NÂNG CAO NĂNG LỰC THỰC HÀNH VÀ GIẢI BÀI TẬP THỰC HÀNH VẬT LÝ CHO HỌC SINH LỚP 12

TÀI LIỆU THỰC HÀNH MÔN VẬT LÝ

vectorstock.com/5933716

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection DẠY KÈM QUY NHƠN EBOOK PHÁT TRIỂN NỘI DUNG

NÂNG CAO NĂNG LỰC THỰC HÀNH VÀ GIẢI BÀI TẬP THỰC HÀNH VẬT LÝ CHO HỌC SINH LỚP 12 WORD VERSION | 2020 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

MỤC LỤC Trang

1. Đặt vấn đề

3

1.1 Lý do chọn đề tài

3

1.2 Mục đích nghiên cứu

3

1.3 Đối tượng nghiên cứu

3

1.4 Đối tượng khảo sát thực nghiệm

4

1.5 Phương pháp nghiên cứu

4

1.6 Phạm vi nghiên cứu

4

2. Nội dung

5

2.1 Tìm hiểu chung một số vấn đề liên quan đến kỹ năng thực hành vật

5

lý 2.1.1 Một số thí nghiệm vật lý

5

2.1.2 Tìm hiểu cấu tạo và cách sử dụng đồng hồ

5

2.1.2.1 Cấu tạo

6

2.1.2.2 Cách sử dụng đồng hồ vạn năng kim chỉ thị

10

2.1.2.3 Tìm hiểu cấu tạo và cách sử dụng đồng hồ vạn năng hiển thị

14

2.1.2.4 Cách tính sai số trong thí nghiệm thực hành

18

2.1.2.5 Một số lưu ý khi làm thí nghiệm

28

số

2.2 Hướng dẫn thực hành các bài thực hành vật lý 12

30

2.2.1 Bài: Xác định chu kỳ con lắc đơn và đo gia tốc trọng trường

30

2.2.2 Bài: Đo tốc độ truyền âm trong không khí

37

2.2.3 Bài: Khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp

42

2.2.4 Bài: Xác định bước sóng ánh sáng

51

2.3 Hệ thống bài tập trắc nghiệm kiểm tra kỹ năng thực hành của học sinh 2.4 Kết quả thực hiện

57 66

1

3. Kết luận

69

3.1 Áp dụng kết quả vào thực tiễn

69

3.2 Kết luận

69

3.3 Kiến nghị

69

Tài liệu tham khảo

70

2

1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay, đổi mới phương pháp dạy học là một trong những mục tiêu lớn của ngành giáo dục. Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học, thì phương tiện dạy học đóng vai trò rất quan trọng. Sử dụng phương tiện dạy học góp phần nâng cao hiệu quả dạy học, góp phần hình thành cho học sinh khả năng tư duy tích cực, sáng tạo và vận dụng các kiến thức vào thực tiễn đời sống. Tuy nhiên, tình hình dạy học nói chung và dạy học Vật lý nói riêng hiện nay vẫn còn được tiến hành theo hình thức chủ yếu là: “ thông báo – tái hiện”, học sinh có rất ít cơ hội để nghiên cứu, quan sát, tham gia tiến hành làm thí nghiệm. Hơn nữa, vật lý là môn khoa học thực nghiệm vì vậy thí nghiệm vật lý đóng vai trò rất quan trọng trong nghiên cứu và giảng dạy vật lý. Song song đó, việc kiểm tra đánh giá thể hiện qua các kỳ thi Đại học – Cao đẳng đã qua và các kỳ thi THPT Quốc gia sắp tới, hình thức ra đề đặt yêu cầu cao về sự hiểu biết chính xác, cũng như việc học sinh vận dụng hiệu quả các kiến thức đã được học vào thực tiễn.

Nhận thức sâu sắc được tầm quan trọng của thí nghiệm vật lý trong việc đáp ứng mục tiêu của bộ môn Vật lý, cũng như mong muốn đề tài ít nhiều có tính mới, hữu ích hơn nên tôi đã chọn đề tài: “NÂNG CAO NĂNG LỰC THỰC HÀNH VÀ GIẢI BÀI TẬP THỰC HÀNH VẬT LÝ CHO HỌC SINH LỚP 12”làm nội dung đề sáng kiến của mình.

1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Đề tài này có mục đích nâng cao kỹ năng sử dụng dụng cụ thí nghiệm, kỹ năng xử lý số liệu và kỹ năng làm thí nghiệm vật lý một cách khoa học, hiệu quả và an toàn. Đồng thời góp phần giúp học sinh giải quyết tốt các tình huống thực tiễn liên quan đến các thí nghiệm vật lý 12.

- Nâng cao kĩ năng giải bài tập thực hành cho học sinh lớp 12.

1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Đề tài này tìm hiểu một số vấn đề liên quan đến kỹ năng sử dụng dụng cụ thí nghiệm, kỹ năng làm thí nghiệm vật lý và kỹ năng xử lý số liệu thu được.

- Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm kiểm tra kỹ năng thực hành các thí nghiệm vật lý 12.

- Trên cơ sở những kết quả đã nghiên cứu sẽ giúp cho các em học sinh áp dụng để giải quyết các tình huống thực tiễn liên quan đến các thí nghiệm vật lý 12.

3

4. ĐỐI TƯỢNG KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM Học sinh lớp 12A3 năm học 2016-2017, học sinh lớp 12A4 năm học 2017-2018, Học sinh lớp 12A4 năm học 2018-2019 trường THPT Số 2 Tuy Phước-Tuy Phước-Bình Định.

1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng một số phương pháp sau : - Phương pháp điều tra giáo dục.

- Phương pháp quan sát sư phạm.

- Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh.

- Phương pháp mô tả.

- Phương pháp vật lý.

- Phương pháp thực hành lấy số liệu.

1.6. PHẠM VI VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU - Đề tài này tìm hiểu chi tiết kỹ năng sử dụng đồng hồ vạn năng, kỹ năng làm thí nghiệm vật lý và kỹ năng xử lý số liệu thực nghiệm thu được.

- Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm kiểm tra kỹ năng thực hành các thí nghiệm vật lý 12.

- Thời gian nghiên cứu từ năm học 2016-2019.

4

2. NỘI DUNG 2.1. TÌM HIỂU CHUNG MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN KỸ NĂNG THỰC HÀNH VẬT LÝ 12 2.1.1. Một số thí nghiệm Vật lý 12 a. Thí nghiệm biểu diễn - Thí nghiệm về con lắc lò xo, con lắc đơn.

- Thí nghiệm tạo sóng mặt nước trong hộp bằng kính.

- Thí nghiệm tạo sóng dừng trên dây.

- Thí nghiệm tạo giao thoa sóng mặt nước.

- Thí nghiệm cộng hưởng âm.

- Mô hình máy phát điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, động cơ không đồng bộ 3 pha, máy biến áp.

- Thí nghiệm về hiện tượng tán sắc ánh sáng trắng, tổng hợp ánh sáng trắng.

- Thí nghiệm về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng, giao thoa ánh sáng. b. Thí nghiệm thực hành khảo sát - Thực hành: Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn.

- Thực hành: Xác định tốc độ truyền âm.

- Thực hành: Khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nồi tiếp.

- Thực hành: Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa.

2.1.2. Tìm hiểu cấu tạo và cách sử dụng đồng hồ vạn năng kim chỉ thị Trong các bài thực hành vật lý nói chung và trong các bài thực hành vật lý 12 nói riêng đòi hỏi cần sử dụng rất nhiều dụng cụ khác nhau. Một số dụng cụ như: máy phát âm tần, máy biến thế, đồng hồ đo thời gian, đèn laze, kính lọc sắc, âm thoa,… là những dụng cụ rất thông dụng, cách sử dụng tương đối đơn giản, hơn nữa vì điều kiện thời gian hạn hẹp nên chuyên đề chỉ lưu ý cách sử dụng một dụng cụ khá phức tạp và không thể thiếu trong phần lớn các thí nghiệm về điện, đó là đồng hồ vạn năng.

5

2.1.2.1.Cấu tạo a. Cấu tạo bên ngoài

1 – Kim chỉ thị

7 – Mặt chỉ thị

2 – Vít điều chỉnh điểm 0 tĩnh

8 – Mặt kính

3 – Đầu đo điện áp thuần xoay chiều

9 – Vỏ sau

4 – Đầu đo dương (+), hoặc P (Bán dẫn dương) 10 – Nút điều chỉnh 0Ω (0Ω ADJ) 5 – Đầu đo chung (Com), hoặc N (Bán dẫn âm) 11 – Chuyển mạch chọn thang đo 6 – Vỏ trước

12 – Đầu đo dòng điện xoay chiều

15A b. Một số kí hiệu sử dụng trên đồng hồ Trên đồng hồ vạn năng kim chỉ thị có một số kí hiệu như sau: ·

Nội trở của đồng hồ: 20 KΩ /VDC 9KΩ/VDC

·

Kí hiệu đo cả dòng xoay chiều và một chiều

·

Phương đặt đồng hồ: o ┌┐ hoặc →: Phương đặt nằm ngang o ┴ hoặc ↑: Phương đặt thẳng đứng o Ð

: Phương đặt xiên góc (thường là 450)

·

Điện áp thử cách điện: 5 KV

·

Bảo vệ bằng cầu chì và diode

6

·

DC.V (Direct Current Voltage): Thang đo điện áp một chiều.

·

AC.V (Alternating Current Voltage): Thang đo điện áp xoay chiều.

·

DC.A (Direct Current Ampe): Thang đo dòng điện một chiều.

·

AC.A (Alternating Current Ampe): Thang đo dòng điện xoay chiều

·

Ω: Thang đo điện trở

·

0Ω ADJ (0Ω Adjust): Chỉnh không ôm (chỉnh điểm không động)

·

COM (Common): Đầu chung, cắm que đo màu đen

·

+ : Đầu đo dương

·

OUTPUT cắm que đo màu đỏ trong trường hợp đo điện áp thuần xoay

chiều AC15A cắm que đo màu đỏ trong trường hợp đo dòng xoay chiều lớn cỡ A

·

c. Cung chia độ

Hình 1.17: Các cung chia độ trên mặt đồng hồ Kyoritsu KEW 1109S - (A) Là cung chia thang đo điện trở Ω : Dùng để đọc giá trị khi sử dụng thang đo điện trở. Cung chia độ thang đo Ω có giá trị lớn nhất bên trái và nhỏ nhất bên phải (ngược lại với tất cả các cung còn lại).

- (B) Là mặt gương: Dùng để giảm thiểu sai số khi đọc kết quả, khi đọc kết quả hướng nhìn phải vuông góc với mặt gương – tức là kim chỉ thị phải che khuất bóng của nó trong gương.

- (C) Là cung chia độ thang đo điện áp: Dùng để đọc giá trị khi đo điện áp một chiều và thang đo điện áp xoay chiều 50V trở lên. Cung này có 3 vạch chia độ là: 250V; 50V; 10V.

7

- (D) Là cung chia độ điện áp xoay chiều dưới 10V: Trong trường hợp đo điện áp xoay chiều thấp không đọc giá trị trong cung C. - (E) Là cung chia độ dòng điện xoay chiều tới 15A. - (F) Là cung chia độ đo hệ số khuếch đại dòng 1 chiều của transistor - hfe.

- (G, H) Là cung chia độ kiểm tra dòng điện và điện áp của tải đầu cuối.

- (I) Là cung chia độ thang đo kiểm tra dB: Dùng để đo đầu ra tín hiệu tần số thấp hoặc âm tần đối với mạch xoay chiều. Thang đo này sử dụng để độ khuếch đại và độ suy giảm bởi tỷ số giữa đầu vào và đầu ra mạch khuếch đại và truyền đạt tín hiệu theo đơn vị đề xi ben. d. Các đại lượng đo được trên đồng hồ vạn năng Các đại lượng cơ bản: V – A – Ω (Hình 1.19 a)

[1] DC.V: đo điện áp một chiều có 7 thang đo, từ 0,1V đến 1000V [2] DC.mA: Đo dòng điện 1 chiều, có 4 thang đo, từ 50mA đến 250mA [3] AC.V: Đo điện áp xoay chiều, có 4 thang đo, từ 10V đến 1000V [4] AC 15A: Đo dòng điện xoay chiều đến 15A [5] Ω: Đo điện trở, có 4 thang đo, từ X1Ω đến X 10kΩ e. Cách đọc giá trị trên các cung chia độ của đồng hồ vạn năng Đồng hồ vạn năng có rất nhiều thang đo, mà mặt hiển thị có kích thước giới hạn, không thể ghi tất cả các cung chia độ cho mỗi thang. Chính vì vậy, khi đo chúng ta phải đọc giá trị của các cung chia độ cơ bản sau đó nhân (hoặc cộng) với hệ số mở rộng thang đo theo bảng sau.

8

Đại lượng đo

Thang đo

Cung chia độ

Hệ số mở rộng

0,1V

C10

X 0,01 (chia 100)

0,5V

C50

X 0,01 (chia 100)

2,5V

C250

X 0,01 (chia 100)

10V

C10

X1

50V

C50

X1

250V

C250

X1

1000V

C10

X 100

D10

X1

50V

C50

X1

250V

C250

X1

1000V

C10

X 100

50mA

C50

X1

2,5mA

C250

X 0,01 (chia 100)

25mA

C250

X 0,1 (chia 10)

250mA

C250

X1

15A

E15

X1

X 1Ω

A0 - 2k

X1

X 10Ω

A0 - 2k

X 10

X 1kΩ

A0 - 2k

X 1000

X 10kΩ

A0 - 2k

X 10.000

DC.V (Điện áp 1 chiều)

AC.V (Điện áp xoay chiều)

DC.A

AC.A

10V

Ω (Điện trở)

Bảng 1.1: Đọc giá trị trên cung chia độ với mỗi thang đo Một số chú ý chung khi sử dụng đồng hồ vạn năng [1] Đối với đồng hồ kim chỉ thị đặt đồng hồ đúng phương qui định (thẳng đứng, nằm ngang hay xiên góc… được kí hiệu trên mặt đồng hồ), nếu đặt sai sẽ gây sai số.

9

[2] Cắm que đo đúng vị trí.

[3] Trước khi tiến hành đo đạc cần xác định đại lượng cần đo để chọn chức năng thang đo phù hợp.

[4] Xác định khảng giá trị của đại lượng đo để lựa chọn thang đo phù hợp. Khi chưa biết giá trị của đại lượng cần đo phải để đồng hồ ở thang cao nhất.

[5] Khi chuyển thang đo phải ngắt que đo ra khỏi điểm đang đo.

[6] Khi không sử dụng đồng hồ, đặt chuyển mạch về vị trí OFF hoặc thang đo điện áp xoay chiều lớn nhất Khi đặt nhầm thang đo tùy mức độ có thể làm hỏng đồng hồ hoặc kết quả phép đo không chính xác.

DC.V

Đại lượng

AC.V

Điện áp DC

OK

Điện áp AC

Khôngcó KQ OK

Dòng điện DC Sai KQ

DC.A

Sai KQ

Sai KQ

Dòng điện AC Khôngcó KQ Sai KQ Điện trở

AC.A

Ω

HỎNG

HỎNG

HỎNG

HỎNG

HỎNG

HỎNG

OK

HỎNG

HỎNG

Không có KQ OK

HỎNG

Khôngcó KQ Khôngcó KQ Không có KQ Khôngcó KQ OK Bảng 1.2: Hư hỏng đồng hồ vạn năng khi đặt nhầm thang đo

2.1.2.2. Cách sử dụng đồng hồ vạn năng kim chỉ thị a. Đo điện áp a.1. Đo điện áp một chiều V.DC a.1.1. Chú ý: - Khi điện áp cao hơn 250V, cần tắt nguồn điện, nối dây đồng hồ vào điểm cần đo, sau đó mới bật nguồn. Không chạm vào dây đo đồng hồ, ghi lại kết quả đo, tắt nguồn rồi mới tháo dây đo đồng hồ ra khỏi điểm cần đo.

- Không để chuyển mạch ở vị trí thang đo mA hay Ω, nếu không đồng hồ sẽ hỏng.

- Không cắm que đo sang đầu đo dòng điện 15A xoay chiều.

