3sin 3 + .. Biên độ: : A = 2 2 x yA A và Pha ban đầu : tan = y x A A với [ Min, Max] 3. Khi biết dao động thành phần x1=A1cos (t + 1) và dao động tổng hợp x = Acos(t + ) thì dao động thành phần còn lại là x2 =x - x1 . với x2 = A2cos (t + 2). Biên độ: A2 2=A2+ A1 2-2A1Acos( - 1); Pha tan 2= 1 1 1 1 sin sin cos cos A A A A với 1≤ ≤ 2 (nếu 1≤ 2) 4.Nhược điểm của phương pháp trên khi làm trắc nghiệm: -Xác định A và của dao động tổng hợp theo phương pháp trên mất nhiều thời gian. Việc biểu diễn giản đồ véctơ là phức tạp với những tổng hợp từ 3 dao động trở lên, hay đi tìm dao động thành phần! -Xác định góc hay 2 th t sự khó khăn đối với học sinh bởi vì cùng một giá trị tan luôn tồn tại hai giá trị của (ví dụ: tan =1 thì = /4 hoặc -3 /4). V y chọn giá trị nào cho phù hợp với bài toán!. - Đặc biệt trong phạm vi : -1800< < 1800 hay - < < rất phù hợp với bài toán tổng hợp dao động. V y tổng hợp các dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số đồng nghĩa với việc: Cộng các số phức: 1 1 2 2A A A và Trừ các số phức: 2 2 1 1A A A ; 1 1 2 2A A A II Hình III I IV -A M O x X0 A Trang 4 Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 4 ấm: MODE 2 xuất hiện chữ CMPLX B. GIẢI PHÁP: Dùng máy tính CASIO fx–570ES, 570ES Plus hoặc CASIO fx – 570MS. 1. Cơ sở lý thuyết:x = Acos(t + ) biểu diễn bằng vectơ quay A với biên độ A và pha ban đầu , hoặc biểu diễn bằng số phức : (cos sin ) . ix i ib ea A A . (với môđun: A= 2 2a b ) +Trong máy CASIO fx- 570ES; 570MS kí hiệu là: r (ta hiểu là: A ). 2.Chọn chế độ thực hiện phép tính số phức của máy: CASIO fx–570ES, 570ES Plus Chọn chế độ Nút lệnh Ý nghĩa- Kết quả Chỉ định dạng nh p / xuất toán ấm: SHIFT MODE 1 Màn hình xuất hiện Math. Thực hiện phép tính về số phức ấm: MODE 2 Màn hình xuất hiện CMPLX Hiển thị dạng toạ độ cực: r ấm: SHIFT MODE 3 2 Hiển thị số phức dạng A Hiển thị dạng đề các: a + ib. ấm: SHIFT MODE 3 1 Hiển thị số phức dạng a+bi Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) ấm: SHIFT MODE 4 Màn hình hiển thị chữ R Hoặc Chọn đơn vị đo góc là độ (D) ấm: SHIFT MODE 3 Màn hình hiển thị chữ D Nh p ký hiệu góc ấm SHIFT (-). Màn hình hiển thị Ví dụ: Cách nh p: x= 8cos(t+ /3) sẽ được biểu diễn với số phức: 8 600 hay 8 π 3 ta làm như sau: Máy CASIO fx – 570ES; 570ES Plus ấm: MODE 2 xuất hiện CMPLX +Chọn đơn vị góc là độ (D) bấm: SHIFT MODE 3 hiển thị D Nh p máy: 8 SHIFT (-) 60 hiển thị: 860 +Chọn đơn vị góc là Rad(R) bấm:SHIFT MODE 4 màn hình hiển thị R Nh p máy: 8 SHIFT (-) ( :3 sẽ hiển thị là: 8 1 π 3 Kinh nghiệm: Nh p với đơn vị độ nhanh hơn đơn vị rad (Vì nh p theo đơn vị rad phải có dấu ngoặc đơn ‘(‘‘)’, hoặc phải nh p dạng phân số nên thao tác nh p lâu hơn). Ví dụ: Nh p 90 độ thì nhanh hơn nh p ( /2) hay π 2 Tuy nhiên để dễ nhìn và thân thiện ta nên nh p theo đơn vị rad (R) Bảng chuyển đổi đơn vị góc: (Rad)= (D).