Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH Bài 1 Một học sinh khi làm thí nghiệm tìm khối lượng riêng của một thỏi thủy tinh bằng các bước đo như sau Bước 1 Cân khối lượng bình không được m1 = 31,5 g Bước 2.
BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH Bài 1: Một học sinh làm thí nghiệm tìm khối lượng riêng thỏi thủy tinh bước đo sau: Bước 1: Cân khối lượng bình khơng được: m1 = 31,5 g Bước 2: Cho thỏi thủy tinh vào bình cân : m2 = 66,5 g Bước 3: Đổ đầy nước vào bình có chứa thỏi thủy tinh cân được: m3 = 102 g Bước 4: Cho thỏi thủy tinh đổ đầy nước vào bình cân được: m4 = 81g Em giúp học sinh tìm khối lượng riêng thủy tinh Cho khối lượng riêng nước Do= 1g/cm3 b Nếu có lực kế phù hợp bình chia độ đựng chất lỏng Em trình bày bước thí nghiệm để xác định khối lượng riêng thỏi thủy tinh chất lỏng HD a Tính khối lượng riêng thỏi thủy tinh: Khối lượng thỏi thủy tinh: mtt= m2 – m1 = 66,5 – 31,5 = 35,0 (g) Khối lượng nước bình có thỏi thủy tinh mn1 = m3 – m2 = 102 – 66,5 = 35,5 (g) Thể tích nước là: = 35,5 cm3 V1 = - Khối lượng nước có bình thủy tinh bước mn2 = m4 – m1 = 81g – 31,5g = 49,5g - Thể tích nước ( dung tích bình) là: = 49,5 cm3 V2 = Thể tích thỏi thủy tinh là: Vtt = V2 – V1 = 49,5 – 35,5 = 14,0 (cm3) Khối lượng riêng thỏi thủy tinh là: Dtt = = = 2,5g/cm3 b.Thí nghiệm cá nhân: Bước 1: Treo thỏi thủy tinh vào lực kế để đo trọng lượng khơng khí, kết P1 Từ biết khối lượng thỏi thủy tinh: m= Bước 2: Nhúng thỏi thủy tinh vào ngập hoàn toàn chất lỏng bình có chia độ Đọc số lực kế ta trọng lượng P2 độ chênh lệch hai mựcchất lỏng đầu cuối ta thể tích V Tính Dtt = Bước 3: Tính khối lượng riêng chất lỏng Dcl = Bài 2: Dùng cân làm để xác định dung tích nồi có hình dạng bất kỳ? Bài 3: Có cân bình nước, làm để xác định khối lượng riêng hịn đá mà thể tích khơng thể đo trực tiếp? Hướng dẫn Trước hết xác định khối lượng hịn đá m1, tính khối lượng m2 bình đựng đày nước Đưa bình khỏi cân bỏ hịn đá vào bình phần nước trào ngồi lại lấy hịn đá đem cân bình với khối lượng nước cịn lại m3 hiệu m2-m3 khối lượng nước hịn đá trào Gọi Dn khối lượng riêng cuả nước, V thể tích hịn đá ta có m2-m3 = Dn.V khối lượng riêng đá Bài 4: Dùng thước đo làm để xác định khối lượng riêng gỗ dùng làm đũa hình trịn mà bình đựng nước? Hướng dẫn Đo đọ dài l1 đũa thả đũa theo phương thẳng đứng bình thủy tinh hình trụ hẹp đựng nước, đo độ dài l2 đũa nước Gọi S tiết diện ngang đũa dg dn trọng lượng riêng gỗ nước Ta có khối lượng gỗ khối lượng nước bị choán chỗ mg = mn hay l1.S.dg = l2.S.dn nên Bài 5: Một nút thủy tinh, bên có lỗ rỗng (bọt khí) làm để xác định thể tích bọt khí Bằng dụng cụ: cân có đủ loại cân chậu nước mà không làm vỡ nút thủy tinh ấy? Hướng dẫn Gọi thể tích bọt khí Vb, thể tích nút Vn thủy tinh tạo thành nút Vt Ta có Vb = Vn – Vt khối lượng nút m1 cân nút nhúng nước, m2 theo ác si mét m1 – m2 khối lượng bị nút chốn chỗ thể tích với dn trọng lượng riêng nước Dùng bảng khối lượng riêng chất ta có khối lượng riêng thủy tinh dt ta có Bài 6: Có cân kim loại đồng chất làm để biết cân đặc hay rỗng khơng phép va chạm mạnh Hướng dẫn Dựa vào công thức ta xác định xem cân đặc hay rỗng Dùng cân xác định khối lượng thực m’ cân xác định thể tích v’ cân bình chia độ cách đo đường kính tính D’ < D cân rỗng Bài 7: Một tờ giấy, thước gỗ có chia đến mi li mét, bóng bàn Hãy xác định vơi mức xác cao đạt được: a Bán kính R bóng b Thể tích V bóng ( ) c Diện tích mặt xung quanh bóng Hướng dẫn: Lấy tờ giấy thành ống hình trụ tiếp xúc với bóng bàn, đánh dấu mét tờ giấy mặt trụ rải tờ giấy