10

- Để đồng hồ ở thang đo một chiều mà đo điện áp xoay chiều, kim chỉ thị sẽ không lên, tuy nhiên dòng qua đồng hồ lớn có thể làm hỏng đồng hồ. a1.2. Cách thực hiện - Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào đầu (+) - Đặt chuyển mạch ở thang đo DC.V lớn hơn nhưng gần nhất với giá trị cần đo để kết quả đo là chính xác nhất.

Ví dụ: đo điện áp 220V thì có 2 thang lớn hơn là 250V và 1000V, nhưng thang 250V sẽ cho kết quả chính xác hơn.

- Đặt 2 que đo vào 2 điểm cần đo (Đo song song). Que đen vào điểm có điện thế thấp, que đỏ vào điểm có điện thế cao.

- Tính kết quả đo được V = A x (B/C) Với V là giá trị điện áp thực A – Là số chỉ của kim đọc được trên cung chia độ B – Là thang đo đang sử dụng C – Là giá trị MAX của cung chia độ Tỷ lệ B/C là hệ số mở rộng (Tham khảo bảng 1.1) b. Đo điện áp xoay chiều V.AC b.1. Chú ý: - Khi đo điện áp cao hơn 250V, cần tắt nguồn điện, nối dây đồng hồ vào điểm cần đo, sau đó mới bật nguồn. Không chạm vào dây đo đồng hồ, ghi lại kết quả đo, tắt nguồn rồi mới tháo dây đo đồng hồ ra khỏi điểm cần đo.

- Không để chuyển mạch ở vị trí thang đo mA hay Ω, nếu không đồng hồ sẽ hỏng.

- Không cắm que đo sang đầu đo dòng điện 15A xoay chiều.

- Đặt chuyển mạch đồng hồ ở vị trí đo điện áp xoay chiều mà đo điện áp 1 chiều, kim đồng hồ vẫn lên nhưng kết quả là không chính xác.

- Đối với thang đo xoay chiều 10V cần đọc ở cung chia độ riêng của nó thì kết quả mới chính xác (cung D10) b1.2 Cách thực hiện - Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào đầu (+)

11

- Đặt chuyển mạch ở thang đo AC.V lớn hơn nhưng gần nhất với giá trị cần đo để kết quả đo là chính xác nhất.

- Đặt 2 que đo vào 2 điểm cần đo (Đo song song). Không cần quan tâm đến cực tính của đồng hồ - Tính kết quả đo được giống trường hợp đo điện áp một chiều.

Với V là giá trị điện áp thực A – Là số chỉ của kim đọc được trên cung chia độ B – Là thang đo đang sử dụng C – Là giá trị MAX của cung chia độ Tỷ lệ B/C là hệ số mở rộng (Tham khảo bảng 1.1) c. Đo dòng điện c.1. Đo dòng điện một chiều A.DC c.1.1 Chú ý: - Phạm vi đo được của đồng hồ lớn nhất là 250mA. - Các đầu đo của đồng hồ phải được kết nối chắc chắn với mạch điện cần đo. Nếu kết nối chập chờn có thể phát sinh những xung điện gây nguy hiểm cho mạch hoặc đồng hồ đo.

- Không bao giờ thực hiện đo điện áp với các thang đo dòng điện. Các cầu chì có thể bị nổ hoặc hỏng đồng hồ.

- Đặc biệt là khi có điện áp cao hơn 250V được đặt vào thang đo dòng điện, cầu chì có thể không bảo vệ được mạch điện bên trong, nhiều linh kiện sẽ bị hỏng. c.1.2. Cách thực hiện: - Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào đầu (+) - Đặt chuyển mạch của đồng hồ ở thang DC.A 250mA. - Tắt nguồn điện của các mạch thí nghiệm.

- Kết nối que đo màu đỏ của đồng hồ về phía cực dương (+) và que đo màu đen về phía cực âm (-) theo chiều dòng điện trong mạch thí nghiệm. Mắc đồng hồ nối tiếp với mạch thí nghiệm

12

- Bật điện cho mạch thí nghiệm.

- Khi kết quả đọc được nhỏ hơn 25mA, đặt chuyển mạch sang vị trí DC.A – 25mA để được kết quả chính xác hơn.

Tương tự, khi kết quả nhỏ hơn 2,5mA thì đặt chuyển mạch sang vị trí DC.A – 2,5mA. Tức là bắt đầu từ thang lớn nhất, sau đó giảm dần thang đo đến khi chọn được thang lớn hơn nhưng gần nhất với giá trị dòng điện cần đo.

- Đọc và tính giá trị: Đọc trên cung chia độ C, tính giá trị giống trường hợp đo điện áp 1 chiều. Tức là giá trị thực bằng số chỉ của kim trên cung chia độ nhân với thang đo và chia cho giá trị MAX trên cung chia độ đó (xem phần tính giá trị đo điện áp 1 chiều). c.2. Đo dòng điện xoay chiều A.AC c.2.1. Chú ý: - Phạm vi đo được dòng điện xoay chiều lên đến 15A. - Thang đo này không có cầu chì bảo vệ nên nếu nhầm lẫn sẽ gây hư hỏng nghiêm trọng.

- Không dùng thang đo dòng điện xoay chiều để đo điện áp. c.2.2. Cách thực hiện: - Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào đầu AC – 15A - Đặt chuyển mạch của đồng hồ ở thang AC – 15A. - Tắt nguồn điện của các mạch thí nghiệm.

- Kết nối 2 que đo của đồng hồ về phía 2 điểm cần đo dòng điện của mạch thí nghiệm (Mắc nối tiếp).

- Bật điện cho mạch thí nghiệm.

- Đọc và tính giá trị: Đọc trên cung chia độ E15, tính giá trị giống trường hợp đo điện áp 1 chiều. Tức là giá trị thực bằng số chỉ của kim trên cung chia độ nhân với thang đo và chia cho giá trị MAX trên cung chia độ đó (xem phần tính giá trị đo điện áp 1 chiều).

13

d. Đo điện trở d.1. Chú ý: - Không bao giờ được đo điện trở trong mạch đang được cấp điện.Trước khi đo điện trở trong mạch hãy tắt nguồn trước.

- Không để đồng hồ ở thang đo điện trở mà đo điện áp và dòng điện - đồng hồ sẽ hỏng ngay lập tức (Bảng 1.2).

- Khi đo điện trở nhỏ (cỡ <10Ω) cần để cho que đo và chân điện trở tiếp xúc tốt nếu không kết quả không chính xác.

- Khi đo điện trở lớn (cỡ > 10kΩ), tay không được tiếp xúc đồng thời vào cả 2 que đo, vì nếu tiếp xúc như vậy điện trở của người sẽ mắc song song với điện trở cần đo làm giảm kết quả đo. d.2. Cách thực hiện: - Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào đầu (+) - Đặt 2 que đo vào 2 đầu điện trở (Đo song song).

Chọn thang đo sao cho khi đo điện trở cần xác định, độ lệch của kim ở khoảng ½ thang đo.

- Giữ nguyên thang đo này, bỏ điện trở, chập que đo vặn núm chỉnh 0ΩADJ để kim chỉ ở điểm 0 động.

- Đo điện trở lại một lần nữa, kết quả lần này là chính xác.

- Tính kết quả đo được R=AxB R - Giá trị thực của điện trở A - Là số chỉ của kim trên cung chia độ B - Là thang đo 2.1.2.3. Tìm hiểu cấu tạo và cách sử dụng đồng hồ vạn năng hiển thị số a. Cấu tạo đồng hồ vạn năng hiển thị số a.1. Các kí hiệu trên đồng hồ vạn năng hiển thị số. ·

V~: Thang đo điện áp xoay chiều.

·

V- : Thang đo điện áp một chiều.

14

·

A~: Thang đo dòng điện xoay chiều.

·

A- : Thang đo dòng điện một chiều.

·

Ω: Thang đo điện trở

a.2. Cấu tạo bên ngoài

Hình 1.32 Cấu tạo mặt đồng hồ vạn năng hiển thị số EXCEL-DT9205A a.3. Các thang đo đồng hồ vạn năng hiển thị số.

15

a.4. Đồng hồ có các đầu cắm que đo như sau: ·

COM (Common): Đầu chung, cắm que đo màu đen

·

V/Ω : Đầu đo dương màu đỏ, được sử dụng để đo điện trở và điện áp (một

chiều và xoay chiều) ·

20A: Đầu cắm que đo màu đỏ trong trường hợp đo dòng điện lớn cỡ A

·

mA: Đầu cắm que đo màu đỏ trong trường hợp đo dòng điện nhỏ cỡ mA

b. Cách sử dụng đồng hồ vạn năng hiển thị số b.1. Đo dòng điện b.1.1. Chú ý: - Để đồng hồ ở thang đo A~ để đo dòng điện xoay chiều và thang A- để đo dòng điện một chiều.

- Que đen cắm cổng chung COM, que đỏ cắm vào cổng 20A nếu đo dòng có cường độ lớn cỡ A và cổng mA nếu đo dòng có cường độ nhỏ cỡ mA .

- Quy tắc đo tương tự quy tắc đo của đồng hồ vạn năng kim chỉ thị. Kết quả đo đọc trực tiếp trên màn hình LCD. b.1.2 Cách thực hiện: - Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào cổng 20A nếu đo dòng có cường độ lớn cỡ A và cổng mA nếu đo dòng có cường độ nhỏ cỡ mA .

- Đặt chuyển mạch của đồng hồ ở thang DC.A - 250mA. - Tắt nguồn điện của các mạch thí nghiệm.

- Kết nối que đo màu đỏ của đồng hồ về phía cực dương (+) và que đo màu đen về phía cực âm (-) theo chiều dòng điện trong mạch thí nghiệm. Mắc đồng hồ nối tiếp với mạch thí nghiệm - Bật điện cho mạch thí nghiệm.

- Khi kết quả đọc được nhỏ hơn 25mA, đặt chuyển mạch sang vị trí DC.A – 25mA để được kết quả chính xác hơn.

Tương tự, khi kết quả nhỏ hơn 2,5mA thì đặt chuyển mạch sang vị trí DC.A – 2,5mA.

16

Tức là bắt đầu từ thang lớn nhất, sau đó giảm dần thang đo đến khi chọn được thang lớn hơn nhưng gần nhất với giá trị dòng điện cần đo.

- Đọc kết quả trên màn hình LCD. c. Đo điện áp c.1. Đo điện áp một chiều c.1.1. Chú ý: - Để đồng hồ ở thang V- để đo điện áp một chiều.

- Que đen cắm cổng chung COM, que đỏ cắm vào cổng V/Ω.

- Quy tắc đo tương tự qui tắc đo của đồng hồ vạn năng kim chỉ thị. Kết quả đo đọc trực tiếp trên màn hình LCD. c.1.2. Cách thực hiện: - Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đỏ cắm vào cổng V/Ω.

- Đặt chuyển mạch ở thang đo DC.V lớn hơn nhưng gần nhất với giá trị cần đo để kết quả đo là chính xác nhất. Ví dụ: đo điện áp 220V thì có 2 thang lớn hơn là 250V và 1000V, nhưng thang 250V sẽ cho kết quả chính xác hơn.

- Đặt 2 que đo vào 2 điểm cần đo (Đo song song). Que đen vào điểm có điện thế thấp, que đỏ vào điểm có điện thế cao.

-Đọc kết quả trên màn hình. d. Đo điện áp xoay chiều d.1. Chú ý: - Để đồng hồ ở thang đo V~ để đo điện áp xoay chiều.

- Que đen cắm cổng chung COM, que đỏ cắm vào cổng V/Ω.

- Quy tắc đo tương tự qui tắc đo của đồng hồ vạn năng kim chỉ thị. Kết quả đo đọc trực tiếp trên màn hình LCD. d.2.Cách thực hiện: - Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đỏ cắm vào cổng V/Ω.

- Đặt chuyển mạch ở thang đo AC.V lớn hơn nhưng gần nhất với giá trị cần đo để kết quả đo là chính xác nhất.

- Đặt 2 que đo vào 2 điểm cần đo (Đo song song). Không cần quan tâm đến cực tính của đồng hồ

17

- Đọc kết quả trên màn hình. e. Đo điện trở e.1. Chú ý: - Không bao giờ được đo điện trở trong mạch đang được cấp điện. Trước khi đo điện trở trong mạch hãy tắt nguồn trước.

- Không để đồng hồ ở thang đo điện trở mà đo điện áp và dòng điện - đồng hồ sẽ hỏng ngay lập tức (Bảng 1.2).

- Khi đo điện trở nhỏ (cỡ <10Ω) cần để cho que đo và chân điện trở tiếp xúc tốt nếu không kết quả không chính xác.

- Khi đo điện trở lớn (cỡ > 10kΩ), tay không được tiếp xúc đồng thời vào cả 2 que đo, vì nếu tiếp xúc như vậy điện trở của người sẽ mắc song song với điện trở cần đo làm giảm kết quả đo. e.2. Cách thực hiện: - Để đồng hồ ở thang đo điện trở Ω - Que đen cắm cổng chung COM, que đỏ cắm vào cổng V/Ω.

- Đặt 2 que đo vào 2 đầu điện trở (Đo song song).

- Đọc kết quả trên màn hiển thị.

2.1.2.4. Cách tính sai số trong thí nghiệm thực hành a. Cách tính sai số của phép đo trực tiếp a.1. Giá trị trung bình Khi đo n lần cùng một đại lượng A, ta nhận được các giá trị khác nhau: A1, A2,... An. Trung bình số học của đại lượng đo sẽ là giá trị gần giá trị thực A: A + A2 + ... + An A= 1 (1) n Số lần đo n càng lớn, thì giá trị A càng tiến gần đến giá trị thực A. a.2. Sai số tuyệt đối của mỗi lần đo là trị tuyệt đối của các hiệu số: A − Ak = ∆Ak (2)

với k = 1, 2, 3, ……n

18

a.3. Sai số tuyệt đối trung bình của n lần được coi là sai số ngẫu nhiên: ∆A =

∆A1 + ∆A2 + ... + ∆An n

(3)

Trong trường hợp không cho phép thực hiện phép đo nhiều lần (n < 5) người ta không lấy sai số ngẫu nhiên bằng cách lấy trung bình như (3), mà chọn giá trị cực đại ∆AMax trong số các giá trị sai số tuyệt đối thu được làm sai số ngẫu nhiên.

Sai số tuyệt đối của phép đo là tổng sai số ngẫu nhiên và sai số dụng cụ (sai số hệ thống): ∆A = ∆A + ∆A'

Trong đó sai số dụng cụ thường lấy bằng nửa độ chia nhỏ nhất trên dụng cụ.

Chú ý: Khi đo các đại lượng điện bằng các dụng cụ chỉ thị kim hay hiển thị số, sai số được xác định theo cấp chính xác của dụng cụ (do nhà sản xuất quy định được ghi trên dụng cụ đo).

Ví dụ: Vôn kế có cấp chính xác là 3. Nếu dùng thang đo 250V để đo hiệu điện thế thì sai số mắc phải là ∆U = 3 0 0 .250 = 7,5V .

Nếu kim chỉ thị vị trí 120V thì kết quả đo sẽ là: U = 120 ± 7,5V a.4. Sai số tỉ đối: ∆A .100 % A

b. Cách tính sai số của phép đo gián tiếp và ghi kết quả đo lường b.1. Phương pháp chung để tính sai số của phép đo gián tiếp Giả sử đại lượng cần đo A phụ thuộc vào các đại lượng x, y, z theo hàm số

A = f ( x, y , z ) Trong đó x, y, z là các đại lượng đo trực tiếp và có giá trị x = x ± ∆x y = y ± ∆y

z = z ± ∆z

* Giá trị trung bình A được xác định bằng cách thay thế các giá trị trung bình x, y, z vào hàm trên, nghĩa là A = f ( x , y , z ). * Cách xác định cụ thể sai số Sai số ∆A được tính bằng phương pháp vi phân theo một trong hai cách sau: Cách 1

19

Cách này sử dụng thuận tiện khi hàm f ( x, y, z ) là một tổng hay một hiệu (không thể lấy logarit dễ dàng). Cách này gồm các bước sau: Bước 1: Tính vi phân toàn phần của hàm A = f ( x, y, x) , sau đó gộp các số hạng có chứa vi phân của cùng một biến số.

