Sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng máy tính cầm tay giải bài tập đồ thị hàm điều hòa
Năm 2015 Bộ Giáo Dục đã có bước đổi mới trong kỳ thi, đổi tên kỳ thi Đại học
– Cao đẳng thành kỳ thi THPT Quốc Gia, gộp 4 kỳ thi ( Tốt nghiệp, hai kỳ thi ĐHCĐ, và 1 kỳ thi Cao đẳng) làm một kỳ thi duy nhất. Đối với môn Vật lý, hình thức thi
là trắc nghiệm khách quan, số lượng câu hỏi 50 câu và thời gian làm bài là 90 phút. Do
vậy, để có thể đạt được điểm cao trong kỳ thi này, học sinh ngoài việc nắm vững kiến
thức còn phải được trang bị phương pháp thích hợp với độ chính xác cao, tốc độ nhanh
và đơn giản.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm vật lý như
phương pháp sử dụng máy tính cầm tay, phương pháp loại trừ, phương pháp vòng tròn
lượng giác hay các cách thức tính nhanh . Tuy nhiên để có độ chính xác cao, thời
gian ngắn và đơn giản cho học sinh, theo tôi vẫn là phương pháp sử dụng máy tính
cầm tay.
Bên cạnh đó, trong những năm vừa qua, gần đây nhất là kỳ thi THPT Quốc Gia
năm 2015, trong đề thi xuất hiện khá nhiều bài tập liên quan đến đồ thị và đều rơi vào
những câu khó giành cho học sinh giỏi, khá. Chúng chiếm rất nhiều thời gian và dễ
gây nhầm lẫn trong việc luận giải.
Ngoài ra, bài tập đồ thị có tính trực quan, dễ dàng ghi nhớ, thể hiện đầy đủ ý
nghĩa của một đại lượng biến thiên điều hòa. Các đại lượng đặc trưng của một hàm
điều hòa như giá trị cực đại, giá trị tức thời, chu kỳ đều được thể hiện rỏ ràng trên
đồ thị của chúng. Do đó, việc nghiên cứu dạng bài tập này sẽ tạo nền tảng để xây dựng
phương pháp mới (phương pháp đồ thị) có thể thay thế cho một số các phương pháp
thường sử dụng như phương pháp đại số, đường tròn lượng giác .
AB,
với AB m. Biết khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần mà li độ dao động của
phần tử tại B bằng biên độ dao động của phần tử tại C là ,2 s. Tốc độ truyền sóng là
A. 2 . B. ,5 . C. . D. ,25 .
Hƣớng dẫn:
⍟ Biên độ sóng tại C
A
A
u
B C O
𝑥
𝐴𝐵
𝑥
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 54
{
A A os [ os
;1
*
2
x]
v i {
x AB 2 5 m
A
Đi t o t ị t A, u A l y
A
2
2
⍟ Vận tốc:
x v t
2
| os;1 (
A
A
) os;1 (
A
A
)| {
t ,2
m
A
2
2
A
v 5
Ví dụ 26: M, N, P là ba điểm liên tiếp trên một sợi dây mang sóng dừng có cùng
biên độ mm, dao động tại N ngược pha với dao động tại M. MN NP 2
m, cứ sau những khoảng thời gian ngắn nhất , s thì sợi dây có dạng một
đoạn thẳng. Tốc độ dao động của phần tử vật chất tai điểm bụng khi qua vị trí cân
bằng là (lấy , )
A. 2 mm s B. 2 mm s C. 2 mm s D. 2 mm s