đo chu vi hình trụ từ suy chu vi bóng bàn Đường kính bóng Suy thể tích bóng bàn suy bán kính diện tích xung quanh S = 4.3,14.R2 Bài 8: Hãy trình bày cách xác định khối lượng riêng sỏi Cho dụng cụ gồm cân đồng hồ có độ chia xác, cốc, nước Hướng dẫn Cân cốc đày nước có khối lượng m, cân hịn sỏi khối lượng ms thả sỏi vào cốc nước, nước tràn đem cân cốc nước có hịn sỏi ta m’ gọi mn khối lượng nước tràn mn = m + ms – m’ thể tích nước tràn cui cựng Bài 9: Xác định nhiệt dung riêng dầu Dụng cụ : chai dầu cần xác định nhiệt dung riêng, bình nớc (biết nhiệt dung riêng cđa níc), cèc thđy tinh gièng nhau, c©n Rô-bec-van hộp cân, cát khô, nhiệt lợng kế (biết nhiệt dung riêng chất làm cốc nhiệt lợng kế), nhiệt kế, nguồn nhiệt Giải: Do cân nên ta dùng cát làm bì Tiến hành theo bớc: - Dùng cân xác định tổng khối lợng cốc bình nhiệt lợng kế cốc thủy tinh (theo khối lợng cát) - Bỏ cốc bình nhiệt lợng kế rót nớc vào cốc thủy tinh tới thăng bằng, ta ®ỵc khèi lỵng níc cèc thđy tinh b»ng khèi lợng cốc nhiệt lợng kế - Làm tơng tự víi cèc thđy tinh thø hai chøa dÇu, ta cã khối lợng dầu khối lợng nớc cốc - Đo nhiệt độ ban đầu dầu - Đổ nớc vào cốc nhiệt lợng kế đun nóng tới nhiệt độ Đổ dầu nhiệt độ vào nhiệt lợng kế khuấy đo nhiệt độ thiết lập cân nhiệt - Gọi khối lợng cốc thuộc nhiệt lợng kế (cũng khối lợng nớc, khối lợng dầu); , lần lợt nhiệt dung riêng cốc, nớc dầu Phơng trình cân nhiệt : Từ ta tính đợc : Bi 10: Hóy lp phng ỏn xỏc định khối lượng riêng dung dịch đồng sun phát biết khối lượng riêng nước 1kg/dm3 dùng vật liệu tùy ý khơng dùng lực kế Bài 9 : Em viết lại báo cáo thí nghiệm thực hành mà em làm ( tên thực hành, mục đích, đồ dùng cần thiết, sơ lược bước thực hành, kết quả) Bài 11 : Người ta kể đại chiến gới lần thứ phi công với tay qua cửa sổ máy bay bắt viên đạn đối phương Em có tin điều khơng ? sao ? Bài 11 : Trên mặt bàn nằm ngang có : thước kim loại dày, đồng chất, tiết diện chi vạch đến mm Một nặng có khối lượng riêng lớn khơng dính ướt ; sợi dây nhẹ khơng dãn ; hai chất long khác đựng hai bình rộng miệng Bằng dụng cụ trình bày phương án xác định tỉ số khối lượng riêng chất lỏng cho ? Bài 12 : Cho ống thủy tinh hình chữ U, thước chia tới mi li mét, phễu nhỏ, cốc đựng nước, chai dầu nhờn Hãy nêu phương án xác định khối lượng riêng dầu nhờn HD - Dùng phễu đổ nước vào ống chữ U khoảng 1/3 chiều cao nhánh - Dùng phễu đổ dầu vào nhánh cho mặt phân cách nước dầu nhờn phần thấp hai nhánh - Dùng thước đo chiều cao cột nước h1 chiều cao cột dầu h2 Áp suất trọng lượng cột nước cột dầu gây mặt phân cách đáy hai ống hình chữ U hau d1.h1 = d2.h2 với d1, d2 trọng lượng riêng nước dầu ta có d1/d2 = D1/D2 hay D2 = D1.h1/h2 Bài 13 : Hãy lập phương án xác định khối lượng riêng dung dịch đồng sun phát (CuSO4) Biết khối lượng riêng nước 1kg/dm3 Dụng cụ, vật liệu tùy chọn khơng sử dụng cân lực kế HD - Dụng cu : dùng bình thơng nhau, thước đo - Nước, dầu hỏa - Cách đo : Lần dùng nước dầu để đo khối lượng riêng dầu ( đổ dầu nước vào hai nhánh, đo độ chênh lệch chiều cao suy khối lượng riêng dầu biết khói lượng riêng nước.) Lần 2 : Dùng dầu CuSO4 để xác định khối lượng riêng CuSO4 Bài 14 : Cho cân đĩa khơng có cân, nhiệt lượng kế ( biết nhiệt dung riêng), cát khô, chai dầu hỏa ( có nút kín), cốc, bình nước nguồn nhiệt Hãy xác định nhiệt dung riêng dầu hỏa Bài 15 : Hãy trình bày phương án xác định nhiệt dung riêng chất lỏng L khơng phản ứng hố học với chất tiếp xúc Dụng cụ gồm : nhiệt lượng kế có nhiệt dung riêng ck, nước có nhiệt dung riêng cn, nhiệt kế, cân Robecvan khơng có cân, hai