Bước 2: Lấy giá trị tuyệt đối của các biểu thức đứng trước dấu vi phân d và thay dấu vi phân d bằng dấu ∆ . Ta thu được ∆A .

Bước 3: Tính sai số tỉ đối (nếu cần).

1 2

Ví dụ: Một vật ném xiên góc α có độ cao h = v0 sin αt − gt 2 Trong đó:

v0 = 39,2 ± 0,2m / s

α = 30 ± 10 t = 2,0 ± 0,2s g = 9,8m / s 2

Ta có: h = 39,2.sin 300.2 − 9,8.

22 = 19,6m 2

dh = v0 sin α .dt + v0 cosα .dα + sin α .t.dv0 − g .t.dt

= (v0. sin α − gt ).dt + v0 .t cosα .dα + sin α .t.dv0

∆h = v 0 .sin - gt . ∆t + v 0 .t.cos. . ∆α + sin α .t . ∆v0

= 39,2.sin 300 − 9.8.2 .0,2 + 39,2.2. cos 300 .

2π + sin 300.2 .0,2 = 1,38m 360

Sử dụng quy ước viết kết quả ta có: h = 19,6 ± 1,4m Cách 2 Sử dụng thuận tiện khi hàm f ( x, y, z ) là dạng tích, thương, lũy thừa.... Cách này cho phép tính sai số tỉ đối, gồm các bước: Bước 1: Lấy logarit cơ số e của hàm A = f ( x, y, z ) Bước 2: Tính vi phân toàn phần hàm ln A = ln f ( x, y, z ) , sau đó gộp các số hạng có chưa vi phân của cùng một biến số.

Bước 3: Lấy giá trị tuyệt đối của biểu thức đứng trước dấu vi phân d và chuyển dấu d thành ∆ ta có δ =

∆A A

Bước 4: Tính ∆A = A . δ Ví dụ : Gia tốc trọng trường được xác định bằng biểu thức: g = ở đây: l = 500 ± 1mm T = 1,45 ± 0,05s

g = 9,78 ± 0,20m / s 2

20

4π 2 l T2

Khi đó: ln g = ln ( 4 π 2 l ) – ln( T 2 ) dg dg d (4π 2 l ) d (T 2 ) d (4π 2 ) 4π 2 dl dT = = -2 ⇔ + 2 2 2 2 4π l 4π l T g g 4π l T ⇔

∆g ∆l ∆T  ∆l 2∆T  = ⇒ ∆g = g  + +2  l T T  g  l

b.2. Ghi kết quả: A = A ± ∆A + số CSCN của kết quả không được nhiều hơn số CSCN của dữ kiện kém chính xác nhất. + Sai số tuyệt đối lấy 1 hoặc tối đa 2 chữ số có nghĩa (số CSCN của một số là tất cả các chữ số từ trái qua phải kể từ số khác 0 đầu tiên), còn giá trị trung bình lấy số chữ số phần thập phân tương ứng theo sai số tuyệt đối.

Ví dụ: + x = 3.00 ± 0.07 đúng cách, + x = 3 ± 0.07 sai, vì “3” có độ chính xác tới 1 đơn vị, 0.07 chẳng còn ý nghĩa + x = 2000 ± 5 đúng cách, + x = 2.103 ± 5 hoặc 2 ngàn ± 5 đều sai vì x chính xác chỉ đến đơn vị là ngàn, phần sai số mất ý nghĩa. + x = 18.12345 ± 0.01 sai vì khi sai số là 0.01 thì việc viết x quá chính xác là vô căn cứ. c. Biểu diễn sai số trong đồ thị Khi sử dụng đồ thị trong các thí nghiệm vật lý cần chú ý cách biểu diễn các giá trị có sai số như sau:

y

- Mỗi giá trị có được từ thực nghiệm đều có sai số, ví dụ xi ± ∆xi, yi ± ∆yi,...

- Trên đồ thị mỗi giá trị sẽ được biểu diễn

yi

bằng một điểm nằm giữa một ô chữ nhật có

2∆yi 2∆xi

cạnh là 2∆xi và 2∆yi.

- Thông thường không cần phải vẽ các ô sai số mà chỉ vẽ khi cần biểu sai số.

xi

x

- Đường biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng là một đường cong trơn đi qua gần nhất các điểm thực nghiệm. d. Một số ví dụ về xử lí số liệu thực nghiệm đo được Ví dụ 1: Trong thí nghiệm giao thoa bằng khe I-âng để xác định bước sóng của ánh sáng đỏ. Biết khoảng cách hai khe a = 0,250 ± 0,005(mm), khoảng vân i = 2,000 ± 0,005(mm)

21

và số đo khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là D = 666(mm) và thước dùng để đo khoảng cách D có độ chia nhỏ nhất là 1mm. Tính sai số tuyệt đối của bước sóng A. ∆λ = 0,071µm

B. ∆λ = 0,017µm

C. ∆λ = 0,017mm

D. ∆λ = 0,071mm

Hướng dẫn giải - Sai số của phép đo D được lấy bằng nửa độ chia nhỏ nhất của thước đo: ∆D = 0,5mm - Và theo đề bài: a = 0,250mm, i = 2,000mm , ∆a = 0,005mm, ∆i = 0,005mm - Giá trị trung bình của bước sóng: λ =

a.i 0,250.2.000 = = 0,75.10 −3 mm 666 D

- Từ công thức λ=

ai  0,005 0,005 0,5   ∆a ∆i ∆D  ⇒ ∆λ =  + + + + .0,75.10 −3 = 0,017 µm . .λ =  D 0 , 250 2 , 000 666 i D   a  

Đáp số B Ví dụ 2:Một nhóm học sinh xác định bước sóng của chùm tia laze bằng thí nghiệm giao thoa I-âng. Biết khoảng cách hai khe a = 0,200 ± 0,005(mm), khoảng cách D từ hai khe đến màn quan sát được đo bằng thước có độ chia nhỏ nhất là 1mm, khoảng cách L của 4 khoảng vân liên tiếp được đo bằng thước kẹp có độ chia nhỏ nhất là 0,05mm. Các số liệu đo được như sau: Lần đo

1

2

3

4

5

D(mm)

462

461

461

462

460

L(mm)

4,50

4,55

4,65

4,50

4,40

Bước sóng của chùm laze có biểu thức là A. λ = 0,49 ± 0,20 (µm)

B. λ = 0,49 ± 0,02 (µm)

C. λ = 0,65 ± 0,03 (µm)

D. λ = 0,65 ± 0,30 (µm)

Hướng dẫn giải Theo đề bài, ta có: + a = 0,200mm, ∆a = 0,005mm + Sai số hệ thống của phép đo D: ∆ = 0,5mm + Sai số hệ thống của phép đo khoảng vân: ∆’ = 0,025mm + Số khoảng vân đánh dấu: n = 4 Lần đo

D(mm)

∆D(mm)

22

L(mm)

∆L(mm)

1

462

0,8

4,50

0,02

2

461

0,2

4,55

0,03

3

461

0,2

4,65

0,13

4

462

0,8

4,50

0,02

5

460

1,2

4,40

0,12

Trung bình

461,2

0,64

4,52

0,064

a.L 0,2.4,52 = = 0,49.10 −3 (mm) n.D 4.461,2

-

Giá trị trung bình của bước sóng: λ =

-

Sai số tuyệt đối của phép đo độ rộng 4 khoảng vân: ∆L = ∆L + ∆' = 0,064 + 0,025 = 0,089mm

Sai số tuyệt đối của phép đo khoảng cách D:

-

∆D = ∆D + ∆ = 0,64 + 0,5 = 1,14mm

Sai số tuyệt đối của bước sóng:

-

 0,005 0,089 1,14   ∆a ∆L ∆D  ∆λ =  + + + + .0,49.10 −3 = 0,02.10 −3 mm .λ =  4,52 461,2  L D   a  0,2

-

Bước sóng của chùm laze có biểu thức là: λ = 0,49 ± 0,02 (µm). Đáp số B

Ví dụ 3: Một tụ điện có số ghi điện dung bị mờ nên một nhóm học sinh đã sử dụng vôn kế và ampe kế hiển thị kim để làm thí nghiệm đo điện dung của tụ điện. Bảng số liệu thu được như sau: Lần đo

1

2

3

4

5

U(V)

12,35

12,05

12,45

12,25

12,45

I(A)

2,15

2,00

2,25

1,85

2,45

Biết nguồn điện xoay chiều sử dụng có f = 50 ± 2(Hz), vôn kế và ampe kế có độ chia nhỏ nhất là 0,1V và 0,1A. Số π được lấy trong máy tính và coi là chính xác. Bỏ qua sai số dụng cụ. Biểu thức điện dung của tụ điện là A. C = 5,5.10-4 ± 0,7.10-4 (F) B. C = 5,5.10-3 ± 0,7.10-3 (F) -4 -4 C. C = 5,0.10 ± 0,5.10 (F) D. C = 5,0.10-3 ± 0,5.10-3 (F) Hướng dẫn giải Từ bảng số liệu ta tính được các giá trị trung bình và sai số như sau: Lần đo

U(V)

I(A)

U (V)

∆U (V)

∆U (V)

I (A)

∆I (V)

∆ I (V)

1

12,35

2,15

12,31

0,04

0,13

2,14

0,01

0,17

23

2

12,05

2,00

0,26

0,14

3

12,45

2,25

0,14

0,11

4

12,25

1,85

0,06

0,29

5

12,45

2,45

0,14

0,31

- Giá trị trung bình của điện dung: C=

I 2,14 = = 5,5.10 − 4 ( F ) 2 π .

50 .

12 , 31 2π f .U

- Sai số của phép đo điện dung:  ∆ I ∆U ∆f ∆C = C  + + U f  I

 2   0,17 0,13  = 5,5.10 −4  + +  = 0,7.10 −4 ( F )   2,14 12,31 50  

Vậy biểu thức điện dung là: C = 5,5.10-4 ± 0,7.10-4 (F). Đáp số A

Ví dụ 4:Một tụ điện có số ghi điện dung bị mờ nên một nhóm học sinh đã sử dụng vôn kế và ampe kế hiển thị kim để làm thí nghiệm đo điện dung của tụ điện. Bảng số liệu thu được như sau: Lần đo

1

2

3

4

5

U(V)

12,35

12,05

12,45

12,25

12,45

I(A)

2,15

2,00

2,25

1,85

2,45

Biết nguồn điện xoay chiều sử dụng có f = 50±2(Hz), vôn kế và ampe kế có độ chia nhỏ nhất là 0,1V và 0,1A. Lấy sai số dụng cụ bằng nửa độ chia nhỏ nhất, số π được lấy trong máy tính và coi là chính xác. Biểu thức điện dung của tụ điện là A. C = 5,5.10-6 ± 0,7.10-6 (F) B. C = 5,5.10-5 ± 0,7.10-5 (F) -4 -4 C. C = 5,5.10 ± 0,9.10 (F) D. C = 5,5.10-3 ± 0,9.10-3 (F) Hướng dẫn giải Từ bảng số liệu ta tính được các giá trị trung bình và sai số như sau: Lần đo

U(V)

I(A)

1

12,35

2,15

2

12,05

2,00

U (V)

∆U (V)

∆U (V)

I (A)

0,04

0,14 0,13

2,14

0,17

3

12,45

2,25

0,14

0,11

4

12,25

1,85

0,06

0,29

24

∆ I (V)

0,01

0,26 12,31

∆I (V)

5

12,45

2,45

0,14

0,31

- Giá trị trung bình của điện dung: C=

I 2,14 = = 5,5.10 −4 ( F ) π 2 .

50 .

12 , 31 2π f .U

- Sai số dụng cụ của phép đo hiệu điện thế: ∆U’ = 0,05V - Sai số dụng cụ của phép đo cường độ dòng điện: ∆I’ = 0,05A Suy ra sai số toàn phần của phép đo: + hiệu điện thế: ∆U = ∆U + ∆U’ = 0,13 + 0,05 = 0,18V + cường đọ dòng điện: ∆I = ∆ I + ∆I’ = 0,17 + 0,05 = 0,22A  ∆I ∆U ∆f  2   0,22 0,18  = 5,5.10 − 4  ∆C = C  + + + +  = 0,9.10 −4 ( F )  U f   2,14 12,31 50   I

Vậy biểu thức điện dung là: C = 5,5.10-4 ± 0,9.10-4 (F). Đáp số C Ví dụ 5: Một tụ điện có số ghi điện dung bị mờ nên một nhóm học sinh đã sử dụng đồng hồ đa năng hiển thị số để làm thí nghiệm đo điện dung của tụ điện. Bảng số liệu thu được như sau: Lần đo

1

2

3

4

5

U(V)

12,35

12,05

12,45

12,25

12,45

I(A)

2,15

2,00

2,25

1,85

2,45

Biết nguồn điện xoay chiều sử dụng có f = 50±2(Hz), đồng hồ đa năng có cấp chính xác là 0.2%, sử dụng thang đo 20V và 10A. Số π được lấy trong máy tính và coi là chính xác. Biểu thức điện dung của tụ điện là A. C = 5,5.10-6 ± 0,8.10-6 (F) B. C = 5,5.10-4 ± 0,8.10-4 (F) -5 -5 C. C = 5,5.10 ± 0,8.10 (F) D. C = 5,5.10-3 ± 0,8.10-3 (F) Hướng dẫn giải Từ bảng số liệu ta tính được các giá trị trung bình và sai số như sau: Lần đo

U(V)

I(A)

1

12,35

2,15

0,04

0,01

2

12,05

2,00

0,26

0,14

3

12,45

2,25

4

12,25

1,85

0,06

0,29

5

12,45

2,45

0,14

0,31

U (V)

12,31

∆U (V)

0,14

- Giá trị trung bình của điện dung:

25

∆U (V)

0,13

I (A)

2,14

∆I (V)

0,11

∆ I (V)

0,17

C=

I 2,14 = = 5,5.10 − 4 ( F ) 2π f .U 2π .50.12,31

- Sai số dụng cụ của phép đo hiệu điện thế: ∆U’ = 20.0,2% = 0,04V - Sai số dụng cụ của phép đo cường độ dòng điện: ∆I’ = 10.0,2% = 0,02A Suy ra sai số toàn phần của phép đo: + hiệu điện thế: ∆U = ∆U + ∆U’ = 0,13 + 0,04 = 0,17V + cường đọ dòng điện: ∆I = ∆ I + ∆I’ = 0,17 + 0,02 = 0,19A  ∆I ∆U ∆f  2   0,19 0,17  = 5,5.10 −4  ∆C = C  + + + +  = 0,8.10 −4 ( F )  U f   2,14 12,31 50   I

Vậy biểu thức điện dung là: C = 5,5.10-4 ± 0,8.10-4 (F). Đáp số B Ví dụ 6: Một tụ điện có số ghi điện dung bị mờ nên một nhóm học sinh đã sử dụng vôn kế và ampe kế hiển thị kim để làm thí nghiệm đo điện dung của tụ điện. Bảng số liệu thu được như sau: Lần đo

U(V)

I(A)

1

100,5

1,00

2

200,5

215

3

150,0

1,45

Biết nguồn điện xoay chiều sử dụng có f = 50 ± 2(Hz), vôn kế và ampe kế có độ chia nhỏ nhất là 0,1V và 0,1A. Số π được lấy trong máy tính và coi là chính xác. Bỏ qua sai số dụng cụ. Biểu thức điện dung của tụ điện là A. C = 3,22.10-5 ± 0,20.10-5 (F) B. 3,22.10-6 ± 0,20.10-6 (F) -4 -4 D. 3,22.10-3 ± 0,20.10-3 (F) C. C = 3,22.10 ± 0,20.10 (F) Hướng dẫn giải Từ bảng số liệu ta tính được các giá trị trung bình và sai số như sau: I (F) 2πfU

Lần đo

U(V)

I(A)

1

100,5

1,00

3,17.10-5

2

200,5

2,15

3,42.10-5

3

150,0

1,45

3,08.10-5

C=

C (F)

∆C 0,05.10-5

3,22.10-5

0,20.10-5 0,12.10-5

Số lần đo là 3 lần nên sai số lấy (∆C)max = 0,20.10-5(F).

