A. BÀI TẬP THEO DẠNG
4. Dạng 4: Khảo sát hiện tượng tự cảm trong một mạch điện
P
h ư ơ n g p h á p g i ả i : Áp dụng các công thức:
Độ tự cảm của một ống dây: L=μ.4π.10-7. N .S l
Suất điện động tự cảm: E=-L.∆I/∆t
Năng lượng từ trường trong ống dây: W= 1 LI2 2
B
à i 9 : Tính độ tự cảm của ống dây biết rằng sau thời gian ∆t=0,01s
dòng điện trong mạch tăng đều từ 1A đến 2,5A và suất điện động tự cảm là 30V. (ĐS: 0,2H) B à i 1 0 : Xôlênôit dài l=31,4cm có N=1000 vòng, diện tích mỗi vòng S=10cm2, có dòng I=2A đi qua.
a. Tính từ thông qua mỗi vòng dây.( ĐS: 8.10-6 Wb)
b. Tính suất điện động tự cảm trong xôlênôit khi ngắt dòng điện trong thời
gian ∆t=0,1s; suy ra độ tự cảm của cuộn dây.( ĐS: 0,08V; 0,004H) c. Giải lại bài toỏn khi xụlờnụit cú lừi với độ từ thẩm là à=500.(ĐS:
Tăng 500 lần)
B. BÀI TẬP TỔNG HỢP:
Chuyên Đề Vật lý 11 Thân Văn Thuyết
Trên con đờng dẫn tới thành công không có dấu chân của kẻ lời biếng! 61
B
à i 1 1 : Xôlênôit không lõi chiều dài l, tiết diện S và N vòng dây.
a. Điện trở xôlênôit bằng R, cường độ qua xôlênôit tỉ lệ với thời gian I=kt.
Tính hiệu điện thế hai đầu xôlênôit.
Trên con đờng dẫn tới thành công không có dấu chân của kẻ lời biếng! 62
Chuyên Đề Vật lý 11 Thân Văn Thuyết
b. Hai đầu xôlênôit trên nối với một nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r=0, điện trở xôlênôit R rất nhỏ. Khi t=0 người ta đóng mạch cho dòng điện qua xôlênôit. Tính cường độ dòng điện qua xôlênôit.
B
à i 1 2 : MN và PQ là hai thanh kim loại dài thẳng đặt song song với
nhau trong mặt phẳng nằm ngang, hai đầu MN được nối với nhau qua tụ điện có điện dung C, điện trở các thanh không đáng kể; ab là một thanh kim loại khối lượng m được đặt tựa lên MN và PQ như hình vẽ. Hệ nói trên nằm trong ảnh hưởng của từ trường
đều có vectơ cảm ứng từ B hướng vuông góc với tờ giấy, chiều từ trên xuống. Tác dụng một lực F nằm trong mặt phẳng tờ giấy sao cho thanh ab có chuyển động tịnh tiến với gia tốc a không đổi. Hãy tìm độ lớn của lực F ; giữa hai thanh ab và
cỏc thanh MN, PQ cú hệ số ma sỏt là à khoảng cỏch giữa MN và PQ là L.
(ĐS: F=B2L2Ca+m(a+àg)).
M a N
C + B
P b Q
B
à i 1 3 : Cho hệ thống như hình vẽ, thanh dẫn AB=l khối lượng m trượt thẳng đứng
trên hai thanh ray, B nằm ngang. Do trọng lực và điện từ, AB trượt đều với vận tốc
v.
a. Tính v, chiều và độ lớn dòng điện cảm ứng Ic.
b. Khi các ray hợp với mặt ngang góc α, AB sẽ trượt với vận tốc bao nhiêu? IC
Trên con đờng dẫn tới thành công không có dấu chân của kẻ lời biếng! 63
Chuyên Đề Vật lý 11 Thân Văn Thuyết là bao nhiêu?
(a. ĐS: v=mgR/B2l2; IC=mg/Bl; b. v’=mgR/B2l2sinα; I’C=mg/Bl) R
. B
A B
C
Trên con đờng dẫn tới thành công không có dấu chân của kẻ lời biếng! 64
Chuyên Đề Vật lý 11 Thân Văn Thuyết B
à i 1 4 : Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn E=1,5V, r=0,1Ω.