Hƣớng dẫn:
{
A os [ os
;1
A
*
2
x ]
v A A
2
T
2 , 2 mm s
Ví dụ 27
Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng ổn định với khoảng cách giữa hai
nút sóng liên tiếp là m. Trên dây có những phần tử sóng dao động với tần số
5 Hz và biên độ lớn nhất là m. Gọi N là vị trí của một nút sóng; C và D là hai
phần tử trên dây ở hai bên của N và cách vị trí cân bằng N lần lượt là ,5 m và
m. Tại thời điểm t1, phần tử C có li độ ,5 m và đang hướng về vị trí cân
bằng. Vào thời điểm t2 =(t1+ )s, phần tử D có li độ là
A. , 5 m B. ,5 m C. ,5 m D. , 5 m
Hƣớng dẫn:
⍟ Bước sóng:
A
A u
B C
A
x
AB
2
● ●
𝑀
x
O
u 𝑚𝑚
●
● ●
A
𝑁
P
𝑐𝑚 𝑐𝑚 𝑐𝑚
𝜆 2
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 55
n
2
v i ,
m
n 2
2 m
⍟ Biên độ dao động của phần từ vật chất tại D
⍟ Li độ tại bụng vào thời điểm t1
u t1 u t1 os ( os
;1 *
A
u t1
+ 2
)
{
{
A
u t1 ,5 m
,5 m
u t1
2
2
⍟ Li độ dao động của phần tử vật chất tại D vào thời điểm t1
{
u t1 u t1 os ( os
;1 *
A
u t1
+ 2
)
{
A
u t1
2
2
m
u t1
2
⍟ Biên độ sóng tại D
A A os * os
;1 (
A
A
) 2
+ {
A
A m
m
A
2
m
⍟ Li độ dao động của phần tử vật chất tại D vào thời điểm 2
u t2 A os * os
;1 (
u t1
A
) t+
{
t s
2 2
r
s
*
u t1 l y
A
2
m
u ,5
𝑐𝑚
●
𝑁
𝐶
𝐷
●
,5 𝑐𝑚
A
𝑢
𝑥
𝜆 ,5 ,5
,5
●
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 56
PHẦN 3 – SỬ DỤNG MÁY TÍNH CẦM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ ĐIỆN
XOAY CHIỀU
① Biểu diễn các đại lƣợng xoay chiều dƣới dạng phức
Biểu diễn phức các đại lượng điện xoay chiều được trình bày khá chi tiết trong
rất nhiều tài liệu đặc biệt là trong các giáo trình điện đại cương. Chúng ta có thể tóm
lược một số công thức đối với mạch RLC nối tiếp như sau:
Biểu thức đại số Biểu diễn phức
⍟ Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch
u U os t u U ∠ U Uo U i
⍟ Dòng điện
i I os t i I ∠
⍟ Tổng trở
√R2 2 z ∠ R i
⍟ Định luật ohm
I
U
i
u
z
{
u u u u
i i i i
i
u
R
u
u
u
u
{
u u u u
i i i i
i
u
z
z R i i
Trên đoạn mạch MN thuộc Mạch RLC nối tiếp, nếu vắng phần tử nào, thì đại lượng
tương ứng với phần tử đó bằng không
② Sự tƣơng đƣơng của các đại lƣợng trong hàm điều hòa
x A os t
i I os t u U os t
i x
I A
u x
U A
Biểu diễn phức dòng điện Biểu diễn phức điện áp
i i (√I 2 i2) i {
i i m
i t n
u u (√U 2 u2) i {
u i m
u t n
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 57
③ Chu kỳ
⍟ Trường hợp :
{
N u u [u1 u2] t t
T
2
os;1
u2
U
* os;1
u1
U
*
N u u [u1 U u2] t t
T
2
os;1
u2
U
* os;1
u1
U
*
N u u [u1 U u2] t t
T
2
os;1
u2
U
* os;1
u1
U
* 2
⍟ Trường hợp :
④ Các ví dụ minh họa
Ví dụ 1