Vậy biểu thức của điện dung là: C = 3,22.10-5 ± 0,20.10-5 (F). Đáp số A

26

Ví dụ 7: Một nhóm học sinh dùng vôn kế và ampe kế hiển

I(.10-2 A) 6

thị kim để khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào điện áp đặt vào hai đầu tụ điện. Đường đặc trưng V –A của tụ điện vẽ theo số liệu đo

5

4

3

được như hình vẽ. Nếu nhóm học sinh này tính điện dung của tụ điện ở điện áp 0,12V thì giá trị tính được sẽ là A. ZC = 50,0 ± 8,3(Ω)

2

1 U(.10-2 V) 5

10

15

20

25

30

B. ZC = 45,0 ± 7,5(Ω) C. ZC = 5,00± 0,83(Ω) D. ZC = 4,50 ± 0,75(Ω) Hướng dẫn giải - Từ đồ thị ta thấy ứng với U = 0,12V thì I = 0,024A. và ∆U = 0,01V, ∆I = 0,002A U = 5,00(Ω) I ∆I ∆U 0,002 0,01 Và ∆Z C = Z C ( + ) = 5( + ) = 0,83(Ω) I U 0,024 0,12 ⇒ ZC =

Vậy điện dung của tụ điện là: ZC = 5,00 ± 0,83(Ω). Đáp số C Ví dụ 8: Một nhóm học sinh dùng vôn kế và ampe kế hiển thị kim để khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào điện áp đặt vào hai đầu tụ điện. Đường đặc trưng V-A của tụ điện vẽ theo số liệu đo được như hình vẽ ví dụ 7. Nếu nhóm học sinh này tính điện dung của tụ điện theo đồ thị thu được thì giá trị gần đúng là A. ZC = 4,67 (Ω) B. ZC = 4,50 (Ω) C. ZC = 5,00 (Ω) D. ZC = 4,20 (Ω) Hướng dẫn giải - Ta có I =

1 1 U nên đường đặc trưng V-A của tụ điện sẽ có dạng đường thẳng với ZC ZC

là hệ số góc. Dùng thước để xác định hệ số góc hoặc để ý xem đồ thị đi qua điểm đặc

27

biệt nào. Ở ví dụ này ta thấy đồ thị gần đúng đi qua 2 điểm: U = 0,12V, I = 0,024A và U = 0,26V, I = 0,054A. Suy ra: Z C =

0,26 − 0,12 ≈ 4,67(Ω) . Đáp án A 0,054 − 0,024

2.1.2.5. Một số lưu ý khi làm thí nghiệm a. Phân loại thí nghiệm Dựa vào hoạt động của giáo viên và học sinh, có thể phân thí nghiệm (TN) vật lý thành hai loại: TN biểu diễn và TN học sinh. Đối với TN biểu diễn, dựa vào mục đích sử dụng TN, có thể phân các loại như sau: + TN mở đầu: là những TN được dùng để đặt vấn đề định hướng bài học. TN đầu đòi hỏi phải hết sức ngắn gọn và cho kết quả ngay. + TN nghiên cứu hiện tượng mới: được tiến hành trong khi nghiên cứu bài mới. TN nghiên cứu hiện tượng mới có thể là TN khảo sát hay TN kiểm chứng. + TN củng cố: là những TN được dùng để cũng cố bài học. Cũng như TN mở đầu, TN cũng cố cũng phải hết sức ngắn gọn và cho kết quả ngay. b. Các yêu cầu trong khi tiến hành thí nghiệm Để có thể phát huy tốt vai trò của TN biểu diễn trong dạy học vật lý, giáo viên cần phải quán triệt các yêu cầu sau đây trong khi tiến hành TN. Thứ nhất, TN biểu diễn phải gắn liền hữu cơ với bài giảng. TN là một khâu trong tiến trình dạy học, do đó nó phải luôn gắn liền hữu cơ với bài giảng, phải là một yếu tố tất yếu trong tiến trình dạy học. Nếu TN biểu diễn không gắn liền hữu cơ với bài giảng thì không thể phát huy tốt vai trò của nó trong giờ học. Muốn TN gắn liền hữu cơ với bài giảng, trước hết TN phải xuất hiện đúng lúc trong tiến trình dạy học, đồng thời kết quả TN phải được khai thác cho mục đích dạy học một cách hợp lí, lôgic và không gượng ép.

Thứ hai, TN biểu diễn phải ngắn ngọn hợp lí. Do thời gian của một tiết học chỉ 45 phút, trong khi đó TN là một khâu trong tiến trình dạy học, vì vậy nếu kéo dài sẽ ảnh hưởng đến các khâu khác, tức là ảnh hưởng đến tiến trình dạy học chung. Bởi vậy, phải căn cứ vào từng TN cụ thể để giáo viên quyết định thời lượng cho thích hợp.

Thứ ba, TN biểu diễn phải đủ sức thuyết phục. Trước hết TN biểu diễn phải thành công ngay, có như vậy học sinh mới tin tưởng, TN mới có sức thuyết phục thuyết phục đối với học sinh. Ngoài ra, cần phải chú ý rằng, từ kết quả của TN lập luận đi đến kết luận phải lôgic và tự nhiên, không miễn cưỡng và gượng ép, không bắt học sinh phải

28

công nhận. Cần phải giải thích cho học sinh nguyên nhân khách quan và chủ quan của những sai số trong kết quả TN. Thứ tư, TN biểu diễn phải đảm bảo cả lớp quan sát được. Phải được bố trí TN để cho cả lớp có thể quan sát được và phải tập trung được chú ý của học sinh vào những chi tiết chính, quan trọng. Muốn vậy, giáo viên cần chú ý từ khâu lựa chọn dụng cụ TN đến việc bố trí sắp xếp dụng cụ sao cho hợp lí. Nếu cần thiết có thể sử dụng các phương tiện kĩ thuật, như: Camera, đèn chiếu, máy chiếu qua đầu, máy vi tính... để hỗ trợ.

Thứ năm, TN biểu diễn phải đảm bảo an toàn. Trong khi tiến hành TN biễu diễn không được để TN gây ảnh hưởng đến sức khỏe của học sinh. TN phải an toàn, tránh gây cho học sinh cảm giác lo sợ mỗi khi tiến hành TN. c. Kỹ thuật làm thí nghiệm Để thực hiện những TN một cách có hiệu quả, cần chú ý đến những kĩ thuật biểu diễn TN cơ bản sau: Sắp xếp dụng cụ: Các dụng cụ TN phải được bố trí và sắp xếp sao cho lôi cuốn được sự chú ý của học sinh và đảm bảo cho cả lớp quan sát được. Muốn vậy phải lựa chọn các dụng cụ TN có kích thước đủ lớn và phải sắp xếp những dụng cụ này trong cùng một mặt phẳng thẳng đứng để chúng không che lấp lẫn nhau. Những dụng cụ quan trọng phải đặt ở vị trí cao nhất, dụng cụ thứ yếu đặt thấp hơn và dụng cụ không cần thiết để học sinh quan sát thì có thể che lấp.

29

2.2. HƯỚNG DẪN CÁC BÀI THỰC HÀNH VẬT LÝ 12

2.2.1.BÀI : XÁC ĐỊNH CHU KÌ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VÀ ĐO GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG I. Mục đích - Khảo sát ảnh hưởng của biên độ, khối lượng của quả nặng và độ dài của dây treo đối với chu kì dao động của con lắc đơn.

- Xác định gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm bằng con lắc II. Lí thuyết - Con lắc đơn gồm một vật nặng có kích thước nhỏ, khối lượng m, được treo ở đầu một sợi dây mềm không dãn có độ dài l và có khối lượng không đáng kể.

Với các dao động nhỏ thì con lắc đơn dao động với chu kỳ T = 2π

l g

(7.1)

- Tại các vị trí khác nhau trên Trái Đất, gia tốc trọng trường có giá trị khác nhau. Việc xác định gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm có ý nghĩa quan trọng. Trong khoa học và đời sống có nhiều phương pháp khác nhau để xác định gia tốc trọng trường.

Trong bài thực hành này ta xác định gia tốc trọng trường g bằng con lắc đơn theo công thức g=

4π 2l T2

III. Dụng cụ và lắp đặt 1. Dụng cụ thí nghiệm 1. Đế ba chân bằng sắt, có hệ vít chỉnh cân bằng.

2. Giá đỡ bằng nhôm, cao 75cm, có thanh ngang treo con lắc.

3. Thước thẳng dài 700 mm gắn trên giá đỡ.

4. Ròng rọc bằng nhựa, đường kính D 5 cm, có khung đỡ trục quay.

30

(7.2)

5. Dây làm bằng sợi tổng hợp, mảnh, không dãn, dài 70 cm.

6. Viên bi thép có móc treo.

7. Cổng quang điện hồng ngoại, dây nối và giắc cắm 5 chân.

8. Đồng hồ đo thời gian hiện số, có hai thang đo 9,999 s và 99,99 s.

9. Thanh ke 2. Lắp đặt thí nghiệm Sơ đồ thí nghiệm được trình bày trên hình 7.1 IV. Tiến hành thí nghiệm

4

1. Khảo sát ảnh hưởng của biên độ lên chu kỳ dao động của con lắc đơn 3

5 2 8

7

6 1

Nối cổng quang điện với cổng A của đồng hồ đếm thời gian hiện số, sử dụng thang đo ở vị trí 9,999 s. Cắm phích lấy điện của đồng hồ đo thời gian vào nguồn điện 220V, bật công-tắc K trên mặt đồng hồ để các chữ số hiển thị trên cửa sổ Thời gian.

Treo viên bi (6) có khối lượng m1 = 50 g vào đầu dưới của sợi dây (5). Vặn các 9 Hình 7.1. Bộ thiết bị thí nghiệm khảo vít của đế ba chân, điều chỉnh cho giá đỡ sát dao động của con lắc đơn cân bằng thẳng đứng. Đặt thanh ke (9) áp sát cạnh của giá đỡ tại vị trí (thấp hơn đáy viên bi) ứng với độ dài L trên thước (3).

Quay ròng rọc để thả dần sợi dây cho tới khi đáy của viên bi vừa tiếp xúc với cạnh ngang của thanh ke. Gọi r là bán kính viên bi, độ dài l của con lắc đơn là l=L-r Điều chỉnh để con lắc đơn này có độ dài l1 =50 cm. Dịch chuyển cổng quang điện đến vị trí sao cho cửa sổ của nó nằm trên mặt phẳng ngang với vị trí của tâm viên bi và cách tâm viên bi một khoảng A1 = 3 cm. Kéo viên bi đến vị trí đối diện cửa sổ của cổng quang điện, rồi buông tay thả cho con lắc đơn dao động không vận tốc đầu. Khi đó con lắc đơn dao động với biên độ góc bằng α1

31

Sau vài dao động, bấm nút RESET trên mặt đồng hồ đo thời gian hiện số để tiến hành đo n (có thể chọn n = 10) dao động toàn phần của con lắc đơn. Ghi giá trị đo được trong mỗi lần đo vào bảng 7.1.

Giữ nguyên khối lượng m1 và độ dài l1 = 50 cm của con lắc đơn. Thực hiện phép đo trên đây với các giá trị A khác nhau rồi ghi tiếp vào bảng 7.1.

Từ các kết quả thu được trong bảng 7.1, rút ra kết luận về chu kỳ của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ.

2. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng lên chu kì của con lắc đơn Giữ nguyên độ dài l1 = 50 cm. Thêm quả nặng để thay đổi khối lượng con lắc. Điều chỉnh dây treo để chiều dài con lắc không đổi. Đo thời gian con lắc thực hiện n dao động toàn phần với biên độ đủ nhỏ (theo kết quả phần trên). Ghi các kết quả trong mỗi lần đo vào bảng 7.2.

Từ các kết quả thu được trong bảng 7.2, rút ra kết luận về khối lượng của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ.

3. Khảo sát ảnh hưởng của độ dài lên chu kì dao động của con lắc đơn Giữ nguyên khối lượng 50 g. Điều chỉnh dây treo để con lắc dao động với các độ dài dây khác nhau, xác định thời gian n dao động toàn phần để xác định chu kì T. Ghi kết quả vào bảng 7.3. Dùng các kết quả trong bảng 7.3: - vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T và chiều dài con lắc. Rút ra nhận xét.

- vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T2 và chiều dài con lắc. Rút ra nhận xét.

Từ các đồ thị, kết luận về chiều dài của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ.

V. Các điểm cần chú ý Cần tìm hiểu kĩ về nguyên lí làm việc của cổng quang điện và đồng hồ đếm thời gian hiện số để khắc phục những sự cố do chúng gây ra. Thông thường cần kiểm tra xem con lắc dao động có cắt tia quang học trong cổng quang điện hay không, đặt đồng hồ đúng MODE và cắm đúng cổng.

Một số kiến thức đọc thêm Con lắc vật lí được định nghĩa là một vật rắn bất kì chịu tác dụng của trọng lực và thực hiện các dao động quanh một trục nằm ngang không đi qua khối tâm.

32

Ở chương trình trung học phổ thông, người ta xem con lắc vật lí là một vật rắn dao động được xung quanh một trục nằm ngang cố định không đi qua trọng tâm của vật.

Chu kỳ T của con lắc vật lí được cho bởi T = 2π

(7.3)

I mgd

O1

M1

Trong đó: m là khối lượng vật rắn; d là khoảng cách từ trục nằm ngang tới khối tâm và I là momen quán tính của vật rắn đối với trục đang xét.

C

a1 a2

O2 M2

Để xác định gia tốc trọng trường một cách chính xác Hình 7.2. Con lắc phải dùng con lắc thuận nghịch Kater. Đó là con lắc gồm thuận nghịch một thanh có hai mũi dao O1 và O2 đối diện nhau qua khối tâm C, nhưng không cách đều khối tâm. Hai mũi dao này dùng như những trục mà con lắc dao động do tác dụng của trọng lực. Trên thanh có hai vật M1 và M2 có hình dạng và kích thước giống nhau nhưng có khối lượng rất khác nhau, hình 7.2.

Gọi I là momen quán tính đối với trục đi qua khối tâm C, áp dụng công thức (7.3), dao động của con lắc quanh trục O1, O2 có chu kì lần lượt là: T1 = 2π

I 0 + ma12 mga1

(7.4)

T2 = 2π

I 0 + ma22 mga2

(7.5)

Thay đổi khoảng cách a1 và a2 từ các dao đến khối tâm C bằng cách giữ nguyên vị trí các dao, thay đổi vị trí khối tâm nhờ di chuyển các quả nặng M1 và M2. Theo công thức (7.4) và (7.5) các chu kỳ T1 và T2 cũng thay đổi. Tới một lúc nào đó, ta có: T1 = T2 = 2π

I 0 + ma12 I + ma22 = 2π 0 mga1 mga2

Hay T 2 I 0 + ma12 I 0 + ma22 I 0 + ma12 − ( I 0 + ma22 ) a1 + a2 = = = = 4π 2 mga1 mga2 mg (a1 − a2 ) g

Suy ra

33

g=

4π 2l T2

(7.6)

Với l là khoảng cách giữa hai dao O1 và O2, l = a1+a2. Công thức này chỉ đúng khi con lắc dao động nhỏ (biên độ góc nhỏ hơn 6o).

VI. Câu hỏi mở rộng 1. Có thể bố trí để vị trí cân bằng của con lắc đơn nằm trên đường truyền của chùm hồng ngoại trong cổng quang học. Cách đo chu kì T của con lắc theo cách bố trí như thế khác cách bố trí trong bài này thế nào?

2. Thành lập công thức tính sai số ∆g từ công thức 7.2.

VII. Báo cáo kết quả thực hành THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH CHU KÌ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VÀ GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau: 1. Mục đích …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………….

2. Tóm tắt lí thuyết Thế nào là con lắc đơn …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………….

Con lắc đơn dao động với chu kỳ …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………….

Công thức xác định gia tốc trọng trường nhờ con lắc đơn …………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………….

34

3. Kết quả a. Khảo sát ảnh hưởng của biên độ đối với chu kỳ của con lắc đơn Bảng 7. 1 m = 50 g, l = 50 cm

A cm A1 = 3 A2 = A3 = A4 =

sin α =

A l

Góc lệch αo

Thời gian n dao động s

T s

t1 = ... ± ... t2 = ... ± ... t3 = ... ± ...

