Vật lý 11 Kết nối tri thức: mục lục lời giải 26 bài

Chọn đúng sách Vật lí 11

Chương trình Vật lí 11 có ba bộ sách. Số bài, thứ tự thí nghiệm và cách đánh số câu hỏi không trùng nhau. Em đang học Kết nối tri thức thì dùng đúng mục lục này. Hai bộ kia có trang riêng:

• Vật lí 11 Kết nối tri thức
• Vật lí 11 Chân trời sáng tạo
• Vật lí 11 Cánh diều

Bộ Kết nối tri thức đặt mô hình con lắc lò xo ở ngay chương dao động, rồi mới sang sóng, để em thấy sóng là dao động lan truyền. Phần điện không bắt đầu bằng dòng điện mà bắt đầu bằng lực giữa hai điện tích, điện trường, điện thế, tụ điện, rồi mới tới cường độ dòng điện và định luật Ôm. Học đúng vòng này thì công thức sau có chỗ để công thức trước đứng.

Công thức trọng tâm của bốn chương

Chương dao động xét một vật quanh vị trí cân bằng. Với dao động điều hòa, li độ viết được dưới dạng x = A cos(ωt + φ). A là biên độ, ω là tần số góc, φ là pha ban đầu. Tần số góc, chu kì và tần số nối với nhau bằng ω = 2π/T = 2πf. Vận tốc sớm pha hơn li độ một góc π/2, gia tốc thì ngược pha với li độ và có độ lớn ω² nhân li độ: a = −ω²x. Với con lắc lò xo, ω = √(k/m), nên T = 2π√(m/k). Cơ năng bảo toàn nếu bỏ qua ma sát: W = ½kA² = ½mω²A². Động năng và thế năng đổi chỗ cho nhau trong một chu kì; tại vị trí cân bằng động năng lớn nhất, tại biên thế năng lớn nhất.

Khi có ma sát, biên độ giảm, đó là dao động tắt dần. Nếu một lực ngoài tuần hoàn tiếp tục cấp năng lượng, vật dao động cưỡng bức với tần số của lực ngoài. Biên độ tăng mạnh khi tần số lực ngoài gần tần số riêng: đó là cộng hưởng. Cộng hưởng có ích ở một số máy, và có hại nếu làm một kết cấu rung quá mức.

Chương sóng thêm một ý: dao động không đứng yên một chỗ mà truyền năng lượng đi. Sóng ngang dao động vuông góc với phương truyền, sóng dọc dao động trùng phương truyền. Bước sóng λ = vT = v/f. Sóng điện từ truyền được cả trong chân không, tốc độ trong chân không lấy xấp xỉ 3×10⁸ m/s. Giao thoa xảy ra khi hai sóng kết hợp gặp nhau. Với hai nguồn cùng pha, hiệu đường đi bằng số nguyên lần bước sóng thì tại đó là cực đại, bằng số bán nguyên lần bước sóng thì là cực tiểu. Sóng dừng trên dây hai đầu cố định có chiều dài ℓ = nλ/2, với n = 1, 2, 3…

Chương điện trường bắt đầu từ định luật Coulomb: lực giữa hai điện tích điểm trong chân không có độ lớn F = k|q₁q₂|/r², với k = 9×10⁹ N·m²/C². Cùng dấu thì đẩy, trái dấu thì hút. Cường độ điện trường tại một điểm là lực tác dụng lên một đơn vị điện tích dương đặt tại đó, E = F/q. Trong điện trường đều, giữa hai điểm cùng phương với đường sức, hiệu điện thế U = Ed. Tụ điện có điện dung C = Q/U. Năng lượng tích trên tụ khi hiệu điện thế hai bản là U được tính bằng W = ½CU².

Chương dòng điện dùng cường độ I = Q/t với dòng không đổi. Định luật Ôm cho một điện trở: I = U/R. Cho cả mạch có nguồn suất điện động E, điện trở trong r và điện trở ngoài R: I = E/(R + r), hiệu điện thế hai cực nguồn khi mạch kín là U = IR = E − Ir. Công suất tỏa trên điện trở ngoài P = UI = I²R. Công suất nguồn cung cấp là EI. Hiệu suất đưa năng lượng ra mạch ngoài là R/(R + r), cũng bằng U/E.