MN=l=1m,
RMN=2,9Ω. B vuông góc khung dây, hướng từ trên xuống, B=0,1T. Điện trở ampe
kế và hai thanh ray không đáng kể. Thanh MN có thể trượt trên hai đường ray.
a. Tìm số chỉ của ampe kế và lực điện từ đặt lên MN được giữ đứng yên.
b. Tìm số chỉ của ampe kế và lực điện từ đặt lên MN khi MN chuyển động đều sang phải với v=3m/s.
c. Muốn ampe kế chỉ số 0, MN phải chuyển động về hướng nào với vận tốc
bao nhiêu?
(ĐS: a. 0,5A; 0,05N; b. 0,6A; 0,06N; c.
v=15m/s) C. BÀI TẬP NÂNG CAO:
B
à i 1 5 : Một vòng dây dẫn tròn bán kính R có một thanh dẫn đặt dọc
theo một đường kính chia đôi vòng dây. Ở giữa nửa mỗi vòng dây có một tụ điện, điện dung
C1, C2. Vòng dây đặt trong từ trường đều có B vuông góc với mặt phẳng vòng dây, B thay đổi theo quy luât B(t)=kt; k là một hằng số. Tại một thời điểm nào đó người ta lấy thanh dẫn đi rồi sau đó giữ cho từ trường không đổi. Tìm điện tích
trên các tụ sau đó.
πR 2 KC C C − πR 2
KC C − C
(ĐS: Q1’= 1 . 2 1 ; Q2’= 2 . 2 1 ) 2 C1 + C2 2 C1 + C2
1 C2
Trên con đờng dẫn tới thành công không có dấu chân của kẻ lời biếng! 65
Chuyên Đề Vật lý 11 Thân Văn Thuyết B
à i 1 6 : Một cái vòng có đường kính d khối lượng m và điện trở R rơi vào
một từ
trường từ độ cao khá lớn. Mặt phẳng vòng luôn nằm ngang và vuông góc với B . Tìm vận tốc rơi đều của vòng nếu B thay đổi theo độ cao h theo quy luật B=Bo(1+αh). Coi gia tốc trọng trường g là không đổi và bỏ qua sức cản của môi
2 2 trường. (ĐS: v=16mgR/π2d4Bo α ) B
à i 1 7 : Dọc trên hai thanh kim loại đặt song song nằm ngang, khoảng cách
giữa chúng là d, có một thanh trượt, khối lượng m có thể trượt không ma sát (hình vẽ). Các thanh được nối với một điện trở R và đặt trong một từ trường đều có vectơ
cảm ứng từ B thẳng đứng. Truyền cho thanh trượt một
vận tốc vo . Tìm quãng
đường mà thanh trượt đi được đến khi dừng lại? Bỏ qua điện trở của hai thanh kim
loại và thanh trượt. (ĐS: X=mRVo/B2d2)
R
vo
HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ 11 THEO CHUYÊN ĐỀ
Chuyên đề 9: CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA QUANG HÌNH HỌC
B
à i 1 : Một cái máng nớc sâu 30 cm, rộng 40cm có hai thành bên thẳng đứng.
Đúng lúc máng cạn nớc thì bóng râm của thành A kéo dài tới đúng chân thành B
đối diện. Ngời ta đổ nớc vào máng đến một độ cao h thì
bóng của thành A ngắn
đi 7cm so với trớc. Biết chiết suất của nớc là n = 4/3. Hãy tính h [ĐS: h = 12cm]
B
à i 2 Một cái gậy dài 2m cắm thẳng đứng ở đáy hồ. Gậy : nhô lên khỏi mặt nớc là
0,5m. ánh sáng mặt trời chiếu xuống hồ theo phơng hợp với pháp tuyến của mặt nớc góc 60o. Tính chiều dài bóng của cây gậy in trên đáy hồ [ĐS: 2,14m]
B
à i 3 Một thợ lặn đứng ở đáy sông nhìn lên mặt nớc thì : thấy ảnh của những vật ở
đáy sông cách mình kể từ khoảng cách R = 15m. a. Giải thích ?