T1 = ... ± ...

T2 = ... ± ...

T3 = ... ± ...

t4 = ... ± ...

T4 = ... ± ...

Kết luận về chu kỳ của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ …………………………………………………………………………………. b. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng đối với chu kỳ của con lắc đơn Bảng 7. 2 l = 50 cm, A = .........cm

m (g) A1 = A2 = A3 = A4 =

Thời gian n dao động (s)

Chu kì T (s)

t1 = ... ± ... t2 = ... ± ... t3 = ... ± ...

T1 = ... ± ...

T2 = ... ± ...

T3 = ... ± ...

t4 = ... ± ...

T4 = ... ± ...

Kết luận về khối lượng của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ …………………………………………………………………………………. c. Khảo sát ảnh hưởng của chiều dài đối với chu kỳ của con lắc đơn Bảng 7.3 Chiều dài l cm A1 =

Thời gian n dao động s

Chu kì T s

t1 = ... ± ...

T1 = ... ± ...

T = ... ± ...

A2 =

t2 = ... ± ...

T2 = ... ± ...

T22 = ... ± ...

A3 =

t3 = ... ± ...

T3 = ... ± ...

T32 = ... ± ...

A4 =

t4 = ... ± ...

T4 = ... ± ...

T4 = ... ± ...

35

T2

s

2

2 1

2

T2 2 (s cm) l T12 l T22 l T32 l T42 l

= ... ± ... = ... ± ... = ... ± ... = ... ± ...

- Vẽ đồ thị T phụ thuộc l T

l

Từ đồ thị, nhận xét về ảnh hưởng của chiều dài lên chu kỳ của con lắc đơn …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………….

- Vẽ đồ thị T2 phụ thuộc l T2

l

Từ đồ thị, nhận xét thấy …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………….

Suy ra T 2 = kl ⇒ T = a l

Với 2π = a = ............ l

Gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm 36

g=

2π 2 = ............m / s 2 a2

g = g ± ∆g = ....... ± .......m / s 2

4. Trả lời các câu hỏi Câu 1. Sự khác nhau giữa hai cách đo chu kì T của con lắc đơn …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………….

Câu 2. Công thức tính sai số là …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………….

2.2.2 BÀI : ĐO TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM TRONG KHÔNG KHÍ I. Mục tiêu - Thông qua bài thực hành học sinh nắm được tính chất của nguồn âm, sự truyền sóng âm trong không khí và hiện tượng tổng hợp sóng âm trong cột không khí.

- Rèn luyện kĩ năng thực hành, phương pháp làm giảm sai số chủ quan trong khi xác định các giá trị của phép đo.

II. Cơ sở lí thuyết Âm thanh là dao động cơ, được đặc trưng bởi các đại lượng: - Tần số biến thiên trong khoảng 16Hz đến 20.000Hz, đại lượng này đặc trưng cho độ cao của âm. Tần số thấp tương ứng với âm trầm, tần số cao tương ứng với âm bổng. Dưới 16Hz người ta gọi là hạ âm (hay đê âm), trên 20.000Hz người ta gọi là siêu âm.

- Cường độ của tín hiệu sẽ gây ra cảm giác âm tương ứng với độ to. Cường độ của tín hiệu mô tả trên đồ thị, chính là biên độ của dao động. Cường độ âm chuẩn được chọn với tần số 1000Hz, gọi là I0. Cường độ âm chuẩn gây nên độ to âm chuẩn, để so sánh độ to của một âm với độ to của âm chuẩn, người ta dùng mức cường độ âm đo bằng Ben (kí hiệu là B) và được tính theo công thức: L(B) = lg(I/I0), nhưng thông thường người ta tính theo dB với 1dB = 0,1B. Vì tai người thường chỉ có khả năng phân biệt hai cường độ âm khác nhau ít nhất 1dB. Công thức thường dùng sẽ là L(dB) = 10 lg(I/I0). Cường độ âm càng lớn thì gây cảm giác độ to càng lớn. Tuy nhiên quan hệ này không tỷ lệ thuận, đồng thời cảm giác âm còn có ngưỡng nghe và ngưỡng đau (trong khoảng 20dB đến 130 dB). Tiếng nói trung bình có độ to khoảng 40dB.

37

Về độ to mà tai người cảm nhận được không chỉ phụ thuộc vào cường độ âm mà còn phụ thuộc vào tần số âm.

- Số lượng hài của tín hiệu đặc trưng cho âm sắc. Đặc tính này có thể hiểu, với một tín hiệu âm thanh bất kì có thể phân tích tín hiệu đó thành các tín hiệu có dạng hình sin với biên độ và tần số khác nhau theo quy luật nhất định. Thành phần tín hiệu phân tích được gọi là hài của tín hiệu (số hài trong âm thanh được gọi là họa âm), số lượng hài phụ thuộc vào tính bất kì của tín hiệu âm thanh. Có thể thí dụ, hai người nói có độ to và độ cao như nhau, nhưng vẫn phân biệt được tiếng của người này với người kia là do họa âm của hai âm thanh đó là khác nhau.

Ngoài ra âm thanh còn được đặc trưng bởi các đại lượng liên quan đến sự truyền âm, hiện tượng cộng hưởng âm. Khi truyền âm trong một môi trường nào đó, nếu sóng âm bị phản xạ trở lại, thì chúng có thể kết hợp với nhau và tạo nên hiện tượng sóng dừng. Khi đó, ta có thể tìm ra những vị trí tương ứng với bụng sóng hay nút sóng. Do mối quan hệ giữa vận tốc truyền sóng với bước sóng và tần số âm, nên người ta có thể xác định một đại lượng nào đó khi biết hai đại lượng kia. Chẳng hạn để xác định vận tốc của âm thanh truyền trong môi trường nào đó, ta có thể sử dụng hệ thức: λ/2 A

L λ v=

λ hoặc v = λf T

Khảo sát hiện tượng sóng dừng trong một ống hình trụ

9λ/4

5λ/4

7λ/4

3λ/4

λ/4

Nguồn âm là một âm thoa được đặt trước miệng ống, phía đầu kia là pittông có thể di chuyển được để thay đổi độ dài của cột không khí. Sóng âm từ âm thoa được giao thoa với sóng phản xạ tạo thành sóng đứng có nút và bụng xen kẽ nhau. Khi chiều dài của cột không khí trong ống có giá trị λ/4, 3λ/4, 5λ/4, 7λ/4, 9λ/4…thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng và ta nghe được to nhất. Khoảng cách giữa các nút hay các bụng là λ/2, ở miệng ống là bụng sóng còn tại pit-tông là nút 38

sóng. Khi xác định được f và λ, ta sẽ tính được vận tốc truyền sóng âm trong cột không khí.

III. Dụng cụ thí nghiệm Dụng cụ gồm:

- Máy phát tần số, có thể điều chỉnh biên độ (0 - 6V) và tần số 0,1 - 1000Hz. - Giá có ống thuỷ tinh.

- Pit-tông có dây kéo.

- Loa điện.

- Bộ âm thoa 440Hz và 520Hz và búa cao su.

- Khớp nối đỡ loa hoặc âm thoa.

- Dây nối.

IV. Các bước tiến hành thí nghiệm 1. Lắp ráp hệ thống thí nghiệm lên đế 3 chân, dùng khớp nối gắn loa điện động để cho miệng loa gần sát miệng ống thủy tinh.

Nối loa với máy phát tần số, chọn tần số 500Hz, dùng dây kéo pittông di chuyển trong ống thuỷ tinh, cho đến lúc âm thanh nghe được to nhất. Xác định vị trí âm thanh nghe được là lớn nhất, sau đó kéo pittông tiếp tục và tìm xem vị trí khác cũng nghe được âm thanh lớn nhất. Khoảng cách của hai vị trí liền nhau nghe được to nhất là khoảng cách của hai bụng sóng.

Thực hiện với các tần số khác nhau của âm thanh và xác định lại khoảng cách giữa hai vị trí nghe to nhất.

39

Bảng số liệu có mẫu như sau f

Vị trí 1

Vị trí 1

Vị trí 1

Vị trí 2

Vị trí 2

Vị trí 2

Lần 1

Lần 2

Lần 3

Lần 1

Lần 2

Lần 3

500Hz 600Hz 440Hz 520Hz Với số liệu thu được hãy tính vận tốc theo công thức v = λ.f (m/s), hãy so sánh với vận tốc theo lí thuyết. Kết quả có thể chênh lệch vì giá trị xác định phụ thuộc vào yếu tố chủ quan của người đo. Âm thanh nghe to nhất khi cộng hưởng rất khó xác định chính xác, vì vậy hãy cho pit-tông di chuyển qua lại quanh vị trí nghe to nhất để tìm vị trí đúng.

2. Thực hiện tương tự đối với các âm thoa, bằng cách thay vị trí của loa bởi âm thoa (hai nhánh âm thoa cùng nằm dọc theo trục của ống thuỷ tinh). Dùng búa gõ nhẹ và chính xác lên nhánh của âm thoa, thực hiện kéo pittông để âm thanh nghe rõ và to nhất, đánh dấu vị trí thứ nhất. Sau đó kéo tiếp píttông đến vị trí khác để nghe âm to nhất và đánh dấu vị trí thứ hai. Các số đo được ghi vào bảng số liệu theo bảng trên.

3. Dựa vào bảng số liệu, tính λ và tính vận tốc tương ứng với các tần số của nguồn âm, điền kết quả tính được vào bảng.

40

V. Một số điểm cần lưu ý - Với âm thoa khi gõ xong nó sẽ tắt dần âm, nếu di chuyển pit-tông không kịp thời thì không còn nghe được âm to nhất nữa. Vì vậy nên ước lượng khoảng vị trí mà ta cần di chuyển pit-tông để thực hiện xác định âm thanh cộng hưởng.

- Bố trí miệng loa cách miệng ống thuỷ tinh khoảng vài mm là vừa, mếu để sát quá sẽ làm cho áp suất trong ống khác với áp suất ngoài ống khi pit-tông di chuyển, và do vậy kết quả không được chính xác.

- Đối với âm thoa, khi thực hiện xác định vị trí nghe to nhất, cần gõ vào âm thoa liên tục để tránh âm thanh bị giảm cường độ do dao động tắt dần tương đối nhanh.

- Cần lưu ý giữ dây của pittông, tránh buông tay làm pittông rơi xuống có thể gây hỏng loa.

VI. Câu hỏi mở rộng 1. Vì sao âm thoa có hai nhánh theo dạng chữ U? nếu bỏ đi một nhánh có được không?

2. Vì sao cách gõ âm thoa, hướng của búa gõ cần theo hướng nối hai nhánh của âm thoa mà không theo hướng vuông góc với hướng đó?

3. Giải thích vì sao kết quả tính vận tốc truyền âm với nguồn âm là âm thoa thường bé hơn vận tốc với nguồn âm là hộp loa?

4. Chọn tần số âm nào để dễ thực hiện thí nghiệm trong nội dung này?

5. Chọn cường độ âm lớn hay nhỏ thì dễ xác định âm thanh nghe to nhất khi cộng hưởng?

6. Đề xuất phương án cải tiến bộ dụng cụ thí nghiệm này?

VII. Báo cáo thực hành THỰC HÀNH ĐO TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM TRONG KHÔNG KHÍ Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau: - Tóm tắt lí thuyết: o Sóng dừng và điều kiện có sóng dừng. o Sự hình thành sóng dừng của âm thanh trong một ống hình trụ. o Biểu thức tính vận tốc truyền âm thông qua tần số âm và bước sóng.

- Chuẩn bị dụng cụ và lắp ráp bài thí nghiệm o Thứ tự lắp ráp thiết bị thí nghiệm lên giá o Cách kiểm tra loa điện động 41

o Nêu cách gõ âm thoa để âm phát ra rõ nhất. o Động tác kéo pittông khi phát hiện vị trí có âm thanh có thể to nhất.

- Bảng số liệu thực hành và số liệu tính toán được cùng với sai số của nó. f

Vị trí 1

Vị trí 1

Vị trí 1

Vị trí 2

Vị trí 2

Vị trí 2

Khoảng cách

λ

v =λ.f

Lần 1

Lần 2

Lần 3

Lần 1

Lần 2

Lần 3

trung bình

(cm)

(m/s)

500Hz 600Hz 440Hz 520Hz - Nhận xét chung về bài thí nghiệm o Kết quả thu được có sai khác nhiều với số liệu lí thuyết hay không. o Thao tác nào khó thực hiện khi thí nghiệm. Hãy nêu cách thực hiện của bản thân mà mình cho là ưu việt. o Với tần số nào của nguồn âm thì dụng cụ này không thực hiện nội dung của thí nghiệm này?

2.2.3 BÀI : KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I. Mục tiêu Thông qua bài thực hành, học sinh xác định được các thông số đặc trưng cho đoạn mạch xoay chiều có các linh kiện: điện trở, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp. Đồng thời học sinh biết thực hiện mạch cộng hưởng điện, một hiện tượng được ứng dụng rất nhiều trong kĩ thuật.

II. Cơ sở lí thuyết a

1. Các thông số trong mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp c d b b a c R

R

L, r

L

C

Uad, 6V, 50Hz

Uac, 6V, 50Hz

Mắc linh kiện theo sơ đồ trên, với hai trường hợp không có tụ điện C và có tụ điện C. Dùng đồng hồ vôn đo các điện áp trên mạch điện thứ nhất với các vị trí

42

như sau: Uab, Ubc, Uac. Vẽ giản đồ Frenen với các véc tơ tương ứng các điện áp Uab, Ubc, Uac. Uab =I.R Ubc =I.Zbc Uac = I.Zac Đoạn bh mô tả điện áp trên điện trở thuần của cuộn dây, tức Ubh = I.r. Mà điện trở R và điện trở thuần r mắc nối tiếp nhau, nên ta có: c IZac

IωL

IZbc a

IR

b

h

U ab ab I .R R bh = = = ⇒r=R U bh bh I .r r ab

Tương tự, ta có: U ab R U ch ch = ⇒ L = R ch = R =R U ch ωL U ab .ω ab.2πf ab3,14

Ta có thể dùng thước đo độ dài các đoạn thẳng trên giản đồ Frenen để xác định các đại lượng r và L trong sơ đồ mạch không có tụ điện. Đối với mạch có đủ các phần tử R, L và C, ta cần xác định các đại lượng L, r, C và công suất tiêu thụ P. Trong trường hợp này cần đo các điện áp Uab, Ubc, Uac, Uad và cũng lập giản đồ Frenen như hình sau: c I.Zac

I.Zbc

a

ϕ

R

I.r

I.R b

h

c

b

a

IωL

L

d C

Uad, 6V, 50Hz

I/ωC d

Các véc tơ ab, bc, ac, ad có độ lớn tương ứng với các điện áp Uab, Ubc, Uac, Uad đo được trên mạch.

Ta sẽ có:

43

r=R

bh ab

U ab R U ch ch = ⇒ L = R ch = R =R U ch ωL U ab .ω ab.2πf ab3,14

Z cd =

1 cd ab 1 =R ⇒C = . ωC ab cd R.3,14

Xác định độ lệch pha của cường độ dòng điện I với các điện áp Uab, Ubc, Uac, Uad bằng thước đo góc giữa các véc tơ trên giản đồ frenen.

Công suất P = UadIcosϕ, với I = Uab/R Công suất toả nhiệt P' = (R+r).I2.

2. Hiện tượng cộng hưởng: Nếu giữ nguyên điện áp hiệu dụng U giữa hai đầu đoạn mạch và thay đổi tần số ω sao cho ωL −

1 = 0 , thì sẽ có hiện tượng cộng hưởng, khi đó tổng trở của ωC

mạch đạt giá trị cực tiểu, tức là Zch = Zmin = R.

Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong đoạn mạch đạt cực đại I max =

U R

Các điện áp tức thời giữa hai đầu tụ và cuộn cảm bằng nhau và ngược pha nhau, nên triệt tiêu nhau, do vậy điện áp hai đầu R bằng hai đầu đoạn mạch.

Cường độ dòng điện biến đổi đồng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch.

III. Dụng cụ thí nghiệm

- Hộp dụng cụ gồm bảng lắp ráp mạch điện cùng các linh kiện: cuộn dây, tụ điện, điện trở cùng các dây nối.