Đồ thị biểu diễn điện áp giữa hai đầu đoạn mạch
điện xoay chiều có dạng như hình vẽ. Phương
trình điện áp
A. u 2 os 5 t 2 B. u 2 os 5 t
C. u 5 2 os t D. u 5 2 os t
Hƣớng dẫn:
⊕ Xác định A, : Biểu diễn phức điện áp tại thời điểm t có dạng
{
u u √U
2 u 2i
{
U 2 V
u 5 2 V
t , u t n L y u
{
U 2 V
2
r
⊕ Xác định : [ 5 2 ]
t
T
2
os;1
u2
U
* os;1
u1
U
*
{
U 2 V
u1 5 2 V
u2 V
t , s
Thay số
T , 2 s
5
r s
Phương trình điện áp có dạng:
u 2 os 5 t 2 n A
,
5 2
2
𝑡 𝑠
𝑢 𝑉
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 58
Ví dụ 2
Đồ thị biểu diễn cường độ tức thời chạy qua
đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn
cảm thuần có dung kháng 5 ở hình
vẽ bên. Biểu thức điện áp tức thời giữa hai
đầu cuộn cảm
A. i 5 os 2 t A, s B. i 5 os t A, s
C. i 5 os t A, s C. i 5 os 2 t A, s
Hƣớng dẫn:
⊕ Xác định và φ
Biểu diễn phức dòng điện tại thời điểm t
i i √I 2 i 2i tron {
I 5 A
u 2,5 A
t , i i m L y
{
⊕ Xác định ⍵: [ , ]
t
T
2
T
2
os;1
i2
I
* os;1
i1
I
*
{
I 5 A
i1 2,5 A
i2 A
t 2 s
{
T , s
2 r s
Phương trình dòng điện có dạng: i 5 os 2 t A, s n A
Ví dụ 3
Đồ thị biểu diễn cường độ tức thời của dòng điện
xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần có dung kháng
5 ở hình vẽ bên. Biểu thức điện áp tức thời
giữa hai đầu cuộn cảm là
A. u os 5 t 5 B. u os 5 t
C. u os t D. u os t
Hƣớng dẫn:
u i z ,
i i (√I 2 i 2) i
z i
{
i , A
I ,2A
l i i , i i m l y
{
U V
5
2
5
𝑡 𝑠
i A
2,5
5
●
,
,
,2
𝑡 𝑠
𝑖 𝐴
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 59
Ví dụ 4
Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch biến thiên
điều hòa theo thời gian (hình vẽ). Phương
trình điện áp có dạng:
A. u U os t 5 V
B. u U os t 2 V
C. u U os t V
D. u U os t V
Hướng dẫn:
⊕ Xác định u
u U os [ os
;1(
U 2
2
U
)
T
2
] U os * os
;1 (
2
2
) 2
2
+
Bấm máy:
MHHT
2
u
U
2
⊕ Xác định pha ban đầu
u u (√U 2 u 2) i
U
2
U 2 (
U
2
)
2
U [
2
2 (
2
)
2
]
Bấm máy:
MHHT ∠
5
5
Vậy phương trình dao động có dạng:
u U os t 5 V
U
O
u
U 2
2
T
2
u 𝑉
t 𝑠
𝐒𝐇𝐈𝐅𝐓 × 𝟏𝟎𝒙 𝟕 𝟐 𝟒 𝟐
𝐂𝐎𝐒 𝟐 𝟐 𝐒𝐇𝐈𝐅𝐓 𝐂𝐎𝐒
4 2 3 𝒙
𝟐
2 3
𝐄𝐍𝐆 𝒙𝟐 𝐒𝐇𝐈𝐅𝐓 2 3
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 60
Ví dụ 5
Đoạn mạch xoay chiều gồm hai phần
tử RL nối tiếp (cuộn dây cảm thuần
L), điện áp hai đầu đoạn mạch R và
hai đầu đoạn mạch cuộn dây L biến
đổi điều hoà theo thời gian được mô tả
bằng đồ thị ở hình dưới đây. Biểu thức
điện áp hai đầu đoạn mạch RL là:
A. u os ( t
3
) B. u 2 os ( t
6
)
C. u os ( t
3
) D. u 2 os ( t
6
)
Hƣớng dẫn:
u u u
{
u u ( U
2 u
2 ) i {
U 5 V
u 5 V
l u u , u i m l y
u u ( U
2 u
2 ) i {
U 5 V
u V
l u u , u i m l y
Ví dụ 6 (ĐH-2014)
Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu
đoạn mạch AB mắc nối tiếp (hình vẽ). Biết
tụ điện có dung kháng , cuộn cảm thuần có
cảm kháng và 2 . Đồ thị biểu
diễn sự phụ thuộc vào thời gian của điện áp
giữa hai đầu đoạn mạch AN và điện áp giữa
hai đầu đoạn mạch MB như hình vẽ. Điệp áp
hiệu dụng giữa hai điểm M và N là
A. 173V. B. 86 V.
C. 122 V. D. 102 V.
Hƣớng dẫn:
L X C
● ● ● ●
M N A B
2
2
u 2V
u
u𝑀𝐵
t ;2s
2
2
2,5 ,5 ,5 2
5
5
𝑢𝑅 V , 𝑢𝐿 V
t ;2𝑠
𝐮𝐑
𝐮𝐋
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 61
{
{
u u u
u u
u 2u
u u u
u u ,5 u u
u
u ,5u
2,5
{
u √2 2 2i
u √ 2 2i
MTHT 2 ∠ , 5 U V
Ví dụ 7
Đặt điện áp u (V) vào hai đầu đoạn
mạch RLC không phân nhánh. Tại thời
điểm t người ta thấy đồ thị biểu diễn u
và i liên hệ nhau như hình vẽ bên. Công
suất tiêu thụ của đoạn mạch có giá trị
gần đúng nhất là
A. 56, 7 W B. 48.9 W C. 40. 0 W D. 28.3 W
Hƣớng dẫn:
⊕ Xác định ⍵:
,2
T
2
{
T 2, s
5
r s
⊕ Xác định U
u t1 U os * os
;1 (
u t2
U
) t+
{
U 2 V
u t2 2 V
t , s
5 r s
u 2 2 V
⊕ Xác định công suất tiêu thụ
P
2
(i)
u P P i tron
{
i li n p p ủ i
P n su t ti u t
P n su t p n k |n
i n vị o
{
u u √U 2 u 2 {
U 2 V
u 2 2 V
l u u , u t n l y
i i √I 2 i 2 {
I 2 A
i A
l i i , i t n l y
2
2
,
,2
2,
i A , u V
t ;2𝑠
O
● ● ●
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 62
Bấm máy:
Hiển thị
Một số bài toán mở rộng trên cơ sở các bài tập đồ thị điện xoay chiều
Ví dụ 8 (ĐH-2007)
Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i I sin t . Trong khoảng
thời gian từ 0 đến 0,01 cường độ dòng điện tức thời có giá trị bằng 0,5I vào thời
điểm
A. s v{ 2 s B. s v{ 2 s
C. 5 s v{ 5 s D. s v{ 5 s
Hƣớng dẫn
i I sin t I os ( t
2
)
⟐ Vẽ sơ lược đồ thị
{
t1 t ,5
os;1
,5I
I
* os;1
I
*
t2 t ,5
os;1
,5I
I
* os;1
I
*
{
t1
t2
2
Ví dụ 9
Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức u 2 os t 5 (u đo bằng
vôn, t đo bằng giây). Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,01 s điện áp tức thời có giá
trị bằng 100 V vào những thời điểm
A. 2 s v{ 5 s B. s v{ 2 s
C. 5 s v{ 5 s D. 2 s v{ s
𝐑 𝐌𝐚𝐭𝐡 𝐂𝐌𝐏𝐋𝐗
𝟐𝟎 𝟔
𝟐𝟎 𝟐𝐢
2
× Conj ( √22 2i) × (2 2 ( 2)
2
( 2)
2
i)
𝟎 𝟐 𝟏 𝟐 𝟐 𝐒𝐇𝐈𝐅𝐓
𝟐 𝟎 𝟐
𝟐 𝒙𝟐
𝟎 𝒙
𝟐 𝐄𝐍𝐆
𝟐 𝒙𝟐 𝟐 𝟎 𝟒
𝐄𝐍𝐆 𝒙
𝟐 𝟑 𝟎
t
I
,5I ⦁ ⦁
𝑡1 𝑡2
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 63
Hƣớng dẫn:
⟐ Vẽ sơ lược đồ thị
{
t1 t;1 3 ; 1
| os;1
2
* os;1 (
2
) 2 |
t2 t1 t1 1 t1
2
os;1
2
*
{
t1
2
t2
2
Ví dụ 10
Một đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều 2 V – 5 Hz, điện áp mồi của đèn
là 2V. Biết trong một chu kì của dòng điện đèn sáng hai lần và tắt hai lần.
Khoảng thời gian một lần đèn tắt là
A. 5 s B. 5 s C. s D. 2 5 s
Hƣớng dẫn:
⟐ Vẽ sơ lược đồ thị
Thời gian đèn tắt một lần
t1 2 ;1 2
2
| os;1 (
2
2 2
) os;1 (
2
2 2
)|
t1 2 ;1 2
Ví dụ 11
Điện áp giữa hai bản tụ có biểu thức: u = U cos ( t
3
) (t tính bằng s). Trong
một chu kì khoảng thời gian điện áp qua tụ điện có giá trị nhỏ hơn 2 giá trị điện áp
cực đại và đang giảm là bao nhiêu?