b. Cho biết mắt ngời này ở độ cao 1,5 m. Tính độ sâu của sông [ĐS: 7,3m] à B i 4 : Một khối nhựa trong
suốt hình lập phơng, chiết suất n. Định điều kiện mà n phải thỏa mãn để mọi tia sáng từ không khí
xuyên vào một mặt, tới mặt kề đều phản xạ trên mặt này
[§S: n >1,41]
B
à i 5 : Một ngời cao 1,7m đứng soi gơng. Gơng phẳng đặt trong mặt phẳng thẳng đứng. Mắt ngời cách mặt đất 1,6m.
a. Tính chiều cao tối thiểu của gơng để ngời này
o o
nhìn thấy ảnh toàn thân của mình trong gơng [ĐS:
0,85m]
b. Trong điều kiện của câu a mép dới của gơng phải cách mặt đất bao nhiêu?[
§S: 0,8m]
c. Hai kết quả trên đây có phụ thuộc khoảng cách ngời và gơng không?
Bà i 6 : Hai gơng phẳng G1 và G2 hợp
với nhau một góc α=60 có mặt phản xạ
quay vào nhau. S là một điểm sáng nằm trong góc α và gần gơng G1. M là một
điểm bất kì nằm trong góc đó.
a. Vẽ tia sáng phát ra từ S phản xạ trên G1 trớc tới G2 và cuối cùng qua M. Tính góc hợp bởi tia tới G1 và tia phản xạ đi ra khỏi G2 [ĐS: 120 ]
o
b. Nếu hai gơng trên song song với nhau và cách nhau một khoảng d, điểm sáng S cách gơng G1 một đoạn h. Vẽ đờng đi của một tia sáng phát ra từ S, sau hai lần phản xạ trên G1 và một lần trên G2thì qua điểm M cho trớc. M cách G1một đoạn h và cách S một đoạn SM=l.
Xác định vị trí các điểm tới trên 2 gơng.
B
à i 7 : Hai gơng phẳng M1 và M2 hợp với nhau một gãc α=30 . Tia tíi SI chiÕu
đến gơng M1 ta đợc lần lợt 2 tia phản xạ IK và KR trên 2 gơng.
a. Tính góc lệch D theo α [D=2α]
b. Phải quay gơng M2 xung quanh một trục qua
điểm Kvà song song với giao tuyến của hai gơng một góc nhỏ nhất bằng bao nhiêu và theo chiều nào để:
• SI song song và cùng chiều với KR [ĐS: 30o]
• SI vuông góc với KR [ĐS: 15o]
B
à i 8 : Chiếu một tia tới SI vào một gơng phẳng G, tia phản xạ là IR. Giữ tia tới cố
định, quay gơng G một góc α xung quanh trục đi qua
điểm tới I vuông góc với
mặt phẳng tới. Tia phản xạ mới là IR’.
a. Tính góc quay của tia phản xạ [ĐS: 2α]
b. Nếu tia tới SI phát ra từ điểm sáng S, cách gơng một đoạn SH=30cm và HI=40cm, góc quay của gơng là α=30o. Tìm quỹ đạo chuyển động của ảnh điểm sáng S và chiều dài qũy đạo
[§S: 52,3cm]
B
à i 9 : Một lăng kính có tiết diện vuông góc là một tam giác đều ABC. Một tia sáng
đơn sắc hẹp SI đợc chiếu tới mặt AB trong mặt phẳng của tiết diện vuông góc và theo phơng vuông góc đờng cao AH của ABC. Chùm tia ló khỏi mặt AC theo phơng sát với mặt này. Tính chiết suất của lăng kính [ĐS:
n=1, 51]
B
à i 1 0 Lăng kính thủy tinh có n=1,5 và A=60o. Chiếu : một chùm sáng đơn sắc hẹp tới lăng kính trong mặt phẳng của tiết diện vuông góc.
a.Tính i1 để tia ló và tia tới đối xứng với nhau qua mặt phẳng phân giác của A [ĐS:
48o35’]
b.Tính góc lệch D [ĐS:
37o10’]
B
à i 1 1 : Một lăng kính thủy tinh có n=1,5. Một tia sáng qua lăng kính có góc lệch cực tiểu bằng góc chiết quang A của lăng kính. Tính A [ĐS: 83o].