cốc giống hệt ( cốc chứa khối lượng nước khối lượng chất lỏng L lớn khối lượng nhiệt lượng kế, bình đun bếp đun * Bài tập 3: Một cốc chứa đầy nước có khối lượng tổng cộng mo = 260, cho vào cốc hịn sỏi có khối lượng m = 28,8g đem cân thấy khối lượng tổng cộng lúc 276,8g Tính khối lượng riêng D sỏi, biết KLR nước 1g/Cm3 Bài giải m0=260g m1 = 276,8g m = 28,8g D1 = 1g/Cm3 D=? Do cốc nước ban đầu chứa đầy nước nên thả sỏi vào cốc nước có lượng nước m’ tràn ngồi cốc nên ta có m’ = (m0 + m) - m1 = 12(g) Thể tích phần nước tràn ngồi thể tích = 2,4(g/Cm3) hịn sỏi nên ta có: V = * Bài tập 4: Hãy tính thể tich V, khối lượng m, khối lượng riêng D vật rắn Biết thả vào bình nước đầy khối lượng b ình tăng thêm m1 = 21,75g Cịn thả vào bình đựng đầy dầu khối lượng bình tằng thêm m2 = 51,75g( Trong hai trường hợp vật chìm hồn toàn) Biết KLR nước D1 = 1g/Cm3, dầu D2 = 0,9g/Cm3 m1 = 21,75g; m2 = 51,75g D1 = 1g/Cm3; D2 = 0,9g/Cm3 V =?; m =?; D =? Bài giải Do cốc nước cốc dầu đầy, nên thả vật rắn vào cốc nước cốc dầu có lượng nước dầu tràn khỏi cốc Phần thể tích nước dầu tràn ngồi có thể tích với vật rắn + Độ tăng khối lượng bình thả vật rắn vào cốc nước m = m - D1 V m = m1 + D1V (1) ( D1V khối lượng nước tràn ngồi) + Độ tăng khối lượng bình thả vật rắn vào cốc dầu m2 = m - D2V (2) ( D1V khối lượng nước tràn ngoài) Thay (1) vào (2) ta m2 = m1 + D1V - D2V m2 - m1 = D1V - D2V V= = 300 (3) Vậy thể tích vật rắn 300(Cm3) Thay (3) vào (1) ta khối lượng vật rắn là: m = 21,75 + 1.300 = 321,75(g) = 1,07(g/Cm3) Khối lượng riêng vật rắn D = * Bài tập1 :Một mẩu hợp kim thiếc - chì có khối lượng m = 664gam, khối lượng riêng D = 8,3g/Cm3 Hãy xác định khối lượng thiếc chì hợp kim Biết KLR thiếc D1 = 7300kg/m3 chì D2 = 11300kg/m3 coi thể tích hợp kim tổng thể tích kim loại thành phần m = 664g; D = 8,3g/Cm3 D1 = 7300kg/m3 = 7,3g/Cm3 D2 = 11300kg/m3 = 11,3g/Cm3 m1= ? m2=? Bài giải Khối lượng riêng D1 thiếc : D1 = V1 = Khối lượng riêng D2 chì : D2 = V2 = Khối lượng riêng D thỏi hợp kim : D = = (1) (2) (3) Thay (1) (2) vào (3) ta D= = (4) m1 + m = m m1 = m - m2 (5) Thay (5) vào (4) giải ta tìm m2 = = 226 Vậy khối lượng chì 226(g) thiếc m1 = m - m2 = 664 - 226 = 438(g) Câu 5: (1,0 điểm)Cho dụng cụ vật liệu sau đây: 02 bình chứa hai chất lỏng khác nhau, chưa biết khối lượng riêng; 01 thẳng, cứng, khối lượng khơng đáng kể; 02 nặng có khối lượng nhau; Giá đỡ có khớp nối để làm điểm tựa cho thẳng; 01 thước đo chiều dài; Dây nối a) Trình bày phương án thí nghiệm xác định tỉ số khối lượng riêng hai chất lỏng b) Từ suy cách xác định khối lượng riêng chất lỏng Câu 5: a) - Dùng thẳng gắn lên giá đỡ tạo thành đòn bẩy - Dùng dây buộc nặng treo phía địn bẩy cách điểm tựa khoảng l - Nhúng ngập hoàn toàn nặng vào bình chứa chất lỏng 1, điều chỉnh khoảng cách từ điểm tựa đến điểm treo nặng cho đòn bẩy thăng nằm ngang, dùng thước đo k/c từ điểm tựa đến điểm treo nặng l1 - Nhúng ngập hoàn toàn nặng vào bình chứa chất lỏng 2, điều chỉnh khoảng cách từ điểm tựa đến điểm treo nặng cho đòn bẩy thăng nằm ngang, dùng thước đo k/c từ điểm tựa đến điểm treo nặng l2 - áp dụng ĐK cân đòn bẩy cho trường hợp, rút tỉ số cần tìm D1/D2 = (l2/l1).