- Bộ nguồn xoay chiều.

- Máy phát tần số - Đồng hồ đo điện đa năng hiện số DT9205A.

44

IV. Tiến hành thí nghiệm 1. Xác định các thông số của mạch điện b

a

c

R

L, r

Uac, 6V, 50Hz - Cắm linh kiện lên bảng lắp ráp theo sơ đồ lí thuyết, trong mạch có hai phần tử: Cuộn dây và điện trở.

- Nối dây nguồn cung cấp điện xoay chiều 6V, 50Hz cho mạch điện. sau.

- Dùng đồng hồ vôn đo điện áp tại các chốt của linh kiện và điền vào bảng Uab (3 lần đo)

Ubc(3 lần đo)

Uac(3 lần đo)

R1 = 10Ω R2 = 680Ω Tương tự cho trường hợp có thêm tụ điện C c

b

a R

L

d C

Uad, 6V, 50Hz Đo các điện áp và điền vào bảng sau R = 10Ω

Uab(3 lần đo)

Ubc(3 lần đo)

Uac(3 lần đo)

C1 = 1µF C1 = 2µF C1 = 4µF 2. Khảo sát hiện tượng cộng hưởng - Nối các linh kiện theo mạch sau.

10Ω

L

20µ

3V~, 10 - 500Hz

45

A

Uad(3 lần đo)

- Chọn thang ampe mức 200mA. - Dùng máy phát tần số, chọn mức điện áp khoảng 3V, tần số điều khiển trong khoảng 10Hz đến 500Hz. - Điều chỉnh tần số từ 10Hz trở lên, để tìm giá trị cực đại của dòng điện, tức dòng cộng hưởng (dòng tăng dần sau đó giảm dần).

- Khi đạt dòng cực đại, dùng đồng hồ để đo điện áp giữa hai đầu các linh kiện và hai đầu đoạn mạch.

- Xác định tổng trở thuần của điện trở và cuộn dây, và nghiệm lại biểu thức U = Imax.R. R=10Ω, L

Imax

U

f

UR

UL

UC

C=20µF C=40µF C=10µF - Vẽ đường cong cộng hưởng cho các trường hợp tụ khác nhau, dùng bảng số lệu sau: f(Hz) I(mA) V. Các điểm cần lưu ý - Các biểu thức tính toán ở trên đối với L và C là ứng với tần số 50Hz, nếu thay đổi tần số, cần thay 3,14 bằng 2πf với f là tần số đọc được trên bộ nguồn xoay chiều.

- Cuộn dây có điện trở thuần khá lớn (khoảng từ 20Ω đến 85, tùy theo nhà sản xuất), nên khi đo điện áp hai đầu điện trở và hai đầu đoạn mạch sẽ khác nhau khá xa (theo lí thuyết thì chúng bằng nhau khi cộng hưởng, đó là với điều kiện điện trở cuộn dây bé có thể bỏ qua).

46

- Đồng hồ đo điện đa năng hiện số DT9205A, có thêm nút DH là dùng để dừng giá trị hiển thị trên đồng hồ (vì giá trị hiển thị nhiều lúc không ổn định, nên chờ cho đến lúc số hiển thị thay đổi với biên độ nhỏ nhất là được).

Ví dụ, xử kết quả đo được như sau để vận dụng: Imax

R=10Ω, L C=3µF

mA

U

fch

UR

3,77V

280Hz

0,53V

UL,r 9,6V

UC 9,1V

C=4µF C=1µF Dùng giản đồ Frenen để xử lí số liệu thu được

UL=9,1V

UL,r=9,6V

Ur =3,2V UR =0,53V UC =9,1V

- Cuộn dây có điện trở thuần khá lớn (khoảng r =31Ω).

- Cần phải hiểu điện áp hai đầu điện trở thuần là của điện trở R và điện trở r của cuộn dây, trong trường hợp này điện trở thuần là 10 + 31 = 41Ω.

3,77V

Theo phân tích UAB = UR + Ur = 0,53 + 3,2 = 3,73 V so sánh được với

- Vẽ đường cong cộng hưởng cho các trường hợp tụ khác nhau. Đường cong sẽ có dạng: I f

47

- Khi thực hiện khảo sát hiện tượng cộng hưởng, có thể dùng bộ nguồn 6V, 50Hz cố định, lúc đó muốn xác định giá trị cực đại của dòng, có thể điều chỉnh lõi của cuộn cảm.

- Nếu thời gian không cho phép, chỉ khảo sát hiện tượng cộng hưởng.

VI. Câu hỏi mở rộng 1. Điện trở thuần của cuộn dây có thể bỏ qua trong thí nghiệm này được không?

2. Trong mạch RLC mắc nối tiếp, khi tăng tần số thì các giá trị của phép đo hiệu điện thế hai đầu các linh kiện là UR, UL, UC thay đổi như thế nào?

3. Cho sơ đồ mạch điện như hình sau, khung dao động RLC (R là điện trở thuần của cuộn dây) được nối với các nguồn tín hiệu có các tần số tương ứng là f1, f2, ….fn. Nếu điều chỉnh tụ C để cho mạch cộng hưởng với tín hiệu fi nào đó, thì tín hiệu ở lối ra sẽ thay đổi như thế nào so với lối vào? Giải thích?

Vào

L

Ra

f1, f2, ….fn C

VII. Báo cáo thực hành THỰC HÀNH KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau: - Tóm tắt lí thuyết: o Vẽ sơ đồ của các mạch dùng để khảo sát o Nêu tóm tắt cách sử dụng vôn kế xoay chiều và phương pháp dùng giản đồ Frenen để xác định các trị số L, r, C, Z và cosϕ của cả đoạn mạch.

- Chuẩn bị dụng cụ và lắp ráp bài thí nghiệm o Các dụng cụ cần lựa chọn và cách kiểm tra chúng. o Thứ tự thao tác lắp ráp mạch điện.

48

o Cách sử dụng máy phát tần số để xác định số liệu cho đường cong cộng hưởng - Bảng số liệu thực hành Imax

R=10Ω, L

U

f

UR

UL

UC

C=20µF C=40µF C=10µF f(Hz) I(mA) - Kết quả theo yêu cầu của bài thí nghiệm o Dùng số liệu trên bảng để vẽ giản đồ frenen o Dùng compa và thước thực hiện xác định số liệu theo yêu cầu của bài. o Tính toán ra các trị số của L, r, C, Z và cosϕ của cả đoạn mạch. o Vẽ đồ thị của đường cong cộng hưởng - Nhận xét chung về bài thí nghiệm o Số liệu tính toán có phù hợp với lí thuyết không. o Khó khăn khi thực hiện bài thí nghiệm này là gì.

Gợi ý thí nghiệm nâng cao QUAN SÁT SỰ LỆCH PHA GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU QUA CÁC LINH KIỆN R, C, L

Các mạch điện khảo sát như sau C

R

L

A

A

A

V V

V ~

U ~

~

U

U

a)

b)

49

c)

Dụng cụ và các bước thực hành

Dụng cụ gồm: - Máy phát tín hiệu, chọn mức 3V-3Hz. - Bảng mạch lắp ráp.

- Các linh kiện diện trở, tụ điện, cuộn cảm.

- Vôn kế chỉ thị kim V và điện kế G chỉ thị kim đóng vai trò ampe kế.

- Các dây nối.

Các bước thực hiện: - Nối mạch điện theo các sơ đồ trên.

- Cấp tín hiệu cho mạch điện, bằng cách bật công tắc nguồn tín hiệu và điều chỉnh các thông số điện áp và tần số khoảng 3V, 3Hz. - Quan sát kim của điện kế và vôn kế để xác định pha của của điện áp và dòng điện lệch nhau như thế nào.

Lưu ý - Vì các kim chuyển động sớm hay muộn chỉ trong thời gian rất ngắn, nên tập trung quan sát kĩ để có kết luận đúng.

- Hãy cho biết lí do với cuộn dây rất khó quan sát độ lệch pha.

- Hãy tìm chọn cuộn dây có số vòng thích hợp, điện trở thuần bé và có lõi sắt bên trong để thực hiện xem có quan sát được độ lệch pha hay không.

50

2.2.4. BÀI : XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG I. Mục đích - Quan sát hiện tượng giao thoa của ánh sáng trắng qua khe Y-âng. Hiểu được hai phương án xác định bước sóng ánh sáng - Xác định bước sóng của ánh sáng đơn sắc dựa vào hiện tượng giao thoa của ánh sáng đơn sắc qua khe Y-âng - Rèn luyện kỹ năng lựa chọn và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm để tạo ra hệ vân giao thoa II. Cơ sở lí thuyết.

- Khi hai sóng ánh sáng đơn sắc phát ra từ hai nguồn kết hợp giao nhau thì có hiện tượng giao thoa. Khoảng vân ( khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối cạnh nhau ) i = λ

D , trong đó λ là bước sóng của ánh sáng đơn sắc, D là khoảng a

cách từ khe Y-âng đến màn quan sát và a là khoảng cách giữa hai khe D a

S

S S M

Hình 1a

Hình 1b Sơ đồ thí nghiệm giao thoa khe Y-âng (H.1a); Hệ vân giao thoa trên màn (H. 1b)

Nếu đo được i, D và a thì bước sóng của ánh sáng đơn sắc được xác định theo công thức λ =

ia D

- Vì ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau và khoảng vân phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng, nên khi hai chùm ánh sáng trắng giao nhau, ta sẽ quan sát thấy trên màn có nhiều hệ vân giao thoa của các sóng ánh sáng đơn sắc và chúng không trùng khít nhau

51

III. Dụng cụ thí nghiệm Bài thực hành này được đưa ra hai phương án thí nghiệm để lựa chọn. Nhiều trường phổ thông có các thiết bị thí nghiệm phù hợp với phương án 1 (sử đèn laze bán dẫn), do đó yêu cầu học sinh thực hành theo phương án này. Phương án thí nghiệm 2 được đưa vào phần đọc thêm. Tuy nhiên, nếu các trường có bộ thí nghiệm kính giao thoa là một hệ đồng trục dùng nguồn ánh sáng trắng, thì có thể thực hành theo phương án 2 (được trình bày trong mục IV) Phương án 1: dùng đèn laze bán dẫn * Dụng cụ thí nghiệm - Đèn laze bán dẫn 1 ÷ 5 mW - Tấm chứa khe Y-âng gồm 2 khe hẹp, song song, cách nhau a = 0,4 mm - Màn hứng vân giao thoa - Các đế để đặt đèn, tấm chứa khe Hình 2: Y-âng và màn hứng vân giao thoa Bộ thí nghiệm xác định bước sóng ánh sáng laze bán dẫn - Thước cuộn chia đến milimet IV. Các bước tiến hành thí nghiệm 1) Phương án 1: dùng đèn laze bán dẫn Tìm hiểu kĩ cấu tạo của hệ đồng trục này. a. Bước 1. Cố định đèn laze và tấm chứa khe Y-âng lên giá đỡ - Nối đèn vào nguồn điện xoay chiều 220V và điều chỉnh tấm chứa khe Y-âng sao cho chùm tia laze phát ra từ đèn chiếu đều vào khe Y-âng kép.

- Đặt màn hứng vân song song và cách tấm chứa khe Y-âng kép khoảng 1m để làm xuất hiện trên màn hệ vân giao thoa rõ nét.

- Dùng thước đo khoảng cách D1 từ khe Y-âng tới màn và khoảng cách l1 giữa 6 vân sáng hoặc 6 vân tối liên tiếp. Điền các giá trị D1, l1 vào bảng số liệu 1.

Tính, ghi vào bảng số liệu khoảng vân i1 = công thức λ =

l1 và bước sóng ánh sáng laze theo 5

ia D

b. Bước 2. Lặp lại bước thí nghiệm trên ứng với hai giá trị D lớn hơn D1 bằng cách dịch chuyển màn hứng vân giao thoa - Tính λ , ∆λ , ghi các kết quả thu được vào bảng số liệu 1 Bảng 1: Xác định bước sóng ánh sáng laze 52

Lần thí nghiệm

D (mm)

l (mm)

l i = (mm) 5

λ=

ia (mm) D

1 2 3 Tính λ , ∆λ dùng các công thức: N

λ=

λ1 + λ 2 + … + λ N N

; ∆λ =

∑λ

k

k

N

−λ

, trong đó chỉ số k biểu diễn lần đo thứ k, N là

số lần đo (lấy N = 3) λ = λ ± ∆λ - Đưa ra nhận xét 2) Phần đọc thêm: phương án 2: Sử dụng kính giao thoa là một hệ đồng trục, nguồn ánh sáng trắng

Hình 3: Sơ đồ kính giao thoa 2.1. Dụng cụ thí nghiệm: Kính giao thoa là một hệ đồng trục gồm các bộ phận sau: - Nguồn sáng: Đèn pin 3V – 1,5W (1) - Ống hình trụ L1 chứa các khe gồm + Đĩa tròn (2) có khe hẹp S dọc theo đường kính đĩa và được gắn cố định ở đầu ống + Đĩa tròn (3) nằm ở đầu kia của ống, có hai khe S1, S2 rộng

1 mm, song 10

song với khe S, cách nhau 0,25 mm. Đĩa (3) được gắn vào mặt phẳng của một thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng khoảng cách từ đĩa (2) tới đĩa (3) - Ống quan sát hình trụ L2 có đường kính bằng đường kính ống L1, gồm: + Kính lúp (5) nằm ở đầu ống, đóng vai trò là một thị kính + Màn hứng vân giao thoa (4) là một đĩa trong suốt, có thước chia đến

1 10

mm để đo khoảng vân, nằm ở gần tiêu diện của kính lúp. Vị trí của màn hứng vân được đánh dấu bằng vạch M ở bên ngoài ống L2

53

Đèn và ống L1 được gắn khít đồng trục trong ống định hướng L3 sao cho dây tóc bóng đèn nằm song song với các khe. Ở thành ống L3 có khe L nằm trước đĩa tròn (2) để lắp kính lọc sắc và có vạch đánh dấu vị trí K của hai khe S1, S2. Ống quan sát L2 lồng khít trong ống định hướng L3 và có thể dịch chuyển được dọc theo ống L3 để thay đổi khoảng cách từ hai khe (3) tới màn (4) - Kính lọc sắc màu đỏ và kính lọc sắc màu xanh - Thước chia đến milimet 2.2. Các bước tiến hành thí nghiệm Tìm hiểu kĩ cấu tạo của hệ đồng trục này Bước 1. Xác định bước sóng của ánh sáng đỏ - Đặt kính lọc sắc màu đỏ vào khe L và bật công tắc đèn pin - Đặt mắt nhìn hệ vân giao thoa qua kính lúp (5) và xoay nhẹ ống quan sát L2 sao cho các vạch chia trên thước ở màn (4) song song với các vân giao thoa.

- Dịch chuyển ống L2 ( kéo ra hoặc đẩy vào ) tới khi điểm giữa của tất cả các vân sáng hoặc tất cả các vân tối trùng với các vạch chia trên thước. Khi đó khoảng vân i = 0,1mm - Dùng thước đo khoảng cách D1 = KM từ khe Y-âng tới màn và ghi vào bảng số liệu 2 - Xê dịch ống quan sát L2 hai lần để tìm vị trí của màn mà ta cho rằng các vạch chia trên thước ở màn trùng với điểm giữa của các vân sáng hoặc các vân tối.

Dùng thước đo D2, D3 tương ứng và ghi vào bảng số liệu 2.

Bước 2. Xác định bước sóng của ánh sáng xanh.