B
à i 1 2 : Một lăng kính có chiết suất n=1,732 có tiết diện vuông góc là một tam giác
đều ABC. Tia sáng SI nằm trong mặt phẳng của tiết diện vuông góc tới mặt AB
díi gãc tíi i=60o.
a.Vẽ đờng đi của tia sáng. Nhận xét [ĐS: Đối xứng qua mp phân giác của A] b.Giữ tia SI cố định, quay lăng kính một góc nhỏ quanh trục qua A và song song với cạnh.
Xác định chiều quay của tia ló đối với chiều quay của lăng kính [ĐS: D tăng]
B
à i 13 : Một lăng kính thủy tinh có chiết suất n=1,6. Chiếu một tia sáng theo phơng vuông góc với mặt bên của lăng kính. Tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt bên thứ hai. Tính giá trị nhỏ nhất của A. (ĐS:
38o42’)
HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ 11 THEO CHUYÊN ĐỀ Chuyên đề 10: GƯƠNG CẦU
B
à i 1 :
a. Gơng cầu lồi có bán kính R=12cm. Vật thật AB phẳng, nhỏ, đặt trên trục chính
có ảnh bằng nửa vật. Xác định vị trí của vật. [ĐS: d=6cm]
b. Vật thật AB phẳng, nhỏ đợc đặt trên trục chính của một gơng cầu lồi, cách gơng 60cm. ảnh tạo bởi g-
ơng nhỏ hơn vật 3 lần. Tính bán kính cong của gơng.
[§S: R=60cm].
B
à i 2 Gơng cầu lõm có f=10cm. Vật AB=1cm đặt trên : trục chính và vuông góc với trục chính có ảnh
A’B’=2cm. Xác định vị trí của vật và ảnh.
[ĐS: d1=15cm; d1’=30cm; d2=5 cm; d2’=-10 cm]
B
à i 3 : Một gơng cầu lõm có R=60cm. Ngời ta muốn tạo một điểm ảnh S’ trên trục chính sao cho khoảng cách từ đỉnh gơng O đến S’ thỏa mãn: OS’≤15cm. Xác
định điều kiện về vị trí của điểm vật S. [ĐS: Vật
ảo, cách gơng<30cm]
B
à i 4 : Vật AB đặt song song và cách màn một khoảng L=80cm. Một gơng cầu lõm có tiêu cự f=30cm đợc đặt sao cho vật ở trên trục chính của gơng và vuông góc víi trôc chÝnh.
a.Định vị trí của gơng để ảnh của vật hiện trên màn.
Biện luận về nghiệm theo L và f
[ĐS: 40cm hoặc 120cm]
b.Tính số phóng đại của
ảnh.
B
à i 5 : Một gơng cầu lõm có tiêu cự f=10cm. Điểm sáng S trên trục chính có ảnh
S’. Dời S dọc theo trục chính gần gơng thêm 5cm thì
ảnh dời 10cm và không thay
đổi tính chất. Xác định vị trí ban đầu của vật. [ĐS: 5cm hoặc 20cm]
B
à i 6 ảnh của vật thật tạo bởi gơng cầu lớn hơn : vật 3 lần. Dời vật lại gần gơng thêm 8cm, ảnh có
độ lớn bằng ảnh ban đầu. Tính bán kính của gơng cÇu [§S:
24cm]
B
à i 7 : Một gơng cầu lõm tạo ảnh thật A1B1 đối với vËt thËt AB. Dêi vËt 10cm th×
thu đợc ảnh A2B2=5A1B1. Biết f=10cm, tính khoảng cách từ gơng đến vị trí ban
đầu của vật [ĐS: 22,5 cm].