(l1 – l)/(l2 – l) b)Trong chất lỏng nói trên, chọn chất lỏng biết khối lượng riêng (như nước chẳng hạn) dễ dàng tính KLR chất lỏng cịn lại Bài 5: (2,0 điểm) Một cầu làm kim loại có khối lượng riêng D = 7500 kg/m3 mặt nước Biết tâm cầu nằm mặt phẳng với mặt thoáng nước Bên cầu có phần rỗng tích V0 Biết khối lượng cầu 350g, khối lượng riêng nước Dn = 103 kg/m3 a) Tính V0 b) Người ta bơm nước vào phần rỗng cầu Hỏi phải bơm khối lượng nước để cầu bắt đầu chìm tồn nước HD Gọi thể tích cầu V, thể tích phần rỗng V0 , thể tích phần đặc V1 => V = V + V0 Theo cầu nằm cân mặt nước thể tích phần cầu chìm nước , lực đẩy Ácsimet tác dụng lên cầu là: FA = Trọng lượng cầu là: P = dV1 = d(V- V0) Khi ta có: P = FA = d(V- V0) V= Thể tích phần đặc cầu là: V1= V - V0 = - V0 = Khối lượng cầu là: m = DV1= Thay số tính được: V0 = 6,53.10-4 m3 m = 350g = 0,35kg Gọi khối lượng nước bơm vào phần rỗng đến cầu bắt đầu chìm hồn tồn nước mn Khi ta có : Trọng lượng cầu nước P + Pn = 10.( m+ mn) Lực đẩy Ácsimet tác dụng lên cầu là: FA = 10.Dn V = 10 Dn ( V1 + V0) Khi cầu nằm cân lơ lửng thì: FA = P + Pn 10 Dn ( V1 + V0) = 10.( m + mn) Dn ( V1 + V0) = m + mn => mn = Dn ( + V0) - m Thay số tính ta : mn 0,35 kg Vậy khối lượng nước cần bơm vào phần rỗng mn = 0,35 kg cầu bắt đầu chìm hồn tồn nước 15 Xác định khối lượng riêng viên sỏi Chỉ sử dụng dụng cụ sau: Lực kế có độ nhạy cao, bình đựng kích thước thích hợp khơng có độ chia, nước có khối lượng riêng Dn biết, viên sỏi cần xác định khối lượng riêng, sợi mảnh nhẹ Lời giải: a Cơ sở lí thuyết: Gọi D khối lượng riêng viên sỏi Trọng lượng viên sỏi đo P = 10.D.V V P 10.D (1) viên sỏi nhúng ngập nước, khơng chạm đáy bình lực kế trọng lượng biểu kiến: Thay (1) vào (2): b Các bước tiến hành thí nghiệm: + Dùng sợi mảnh buộc viên sỏi + Móc lực kế đo trọng lượng P viên sỏi + Đổ nước vào bình + Nhúng viên sỏi ngập nước (khơng chạm đáy bình), dùng lực kế đo trọng lượng biểu kiến P + Tính D theo công thức (*) c Sai số: Do dụng cụ đo chủ quan người đo Câu (1 điểm) Một lọ thủy tinh chứa đầy thủy ngân, nút chặt nút thủy tinh Hãy nêu phương án xác định khối lượng thủy ngân lọ mà không mở nút Biết khối lượng riêng thủy tinh thủy ngân D1 D2 Chỉ dùng dụng cụ: cân, bình chia độ nước HD - Dùng cân để xác định khối lượng tổng cộng lọ m bao gồm khối lượng m1 thủy ngân m2 thủy tinh: m = m1 + m2 (1) - Dùng bình chia độ nước để xác định thể tích V lọ, bao gồm thể tích V1 thủy ngân thể tích V2 thủy tinh: (2) - Giải hệ (1) (2) ta tính khối lượng thủy ngân: Câu 7: (1 điểm) Một lọ thủy tinh có vỏ dày chứa đầy thủy ngân, nút chặt nút thủy tinh Vì thủy ngân độc nên đổ thủy ngân cân Người ta muốn xác định khối lượng thủy ngân lọ Cho dụng cụ: - Cân - Bình chia độ chứa nước bỏ lọt lọ thủy ngân vào Hãy nêu phương án xác định khối lượng thủy ngân lọ mà không mở nút Biết khối lượng riêng thủy tinh thủy ngân D1 D2 HD Dùng cân để xác định khối lượng tổng cộng lọ thủy ngân m (bao gồm khối lượng m1 vỏ nút thủy tinh + khối lượng m2 thủy ngân): m = m1 + m2 (1) Bỏ lọ thủy ngân vào bình chia độ đựng nước cho lọ thủy ngân chìm hồn tồn nước Xác định thể tích nước dâng lên V (bằng thể tích V1 vỏ nút thủy tinh + thể tích V2 thủy ngân): V = V + V2 Ta có: (2) Giải hệ (1) (2), khối lượng thủy ngân: Bài 14: Có 20 viên bi thủy tinh giống Làm để xác định độ dài đường kính viên bi mà không dùng thước đo HD Dùng bình chia độ đo thể tích 20 viên bi dùng cơng thức tính thể tích hình cầu để tính bán kính đường kính viên bi Bài 15: Có can 10 lít chứa đầy dầu ăn, hai can ba lít can lít khơng chứa Làm cách để lấy lít dầu? HD Rót dầu vào đầy can lít, sau rót từ can lít sang can lít Thực lần can lít đầy, can lít cịn lại lít dầu, tro g can 10 lít cịn lại lít dầu Đổ từ can lít sang đầy can lít, can lít cịn lại lít Đổ lít từ can 10 lít sang can lít lít dầu Bài 16: Một bà nội trợ biết cân đồng hồ người bán hàng cân sai, nên mang theo hộp cân chợ để cân hàng hóa mua cân đồng hồ người bán