CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

Tham khảo tài liệu chuyên đề bồi dưỡng hsg - dao động điện từ, tài liệu phổ thông, ôn thi đh-cđ phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪChuyeân ñeà : DAO ÑOÄNG ÑIEÄN TÖØ CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ Phần I: MỞ ĐẦU Thời gian gần đây,dạng bài toán mạch dao động điện từ LC thường xuấthiện trong các đề thi đại học,học sinh giỏi các cấp. Đây là lo ại bài t ập v ật lýkhó,đòi hỏi học sinh phải có kĩ năng tổng hợp được kiến thức phần điện học.Khi giải các bài toán về mạch dao động điện từ, học sinh th ường gặp khókhăn bởi các lý do sau : + Trong chương trình vật lý ph ổ thông , th ời l ượng phân b ố cho h ệ đ ơnvị kiến thức này chỉ trong 1 tiết , vả lại không có tiết bài tập để rèn luy ện bàitập loại này . + Tài liệu tham khảo viết về chuyên đề này còn rất hiếm . + Để giải được loại bài tập này , học sinh phải nắm v ững các đ ơn v ịkiến thức vật lý11. Thực tế khi học xong chương Dao động đi ện -Dòng đi ệnxoay chiều (VL12) , sau đó chuyển tiếp qua chương Dao động điện từ , họcsinh thường rơi vào tâm lý lúng túng khi áp dụng kiến th ức v ề dòng đi ện m ộtchiều và dòng điện xoay chiều để giải bài toán Dao động điện từ. + Khi lập hệ hai phương trình vi phân, h ọc sinh không t ự tìm đ ượcnghiệm bài toán,đồng thời gặp khó khăn trong việc áp dụng các đi ều ki ệnban đầu để tìm lời giải cho bài toán . Nhằm mục đích phục vụ cho việc giảng dạy của GV và nghiên cứu củahọc sinh trong các kì thi ĐH và HSG các cấp, chúng tôi viết chuyên đề “Daođộng điện từ” dưới một khía cạnh kinh nghiệm để vận dụng gi ải các bàitoán về mạch dao động một cách thống nhất và xuyên suốt, t ạo đi ều ki ện t ốtđể ba đối tượng học sinh trung bình, khá- giỏi đều có thể vận dụng được. Trong chuyên đề này chúng tôi đưa ra hai chủ đề chính: Chủ đề I là ki ểubài toán mạch dao động LC thông thường nhằm ph ục vụ luy ện thi ĐH vàHSG cấp Tỉnh-Quốc gia. Chủ đề II là kiểu mạch dao động liên k ết, đây làloại bài toán khó dùng để luyện thi học sinh giỏi quốc gia trở lên. Trong xu thế hiện nay,với mục đích nâng cao trình độ HSG c ủa đ ất n ước talên ngang tầm cấp khu vực, các giáo sư đầu ngành vật lý đã và đang đ ưadạng bài tập dao động điện liên kết nhằm phổ thông hoá kiến thức này chocác đội dự tuyển HSG Quốc gia ở các tỉnh và dự đốn sắp đ ến s ẽ đ ưa vào ápdụng trong các đề thi chọn học sinh giỏi cấp quốc gia. Phần II: NỘI DUNG A. TỔNG QUAN KIẾN THỨC I.Kiến thức áp dụng : - 1-Chuyeân ñeà : DAO ÑOÄNG ÑIEÄN TÖØ di Suất điện động xuất hiện trong cuộn dây : e = − L = − Li - dt q Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ : U = - C - Định luật ôm cho đoạn mạch tổng quát: u +e i AB = AB R AB Trong đó e có thể là suất điện động(e>0) hoặc suất phản điện(eChuyeân ñeà : DAO ÑOÄNG ÑIEÄN TÖØ 3) Viết biểu thức định luật Kiếc xốp I cho các nút và định luật Kiếc sốp II cho các mắt mạng : Ví dụ: Tại A : i = i1 + i 2 ⇒ i= i1+ i2 (1) q  C = L1i 1  Mắt mạng A(L1)B(C)A và A(L2)B(C)A:  (2)  q = L i C 22  4)Bằng cách khử dòng điện qua các cuộn dây để đưa về dạng ph ương trình vi phân hạng hai,thường phương trình vi phân hạng hai có dạng : +Nếu đề thi ĐH hoặc HSG quốc gia theo chủ đề I thường là: q+ωq = 0 → q = Q0 sin ωt + ϕ) ( (3) + Nếu đề thi HSG quốc gia trở lên theo chủ đề II có dạng hệ sau : n1q1+ m1q2 +ω1 ( n1q1 + m1q2 ) = 0 2   n2q1+ m2q2 +ω2 ( n2q1 + m2q2 ) = 0  2 n1q1+ m1q2 = A .sin ω1t + ϕ1 ) ( Và cho nghiệm  (4) n2q1+ m2q2 = B.sin ω2t + ϕ 2 ) ( Từ đó giải (4) ta sẽ được ph ương trình dao động c ủa q1 và q2 có thể là 1 phương trình điều hòa hoặc không điều hòa . 5)Từ điều kện ban đầu của bài toán : t = 0 thì ta có được q(0); q (0) hoặc q1 (0); q 2 (0); q1 (0); q 2 (0) ,suy ra được Q0;ϕ trong phương trình (3) được A;B;ϕ1;ϕ 2 trong phương trình (4). Sau đó dựa vào yêu cầu bài toán , ta có thể luận giải để được lời giải cho phù hợp . B. ÁP DỤNG DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪI.BÀI TOÁN THÍ DỤTHEO CHỦ ĐỀ I Bài 1: (Trích Đề thi chọn HSG quốc gia THPT - năm 2005) Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Hai tụ điện C1;C2 giống nhau cócùng điện dungC. Tụ điện C1 được tích điện đến hiệu điện thế U 0 , cuộndây có độ tự cảm L , các khóa k1; k2 ban đầu đều mở. Điện trở của cuộndây, của các dây nối và của các khóa là rất nhỏ,nên có th ể coi dao đ ộng đi ệntừ trong mạch là điều hòa. - 3-Chuyeân ñeà : DAO ÑOÄNG ÑIEÄN TÖØ1.Đóng khóa k1 tại thời điểm t = 0. Hãy tìm biểu thức phụ thuộc thời gian tcủa : a) Cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây . b) Điện tích q1 trên bản tụ nối với A của tụ C1 . ...