B
à i 8 Vật phẳng, nhỏ AB=10cm đợc đặt dọc theo trục : chính của một gơng cầu lõm tiêu cự 20cm. A gần gơng hơn và cách gơng 30cm.
a. Xác định ảnh, vẽ
ảnh.
b. Tịnh tiến vật 10cm theo phơng vuông góc trục chính.
Độ lớn của ảnh tăng hay giảm bao nhiêu lần? [1,1 lần]
HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ 11 THEO CHUYÊN ĐỀ
Chuyên đề 11: THẤU KÍNH B
à i 1 : Một thấu kính thủy tinh có chiết suất n=1,5. Khi đặt trong không khí, thấu kính có độ tụ 5dp. Dìm thấu kính vào chất lỏng chiết suất n’ thì
thấu kính có tiêu cự f’=-1m. Tính chiết suất n’ của chÊt láng.[ §S: n’=1,67]
B
à i 2 : Một thấu kính hai mặt lồi. Khi đặt trong không khí, thấu kính có độ tụ D1;
khi đặt trong chất lỏng có chiết suất có n’=1,68 thấu kính lại có độ tụ D2=-D1/5 a. Tính chiết
suất n của thấu kính. [ĐS: n=1,5]
b. Cho D1=2,5 dp và biết rằng một mặt có bán kính cong gấp 4 lần bán kính cong
của mặt kia. Hãy xác định các bán kính cong của hai mặt thấu kính. [ĐS: 25cm và
100cm]
B
à i 3 Một thấu kính phẳng- lõm có bán kính mặt lõm : là 15cm và chiết suất n=1,5. Vật sáng AB đặt vuông góc trục chính và trớc thấu kính. ảnh là ảnh ảo, cách thấu kính 15cm và cao 3 cm. Định vị trí và độ cao của vật. [ĐS: d=30cm, vật cao 6cm] B à i 4 : ảnh ảo của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ bằng hai lần vật và cách thÊu kÝnh 16cm.
a. Tính tiêu cự của thấu kính.[ ĐS: 16cm]
b. Thấu kính thuộc loại phẳng- cầu có chiết suất n=1,5.TÝnh R.[ §S: 8cm]
B
à i 5 Thấu kính hội tụ có tiêu cự 24cm. Vật AB đợc :
đặt cách màn E một đoạn
108cm. Có hai vị trí của thấu kính trong khoảng
giữa vật và màn tạo đợc ảnh rõ nét của vật trên màn.
Xác định hai vị trí của thấu kính.[ ĐS: 36cm và 72cm]
B
à i 6 Vật đặt trên và vuông góc với trục chính của : một thấu kính hội tụ có tiêu cự
20cm. ảnh rõ nét hiện trên màn cách vật một đoạn L.
a. Biết L=90cm. Xác định vị trí của thấu kính.[ ĐS: 30cm hoặc 60cm]
b. Màn phải đặt cách vật đoạn ngắn nhất là bao nhiêu
để vẫn thu đợc ảnh rõ nét của vật.
[§S: 80cm]
B
à i 7 : Vật phẳng nhỏ AB đặt trớc và song song với một màn, cách màn một khoảng L: Đặt một thấu kính hội tụ giữa vật và màn, song song với vật và sao cho
điểm A của vật ở trên trục chính. Ta tìm đợc hai vị trí của thấu kính tạo ảnh rõ nét
Trên con đờng dẫn tới thành công không có dấu chân của kẻ lời biếng! 70
trên màn, ảnh này gấp k lần ảnh kia. Tính tiêu cự của thấu kính? áp dụng với:
L=100cm; k=2,25 [§S: f=L k /(1+ k )2 ; f=24cm]
B
à i 8 : Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f=12cm. Điểm sáng A trên trục chính có ảnh A’. Dời A gần thấu kính thêm 6cm, A’ dời 2cm (không đổi tính chất).
Định vị trí vật và ảnh ban đầu.
[§S: d=36cm; d’=18cm]
B
à i 9 : Thấu kính phân kì có f=-10cm. Vật AB trên trục chính, vuông góc với trục chính, có ảnh A’B’.