A. t
1
15
(s) B. t
9
15
s C. t
7
15
s D. t
11
15
s
Hƣớng dẫn:
{
t 2 2
os;1
U 2
U
* os;1
U 2
U
*
t 2 2
5
s
t
2
⦁ ⦁
t1 t2
O
t
2 2
⦁
⦁
2
O
2
t
U
U 2
O
U 2
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 64
Ví dụ 12 (ĐH-2010)
Tại thời điểm t, điện áp u 2 2 os t 2 (u đo bằng vôn, t đo bằng giây)
có giá trị 2 V và đang giảm. sau thời điểm đó s, điện áp này có giá trị
A. 2 V B. 2 V C. V D. V
Hƣớng dẫn: u2 U os * os
;1 (
) t+
{
u1 2
V
U 2 2 V
t
1
3
l u u1, u i m l y
Ví dụ 13
Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i 2 2 os t
(i tính bằng Ămpe, t tính bằng giây). Vào một thời điểm nào đó i 2 A và đang
giảm thì sau đó ít nhất bao lâu thì i A
A. 2 s B. 5 s C. 2 s D. s
Hƣớng dẫn:
⟐ Vẽ sơ lược đồ thị
⟐ tìm thời gian
t 2 ; ; 2 6
T
2
t; 2 6
| os;1 (
2 2
) os;1 (
2
2 2
)|
2
t
2
t1
2 2
O
2
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 65
PHẦN 4 - SỬ DỤNG MÁY TÍNH CẦM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ MẠCH
DAO ĐỘNG LC
① Biểu diễn phức các đại lƣợng tức thời
{
Đi n t u u √ U
2 u2 i U ∠
Đi n |p q q √ Q 2 q2 i Q ∠
Dòn i n i i √ I 2 i2 i I ∠
{
u, q, i l{ i n |p, i n t , òn i n t i t i i m t
U , Q , I i| trị ự i ủ i n |p, i n t , òn i n
u, q, i i u iễn p ủ i n |p, i n t , òn i n
i n vị o
{
L y u n u u, q, i n i m t i t i i m t
L y u n u u, q, i n t n t i t i i m t
② Quan hệ giữa các đại lƣợng tức thời tại cùng một thời điểm
Q
2 q2
i2
2
{
i
2 2 Q
2 q2
i2 C2 2 U
2 u2
LC
I
Q
2
③ Quan hệ giữa các đại lƣợng tức thời tại hai thời điểm
{
i t2 i t1 os t q t1 sin t
q t2 q t1 os t
i t1 sin t
u t2 u t1 os t
C
i t1 sin t
tron t2 t1 t
④ Năng lƣợng điện trƣờng và từ trƣờng
⍟ Năng lượng điện từ trường
{
W W W W W
W
2
Li2,W
2
LI
2
W
2
Cu2,W
2
CU
2
⍟ Khoảng thời gian t hai lần liên tiếp W nW
{
{
W W W
W n W
{
W
n
W
W
n
n
W
{
W
2
n
n
W
W
2
n
n
W
t
T
2
os;1 os;1
n
n
*
T
2
os;1
n
n
*
O
t s
W
W
W
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 66
⑤ Các ví dụ minh họa
Ví dụ 1
Dòng điện trong mạch LC lí tưởng có đồ thị phụ thuộc
dòng điện vào thời gian như hình vẽ. Biểu thức điện tích
A.
4
;9 ( t
5
6
) C
B. ;9 ( t
6
) C
C.