hàng Bà phải yêu cầu người bán hàng cân nào? HD Đặt vật cần cân lên đĩa cân Khi cân ổn định đọc kết bảng chia độ Nhấc vật khỏi đĩa cân đặt cân thích hợp lên đĩa cân kim cân giá trị đo lần trước tổng khối lượng cân đĩa khối lượng vật cần cân Bài 17: Người ta thả cục nước đá vào bình hình trụ diện tích đáy 125cm2 Khi nước đá tan hết, mực nước bình dâng thêm 0,9cm Tính thể tích Vx cục nước đá Biết khối lượng riêng nước nước đá 1000kg/m3 900kg/m3 HD Khối lượng m1 cục nước đá chưa tan khối lượng m2 nước cục nước đá tan Ta có: m1 = Dnước đá.Vx = Dnước.Sh Suy Vx = 125cm3 Bài 14: Để xác định giá trị điện trở Rx người ta mắc mạch điện hình Biết nguồn điện có hiệu điện ln khơng đổi U Các khóa, ampe kế dây nối có điện trở khơng đáng kể, điện trở mẫu R0 = 15, biến trở chạy Rb Nêu bước tiến hành thí nghiệm để xác định giá trị điện trở Rx HD Các bước tiến hành thí nghiệm tính giá trị Rx A Rx A bA A K1 K2 + U B - R0 Rb - Bước 1: Ngắt K2, đóng K1, (mạch có RxntR0) đọc giá trị ampe: I1 Ta có: (1) - Bước 2: Ngắt K1, đóng K2, mạch có (RxntRb) điều chỉnh chạy biến trở cho ampe kế giá trị I1 => Rb = R0 - Bước 3: Giữ nguyên vị trí chạy; đóng K1 K2, mạch có Rxnt(R0//Rb) đọc giá trị ampe kế I2 10 Ta có: (2) Giải hệ phương trình (1) (2) ta tìm được: Bài 6( điểm) a Bạn An muốn đo điện trở dây dẫn vôn kế am pe kế Em trình bày giúp bạn cách đo?(Sử dụng dụng cụ có phịng thí nghiệm, coi vơn kế am pe kế lí tưởng) b An tiến hành làm thí nghiệm, giả sử An đọc kết tương ứng với số vôn kế am pe kế (U1,I1); (U2,I2); (U3,I3) Từ An vẽ đồ thị hình vẽ Biết điện trở dây dẫn không đổi Em tính điện trở dây dẫn Hết HD A a Mắc mạch điện hình vẽ Đóng khố K đọc số vôn kế am pe kế U1, I1 Tính R1 = U1/ I1 -Di chuyển chạy đến vị trí khác đọc số vôn kế am pe kế U2, I2 Tính R2 = U2/ I2 -Di chuyển chạy đến vị trí khác đọc số vơn kế am pe kế U3, I3 Tính R3 = U3/ I3 Tính giá trị rrung bình R = (R1+R2+R3) /3 b Từ đồ thị ta có : R = U3/ I3= tg 720 =3,08Ω Câu (3,0 điểm): Có hộp kín với hai đầu dây dẫn lị ngồi, bên hộp có chứa mạch điện gồm ba điện trở loại , Với ắc quy 2V; ampe – kế (giới hạn đo thích hợp) dây dẫn, xác định thực nghiệm để tìm sơ đồ thực mạch điện hộp V U3 U2 U1 Hình 720 I1 I2 I3 Bài (2,0 điểm) Cho dụng cụ sau: Nguồn điện có hiệu điện khơng đổi; điện trở R0 biết trị số điện trở Rx chưa biết trị số; + _ vơn kế có điện trở Rv chưa xác định Hãy trình bày phương án xác định trị số điện trở Rv điện trở Rx R0 11 V Rx a) Cở sở lý thuyết: Xét mạch điện hình vẽ: Gọi U hiệu điện đầu đoạn mạch U1 số vôn kế Mạch gốm (R1//R0) nt Rx, theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: (1) + _ H1 Xét mạch điện mắc vôn kế song song Rx Gọi U2 số vơn kế Mạch gồm R0 nt (Rv//Rx) Theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: R0 Rx V (2) Chia vế (1) (2) => H2 b) Cách tiến hành: Dùng vôn kế đo hiệu điện đầu đoạn mạch U Mắc sơ đồ mạch điện H1, đọc số vôn kế U1 Mắc sơ đồ mạch điện H2, đọc số vôn kế U2 Thay U1; U2; R0 vào (3) ta xác định Rx Thay U1; U; R0; Rx vào (1) Giải phương trình ta tìm Rv c) Biện luận sai số: Sai số dụng cụ đo Sai số đọc kết tính tốn, Sai số điện trở dây nối Câu 6(3,0 điểm) Để xác định giá trị điện trở Rx người ta mắc mạch điện hình Biết nguồn điện có hiệu điện ln khơng đổi U Các khóa, ampe kế dây Rx nối có điện trở khơng đáng kể, điện trở mẫu R0 = 15, biến trở chạy Rb Nêu bước tiến hành thí nghiệm để xác định giá trị điện trở Rx HD Các bước tiến hành thí nghiệm tính giá trị Rx 12 A b A AK1 K2 A + U B - R0 Rb Hình A Rx A bA A K1 K2 + U B - R0 Rb - Bước 1: Ngắt K2, đóng K1, (mạch có