π 180 φ Đơn vị góc (Độ) 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 360 Đơn vị góc (Rad) 1 π 12 1 π 6 1 π 4 1 π 3 5 π 12 1 π 2 7 π 12 2 π 3 3 π 4 5 π 6 11 π 12 2 3.Lưu ý : Kết quả có thể hiển thị dạng đại số: a +bi (hoặc dạng cực: A ). -Chuyển từ dạng : a + bi sang dạng: A , bấm SHIFT 2 3 = Ví dụ: Nh p: 8 SHIFT (-) ( :3 ->Nếu hiển thị: 4+ 4 3 i , muốn chuyển sang dạng cực A : ấm SHIFT 2 3 = kết quả: 8 1 π 3 Ví dụ: Nh p: 8 SHIFT (-) ( :3 -> Nếu hiển thị: 8 1 π 3 , muốn chuyển sang dạng phức a+bi : ấm SHIFT 2 4 = kết quả :4+4 3 i ấm SHIFT 2 màn hình xuất hiện như hình bên Nếu bấm tiếp phím 3 = kết quả dạng cực (r ) Nếu bấm tiếp phím 4 = kết quả dạng phức (a+bi ) ( đang thực hiện phép tính ) Trang 5 Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 5 4. Tìm dao động tổng hợp xác định A và bằng cách thực hiện phép CỘNG: a.Với máy FX570ES; 570ES Plus : ấm: MODE 2 màn hình xuất hiện: CMPLX. Chọn đơn vị góc là Rad bấm: SHIFT MODE 4 màn hình hiển thị R (hoặc chọn đơn vị góc là độ bấm: SHIFT MODE 3 màn hình hiển thị D ) Thực hiện phép cộng số phức: 1 1 2 2A A A Ta làm như sau: -Nh p: A1 SHIFT (-) φ1 + A2 SHIFT (-) φ2 = hiển thị kết quả.: a+bi (hoặc: A ) (Nếu hiển thị số phức dạng: a+bi thì bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả: A ) b.Với máy FX570MS : ấm MODE 2 màn hình xuất hiện chữ: CMPLX. Thực hiện phép cộng số phức: 1 1 2 2A A A Ta làm như sau: Nh p A1 SHIFT (-) φ1 + A2 SHIFT (-) φ2 = Bấm tiếp SHIFT + = hiển thị kết quả : A. SHIFT = hiển thị kết quả : φ c.Lƣu ý Chế độ hiển thị màn hình kết quả: Sau khi nh p ta ấn dấu = có thể hiển thị kết quả dưới dạng: phân số, vô tỉ, hữu tỉ,...muốn kết quả dưới dạng thập phân ta ấn SHIFT = (hoặc dùng phím SD ) để chuyển đổi kết quả Hiển thị. d.Các ví dụ: Ví dụ 1: Một v t thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình: x1 = 5cos( t + /3) (cm); x2 = 5cos t (cm). Dao động tổng hợp của v t có phương trình A. x = 5 3 cos( t - /4 ) (cm) B.x = 5 3 cos( t + /6) (cm) C. x = 5cos( t + /4) (cm) D.x = 5cos( t - /3) (cm) Đáp án Phƣơng pháp truyền thống Phƣơng pháp dùng số phức iên độ: 2 21 2 1 2 2 12. .cos( ) A A A A A Pha ban đầu : tan = 2211 2211 coscos sinsin AA AA Thế số: A= 2 25 5 2.5.5.cos( / 3) 5 3 (cm) tan = 5.sin( / 3) 5.sin 0 5. 3 / 2 3 15cos( / 3) 5.cos0 35. 1 2 => = /6. V y :x = 5 3 cos( t + /6) (cm) -Với máy FX570ES: ấm: MODE 2 -Đơn vị góc là độ (D) Bấm: SHIFT MODE 3 Nh p: 5 SHIFT (-) (60) + 5 SHIFT (-) 0 = Hiển thị 5 3 30 =>:x = 5 3 cos( t + /6)(cm) (Nếu Hiển thị dạng đề các: 15 5 3 2 2 i thì ấm SHIFT 2 3 = Hiển thị: 5 3 30 ) -Đơn vị đo góc là Rad (R) bấm: SHIFT MODE 4 Nh p :5 SHIFT (-). ( /3) + 5 SHIFT (-) 0 = Hiển thị: 5 3 1 π 6 Ví dụ 2: Một v t thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số x1= cos(2 t + )(cm), x2 = 3 .cos(2 t - /2)(cm). Phương trình của dao động tổng hợp A. x = 2.cos(2 t - 2 /3) (cm) B. x = 4.cos(2 t + /3) (cm) C. x = 2.cos(2 t + /3) (cm) D. x = 4.cos(2 t + 4 /3) (cm) Giải: Với FX570ES;570ES Plus: ấm MODE 2 , Chọn đơn vị góc (R): ấm SHIFT MODE 4 Trang 6 Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 6 -Nh p máy: 1 SHIFT(-) + 3 SHIFT(-) (- /2 = Hiển thị: 2- 2 π 3 . Đáp án A Ví dụ 3: Một v t dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng dọc theo trục x’Ox có li độ )() 2 2cos( 3 4 ))( 6 2cos( 3 4 cmtcmtx . iên độ và pha ban đầu của dao động là: A. . 