Dịch chuyển AB lại gần thấu kính thêm 15cm thì ảnh dịch chuyển 1,5cm. Xác định vị trí vật và ảnh lúc đầu.[
§S: d=30cm; d’=-7,5cm]
B
à i 1 0 : Vật AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có ảnh thật
A1B1 cao 2 cm. Dời AB lại gần thấu kính thêm 45cm thì đợc ảnh thật A2B2 cao
20cm và cách A1B1 đoạn 18cm. Hãy xác định:
a. Tiêu cự của thấu kính.
[§S: f=10cm]
b. Vị trí ban đầu của vật.
[§S: d=60cm]
B
à i 1 1 Vật cao 5 cm. Thấu kính tạo ảnh của vật : cao 15cm trên màn. Giữ nguyên vị trí thấu kính nhng dời vật xa thấu kính thêm 1,5cm. Sau khi dời màn
để hứng
ảnh rõ nét của vật, ảnh có độ cao 10cm. Tính tiêu cự của thấu kính. [ĐS: f=9cm]
B
à i 1 2 : Thấu kính hội tụ có chiết suất n=1,5;
R1=10cm; R2=30cm. Vật thật đợc
Trên con đờng dẫn tới thành công không có dấu chân của kẻ lời biếng! 71
đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính tại A. ảnh thật tạo bởi thấu kính hiện trên màn
đặt cách vật một đoạn L=80cm. ảnh lớn hơn vật. Nếu giữ cố định vật và màn thì phải dịch chuyển thấu kính theo chiều nào, bao nhiêu, để có đợc ảnh trên màn nhỏ hơn vật. [ĐS: Xa vật; 40cm]
B
à i 1 3 : Thấu kính hội tụ có tiêu cự 5cm. A là
điểm vật thật trên trục chính cách thấu kính 10cm.
a. Tính khoảng cách AA’. Chứng tỏ rằng đây là khoảng cách ngắn nhất từ A tới
ảnh thật của nó tạo bởi thấu kÝnh. [§S: 20cm]
b. Giữ vật cố định và tịnh tiến thấu kính theo một chiều nhất định. ảnh chuyển động
ra sao?
Trên con đờng dẫn tới thành công không có dấu chân của kẻ lời biếng! 72
HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ 11 THEO CHUYÊN ĐỀ Chuyên đề 12: HỆ QUANG HỌC ĐỒNG TRỤC
Bà i 1: Điểm A nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ và cách quang tâm
một đoạn 2f. Sau thấu kính đặt gơng phẳng M vuông góc với trục chính.
a. Định vị trí của M để tia phản xạ sau khi xuyên qua thấu kính trở thành chùm tia
song song [§S: 3f/2]
b. A có vị trí bất kì. Có vị trí nào của M cho kết quả nh trên không? [ĐS: f(2d- f)/2(d-f)]
B
à i 2 : Thấu kính hội tụ có độ tụ 1dp. Trớc thấu kính và cách thấu kính 3m, đặt vật
AB=3cm vuông góc với trục chính. Sau thấu kính, cách 50cm có một gơng phẳng vuông góc với trục chính, mặt phản xạ hớng về thấu kính.
a. Vẽ đờng đi của một chùm tia sáng từ B (®iÓm xa trôc chÝnh nhÊt)
b. Định vị trí và tiêu cự gơng cầu thay thế đợc hệ trên để tạo đợc ảnh của AB ở cùng vị trí và có cùng độ lín.
B
à i 3 : Thấu kính hội tụ phẳng-lồi L có bán kính mặt cầu R=1m. Thủy tinh làm thấu kính có chiết suất n=1,5. Trên trục chính của thấu kính có điểm sáng A cách quang tâm 2m.
a. Xác định ảnh của A tạo bởi thấu kính.
[ĐS: ảnh ở vô cực]
b. Sau thấu kính đặt gơng phẳng M vuông góc với trục chính của thấu kính và
cách thấu kính 7m. Chứng tỏ ảnh cuối cùng tạo bởi quang hệ trùng với A.