RxntR0) đọc giá trị ampe: I1 Ta có: (1) - Bước 2: Ngắt K1, đóng K2, mạch có (RxntRb) điều chỉnh chạy biến trở cho ampe kế giá trị I1 => Rb = R0 - Bước 3: Giữ nguyên vị trí chạy; đóng K1 K2, mạch có Rxnt(R0//Rb) đọc giá trị ampe kế I2 Ta có: (2) Giải hệ phương trình (1) (2) ta tìm được: Câu 5: Nêu phương án thí nghiệm để xác định điện trở ampe kế Dụng cụ gồm: Một nguồn điện có hiệu điện khơng đổi, điện trở R biết giá trị, biến trở chạy (có điện trở tồn phần lớn R ), hai khoá điện, số dây dẫn đủ dùng (có điện trở khơng đáng kể), ampe kế cần xác định điện trở HD Mắc mạch điện hình vẽ - Chỉ đóng K , dịng qua R I : U = I ( R + R )(1) - Chỉ đóng K , dịch chuyển chạy để ampe kế I , A R = R - Đóng hai khố ampe kế I Ta có: U=I (R + ) (2) U K1 K2 - Giải hệ phương trình (1) (2), ta được: R R0 R = 2.22.** Có am pe kế lí tưởng , với giới hạn đo khác chưa biết, đủ đảm bảo không bị hỏng Trên mặt thang chia độ chúng có vạch 13 chia, khơng có chữ số Dùng am pê kế với nguồn có hiệu điện không đổi,chưa biết, điện trỏ mẫu R1 biết giá trị nối để xác định điện trở Rx chưa biết.Hãy nêu phương án thí nghiệm (có giải thích) Biết độ lệch kim am pe kế tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy qua (cn8) ( giải lại tốn có ampekế) Giải Gọi k1, k2 độ chia nhỏ ampe ke A1. A2 Bươc 1: mắc A1 nt A2 nt R1 I1=I2 = I mà I1 = k1.x1 ( x1 số vạch chia ampe kế A1 chỉ) I2 = k2.x2 (x2 số vạch chia ampe kế A2 chỉ) => k1.x1=k2.x2 hay k1/k2 =x2/x1 (1) Bước 2: mắc ( A1nt R1)//(A2nt Rx) U= R1.I1'= Rx.I2' => Rx= R1.I1'/I2' = R1.(k1.y1)/(k2.y2) ( y1,y2 số cuả ampe kế trường hợp này) thay (1)vào phương trình trên => Rx=R1.(x2.y1)/(x1.y2) 21.1 Một điện kế có điện trở g=18 đo dịng điện có cường độ lớn Im=1mA. a muốn biến điện kế thành Ampekế có thang đo 50mA 1A phải mắc cho sơn bao nhiêu? b Muốn biến điện kế thành vơn kế có thang đo 10V 100V phải mắc cho điện trở phụ bao nhiêu. Giải a Thang đo 50mA cho biết cường độ dòng điện lớn mạch đo theo thang đo tức gấp 50 lần Im cho qua điện kế. Đặt k=50 ( k gọi hệ số tăng độ nhạy, hệ số mở rộng thang đo hệ số tăng giá độ chia), ta có: I s /Ig= g/s k = I/Ig=(g+s)/s = 50 hay g/s +1 =50 g/s=49 s=g/49=19/49 . Tương tự với thang đo 1A I=1A, Ig=0,001A nên g/s1 =999 nên S1=2/111 . b để mắc vào hiệu điện 10 V, độ lệch kim điện kế cực đại ,tức cường độ dòng điện qua điện kế Ig=1mA= 0,001A, tổng trở điện kế điện trở phụ phải là: R=U/I=10/0.001=10 000 Giá trị điện trở phụ cần mắc thêm: Rp= R- g=10 000-18=9982 21.3 Một Ampekế A , vôn kế V1 điện trở R, mắc theo sơ đồ 21.3 A 0,5A V1 13,5V Người ta mắc thêm vôn kế V2 nối tiếp 14 với V1( hình 21.3b), điều chỉnh lại cường độ dịng điện mạch A 0,45A Khi số V1, V2 8,1V 5,4V. hỏi : để mở rộng thang đo V1, V2 lên 10 lần phải mắc chúng với điện trở phụ bao nhiêu? 21.3 gọi R1 R2 điện trở đoạn mạch a b. Theo sơ đồ a ta có phương trình: R1=RRv1/(R+Rv1) và UCN=Ia1.R1 13,5=0,5 RRv1/ (R+Rv1) (1) Theo sơ đồ b ta có: R2 = R(Rv1+Rv2)/(R+Rv1+Rv2).và U'CN = Ia2 R2 8,1+ 5,4 =0,45 R(Rv1+Rv2)/(R+Rv1+Rv2) (2) Mặt khác sơ đồ b Rv1 nt Rv2 nên Rv1/ Rv2=8,4/5,4=3/2 (3) Từ (1) (2) Rv1 =3 Rv2 (4) Từ R=36 , Rv1 =108 , Rv2 =72 . Để mở rộng thang đo lên 10 lần, cần mắc thêm cho vơn kế V1 V2 điện trở phụ là: Rp1=9 Rv1= = Rp2= 9Rv2= = 2.2.3.1 Dạng 1: Bài tốn thực nghiệm xác định chiều dịng điện a Các ví dụ minh họa Ví dụ 1: Một hộp kín bên chứa loại pin 4,5 V có hai đầu dây dẫn nối (đỏ vàng) Trong trường hợp sau, mơ tả phương án thí nghiệm để xác định dây dẫn nối với cực dương pin (a) Một loại pin 1,5 V đã biết cực, bóng đèn 6V, dây dẫn điện (b) Một