3 ;4 radcm B. . 6 ;2 radcm C. . 6 ;34 radcm D. . 3 ; 3 8 radcm Đáp án A Giải 1: Với FX570ES , 570ES Plus: ấm MODE 2 Chọn đơn vị góc (R): SHIFT MODE 4 Nh p máy: 4 3 SHIFT (-). ( /6) + 4 3 SHIFT (-). ( /2 = Hiển thị: 4 1 π 3 Ví dụ 4: a dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình lần lượt:x1= 4 cos( t - /2) (cm) , x2= 6cos( t + /2) (cm) và x3=2cos( t) (cm). Dao động tổng hợp của 3 dao động này có biên độ và pha ban đầu là A. 2 2 cm; /4 rad B. 2 3 cm; - /4 rad C.12cm; + /2 rad D.8cm; - /2 rad Giải: Với FX570ES; 570ES Plus: ấm MODE 2 . Chọn đơn vị góc (R). SHIFT MODE 4 Tìm dao động tổng hợp, nh p máy: 4 SHIFT(-) (- /2) + 6 SHIFT(-) ( /2) + 2 SHIFT(-) 0 = Hiển thị: 2 2 /4. Chọn A Ví dụ 5: Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số x1= a 2 cos( t+ /4)(cm) và x2 = a.cos( t + ) (cm) có phương trình dao động tổng hợp là A. x = a 2 cos( t +2 /3)(cm) B. x = a.cos( t + /2)(cm) C. x = 3a/2.cos( t + /4)(cm) D. x = 2a/3.cos( t + /6)(cm) Chọn Giải: Với FX570ES;570ES Plus: ấm MODE 2 : CMPLX. Chọn đơn vị góc (D) ấm: SHIFT MODE 3 ( Lƣu ý : Không nhập a) Nh p máy : 2 SHIFT(-)45 + 1 SHIFT(-)180 = Hiển thị: 1 90. Ví dụ 6: Tìm dao động tổng hợp của bốn DĐĐH cùng phương sau: 1 210cos(20 )( ), 6 3 cos(20 )( )6 2 x t cm x t cm 3 44 3 cos(20 )( ), 10cos(20 )( )6 x t cm x t cm Giải: 61 110cos(20 ) 106 i x t x e , 22 26 3 cos(20 ) 6 32 i x t x e 3 14 3 cos(20 ) 4 3x t x , 6 4 410cos(20 ) 106 i x t x e Bấm: 10 6 3 4 3 10 6 2 6 ,SHIFT, 2, 3 = hiển thị: 6 6 4 cos(206 6 ) 4 )(x t cm Ví dụ 7: Hai chất điểm M1,M2 chuyển động trên hai đường thẳng song song, theo phương Ox song song với hai đường thẳng trên, ch ng lần lượt có các phương trình 1 3(cos 2 . )2 x t cm và 2 3 3 cos2 . ( )x t cm . Tìm khoảng cách giữa M1 và M2 theo phương Ox trên . Giải: 1 3cos(2 )2 x t , 2 3 3 cos(2 )x t Ta có: 1 2 2 1| | | | 3 3 3 2 M M x x x x Bấm máy: 2 3 6 3 63 3 ; 2 SHIFT V y: 1 2 | 6cos(2 ) | ( )6 M M t cm Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 7 e. Trắc nghiệm vận dụng : Câu 1: Một v t thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số theo các phương trình: x1 = acos( t + /2)(cm) và x2 = a 3 cos( t) (cm). Phương trình của dao động tổng hợp A. x = 2acos( t + /6) (cm) B. x = 2acos( t - /6) (cm) C. x = 2acos( t - /3) (cm) D. x = 2acos( t + /3) (cm)(Lưu ý không nh p a) Đáp án A 5. Tìm dao động thành phần ( xác định A2 và 2 ) bằng cách thực hiện phép TRỪ: Ví dụ tìm dao động thành phần x2: x2 =x - x1 với : x2 = A2cos(t + 2) Xác định A2 và 2? a.Với máy FX570ES; 570ES Plus: ấm MODE 2 màn hình xuất hiện: CMPLX Thực hiện