4
;9 ( t
5
6
) C
D. ;9 ( t
6
) C
Hướng dẫn:
⍟ Pha ban đâu
i1 i1 ( I 2 i1
2) i {
I
;3 A
t1 i1 2
;3 A
t1 , i t n l y u
i1
∠
⍟ Xác định hay Xét trong khoảng thời gian t
5 1
6
s
t
T
2
os;1
i2
I
* os;1
i1
I
*
{
I
;3 A
t1 , i1 2
;3 A
t2
5 ;6
s , i2
t1 i t n t2 i i m
{
T 2 ;6
Phương trình dòng điện có dạng: i ;3 os t A
⍟ Biểu thức điện tích (
t
3
)
4
;9
Ví dụ 2 (ĐH-2014)
Hai mạch dao động điện từ LC lí
tưởng đang có dao động điện từ
tự do với các cường độ dòng điện
tức thời trong hai mạch là 1 và 2
được biểu diễn như hình vẽ. Tổng
điện tích của hai tụ điện trong hai
mạch ở cùng một thời điểm có
giá trị lớn nhất bằng
A. C B. C C. 5 C D. C
O
i ;3 A
, ,5 2, ,5
t ;3 s
i1
i2
t μs
i 𝑚𝐴
5
2
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 67
q0
0,5q0
0 7.10-7
t(s)
Hƣớng dẫn
⍟ Tìm
Từ đồ thị T ;3 s 2 3 r s
⍟ Tìm
Ta có i i1 i2 n p ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ i i1 i2
Tại thời điểm t s
i i1 i2 v i
{
i1 i1 ( I1
2 i1
2 ) i {
I1
;3 A
i1
t , i t n l y u
i2 i2 ( I2
2 i2
2 ) i {
I2
;3 A
i2
;3 A
t , i t n l y u
i √ ;3 2 2i
;3 √ ;3 2 ;3 2i
Hay i
;3 ;3I
Vậy I
và
⍟ Tìm
Q
I
2 3
5
C
Ví dụ 3 (CĐ-2013)
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của
điện tích ở một bản tụ điện trong mạch dao động
LC lí tưởng có dạng như hình vẽ. Phương trình dao
động của điện tích ở bản tụ điện này là
A. q q os (
1
3
3
) C B. q q os (
1
3
3
) C
C. q q os (
1
6
3
) C D. q q os (
1
6
3
) C
Hƣớng dẫn:
⍟ Xác định pha ban đầu q
q (√Q 2 q 2)i {
Q
q ,5Q
t , q i m l y
q
,5Q √Q 2 ,5Q 2 Q * ,5 (√ 2 ,52)+ Q q
7. ;7
q
q
,5q
t s
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 68
⍟ Xác định ⍵
{
t ;7 s q ,5q Q
t
T
2
os;1
Q
* os;1
,5Q
Q
* 2
{
T ,2 ;6 s
5 6
r s
Phương trình điện tích q Q os (
1
6
t
3
) C
Ví dụ 4
Mạch LC có đồ thị điện tích và dòng
điện theo thời gian được cho như hình
vẽ. Cho biết t2 t1
11
24
. Điện tích cực
đại Q có giá trị
A. 5 ;6 C B. 5 2 ;6 C
C. 5 ;6 C D. 5 ;6 C
Hƣớng dẫn:
⍟ Xác định
i t2 i t1 os t q t1 sin t
{
i
t2 2,5 2 A
q t1 2,5
;6 C
2
T
6 r s
t
T
2
;6
2
s
i t1 , 5
⍟ Xác định Q
2 q1
2
Q 5
;6 C
Ví dụ 5
Mạch LC có đồ thị điện tích và dòng điện
theo thời gian được cho như hình vẽ. Tìm T
A. T ;3 s B. T 2 ;3 s
C. T ;4 s D. T 2 ;4 s
Hƣớng dẫn:
t1 t s
q ;7C , i ;3A
I
Q
t1
T
● ●
,2π ●
●
O
t μs 2,5
2,5π 2
t1 t2
q μC , i A
● ● ●
2
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 69
{
q t2 q t1 os t
i t1 sin t
{
{
2
T
t
T
t
2
i t1 ,2
;3A
q t2
;7 C
;7 q t1 os
2
T
T
*
T
2
,2 ;3 sin
2
T
T
* T ;3 s
Ví dụ 6
Mạch LC có đồ thị điện tích và dòng điện
theo thời gian được cho như hình vẽ . Tìm
chu kỳ dao động
A. ,5 ;3 s B. , ;3 s
C. , ;3 s D. , ;3 s
Hƣớng dẫn:
t ,5 ;4 {
q , q q , q
t
T
2
os;1
, q
q
* os;1
, q
q
*
T , ;3 s
Ví dụ 7
Xác định thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên
tiếp năng lượng điện trường trong tụ điện bằng
6 lần năng lượng từ trường trong cuộn dây
A. , ;5 s B. , ;5 s
C. 2, ;5 s D. ,2 ;5 s
Hƣớng dẫn:
t
T
2
os;1 os;1
n
n
* {
n
T ,2 ;4 s
t , ;5 s
Một số ví dụ mở rộng trên cơ sở bài đồ thị của mạch LC
Ví dụ 8
Mạch dao động LC dao động tự do với chu kỳ T. Tại thời điểm nào đó dòng điện trong
mạch có cường độ và đang tăng. Sau đó khoảng thời gian 3T/4 thì điện tích
trên bản tụ 2 ;9 . Chu kỳ dao động của mạch có giá trị
A. 0,5 ms B. 0,25 ms C. 0,5 µs D. 0,25 µs
Hƣớng dẫn:
O
t s
W
𝑊𝐿
, ;4
t1
q
q
, q
t s
t1 ,5
;4
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 70
q t2 q t1 os t
T
2
i t1 sin t {
t
2
T
T
2
i t1 mA
q t2 2
;9 C
T
Ví dụ 9
Trong mạch dao động LC lý tưởng đang có dao động điện tự do. Thời gian ngắn nhất
hai lần liên tiếp năng lượng từ trường bằng 3 lần năng lượng điện trường là ;4 s .
