Ví dụ về dao động tuần hoàn: chuyển động lên xuống của lò xo; dao động trong mạch LC; dao động của sóng điện từ, chuyển động của con lắc đồng hồ,…

a) Các em tự thực hành thí nghiệm đơn giản này với các dụng cụ và hướng dẫn trên.

b) Mô tả chuyển động của các vật:

- Cả hai vật đều dao động quanh một vị trí cân bằng (VTCB) xác định: đối với con lắc lò xo thì VTCB là vị trí sau khi treo quả nặng đến khi lò xo cân bằng; đối với con lắc đơn là vị trí thấp nhất của vật (khi sợi dây có phương thẳng đứng).

- Trong quá trình dao động thì vật sẽ chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng đó.

- Con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng.

- Con lắc đơn dao động trên một cung tròn với biên độ góc xác định.

Tham khảo:

Dao động cơ là sự chuyển động có giới hạn trong không gian của một vật quanh một vị trí xác định. Dao động được mô tả theo định luật hình sin (cos) theo thời gian

Dao động đó có thể được mô tả bằng lời hoặc thông qua các phương trình toán học dựa vào các thông tin như biên độ, li độ, tần số, chu kì.

1. Dạng đồ thị và mối quan hệ U và I đối với pin cũ và pin mới là dạng đồ thị của hàm số bậc nhất nghịch biến, mối quan hệ giữa U và I là tỉ lệ nghịch với nhau.

2. Có thể sử dụng phương án:

a. Từ \(I = {I_A} = \frac{E}{{R + {R_A} + {R_0} + r}} \Rightarrow \frac{1}{I} = \frac{1}{E}\left( {R + {R_A} + {R_0} + r} \right)\)

đặt y = \(\frac{1}{x}\); x = R; b = R_A + R₀ + r ⇒ y = \(\frac{1}{E}\left( {x + b} \right)\)

b. Căn cứ các giá trị của R và I trong phương án 1, ta tính các giá trị tương ứng của x và y.

c. Vẽ đồ thị y = f (x) biểu diễn gián tiếp mối liên hệ giữa I và R.

d. Xác định tọa độ của x_m và y₀ là các điểm mà đồ thị trên cắt trục hoành và trục tung.

\(\left\{ \begin{array}{l}y = 0 \to {x_m} =  - b =  - \left( {{R_A} + {R_0} + r} \right) \to r\\x = 0 \to {y_0} = \frac{b}{E} \to E\end{array} \right.\)

a) Không thể sử dụng đồng hồ đo điện đa năng để đo trực tiếp suất điện động của nguồn điện và điện trở trong của nguồn không vì:

Đồng hồ đo điện đa năng chỉ có thể đo được cường độ dòng điện chạy qua nguồn và hiệu điện thế đặt vào hai đầu của đoạn mạch. Nếu để biến trở R hở mạch thì số chỉ của vôn kế V sẽ gần bằng suất điện động E của nguồn. Số chỉ này không đúng bằng giá trị suất điện động E của pin điện hóa mắc trong mạch vì vẫn có một dòng điện rất nhỏ qua vôn kế V.

b) Để xác định suát điện động và điện trở trong cần xác định: Cường độ dòng điện (I) chạy trong mạch và hiệu điện thế (U) đặt ở hai đầu đoạn mạch.

c) Phương án thí nghiệm

- Phương án 1:

+ Thực hiện đo các giá trị U và I tương ứng khi thay đổi R, ta vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ đó, tức U = f (I)

U = E – I.(R₀ + r)

+ Ta xác định U₀ và I_m là các điểm mà tại đó đường kéo dài của đồ thị U = f (I) cắt trục tung và trục hoành:

\(U = E - I({R_0} + r) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}I = 0 \to U = {U_0} = E\\U = 0 \to I = {I_m} = \frac{E}{{{R_0} + r}}\end{array} \right. \Rightarrow E,r\)

- Phương án 2:

+ Từ \(I = {I_A} = \frac{E}{{R + {R_A} + {R_0} + r}} \Rightarrow \frac{1}{I} = \frac{1}{E}\left( {R + {R_A} + {R_0} + r} \right)\)

đặt y = \(\frac{1}{x}\); x = R; b = R_A + R₀ + r ⇒ y = \(\frac{1}{E}\left( {x + b} \right)\)

+ Căn cứ các giá trị của R và I trong phương án 1, ta tính các giá trị tương ứng của x và y.

+ Vẽ đồ thị y = f (x) biểu diễn gián tiếp mối liên hệ giữa I và R.

+ Xác định tọa độ của x_m và y₀ là các điểm mà đồ thị trên cắt trục hoành và trục tung.

\(\left\{ \begin{array}{l}y = 0 \to {x_m} =  - b =  - \left( {{R_A} + {R_0} + r} \right) \to r\\x = 0 \to {y_0} = \frac{b}{E} \to E\end{array} \right.\)

Tham khảo:

Áp dụng biểu thức hiệu điện thế của đoạn mạch chứa nguồn điện và định luật Ohm đối với toàn mạch để xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa.