phép trừ số phức: 2 2 1 1A A A ; hoặc 1 1 2 2A A A Nh p A SHIFT (-) φ - (ch ý dấu trừ), Nh p A1 SHIFT (-) φ1 = kết quả. (Nếu hiển thị số phức thì bấm SHIFT 2 3 = kết quả trên màn hình: A2 2 b.Với máy FX570MS ấm MODE 2 màn hình xuất hiện: CMPLX Thực hiện phép trừ số phức: 2 2 1 1A A A ; hoặc 1 1 2 2A A A Nh p A SHIFT (-) φ - (ch ý dấu trừ), Nh p A1 SHIFT (-) φ1 = Bấm tiếp SHIFT + = hiển thị kết quả: A2. bấm SHIFT = hiển thị kết quả : φ2 c.Các ví dụ : Ví dụ 8: Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình dao động tổng hợp x=5 2 cos( t+5 /12)(cm) với các dao động thành phần cùng phương là x1=A1 cos( t + 1) và x2=5cos( t+ /6)(cm), iên độ và pha ban đầu của dao động 1 là: A. 5cm; 1 = 2 /3 B.10cm; 1= /2 C.5 2 (cm) 1 = /4 D. 5cm; 1= /3 Giải: Với FX570ES; 570ES Plus: ấm MODE 2 CMPLX. Chọn đơn vị góc là rad: SHIFT MODE 4 . - Nh p máy: 5 2 SHIFT(-) (5 /12) – 5 SHIFT(-) ( /6 = Hiển thị: 5 2 π 3 . chọn A Ví dụ 9: Một v t đồng thời tham gia 3 dao động cùng phương, cùng tần số có phương trình dao động: x1 = 2 3 cos(2πt + /3) (cm), x2 = 4cos(2πt + /6) (cm) và x2 = A3 cos( t + 3) (cm). Phương trình dao động tổng hợp có dạng x = 6cos(2πt - /6) (cm). Tính biên độ dao động và pha ban đầu của dao động thành phần thứ 3: A. 8cm và - /2 . B. 6cm và /3. C. 8cm và /6 . D. 8cm và /2. Chọn A Giải: Với FX570ES;570ES Plus: ấm chọn MODE 2 màn hình xuất hiện : CMPLX Chọn đơn vị đo góc là rad (R) SHIFT MODE 4 . Tìm dao động thành phần thứ 3: x3 = x - x1 –x2 Nh p máy: 6 SHIFT(-) (- /6) - 2 3 SHIFT(-) ( /3) - 4 SHIFT(-) ( /6 = Hiển thị: 8 - 1 π 2 . d.Trắc nghiệm vận dụng: Câu 1: Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình 5 3cos( ) 6 x t (cm). iết dao động thứ nhất có phương trình li độ 1 5cos( )6 x t (cm). Dao động thứ hai có phương trình li độ là A. 2 8cos( )6 x t (cm). B. 2 2cos( )6 x t (cm).C. 2 5 2cos( ) 6 x t (cm). D. 2 5 8cos( ) 6 x t (cm). Câu 2: Một v t đồng thời tham gia 2 dao động cùng phương, cùng tần số có phương trình dao động: x1 = 8cos(2πt + /2) (cm) và x2 = A2 cos( t + 2) (cm). Phương trình dao động tổng hợp có dạng x=8 2 cos(2πt + /4) (cm). Tính biên độ dao động và pha ban đầu của dao động thành phần thứ 2: A. 8cm và 0 . B. 6cm và /3. C. 8cm và /6 . D. 8cm và /2. Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 8 Câu 3: Một v t đồng thời tham gia 3 dao động cùng phương, cùng tần số có phương trình dao động: x1 = 8cos(2πt + /2) (cm), x2 = 2cos(2πt - /2) (cm) và x3 = A3 cos(2 t + 3) (cm). Phương trình dao động tổng hợp có dạng x = 6 2 cos(2πt + /4) (cm). Tính biên độ dao động và pha ban đầu của dao động thành phần thứ 3: A. 6cm và 0 . B. 6cm và /3. C. 8cm và /6 . D. 8cm và /2. Câu 4: Một v t đồng thời tham gia 3 dao động cùng phương, cùng tần số có phương trình dao động: x1 = a.cos(2πt + /2) , x2 = 2a.cos(2πt - /2) và x3 = A3 cos(2 t + 3). Phương trình dao động tổng hợp có dạng x = a 2 cos(2πt - /4) (cm). Tính biên độ dao động và pha ban