Chương	Bài	Đại lượng em phải đọc được trên đề
Dao động	1–7	A, ω, T, f, k, m, cơ năng
Sóng	8–15	v, λ, f, hiệu đường đi, số bụng sóng dừng
Điện trường	16–21	q, r, E, U, C
Dòng điện	22–26	I, R, r, E, P

Ba bài tính mẫu để kiểm tra công thức

Con lắc lò xo. Khối lượng m = 0,1 kg, độ cứng k = 40 N/m, biên độ A = 2 cm = 0,02 m. Tần số góc ω = √(k/m) = √(40/0,1) = √400 = 20 rad/s. Chu kì T = 2π/ω = 2π/20 = π/10 giây, khoảng 0,314 giây. Tần số f = 1/T = 10/π héc, khoảng 3,18 Hz. Vận tốc cực đại v_max = ωA = 20 × 0,02 = 0,4 m/s. Gia tốc cực đại a_max = ω²A = 400 × 0,02 = 8 m/s². Cơ năng W = ½kA² = ½ × 40 × (0,02)² = 20 × 0,0004 = 0,008 J. Em thử lại: ½mω²A² = ½ × 0,1 × 400 × 0,0004 = 0,05 × 0,16 = 0,008 J. Hai cách trùng nhau.

Sóng và giao thoa. Sóng âm truyền trong không khí với v = 340 m/s, tần số f = 680 Hz thì bước sóng λ = v/f = 340/680 = 0,5 m. Hai nguồn cùng pha cách một điểm M những quãng d₁ = 4,2 m và d₂ = 5,2 m. Hiệu đường đi Δd = 1,0 m = 2 × 0,5 m = 2λ, đúng dạng kλ với k = 2, nên M là cực đại giao thoa. Nếu đề hỏi cực tiểu, hiệu đường đi phải là 0,5λ, 1,5λ, 2,5λ… tức 0,25 m, 0,75 m, 1,25 m… với bước sóng này.

Một dây đàn hồi dài ℓ = 0,6 m, hai đầu cố định, tốc độ truyền sóng v = 24 m/s. Sóng dừng họa ba bậc hai, n = 2, có λ = 2ℓ/n = 1,2/2 = 0,6 m. Tần số f = v/λ = 24/0,6 = 40 Hz. Họa ba cơ bản n = 1 thì λ = 1,2 m và f = 20 Hz. Bậc hai đúng gấp đôi tần số cơ bản, đây là dấu hiệu để em kiểm tra bài sóng dừng trên dây hai đầu cố định.

Mạch điện. Pin có suất điện động E = 3 V, điện trở trong r = 1 Ω, mắc với điện trở ngoài R = 5 Ω. Cường độ dòng điện I = E/(R + r) = 3/(5 + 1) = 0,5 A. Hiệu điện thế hai cực U = IR = 0,5 × 5 = 2,5 V. Kiểm tra bằng công thức nguồn: U = E − Ir = 3 − 0,5 × 1 = 2,5 V. Công suất trên mạch ngoài P = UI = 2,5 × 0,5 = 1,25 W. Công suất nguồn EI = 3 × 0,5 = 1,5 W. Phần phát nhiệt trong pin I²r = 0,25 × 1 = 0,25 W. Cộng 1,25 + 0,25 = 1,5 W, khớp công suất nguồn. Hiệu suất R/(R + r) = 5/6 ≈ 0,833, và U/E = 2,5/3 cũng bằng 5/6.

Thêm một số của chương tĩnh điện để em không quên đơn vị. Hai điện tích cùng độ lớn 1 μC = 10⁻⁶ C, cách nhau r = 0,3 m trong chân không. Lực F = 9×10⁹ × (10⁻⁶)² / (0,3)² = 9×10⁹ × 10⁻¹² / 0,09 = 9×10⁻³ / 0,09 = 0,1 N. Cùng dấu thì đây là lực đẩy. Một tụ C = 2 μF = 2×10⁻⁶ F, hiệu điện thế U = 10 V thì điện tích Q = CU = 2×10⁻⁵ C và năng lượng W = ½CU² = ½ × 2×10⁻⁶ × 100 = 10⁻⁴ J.

Mục lục lời giải 26 bài

Chương 1. Dao động

• Bài 1. Dao động điều hòa
• Bài 2. Mô tả dao động điều hòa
• Bài 3. Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa
• Bài 4. Bài tập về dao động điều hòa
• Bài 5. Động năng, thế năng, sự chuyển hóa năng lượng
• Bài 6. Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, cộng hưởng
• Bài 7. Bài tập về sự chuyển hóa năng lượng

Chương 2. Sóng

• Bài 8. Mô tả sóng
• Bài 9. Sóng ngang, sóng dọc, sự truyền năng lượng của sóng cơ
• Bài 10. Thực hành: Đo tần số của sóng âm
• Bài 11. Sóng điện từ
• Bài 12. Giao thoa sóng
• Bài 13. Sóng dừng
• Bài 14. Bài tập về sóng
• Bài 15. Thực hành: Đo tốc độ truyền âm

Chương 3. Điện trường

• Bài 16. Lực tương tác giữa hai điện tích
• Bài 17. Khái niệm điện trường
• Bài 18. Điện trường đều
• Bài 19. Thế năng điện
• Bài 20. Điện thế
• Bài 21. Tụ điện

Chương 4. Dòng điện, mạch điện

• Bài 22. Cường độ dòng điện
• Bài 23. Điện trở. Định luật Ôm
• Bài 24. Nguồn điện
• Bài 25. Năng lượng và công suất điện
• Bài 26. Thực hành: Đo suất điện động và điện trở trong của pin