Thời gian ba lần liên tiếp dòng điện trong mạch có giá trị cực đại là
A. ;4 s B. 2 ;4 s C. ;4 s D. ;4 s
Hƣớng dẫn:
Xác định chu kỳ
{
K o n t i i n i l n li n ti p W nW
t
T
2
os;1 os;1
n
n
*
{
n
t ;4 s
T ;4 s
Thời gian ba lần liên tiếp dòng điện trong mạch có giá trị cực đại bằng một chu kỳ
Ví dụ 10
Mạch dao động LC lí tưởng có L mH , C . Khi dao động cường độ hiệu
dụng có giá trị 1mA. Chọn mốc thời gian lúc năng lượng điện trường bằng 3 lần năng
lượng từ trường và tụ điện đang phóng điện. Phương trình điện tích trong mạch có
dạng
A. q 2 ;7 os 4t C B. q 2 ;7 os 6t C
C. q 2 ;7 os 5t C D. q 2 2 ;7 os 4t C
Hƣớng dẫn:
⟐ Xác định ω:
1
4
⟐ Xác định :
2
2 ;7
⟐ Xác định :
{
w
w √ W 2 w 2i {
w
W
2
2
Phương trình điện tích có dạng: 2 ;7 os 4t
O t s
W
W
W
•
0
1
2
2
W
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Hướng theo mục tiêu đặt ra, đề tài đã đạt được những kết quả như sau:
⍟ Đã vận dụng được máy tính cầm tay vào quá trình giải bài tập đồ thị hàm điều hòa.
⍟ Đưa ra được các bước giải bài toán viết phương trình dao đông bằng máy tính cầm
khi đề bài cho điều kiện lúc t .
⍟ Thiết lập được hệ công thức tìm thời điểm, thời gian bằng máy tính.
⍟ Bước đầu áp dụng vào bồi dưỡng học sinh giỏi casio và giảng dạy lớp 12C9 tại
trường THPT Bình An tạo được sự hứng thú đối với học sinh. Khi trả lời trắc nghiệm
các câu hỏi liên quan đến đồ thị, đa phần các em đều chọn kết quả đúng, tương đối
nhanh.
Trên cơ sở các kết quả đạt được, chúng tôi kiến nghị một số vấn đề sau:
Thứ nhất, cần vận dụng vào quá trình thực tế giảng dạy để rút ra được các ưu và
nhược điểm của phương pháp.
Thứ hai, xây dựng phương pháp đồ thị trực quan sử dụng máy tính cầm tay giải
các dạng bài tập liên quan đến đại lượng biến thiên điều hòa.
Trần Đức Khải ĐT: 0978037833 Email: tranduckhai2015@gmail.com
SỬ DỤNG MÁY TÍNH CÀM TAY GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÀM ĐIỀU HÒA 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Chu Văn Biên (2014), Bổ trợ kiến thức luyên thi đại học trên kênh VTV2 Vật lý,
NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
[2]. www.thuvienvatly.com
[3]. www.violet.vn
File đính kèm:
su_dung_may_tinh_cam_tay_giai_bai_tap_do_thi_ham_dieu_hoa_vat_ly_12.pdf