- Lặp lại các bước thí nghiệm trên với kính lọc sắc màu xanh - Các số liệu thí nghiệm xác định bước sóng của ánh sáng đỏ và bước sóng của ánh sáng xanh đều đưa vào bảng số liệu 2 Lấy a = 0,250mm ± 0,005mm; i = 0,100mm ± 0,005mm Bảng 2: Số liệu thí nghiệm dùng kính giao thoa là một hệ đồng trục Lần thí nghiệm

D1 (mm)

D2 (mm)

D3 (mm)

Ứng với kính lọc sắc đỏ

Ứng với kính lọc sắc xanh

- Tính D, ∆D, λ , ∆λ theo các công thức: 54

D

∆D

(mm)

(mm)

λ=

ia D

(mm)

∆λ

(mm)

λ = λ ± ∆λ

(mm)

N

∑D ∆D =

k

k

N

−D

; trong đó Dk là giá trị lần đo thứ k; N là số lần thí nghiệm (thực

hiện thí nghiệm 3 lần cho mỗi loại kính lọc sắc) λ=

ia ∆i ∆a ∆D  ; ∆λ = λ  + +  D a D   i

- Mô tả hệ vân giao thoa của hai chùm ánh sáng trắng và giải thích kết quả quan sát được - Mô tả sự thay đổi của hệ vân sau khi thay đổi D V. Các vấn đề cần chú ý 1. Chú ý dùng đèn laze bán dẫn - Không được nhìn trực tiếp vào đèn laze vì dễ hỏng mắt - Hệ vân giao thoa được quan sát trực tiếp trên màn hình mà không cần phải quan sát qua thị kính.

2. Chú ý dùng kính giao thoa là một hệ đồng trục, nguồn ánh sáng trắng: (Đối với phần đọc thêm thuộc phương án 2) Đèn và ống L1 được gắn khít đồng trục trong ống định hướng L3 sao cho dây tóc bóng đèn nằm song song với các khe. Ở thành ống L3 có khe L nằm trước đĩa tròn (2) để lắp kính lọc sắc và có vạch đánh dấu vị trí K của hai khe S1, S2. Ống quan sát L2 lồng khít trong ống định hướng L3 và có thể dịch chuyển được dọc theo ống L3 để thay đổi khoảng cách từ hai khe (3) tới màn (4). Để đảm bảo sự đồng trục trong quá trình làm thí nghiệm, ống định hướng L3 cần được giữ cố định, điều chỉnh ống L2 sao cho các vạch chia của thước trên màn (4) có phương thẳng đứng (mặt phẳng của màn (4) song song với mặt phẳng của hai khe S1, S2).

- Sai số của kết quả thí nghiệm phụ thuộc rất nhiều vào kĩ năng thí nghiệm, vào thị lực khi quan sát vân giao thoa. Hãy điều chỉnh sao cho hệ vân to và rõ tới khi điểm giữa của tất cả các vân sáng hoặc tất cả các vân tối trùng với các vạch chia trên thước. Khi đó khoảng vân i = 0,1mm thì hãy đo khoảng cách D VI. Câu hỏi mở rộng 1. Trong phương án 1, vì sao phải đặt màn hứng vân giao thoa song song với tấm chứa khe Y-âng ? Nếu đặt nghiêng một góc 450 thì có ảnh hưởng gì đến thí nghiệm ?

2. Trong phương án 2, vì sao phải điều chỉnh dây tóc bóng đèn nằm song song với các khe? Nếu đặt vuông góc thì sao ?

3. Quan sát hiện tượng giao thoa của hai chùm ánh sáng trắng 55

+ Bỏ kính lọc sắc ra khỏi khe L + Đặt mắt nhìn hệ vân giao thoa qua kính lúp (5). Mô tả hệ vân giao thoa quan sát được và giải thích kết quả quan sát này + Nếu thay đổi D, hệ vân sẽ thay đổi như thế nào? Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán + Tại sao thấu kính hội tụ được gắn ở đĩa (3) người ta chọn tiêu cự của nó bằng khoảng cách từ đĩa (2) tới đĩa (3) ?

VII. Báo cáo thực hành THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau: 1. Mục đích thực hành ……………………………………………………………………………………..

2. Tóm tắt lí thuyết Phương án 1: dùng đèn laze bán dẫn Hình vẽ 1..............................................................................................................

Công thức tính............................................................................................................

3. Kết quả Bảng 1: Xác định bước sóng ánh sáng laze Lần thí nghiệm

D (mm)

l (mm)

l i = (mm) 5

λ=

ia (mm) D

1 2 3 Tính λ , ∆λ dùng các công thức: N

λ=

λ1 + λ 2 + … + λ N N

; ∆λ =

∑λ

k

k

N

−λ

, trong đó chỉ số k biểu diễn lần đo thứ k, N là

số lần đo (lấy N = 3) λ = λ ± ∆λ

(dùng quy tắc làm tròn số liệu) - Đưa ra nhận xét Kết luận................................................................................................................. ……………………………………………………………………………………..

56

2.3. HỆ THỐNG BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM KIỂM TRA KỸ NĂNG THỰC HÀNH VẬT LÝ 12.

I. Câu hỏi trắc nghiệm về kỹ năng sử dụng đồng hồ vạn năng Câu 1: Các thao tác khi sử dụng đồng hồ vạn năng hiện số để đo điện áp một chiều cỡ

12V là: a. Nhấn nút ON OFF để bật nguồn của đồng hồ. b. Cho 2 đầu que đo tiếp xúc vào 2 điểm cần đo điện áp: que đen vào điểm có

điện thế thấp, que đỏ vào điểm có điện thế cao. c. Vặn đầu đánh dấu núm xoay tới chấm có ghi 20, trong vùng DCV. d. Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào đầu VΩ e. Chờ cho các chữ số ổn định, đọc trị số của điện áp. g. Kết thúc các thao tác đo, nhấn nút ON OFF để tắt nguồn của đồng hồ.

Thứ tự thao tác đúng là A. c, d, a, b, e, g.

B. d, a, b, c, e, g.

C. d, b, a, c, e, g.

D. a, b, d, c, e, g.

Câu 2: Các thao tác khi sử dụng đồng hồ vạn năng hiện số

để đo điện áp xoay chiều cỡ 110V là: a. Nhấn nút ON OFF để bật nguồn của đồng hồ. b. Cho 2 đầu que đo tiếp xúc vào 2 điểm cần đo điện áp. c. Vặn đầu đánh dấu núm xoay tới chấm có ghi 200, trong vùng ACV. d. Cắm 2 đầu nối của 2 que đo vào đầu COM và VΩ e. Chờ cho các chữ số ổn định, đọc trị số của điện áp. g. Kết thúc các thao tác đo, nhấn nút ON OFF để tắt nguồn của đồng hồ.

Thứ tự thao tác đúng là A. c, d, a, b, e, g.

B. d, a, b, c, e, g.

C. d, b, a, c, e, g.

D. a, b, d, c, e, g.

57

Câu 3: Các thao tác khi sử dụng đồng hồ vạn năng hiện số để đo cường độ dòng điện

một chiều cỡ 10mA là: a. Vặn đầu đánh dấu núm xoay tới chấm có ghi 20, trong vùng ACA. b. Cắm 2 đầu nối của 2 que đo vào đầu COM và 20A c. Nhấn nút ON OFF để bật nguồn của đồng hồ. d. Tắt nguồn điện của các mạch thí nghiệm. e. Kết nối que đo màu đỏ của đồng hồ về phía cực dương (+) và que đo màu đen về phía cực âm (-) theo chiều dòng điện trong mạch thí nghiệm. f. Bật điện cho mạch thí nghiệm. g. Chờ cho các chữ số ổn định, đọc trị số của dòng điện h. Kết thúc các thao tác đo, nhấn nút ON OFF để tắt nguồn của đồng hồ.

Thao tác nào thực hiện chưa chính xác ?

A. b và e

B. a và e

C. a và b

D. a, d và f

Câu 4: Các thao tác khi sử dụng đồng hồ vạn năng hiện số để đo cường độ dòng điện

xoay chiều cỡ 5A là: a. Nhấn nút ON OFF để bật nguồn của đồng hồ. b. Cắm 2 đầu nối của 2 que đo vào đầu COM và 20A c. Vặn đầu đánh dấu núm xoay tới chấm có ghi 20, trong vùng ACA. d. Tắt nguồn điện của các mạch thí nghiệm. e. Kết nối 2 que đo của đồng hồ về phía 2 điểm cần đo dòng điện của mạch thí nghiệm (mắc nối tiếp). f. Bật điện cho mạch thí nghiệm. g. Chờ cho các chữ số ổn định, đọc trị số của dòng điện h. Kết thúc các thao tác đo, nhấn nút ON OFF để tắt nguồn của đồng hồ.

Thứ tự thao tác đúng là A. c, b, a, d, e, f, g, h.

B. a, b, c, d, e, f, g, h.

C. d, b, a, c, f, e, g, h.

D. d, a, c, b, f, e, g, h

58

Câu 5: Các thao tác khi sử dụng đồng hồ vạn năng hiện số để đo điện trở có giá trị 150Ω

là: a. Nhấn nút ON OFF để bật nguồn của đồng hồ. b. Cắm 2 đầu nối của 2 que đo vào đầu COM và V/Ω. c. Vặn đầu đánh dấu núm xoay tới chấm có ghi 200, trong vùng Ω. d. Tắt nguồn điện của các mạch thí nghiệm. e. Kết nối 2 que đo của đồng hồ vào 2 đầu điện trở. g. Chờ cho các chữ số ổn định, đọc trị số của điện trở. h. Kết thúc các thao tác đo, nhấn nút ON OFF để tắt nguồn của đồng hồ.

Thứ tự thao tác đúng là A. c, b, a, d, e, g, h.

B. a, b, c, d, e, g, h.

C. d, b, a, c, e, g, h.

D. d, a, c, b, e, g, h

Câu 6: Khi dùng đồng hồ vạn năng để

đo dòng điện một chiều nếu đặt đồng hồ ở thang đo 25mA, kim chỉ ở vị trí như hình vẽ. Coi đồng hồ đo là chính xác. Giá trị của dòng điện đo được là A. 150±5(mA)

B. 14±5(mA)

C. 15,00±0,25(mA) D. 6,0±0,5(mA)

Câu 7: Khi dùng đồng hồ vạn năng để đo điện áp xoay chiều nếu đặt đồng hồ ở thang đo

250V, kim chỉ ở vị trí như hình vẽ. Coi đồng hồ đo là chính xác. Giá trị của điện áp đo

được là A. 10,0±2,5(V)

B. 7,0±2,5(V)

C. 35,0±2,5(V)

D. 175,0±2,5(V)

59

Câu 8: Giá trị hiển thị trên các đồng hồ đo hiệu điện thế, cường dộ dòng điện xoay chiều

là giá trị A. cực đại

B. ở thời điểm đo

C. hiệu dụng

D. tức thời

Câu 9: Khi dùng đồng hồ vạn năng để đo dòng điện xoay chiều nếu đặt đồng hồ ở thang

đo dòng điện một chiều thì đồng hồ sẽ A. báo kết quả đúng.

B. báo kết quả sai.

C. bị hỏng

D. không báo kết quả.

Câu 10: Khi dùng đồng hồ vạn năng để đo dòng điện một chiều nếu đặt đồng hồ ở thang

đo điện áp xoay chiều thì đồng hồ sẽ A. báo kết quả đúng.

B. báo kết quả sai.

C. bị hỏng

D. không báo kết quả.

Câu 11: Khi dùng đồng hồ vạn năng để đo dòng điện một chiều nếu đặt đồng hồ ở thang

đo điện áp một chiều thì đồng hồ sẽ A. báo kết quả đúng.

B. báo kết quả sai.

C. bị hỏng

D. không báo kết quả.

Câu 12: Chọn kết luận sai: Các nguyên nhân dẫn tới sai số (hoặc không có kết quả) khi

dùng đồng hồ vạn năng chỉ thi kim để đo điện trở là A. que đo và chân điện trở tiếp xúc không tốt hoặc chưa điều chỉnh không tĩnh.

B. người đo tay tiếp xúc đồng thời vào cả 2 que đo.

C. để đồng hồ ở thang đo điện áp hoặc đo cường độ dòng điện.

D. để đồng hồ ở thang đo điện trở mà khi đo độ lệch của kim ở khoảng ½ thang đo Câu 13: Chọn kết luận sai khi nói về các quy định chung khi sử dụng đồng hồ vạn năng:

A. Đặt đồng hồ đúng phương qui định (thẳng đứng, nằm ngang hay xiên góc) B. Cắm que đo đúng vị trí: mầu đen vào COM, màu đỏ vào +.

C. Khi chưa biết giá trị của đại lượng cần đo phải để đồng hồ ở thang nhỏ nhất.

D. Khi không sử dụng đồng hồ, đặt chuyển mạch về vị trí OFF hoặc thang đo điện áp xoay chiều lớn nhất Câu 14: Khi dùng đồng hồ vạn năng kim chỉ thị để đo điện áp. Biết kim đồng hồ chỉ ở

vạch số 50 trên cung chia độ, đồng hồ để ở thang đo 2,5V, giá trị lớn nhất của cung chia

độ là 250. Giá trị của điện áp cần đo (không tính đến sai số) là

60

A. 0,5V

B. 50mV

C. 5V

D. 0,5mV

Câu 15: Khi dùng đồng hồ vạn năng kim chỉ thị để đo cường độ dòng điện. Biết kim

đồng hồ chỉ ở vạch số 75 trên cung chia độ, đồng hồ để ở thang đo 25mA, giá trị lớn nhất của cung chia độ là 250. Giá trị của cường độ dòng điện cần đo (không tính đến sai số) là A. 7,5mA

B. 0,75mA

C. 75A

D. 0,75A

II. Câu hỏi trắc nghiệm về các thí nghiệm biểu diễn, thí nghiệm khảo sát vật lý 12 Câu 16: Chọn phương án sai: Không được làm thí nghiệm về con lắc đơn với góc lệch

lớn vì khi đó A. lực cản của không khí tác dụng lên vật nặng sẽ lớn.

B. lực kéo về không gần đúng tỉ lệ với li độ góc của con lắc đơn.

C. tốc độ qua VTCB lớn có thể làm đứt dây treo.

D. con lắc đơn sẽ không dao động tuần hoàn.

Câu 17: Trong thí nghiệm với con lắc đơn khi thay quả nặng 50g bằng quả nặng 20g thì

A. chu kỳ của con lắc tăng lên rõ rệt.

B. chu kỳ của con lắc giảm đi rõ rệt.

C. tần số của con lắc giảm đi nhiều.

D. tần số của con lắc hầu như không đổi.

Câu 18: Một nhóm học sinh làm thí nghiệm đo gia tốc trọng trường bằng con lắc đơn có

chiều dài l1 = 50cm, l2 = 80cm, l3 = 100cm, l4 = 120cm. Cho rằng sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên của các lần thí nghiệm là như nhau. Giá trị gia tốc trọng trường đo được kém chính xác nhất ứng với con lắc đơn có chiều dài là A. l1

B. l2

C. l3

D. l4

Câu 19: Trong thí nghiệm với con lắc đơn và con lắc lò xo thì gia tốc trọng trường g

A. chỉ ảnh hưởng tới chu kì dao động của con lắc lò xo thẳng đứng.

B. không ảnh hưởng tới chu kì dao động của cả con lắc lò xo thẳng đứng và con lắc lò xo nằm ngang.

C. chỉ ảnh hưởng tới chu kì dao động của con lắc lò xo nằm ngang.

D. không ảnh hưởng tới chu kì dao động của con lắc đơn.

Câu 20: Hãy chỉ ra kết luận sai: Trong phương án dùng vôn kế và ampe kế xoay chiều để

khảo sát định lượng mạch có R, L, C mắc nối tiếp thì có thể xảy ra khả năng

61

A. điện áp trên mỗi dụng cụ nhỏ hơn điện áp nguồn.

B. điện áp trên mỗi dụng cụ lớn hơn điện áp nguồn.

C. cường độ dòng điện luôn lệch pha với điện áp nguồn.

D. cường độ dòng điện cùng pha với điện áp nguồn.

Câu 21: Trong phương án dùng vôn kế và ampe kế xoay chiều để khảo sát định lượng

mạch có R, L, C mắc nối tiếp, nếu ampe kế không phải là lí tưởng thì sẽ gây ra sai lệch cho A. trị số của L.

B. trị số của R.

C. trị số của C.

D. cả ba trị số R, L, C.

Câu 22: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng dừng trên sợi dây có sử dụng máy phát dao

động âm tần. Thao tác điều chỉnh tần số của máy phát dao động âm tần nhằm mục đích: A. tạo ra được sóng dừng trên sợi dây.