đầu của dao động thành phần thứ 3: A. a và 0 . B. 2a và /3. C. a 2 và /6 . D. 2a 2 và /2. IV. BÀI TOÁN CỘNG (TRỪ) ĐIỆN ÁP TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU: 1.Cộng điện áp:Xét đoạn mạch nối tiếp: u = u1 +u2.Với u1 = U01 1os( )c t và u2 = U02 2os( )c t a.Cách 1: Phương pháp giản đồ véc tơ: Ta có tổng hợp các dao động điều hoà: -Điện áp tổng trong đoạn mạch nối tiếp: u = u1 +u2 = 01 021 2os( ) os( ) U c t U c t -Điện áp tổng có dạng: u = U0 s( ) co t Với: U0 2 = U201+ U02 2 + 2.U02.U01. Cos( 1 2) ; 01 1 02 2 01 1 02 2 sin .sin tan cos cos U U U U Ví dụ 1 : Cho mạch gồm: Đoạn AM chứa: R, C mắc nối tiếp với đoạn M chứa cuộn cảm L,r. Tìm uAB = ? iết: uAM = 100 2 s os(100 ) 3 c t (V) 0 1100 2( ), 3AM U V uMB = 100 2 os(100 ) 6 c t (V) ->U0MB = 100 2 (V) , 2 6 Bài giải: Dùng công thức tổng hợp dao động: uAB =uAM +uMB + U0AB = 2 2(100 2) (100 2) 2.100. 2.100 2.cos( ) 200( ) 3 6 V => U0AB = 200(V) + 100 2 sin( ) 100 2 sin( ) 3 6tan 100 2 cos( ) 100 2 cos( ) 12 3 6 . V y uAB = 200 os(10 1 0 ) 2 c t (V) b.Cách 2: Dùng máy tính CASIO fx – 570ES ; 570ES Plus, VINA CAL Fx-570ES Plus: RẤT NHANH! Chọn chế độ của máy tính: Chọn chế độ Nút lệnh Ý nghĩa- Kết quả Cài đặt ban đầu (Reset all): ấm: SHIFT 9 3 = = Reset all ( có thể không cần thiết) Chỉ định dạng nh p / xuất toán ấm: SHIFT MODE 1 Màn hình xuất hiện Math. Thực hiện phép tính về số phức ấm: MODE 2 Màn hình xuất hiện CMPLX Dạng toạ độ cực: r ấm: SHIFT MODE 3 2 Hiển thị số phức dạng: A Hiển thị dạng đề các: a + ib. ấm: SHIFT MODE 3 1 Hiển thị số phức dạng: a+bi Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) ấm: SHIFT MODE 4 Màn hình hiển thị chữ R Hoặc Chọn đơn vị đo góc là độ (D) ấm: SHIFT MODE 3 Màn hình hiển thị chữ D Nh p ký hiệu góc ấm SHIFT (-) Màn hình hiển thị 2.Ví dụ cách nhập máy: Cho: uAM = 100 2 s os(100 ) 3 c t (V),biểu diễn 100 2 -600 hoặc 100 2 - 1 π 3 Chọn chế độ: ấm MODE 2 xuất hiện CMPLX, Chọn đơn vị góc là độ bấm: SHIFT MODE 3 hiển thị D Nh p: 100 2 SHIFT (-) -60 hiển thị : 100 2 -60 -Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) bấm: SHIFT MODE 4 màn hình hiển thị R Hình uAM B A R L,r uMB M C Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 9 Nh p: 100 2 SHIFT (-) (- :3 hiển thị : 100 2 - 1 π 3 -Cần chọn chế độ mặc định theo dạng toạ độ cực r (ta hiểu là A - Chuyển từ dạng : a + bi sang dạng A , ta bấm SHIFT 2 3 = 3. Xác định U0 và bằng cách bấm máy tính: FX570ES; 570ES Plus , VINACAL 570EsPlus uAM +uMB = uAB => 01 1 02 2 0U U U để xác định U0 và . +Với máy FX570ES; 570ES Plus ,VINACAL 570EsPlus: ấm MODE 2 xuất hiện: CMPLX. -Nh p U01 SHIFT (-) φ1 + U02 SHIFT (-) φ2 = kết quả. (Nếu hiển thị số phức dạng: a+bi thì bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả : A +Với máy FX570MS : ấm MODE 2 màn hình xuất hiện : CMPLX. Nh p U01 SHIFT (-) φ1 + U02 SHIFT (-) φ2 = Sau đó bấm SHIFT + = hiển thị kết quả là: A SHIFT = hiển thị kết quả là: φ +Lƣu ý