cốc đựng dd điện phân CuSO4 và hai lõi pin cũ, dây dẫn điện (c) Một ampe kế chiều, bóng đèn loại 3V, biến trở, dây dẫn điện Lời giải (a) Một loại pin 1,5 V đã biết cực, bóng đèn 6V, dây dẫn điện * Cơ sở lý thuyết: - Về hiệu điện hai đầu hai nguồn điện mắc nối tiếp: Hai nguồn điện mắc nối tiếp, cực âm nguồn nối với cực dương nguồn sơ đồ sau: Hoặc Khi hiệu điện hai đầu nguồn là: U = U1 + U2 Hai nguồn điện mắc nối tiếp, cực âm nguồn nối với cực âm (hoặc cực dương nguồn nối với cực dương) nguồn sơ đồ sau: Hoặc Khi hiệu điện hai đầu nguồn là: U = 15 - Độ sáng bóng đèn: Bóng đèn sáng bình thường hiệu điện đặt vào hai đầu hiệu điện định mức Đèn sáng yếu hiệu điện đặt vào hai đầu nhỏ hiệu điện định mức * Cách tiến hành: Từ lý thuyết ta thấy hai đầu bóng đèn mắc vào hệ nguồn cách đèn sáng bình thường, cịn mắc vào cách đèn sáng yếu Do ta lấy đầu dây đỏ mắc vào cực dương pin dùng hệ nguồn mắc vào hai đầu bóng đèn Nếu đèn sáng bình thường dây dây đỏ cực âm cịn dây vàng cực dương, cịn đèn sáng yếu dây đỏ cực dương dây vàng cực âm (b) Một cốc đựng dd điện phân CuSO4 và hai lõi pin cũ, dây dẫn điện * Cơ sở lý thuyết: - Trong bình điện phân chứa dung dịch CuSO lõi pin nối với cực âm có dịng điện chiều chạy qua phủ lớp kim loại đồng tách khỏi dd điện phân CuSO4 - Cách tiến hành: Nối dây đỏ với thỏi lõi pin, dây màu vàng nối với lõi pin lại đặt vào dd điện phân CuSO4 Sau thời gian thỏi than nối với dây màu đỏ phủ lớp kim loại màu đỏ gạch dây màu đỏ cực âm dây màu vàng cực dương ngược lại (c) Một ampe kế chiều, bóng đèn loại 3V, biến trở, dây dẫn điện Cơ sở lý thuyết - Kim Ampe kế chiều quay chốt (+) nối với cực dương chốt ( -) nối với cực âm * Cách tiến hành: 4,5V Lắp mạch điện theo sơ đồ sau: Trong chốt (+) ampe kế nối với dây màu đỏ, chốt (-) nối với dây màu vàng + A X + Nếu kim ampe kế bình thường dây màu đỏ cực dương cịn dây màu vàng cực âm ngược lại kim ampe kế quay theo chiều ngược lại (khơng bình thường, phải ngắt nguồn điện để khơng làm hỏng ampe kế) dây màu đỏ cực âm, cịn dây màu vàng cực dương Ví dụ 2: Cho bóng đèn, pin (đã biết cực), đoạn dây dẫn ắc quy chưa biết cực Hãy trình bày phương án để xác định hai cực ắc quy Lời giải Mắc đèn vào ắc quy: quan sát độ sáng đèn - Mắc nối tiếp pin ắc quy ta nguồn Mắc bóng đèn vào nguồn quan sát độ sáng bóng đèn 16 + Nếu đèn sáng trường hợp đầu pin mắc cực với ắc quy (theo cách ghép nối tiếp) Tức cực – pin nối với cực + ắc quy ngược lại b Phương pháp giải Từ số ví dụ ta thấy để giải toán thực nghiệm dạng học sinh cần vận dụng số kiến thức sau: - Cách sử dụng ampe kế vôn kế chiều - Cách mắc nối tiếp hai hay nhiều nguồn điện - Bên ngồi nguồn dịng điện có chiều từ cự dương qua dây dẫn thiết bị cực âm nguồn điện - Khi qua dung dịch điện mơi điện cực dương có nhiều bột khí xuất hiện, cịn điện cực âm xuất kim loại ion dương - Vận dụng kiến thức từ trường, đường sức từ, quy tắc bàn tay trái quy tắc nắm tay phải để xác định kiến thức liên quan b Bài tập tự giải: Bài 1: Để xác định xem cực nguồn điện cực dương cực cực âm, thực tế người ta thường đặt vào cốc nước đầu dây dẫn nối với cực quan sát thấy gần dây dẫn tỏa nhiều khí Theo số liệu làm xác định cực cực âm? Bài 2: Một nguồn điện không đổi bị dấu cực Em thiết kế thí nghiệm để xác định lại dấu cực nguồn điện dụng cụ sau: - Một ống dây - Một kim la bàn - Một khóa K dây nối 2.2.3.2 Dạng Bài toán xác định cách mắc điện trở a Các ví dụ minh họa Ví dụ 1: Có hộp kín với hai đầu dây ló ngồi, bên hộp chứa điện trở loại 1 Ω, 2 Ω, 3 Ω Với acquy 2V, ampe kế có giới hạn đo thích hợp dây dẫn, xác