B. để sóng tới và sóng phản xạ có cùng tần số.

C. để sóng tới và sóng phản xạ là hai sóng kết hợp.

D. để dễ dàng quan sát hình ảnh sóng dừng.

Câu 23: Chọn phương án đúng: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng dừng trên sợi dây có

sử dụng máy phát dao động âm tần. Để tăng biên độ của bụng sóng lên 4 lần thì cần điều chỉnh thông số nào: A. điều chỉnh để tần số tăng lên 4 lần.

B. điều chỉnh để biên độ sóng tới tăng lên 4 lần.

C. điều chỉnh để biên độ sóng tới tăng lên 2 lần.

D. điều chỉnh để chiều dài sợi dây tăng lên 4 lần.

Câu 24: Trong thí nghiệm để xác định tốc độ truyền âm ở SGK vật lý lớp 12: Thao tác

đo chiều dài của cột không khí trong ống được tiến hành: A. khi nghe thấy âm to nhất.

B. khi nghe thấy âm nhỏ nhất.

C. khi không nghe thấy âm.

D. ở thời điểm bất kỳ.

Câu 25: Trong thí nghiệm để xác định tốc độ truyền âm ở SGK vật lý lớp 12: Thao tác

đo chiều dài của cột không khí trong ống được tiến hành khi nghe thấy âm to nhất mà không phải khi không nghe thấy âm là vì

62

A. Đo chiều dài cột không khi nghe thấy âm to nhất dễ dàng hơn nhiều khi không nghe thấy âm.

B. Đo chiều dài cột không khi nghe thấy âm to cho kết quả chính xác hơn khi không nghe thấy âm.

C. Đầu ống gần âm thoa là đầu hở nên khi có cộng hưởng âm thì âm nghe được sẽ to nhất.

D. Đầu ống có gắn pittông sử dụng trong thí nghiệm là đầu kín nên khi có cộng hưởng âm thì âm nghe được sẽ to nhất.

Câu 26: Một nhóm học sinh tiến hành đo bước sóng ánh sáng đỏ bằng thí nghiệm giao

thoa khe I-âng. Nhóm dự định sẽ thay đổi khoảng cách D từ hai khe đến màn chắn và dự

đoán sự thay đổi của hệ vân trước khi tiến hành thí nghiệm kiểm tra. Dự đoán nào sau đây của nhóm là đúng A. Khoảng vân sẽ tăng lên

B. Khoảng vân sẽ giảm xuống

C. Khoảng vân sẽ không đổi

D. Vân giao thoa sẽ biến mất

Câu 27: Một nhóm học sinh tiến hành đo bước sóng ánh sáng đỏ bằng thí nghiệm giao

thoa khe I-âng. Nhóm dự định sẽ chỉ chắn 1 khe bằng kính lọc sắc đỏ, khe còn lại sẽ chắn bằng khính lọc sắc lục và dự đoán sự thay đổi của hệ vân trước khi tiến hành thí nghiệm kiểm tra. Dự đoán nào sau đây của nhóm là đúng A Vân sáng sẽ có màu vàng

B. Vân giao thoa sẽ biến mất

C. Khoảng vân sẽ không đổi

D. Khoảng vân sẽ giảm xuống

III. Câu hỏi trắc nghiệm về kỹ năng xử lý sô liệu trong thực hành Câu 28: Dùng một vôn kế hiện số có cấp chính xác là 1.0% rdg (kí hiệu quốc tế cho dụng

cụ đo hiện số) để đo một điện áp, giá trị điện áp hiển thị trên mặt đồng hồ là ổn định (con số cuối cùng bên phải không bị thay đổi): U = 218 V. Giá trị điện áp cần đo là A. U = 21,80 ± 2,18 (V)

B. U = 218,0 ± 1,0 (V)

C. U = 218,0 ± 2,2 (V)

D. U = 218,0 ± 1,8 (V)

Câu 29: Dùng một vôn kế hiện số có cấp chính xác là 1.0% rdg để đo một điện áp, khi

đọc giá trị hiển thị của điện áp bằng đồng hồ nêu trên, con số cuối cùng không ổn định (nhảy số): 215 V, 216 V, 217 V, 218 V, 219 V (số hàng đơn vị không ổn định). Giá trị

điện áp cần đo là

63

A. U = 217,0 ± 4,2 (V)

B. U = 217,0 ± 4,0 (V)

C. U = 21,70 ± 4,18 (V)

D. U = 217,0 ± 2,8 (V)

Câu 30: Một nhóm học sinh đo gia tốc trọng trường bằng con lắc đơn. Kết quả đo chiều

dài dây treo là l = 500 ± 1(mm) và chu kỳ con lắc là T = 1,43 ± 0,05(s). Số π được lấy trong máy tính và coi là chính xác. Biểu thức gia tốc trọng trường là A. g = 9,65 ± 0,69(m/s2)

B. g = 9,78 ± 0,10(m/s2)

C. g = 9,81 ± 0,11(m/s2)

D. g = 9,78 ± 0,71(m/s2)

Câu 31: Bố trí một bộ thí nghiệm dùng con lắc đơn để xác định gia tốc trọng trường. Các

số liệu đo được như sau: Lần đo

Chiều dài dây treo (mm)

Chu kỳ dao động (s)

1

1200

2,22

2

900

1,92

3

1300

2,33

Số π được lấy trong máy tính và coi là chính xác. Biểu thức gia tốc trọng trường là A. g = 9,57 ± 0,12(m/s2)

B. g = 9,5 ± 0,08(m/s2)

C. g = 9,88 ± 0,06(m/s2)

D. g = 9,78 ± 0,12(m/s2)

Câu 32: Một cuộn cảm thuần có số ghi độ tự cảm bị mờ nên một nhóm học sinh đã sử

dụng vôn kế và ampe kế hiển thị kim để làm thí nghiệm đo độ tự cảm. Bảng số liệu thu

được như sau: Lần đo

1

2

3

4

5

U(V)

24,25

23,80

23,50

24,15

23,60

I(A)

0,25

0,20

0,20

0,30

0,25

Biết nguồn điện xoay chiều sử dụng có f = 50 ± 2(Hz), vôn kế và ampe kế có độ chia nhỏ nhất là 0,1V và 0,1A. Số π được lấy trong máy tính và coi là chính xác. Bỏ qua sai số dụng cụ. Biểu thức độ tự cảm là A. L = 0,23 ± 0,06 (H) C. L = 2,30 ± 0,20 (H)

B. L = 3,20 ± 0,60 (H) D. L = 0,32 ± 0,06 (H)

Câu 33: Một cuộn cảm thuần có số ghi độ tự cảm bị mờ nên một nhóm học sinh đã sử

dụng vôn kế và ampe kế hiển thị kim để làm thí nghiệm đo độ tự cảm. Bảng số liệu thu

được như sau: Lần đo

1

2

3

4

U(V)

100,5

220,5

180,5

120,0

I(A)

1,15

2,30

1,95

1,21

64

Biết nguồn điện xoay chiều sử dụng có f = 50 ± 2(Hz). Số π được lấy trong máy tính và coi là chính xác. Biểu thức độ tự cảm là A. L = 0,30 ± 0,02 (H).

C. L = 2,30 ± 0,20 (H).

B. L = 3,00 ± 0,60 (H).

D. L = 0,32 ± 0,06 (H).

Câu 34: Một nhóm học sinh làm thí nghiệm về sóng dừng trên dây để xác định tốc độ

truyền sóng, thu được kết quả như sau Lần đo

1

2

3

4

5

Số bụng

4

3

2

3

4

Chiều dài dây(mm)

100

68

48

77

97

Biết tần số của cần rung là f = 100Hz. Biểu thức tốc độ truyền sóng trên dây là A. v = 48,63 ± 1,63 (m/s).

B. v = 50,00 ± 1,37 (m/s).

C. v = 45,33 ± 3,30 (m/s).

D. v = 48,50 ± 0,13 (m/s).

Câu 35: Một nhóm học sinh thực hành xác định tốc độ truyền âm trong không khí, thu

được kết quả chiều dài cột không khí ứng với 5 lần đo như sau: Lần đo Khi có cộng hưởng âm lần đầu l(mm) Khi có cộng hưởng âm lần hai l(mm)

1

2

3

4

5

190

220

160

200

170

550

560

520

550

520

Biết tần số của máy phát âm tần là f = 440 ± 10 (Hz). Bỏ qua sai số hệ thống. Biểu thức của tốc độ truyền âm là A. v = 309,76 ± 37,31 (m/s)

B. v = 330,00 ± 37,31 (m/s)

C. v = 329,55 ± 15,25 (m/s)

D. v = 333,33 ± 15,25 (m/s)

Câu 36: (ĐH -2015) Một học sinh xác định điện dung của

tụ điện bằng cách đặt điện áp

u = U0cosωt (U0 không

đổi, ω = 314 rad/s) vào hai đầu một đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với biến trở R. Biết 1 2 2 1 . = + U 2 U 02 U 02ω 2 C 2 R 2

; trong đó, điện áp U giữa hai đầu

R được đo bằng đồng hồ đo điện đa năng hiện số. Dựa vào kết quả thực nghiệm đo được trên hình vẽ, học sinh này tính được giá trị của C là A. 1,95.10-3 F.

B. 5,20.10-6 F.

C. 5,20.10-3 F

65

D. 1,95.10-6 F.

ĐÁP SỐ BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Câu

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Đáp án

A

A

C

A

A

C

D

C

D

B

C

D

Câu

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Đáp án

C

A

A

B

D

A

B

C

B

A

B

A

Câu

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

Đáp án

C

A

B

C

A

A

A

D

A

A

A

D

2.4 KẾT QUẢ THỰC HIỆN. Qua thực tế giảng dạy tại lớp 12A3 năm 2015-2016, 12A4 năm 2016-2017, 12A4 năm 2017-2018 tôi thu được kết quả như sau: - Trong các giờ thực hành có sử dụng đồng hồ vạn năng, học sinh sử dụng đồng hồ rất thành thạo, đồng thời kỹ năng làm thực hành nói chung được cải thiện rõ rệt so với trước khi sáng kiến được đưa vào giảng dạy.

- Kỹ thuật xử lý số liệu, vận dụng lý thuyết được học vào thực tiễn của học sinh cũng được cải thiện đáng kể thông qua kết quả các bài báo cáo thực hành. Nội dung các bài báo cáo thực hành yêu cầu thực hiện theo 5 bước sau: + Bước 1: Tìm hiểu mục đích thí nghiệm. + Bước 2: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết. + Bước 3: Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm. + Bước 4: Xử lý kết quả thí nghiệm. + Bước 5: Nhận xét kết quả và trả lời một số câu hỏi, bài tập liên quan đến thí nghiệm.

- Kỹ năng giải bài tập thực hành của học sinh được nâng cao.

Cụ thể qua bảng kết quả điều tra như sau:

66

Năm học

Lớp

Sĩ số

Khi chưa được học nội

Sau khi được học nội

dung đề tài

dung đề tài

Biết sử Chưa biết dụng đồng sử dụng

Biết sử Chưa biết dụng đồng sử dụng

hồ đo

hồ đo

đồng hồ đo

đồng hồ đo

2015-2016 12A3

44

4

40

37

7

2016-2017 12A4

42

3

39

37

2

2017-2018 12A4

40

4

36

37

3

Năm học

Sĩ số

Khi chưa được học nội dung đề tài

Sau khi được học nội dung đề tài

Biết cách tính sai số

Chua Biết cách tính

Biết cách tính sai số

Chua Biết cách tính

và xử lý kết quả

sai số và xử lý kết

và xử lý kết quả

sai số và xử lý kết

Lớp

quả 2015-

quả

12A3

44

7

37

40

4

12A4

42

5

37

38

4

12A4

40

5

35

37

3

2016 20162017 20172018

67

Năm học Lớp

Sĩ số

Khi chưa được học nội

Sau khi được học nội dung

dung đề tài

đề tài

Biết cách

Chưa Biết Biết cách

làm các bài thực hành

cách làm các bài

thành thạo

thực hành thành thạo

Chưa Biết

làm các bài cách làm các thực hành bài thực hành thành thạo

thành thạo 2015-

12A3

44

10

34

40

4

12A4

42

9

33

38

3

12A4

40

10

30

37

3

2016 20162017 20172018

Năm học

Lớp

Sĩ số

Khi chưa được học nội

Sau khi được học nội

dung đề tài

dung đề tài

Giả được

Chưa giải

các bài tập được các thực hành bài tập

Giả được

Chưa

các bài tập giải được thực hành các bài

thực hành

tập thực hành

2015-2016 12A3

44

14

30

35

9

2016-2017 12A4

42

10

32

37

5

2017-2018 12A4

40

10

30

35

5

- Đã trang bị cho phòng thực hành nội dung đề tài để hướng dẫn học sinh làm thực hành.

- Cung cấp cho giáo viên trong tổ nội dung đề tài để giảng dạy các vấn đề liên quan đến thực hành .

68

3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 . ÁP DỤNG KẾT QUẢ VÀO THỰC TIỄN. Qua thực tế giảng dạy tại lớp tôi thu được kết quả như sau: - Trong các giờ thực hành có sử dụng đồng hồ vạn năng, học sinh sử dụng đồng hồ rất thành thạo, đồng thời kỹ năng làm thực hành nói chung được cải thiện rõ rệt so với trước khi sáng kiến được đưa vào giảng dạy.

- Kỹ thuật xử lý số liệu, vận dụng lý thuyết được học vào thực tiễn của học sinh cũng được cải thiện đáng kể thông qua kết quả các bài báo cáo thực hành. Nội dung các bài báo cáo thực hành yêu cầu thực hiện theo 5 bước sau: + Bước 1: Tìm hiểu mục đích thí nghiệm. + Bước 2: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết. + Bước 3: Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm. + Bước 4: Xử lý kết quả thí nghiệm. + Bước 5: Nhận xét kết quả và trả lời một số câu hỏi, bài tập liên quan đến thí nghiệm.

3.2. KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu của đề tài đã góp phần nâng cao kỹ năng sử dụng dụng cụ vật lý, đặc biệt là đồng hồ vạn năng, kỹ năng xử lý số liệu, kỹ năng làm việc nhóm và kỹ năng làm thí nghiệm vật lý một cách khoa học, hiệu quả và an toàn. Đồng thời góp phần giúp học sinh giải quyết tốt các tình huống thực tiễn liên quan đến các thí nghiệm vật lý 12, đáp ứng yêu cầu vận dụng lý thuyết vào thực tiễn mà kỳ thi THPT Quốc gia yêu cầu .

3.3. KIẾN NGHỊ Hiện tại kết quả nghiên cứu của đề tài mới chỉ được áp dụng thử nghiệm tại lớp 12 trường THPT Số 2 Tuy Phước-Bình Định. Tôi mong rằng trong thời gian tới, đề tài nghiên cứu của tôi sẽ được áp dụng rộng rãi không chỉ ở trường THPT Số 2 Tuy Phước mà ở khắp các trường THPT trong toàn tỉnh. Việc này sẽ giúp cho học sinh có kỹ năng thực hành, cũng như vận dụng lý thuyết vào thực tiễn tốt hơn, góp phần nâng cao kết quả học tập của học sinh. Đồng thời thông qua việc giảng dạy cho học sinh, tôi rất mong

được các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến, để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn!

69

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết – Sách giáo khoa Vật lý 12 Nâng cao – NXB Giáo dục, 2010.

[2] Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Thế Khôi – Bài tập Vật lý 12 Nâng cao – NXB Giáo dục, 2011.

[3] Lương Duyên Bình, Vũ Quang – Sách giáo khoa Vật lý 12 chuẩn – NXB Giáo dục, 2007.

[4] Nguyễn Thế Khôi, Phạm Quý Tư – Sách giáo khoa Vật lý 10 Nâng cao – NXB Giáo dục, 2008.

[5] Lương Duyên Bình, Vũ Quang – Sách giáo khoa Vật lý 10 chuẩn – NXB Giáo dục, 2007.

[6] Hoàng Cao Tân – Giới thiệu đề thi tuyển sinh đại học và cao đẳng môn Vật lý – NXB Hà Nội [7] Phạm Đức Cường – Bộ đề luyện thi thử Đại học môn Vật lý – NXB Đại học Sư phạm.

[8] Tài liệu hướng dẫn thực hành Vật Lý THPT.

Người thực hiện

70