Chế độ hiển thị kết quả trên màn hình: Sau khi nh p, ấn dấu = hiển thị kết quả dưới dạng vô tỉ, muốn kết quả dưới dạng thập phân ta ấn SHIFT = ( hoặc dùng phím SD ) để chuyển đổi kết quả Hiển thị. 4.Ví dụ 1 ở trên : Tìm uAB = ? với: uAM = 100 2 os(100 ) 3 c t (V) 0 1100 2( ), 3 AMU V uMB = 100 2 os(100 ) 6 c t (V) -> U0MB = 100 2 (V) , 2 6 Giải 1: Với máy FX570ES ;570ES Plus,VINACAL 570Es Plus : ấm MODE 2 xuất hiện: CMPLX Chọn đơn vị đo góc là D (độ): SHIFT MODE 3 Tìm uAB? Nh p máy:100 2 SHIFT (-) (-60) + 100 2 SHIFT (-) 30 = kết quả : 200-15 . V y uAB = 200 0os( 15 ) c t (V) Hay: uAB = 200 os(100 ) 12 c t (V) Giải 2: Chọn đơn vị đo góc là R (Radian): SHIFT MODE 4 Tìm uAB? Nh p máy:100 2 SHIFT (-). (- /3) + 100 2 SHIFT (-) ( /6 = kết quả: 200- /12 . V y uAB = 200 os(10 1 0 ) 2 c t (V) 5. Nếu cho u1 = U01cos(t + 1) và u = u1 + u2 = U0cos(t + ) . Tìm dao động thành phần u2 : (Ví dụ hình minh họa bên) u2 = u - u1 .với: u2 = U02cos(t + 2). Xác định U02 và 2 *Với máy FX570ES;570ES Plus,VINACAL 570EsPlus : ấm MODE 2 Nh p máy: U0 SHIFT (-) φ - (trừ) U01 SHIFT (-) φ1 = kết quả. (Nếu hiển thị số phức thì bấm SHIFT 2 3 = kết quả trên màn hình là: U02 2 *Với máy FX570MS : ấm MODE 2 Nh p máy: U0 SHIFT (-) φ - (trừ) U01 SHIFT (-) φ1 = bấm SHIFT (+) = , ta được U02 ; bấm SHIFT (=) ; ta được φ2 Ví dụ 2: Nếu đặt vào hai đầu một mạch điện chứa một điện trở thuần và một cuộn cảm thuần mắc nối tiếp một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 100 2 cos( t + 4 ) (V), thì khi đó điện áp hai đầu điện trở thuần có biểu thức uR=100cos( t) (V). iểu thức điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần sẽ là A. uL= 100 cos( t + 2 )(V). B. uL = 100 2 cos( t + 4 )(V). Hình u1 B A X Y u2 M Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 10 C. uL = 100 cos( t + 4 )(V). D. uL = 100 2 cos( t + 2 )(V). Giải 1: Với máy FX570ES ;570ES Plus,VINACAL 570EsPlus : ấm MODE 2 xuất hiện : CMPLX Chọn đơn vị đo góc là D (độ): SHIFT MODE 3 màn hình xuất hiện D Tìm uL? Nh p máy:100 2 SHIFT (-). (45) - 100 SHIFT (-). 0 = Hiển thị kết quả : 10090 . V y uL= 100 2 os( ) c t (V) Chọn A Giải 2: Chọn đơn vị đo góc là R (Radian): SHIFT MODE 4 Tìm uL? Nh p máy:100 2 SHIFT (-). ( /4) - 100 SHIFT (-). 0 = Hiển thị kết quả: 100 /2 . V y uL= 100 2 os( )c t (V) Chọn A Ví dụ 3: Nếu đặt vào hai đầu một mạch điện chứa một điện trở thuần và một tụ điện mắc nối tiếp một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 100 2 cos( t - 4 )(V), khi đó điện áp hai đầu điện trở thuần có biểu thức uR=100cos( t)(V). Biểu thức điện áp giữa hai đầu tụ điện sẽ là A. uC = 100 cos( t - 2 )(V). B. uC = 100 2 cos( t + 4 )(V). C. uC = 100 cos( t + 4 )(V). D. uC = 100 2 cos( t + 2 )(V). Giải 1: Với máy FX570ES ;570ES Plus,VINACAL 570EsPlus: ấm MODE 2 xuất hiện CMPLX Chọn đơn vị đo góc là độ (D) : SHIFT MODE 3 Tìm uc? Nh p máy:100 2 SHIFT (-). (-45) - 100 SHIFT (-). 