Sử dụng các đồng hồ đo điện vạn năng để đo các đại lượng trong mạch điện (đo U và I). 

Ví dụ: Mạch điện của hai bóng đèn mắc nối tiếp

Công suất định mức và hiệu điện thế định mức của bóng đèn là 100W - 220V

a) Sơ đồ mạch điện của hai bóng đèn mắc nối tiếp.

(Có hai cách mắc là mắc nối tiếp và mắc song song với nhau.)

Mỗi ngày bóng đèn thắp sáng 6h

b) Điện trở của bóng đèn là: \({R_D} = \frac{{{U_{DM}}^2}}{P} = \frac{{{{220}^2}}}{{100}}\)= 484Ω

Điện trở tương đương của mạch là: R_td = 2R_D = 2.484 = 968Ω

Công suất tiêu thụ của mạch là: \(P = \frac{{{U^2}}}{{{R_{td}}}} = \frac{{{{220}^2}}}{{968}}\)= 50W

Lượng điện tiêu thụ trong 1 tháng là: A = P.t = 50.6.30 = 9000 Wh = 9 kWh

Số tiền phải trả là: 9.1549 = 13 932 (đồng)

c) Có thể lựa chọn thay đổi cách lắp mạch điện hoặc lựa chọn bóng đèn có công suất nhỏ hơn.

a) Điện trở của bóng đèn 1 R₁ là \({R_1} = \frac{{U_{DM1}^2}}{{{P_1}}} = \frac{{{{220}^2}}}{{20}}\)= 2420Ω

Năng lượng tiêu thụ điện của bóng đèn 1 là: \({A_1} = \frac{{{U^2}}}{{{R_1}}}t\)= 33,06Wh

Điện trở của bóng đèn 2 R₂ là \({R_2} = \frac{{U_{DM2}^2}}{{{P_2}}} = \frac{{{{220}^2}}}{{10}}\)= 4840Ω

Năng lượng tiêu thụ điện của bóng đèn 1 là: \({A_2} = \frac{{{U^2}}}{{{R_2}}}t\) = 16,53Wh

b) Điện trở tương đương khi mắc song song là: \({R_{td}} = \frac{{{R_1}.{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}}\)= 1613,33Ω

Tổng công suất khi mắc song song hai bóng đèn là: \(P = \frac{{{U^2}}}{{{R_{td}}}}\)= 30W

Điện trở tương đương khi mắc nối tiếp là: R_td = R₁ + R₂ = 7260Ω

Tổng công suất khi mắc nối tiếp hai bóng đèn là: \(P = \frac{{{U^2}}}{{{R_{td}}}}\) = 6,67W

c) Dùng cách mắc song song để hai đèn sáng được bình thường vì khi mắc song song thì hiệu điện thế đặt vào hai đầu của mỗi bóng đèn như nhau.

- Trong 1 tháng ta có:

Lượng điện một bóng đèn sợi đốt tiêu thụ trong 1 tháng là: A₁ = P₁.t = 100.5.30 = 15 000 (W.h) = 15 kW.h

⇒ Tiền điện phải trả là: 15.2000 = 30 000 (đồng)

Lượng điện một bóng đèn LED tiêu thụ trong 1 tháng là: A₂ = P₂.t = 20.5.30 = 3000 (W.h) = 3 kW.h

⇒ Tiền điện phải trả là: 3.2000 = 6000 (đồng)

- Trong 30000 h ta có:

Để thắp sáng 30 000 h cần 30 bóng đèn sợi đốt hết số tiền là: 30.8000 = 240 000 (đồng)

Lượng điện của bóng đèn sợi đốt tiêu thụ trong 30 000 h là: 100.30 000 = 3000 kW.h

⇒ Tiền điện phải trả là: 3000.2000 = 600 0000 (đồng) ⇒ Tổng chi phi: 6 240 000 (đồng)

Lượng điện của bóng đèn LED tiêu thụ trong 30 000 h là: 20.30 000 = 600 kW.h

⇒ Tiền điện phải trả là: 600.2000 = 1 200 000 (đồng) ⇒ Tổng chi phí: 1 248 000 (đồng)

Vậy dùng bóng đèn LED có nhiều hiệu quả về kinh tế hơn, và tiết kiệm điện hơn.

Tham khảo:

- Cách tính này nhằm mục đích chính là khuyến khích người dân sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả.

- Nguyên nhân do nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt, nguồn năng lượng tái tạo chưa được khai thác tối đa, nguồn năng lượng không tái tạo cạn dần, dẫn đến ngành sản xuất điện ngày càng phải khan hiếm nguồn nguyên liệu đầu vào. Do đó người ta sẽ tăng giá điện để con người sử dụng điện một cách hợp lí, tiết kiệm hơn.

có mẫu chưa