Thứ tự ôn và những chỗ dễ mất điểm

Học kì một của nhiều trường dừng ở hết chương sóng, tức khoảng bài 15, trước khi vào điện. Em vẫn nên hỏi giáo viên vì phân phối chương trình có thể xê dịch một hai tuần. Khi ôn, đừng học thuộc một đống công thức rồi mới tìm đại lượng. Hãy đọc đề theo câu: đề cho A, T và hỏi vận tốc cực đại thì em cần ω = 2π/T rồi v_max = ωA. Đề cho k, m thì đi từ ω = √(k/m), chưa cần pha ban đầu nếu đề không hỏi li độ tại một thời điểm.

Ba lỗi lặp lại ở chương dao động và sóng. Một, đổi đơn vị: biên độ 2 cm phải thành 0,02 m trước khi tính năng lượng bằng jun; quên đổi thì cơ năng lớn gấp mười nghìn lần. Hai, nhầm cực đại giao thoa với cực tiểu: cùng pha thì kλ là cực đại, không phải cực tiểu. Ba, sóng dừng hai đầu cố định lấy ℓ = nλ/2; nếu một đầu cố định một đầu tự do, điều kiện đổi thành ℓ = (2n − 1)λ/4, không được dùng nhầm công thức của dây hai đầu buộc.

Ở phần điện, lỗi đơn vị cũng quyết định cả bài. Microculông phải về culông, centimét phải về mét trước khi thế vào Coulomb. Suất điện động E không phải hiệu điện thế U khi mạch có dòng và pin có điện trở trong; chỉ khi hở mạch, I = 0, U mới bằng E. Bài thực hành đo suất điện động và điện trở trong chính là để em thấy sự khác ấy trên số đo, không chỉ trên công thức.

Lời giải từng bài dùng khi em kẹt một câu trong sách. Trước khi mở lời giải, em nên chép dữ kiện và viết công thức định dùng. Nếu số của em lệch lời giải, hãy kiểm tra đơn vị và kiểm tra xem đề hỏi cực đại hay cực tiểu, hỏi U hay hỏi E, trước khi tính lại từ đầu.

Các môn lớp 11 cùng bộ Kết nối tri thức

• Giải sgk Toán 11 – Kết nối tri thức
• Soạn văn 11 – Kết nối tri thức
• Giải sgk Hóa 11 – Kết nối tri thức
• Giải sgk Lịch sử 11 – Kết nối tri thức
• Giải sgk Địa lí 11 – Kết nối tri thức
• Giải sgk Sinh 11 – Kết nối tri thức
• Giải sgk Công ngệ 11 – Kết nối tri thức
• Giải sgk Tin học 11 – Kết nối tri thức
• Giải sgk Tiếng Anh 11 – Kết nối tri thức
• Giải SGK Hoạt động trải nghiệm 11 – Kết nối tri thức
• Giải sgk GDQP 11 – Kết nối tri thức
• Giải sgk Kinh tế Pháp luật 11 – Kết nối tri thức

Câu hỏi thường gặp

Vật lí 11 Kết nối tri thức có mấy chương?

Bốn chương, 26 bài: dao động (1–7), sóng (8–15), điện trường (16–21), dòng điện và mạch điện (22–26).

Chu kì con lắc lò xo tính bằng công thức nào?

T = 2π√(m/k), với m là khối lượng và k là độ cứng. Tần số góc ω = √(k/m).

Hai nguồn cùng pha thì điều kiện cực đại giao thoa là gì?

Hiệu đường đi từ hai nguồn tới điểm đó bằng kλ, với k là số nguyên. Cực tiểu ứng với hiệu đường đi bằng (k + 1/2)λ.

Suất điện động khác hiệu điện thế hai cực khi nào?

Khi mạch kín và pin có điện trở trong, U = E − Ir, nhỏ hơn E. Chỉ khi hở mạch, dòng điện bằng không, U mới bằng E.

Học kì một thường dừng ở đâu?

Nhiều trường học chương dao động và chương sóng, khoảng đến bài 15. Lịch cụ thể do giáo viên bộ môn sắp xếp.

Bài học liên quan

• Từ công thức tốc độ sóng, cần đo những đại lượng nào để xác định tốc độ âm?
• Công thức tính cường độ dòng điện đầy đủ, kèm ví dụ và bài tập
• Công thức tính suất điện động: nguồn điện, ghép nguồn, cảm ứng
• Lý thuyết Bài 9 Vật lí 11: Sóng ngang, sóng dọc, truyền năng lượng sóng cơ
• Công thức tính hiệu suất của nguồn điện: H = U/E, ví dụ và bài tập
• Công thức tính điện trở suất: ρ = RS/l, đơn vị, bảng giá trị và bài tập