0 = Hiển thị kết quả : 100-90 . V y uC = 100 2 os( )c t (V) Chọn A Giải 2: Chọn đơn vị đo góc là Radian ( R): SHIFT MODE 4 Tìm uC ? Nh p máy:100 2 SHIFT (-). (- /4) - 100 SHIFT (-). 0 = Hiển thị kết quả: 100- /2 . V y uC = 100 2 os( )c t (V Chọn A Ví dụ 4: Đoạn mạch A có điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm và tụ điện mắc nối tiếp. M là một điểm trên trên doạn A với điện áp uAM = 10cos100 t (V) và uMB = 10 3 cos (100 t - 2) (V). Tìm biểu thức điện áp uAB.? A. u 20 2cos(100 t) (V)AB B. ABu 10 2cos 100 t (V)3 C. u 20.cos 100 t V)AB 3 ( D. ABu 20.cos 100 t V) 3 ( Chọn D Giải : Chọn đơn vị đo góc là Radian (R): SHIFT MODE 4 Tìm uAB ? Nh p máy:10 SHIFT (-). 0 + 10 3 SHIFT (-). (- /2 = Hiển thị kết quả: 20- /3 . V y uC = 20 os(100 ) 3 c t (V) Chọn D 6. Trắc nghiệm vận dụng : Câu 1: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch R, L thuần cảm , C mắc nối tiếp thì điện áp đoạn mạch chứa LC là 1 60cos 100 . ( )2 u t V (A) và điện áp hai đầu R đoạn mạch là 2 60cos 100 . ( )u t V . Điện áp hai đầu đoạn mạch là: A. 3/.100cos260 tu (V). B. 6/.100cos260 tu (V) Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 11 C LA BR M C. 60 2 cos 100 . / 4u t (V). D. 6/.100cos260 tu (V). Chọn C Câu 2: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ . Đặt vào hai đầu A, một điện áp xoay chiều , điện áp tức thời giữa các điểm A và M , M và có dạng : AMu 15 2 cos 200 t / 3 (V) Và MBu 15 2 cos 200 t (V) . iểu thức điện áp giữa A và có dạng : A. ABu 15 6 cos(200 t / 6)(V) B. ABu 15 6 cos 200 t / 6 (V) C. ABu 15 2 cos 200 t / 6 (V) D. ABu 15 6 cos 200 t (V) Câu 3(ĐH–2009): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. iết R = 10 Ω, cuộn cảm thuần có L=1/(10π) (H), tụ điện có C = (F) và điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần là uL= 20 cos(100πt + π/2) (V). iểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là A. u = 40cos(100πt + π/4) (V). B. u = 40 cos(100πt – π/4) (V). C. u = 40 cos(100πt + π/4) (V). D. u = 40cos(100πt – π/4) (V). Chọn D Câu 4: Hai đầu đoạn mạch CRL nối tiếp có một điện áp xoay chiều: uAB =100 2 cos(100πt)(V), điện áp giữa hai đầu MB là: uMB = 100cos(100πt + 4 )(V). iểu thức của điện áp giữa hai đầu đoạn AM là: A. uAM = 100cos(100πt + 2 )V. B. uAM = 100 2 cos(100πt - 2 )V. C. uAM = 100cos(100πt - 4 )V D. uAM = 100 2 cos(100πt - 4 )V. Chọn C Câu 5: Một mạch điện xoay chiều RLC ( hình vẽ) có R = 100 ; L= 3 (H). Điện áp hai đầu đoạn mạch AM chứa R có dạng: u1 = 100 cos100 t(V). Viết biểu thức tức thời điện áp hai đầu A của mạch điện. A. 200 2 cos(100 ) 3 u t (V) B. 200 2 cos(100 ) 4 u t (V) C. 200cos(100 ) 3 u t (V) D. 200 2 cos(100 ) 4 u t (V). Chọn C Câu 6: Ở mạch điện hình vẽ bên , khi đặt một điện áp xoay chiều vào A thì 120 2 os(100 )AMu c t V và 120 2 os(100 ) 3MB u c t V . iểu thức điện áp hai đầu A là : A. 120 2 os(100 ) 4AB u c t V . B. 240 os(100 ) 6AB u c t V . C. 120 6 os(100 ) 6AB u c t V . D. 240 os(100 ) 4AB u c t V . Hình u1 B A R L u2 M M C A B R L,r B r B A M Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 12 V. TÌM BIỂU THỨC i HOẶC u TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU: 1.Phương pháp giải truyền thống: Cho R , L, C nối tiếp. Nếu cho u=U0cos(t+ u),viết i? Hoặc nếu cho i=I0cos(t+ i),viết u? Bước 1: Tính tổng trở Z: Tính LZ L .; 1 1 2C Z C fC và 2 2( )L CZ R Z Z Bước 2: Định lu t Ôm : U và I liên hệ với nhau bởi U I Z ; Io = Z U o ; Bước 3: Tính độ lệch pha giữa u hai đầu mạch và i: tan L C Z Z R ; Suy ra Bước 4: Viết biểu thức i hoặc u: a) Nếu cho trước u=U0cos(t+ u) thì i có dạng: i =I0cos(t + u - ). b) Nếu cho trước i=I0cos(t + i) thì u có dạng: u =U0cos(t+ i + ). Ví dụ 1: Mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 50, một cuộn thuần cảm có hệ số tự cảm 1 ( ) L H và một tụ điện có điện dung 42.10 ( ) C F mắc nối tiếp. iết rằng dòng điện qua mạch có dạng 5cos100 i t A .Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu mạch điện. Giải 1:Bước 1: Cảm kháng: 1100 . 100 LZ L ; Dung kháng: 1 ... 50CZ C Tổng trở: 2 22 250 100 50 50 2 L CZ R Z Z Bước 2: Định lu t Ôm : Với Uo= IoZ = 5.50 2 = 250 2 V; Bước 3: Tính độ lệch pha giữa u hai đầu mạch và i: 100 50tan 1 50 L C Z Z R 4 (rad). Bước 4: iểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu mạch điện: 250 2 cos 100 4 u t (V). 2.Phương pháp dùng máy tính FX-570ES, FX-570ES Plus,VINA CAL Fx-570ES Plus a.Tìm hiểu các đại lượng xoay chiều dạng phức: Xem bảng liên hệ ĐẠI LƢỢNG ĐIỆN CÔNG THỨC DẠNG SỐ PHỨC TRONG MÁY TÍNH FX-570ES Cảm kháng ZL ZL ZL i (Chú ý trước i có dấu cộng là ZL ) Dung kháng ZC ZC - ZC i (Chú ý trước i có dấu trừ là Zc ) Tổng trở: LZ L. ; 1 CZ .C ; 22 L CZ R Z Z ( ) L CZ R Z Z i = a + bi ( với a=R; b = (ZL -ZC ) ) -Nếu ZL >ZC : Đoạn mạch có tính cảm kháng -Nếu ZL <ZC : Đoạn mạch có tính dung kháng Cường độ dòng điện i=Io cos(t+ i ) 0 0 ii ii I I Điện áp u=Uo cos(t+ u ) 0 0 ui uu U U Định lu t ÔM U I Z . u i u i Z Z uZ i Chú ý: ( ) L CZ R Z Z i ( tổng trở phức Z có gạch trên đầu: R là phần thực, (ZL -ZC ) là phần ảo) Cần phân biệt chữ i sau giá trị b = (ZL -ZC ) là phần ảo , khác với chữ i là cường độ dòng điện. Cho nên trong biểu thức số phức cường độ dòng điện ký hiệu có chữ i gạch ngang trên đầu. Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com Trang 13 b.Chọn cài dặt máy tính: CASIO fx – 570ES ; 570ES Plus, VINACAL FX-570ES Plus Chọn chế độ làm việc Nút lệnh Ý nghĩa- Kết quả Chỉ định dạng nh p / xuất toán ấm: SHIFT MODE 1 Màn hình xuất hiện Math. Thực hiện phép tính số phức ấm: MODE 2 Màn hình xuất hiện CMPLX Dạng toạ độ cực: r ấm: SHIFT MODE 3 2 Hiển thị số phức dạng: A Hiển thị dạng đề các: a + ib. ấm: SHIFT MODE 3 1 Hiển thị số phức dạng: a+bi Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) ấm: SHIFT MODE 4 Màn hình hiển thị chữ R Hoặc Chọn đơn vị đo góc là độ (D
Tài liệu đính kèm:
- giai_nhanh_trac_nghiem_vat_ly_lop_12_bang_may_tinh.pdf