định thực nghiệm để tìm sơ đồ thực mạch hộp Lời giải * Cơ sở lý thuyết - Gọi R1, R2, R3 có giá trị tương ứng 1 Ω, 2 Ω, 3 Ω Với điện trở R1, R2, R3 có cách mắc tương ứng + Với R1 nt R2 nt R3 ta có điện trở tương đương : R = R1+ R2 +R3 = 1 Ω + 2 Ω + 3 Ω = 6Ω => Cường độ dịng điện mạch chính: I = + Với R1 // R2 // R3 => R = 17 => I = + Với (R1 nt R2 )// R3 => R = => I = A + Với (R1 nt R3 )// R2 => R = => I = 1A + Với (R2 nt R3 )// R1 => R = => I = 2,4A + Với (R1//R2)nt R3 => R = => I = A + Với (R2//R3)nt R1 => R = => I = A - Sơ đồ mạch điện: R1 R2 R3 - + + A - * Phương án thực hành: Mắc mạch điện theo sơ đồ số ampe kế I Nếu số ampe kế có giá trị tương ứng với tính tốn ta có mắc điện trở tương ứng * Phương pháp giải: Để giải tốn học sinh cần biết: - Sử dụng ampe kế vôn kế để xác đinh U, I - Vận dụng kiến thức mạch điện để dự đoán cách mắc điện trở vẽ sơ đồ mạch điện( cần) - Lập biểu thức tính tốn điện trở tương đương theo cách mắc - So sánh điện trở tương đương tính cơng thức R = => Biện luận tìm cách mắc phù hợp với kết b Bài tập tự giải: 18 Bài 1: Cho bóng đèn loại 6V – 3W biến trở, nguồn điện có giá trị khơng đổi U=12V Xác định cách mắc mạch điện để đèn sáng bình thường? Bài 2: Một hộp đen có ba đầu A,B,C có chứa nguồn có hiệu điện U điện trở r điện trở R1 Một vơn kế Ampe kế lí, điện trở R =10 Hãy trình bày phương án xác định sơ đồ mạch điện hộp giá trị U , r, R1 2.2.3.3 Dạng Xác định điện trở ampe kế vơn kế a Các ví dụ minh họa Ví dụ 1: Nêu phương án thực nghiệm xác định điện trở ampe kế Dụng cụ gồm: nguồn điện không đổi biết giá trị hiệu điện U, ampe kế cần xác định điện trở, điện trở R0 đã biết giá trị, biến trở chạy Rb có điện trở tồn phần lớn hơn R0, hai công tắc điện K1, K2, dây dẫn đủ dùng Các cơng tắc điện dây dẫn có điện trở khơng đáng kể Lời giải U * Cơ sở lý thuyết Xét sơ đồ mạch điện sau: A K1 R0 K2 Rb Giả sử Rb = R0 + Khi K1 đóng, K2 mở ta có: R1 = RA + R0 số ampe kế I1 Khi đó: I1 = (1) + Khi K1, K2 đóng ta có: R2 = RA + Khi đó: I2 = = số ampe kế I2 (2) + Giải hệ phương trình chứa (1) (2) ta có: RA = (3) * Các bước tiến hành - Mắc mạch điện sơ đồ hình vễ ( xác định giá trị Rb = R0) - Đóng cơng tắc K1 đọc số ampe kế đặt I1(A) 19 - Ngắt cơng tắc K1 đóng cơng tắc K2 điều chỉnh biến trở cho số ampe kế vần giá trị I1(A) Khi ta có U khơng đổi điện trở ampe kế khơng đổi nên Rb = R0 - Đóng K1 K2 đọc số ampe kế I2(A) Thay giá trị I1 I2 vào ta tính RA R0 ( tốn mở rộng giải tương tự R biết giá trị U không đổi chưa biết) Ví dụ 2: Trình bày phương án thực nghiệm xác định giá trị hai điện trở R1 R2 với dụng cụ sau đây: + Một nguồn điện khơng đổi có hiệu điện chưa biết + Một điện trở có giá trị R0 biết + Một ampe kế có điện trỏ chưa biết + Hai điện trở cần đo : R1 R2 + Một số dây dẫn có điện trở nhỏ không đáng kể Chú ý: Để không làm hỏng dụng cụ đo không mắc ampe kế song song với điện trở Lời giải: * Cơ sở lý thuyết Mắc mạch điện hình vẽ ( hình a) RA R2 A Số ampe kế : I1 = I R1 R0 I1 = Hình a I1 = (1) RA Mắc lại sơ đồ hình vẽ b Tương tự số ampe kế là: I2 = Ta có: A R0 (2) R2 R1 Hình b (3) * Các bước tiến hành Mắc mạch điện sơ đồ, đọc số ampe trường hợp I I2 sau thay vào (3) biết R0 ta tìm R1 Để Xác định R2, cần thay vị trí R1 cho R2 hai sơ đồ lại có 20 ... cực âm? Bài 2: Một nguồn điện không đổi bị dấu cực Em thiết kế thí nghiệm để xác định lại dấu cực nguồn điện dụng cụ sau: - Một ống dây - Một kim la bàn - Một khóa K dây nối 2.2.3.2 Dạng Bài toán... thực nghiệm để tìm sơ đồ thực mạch điện hộp V U3 U2 U1 Hình 720 I1 I2 I3 Bài (2,0 điểm) Cho dụng cụ sau: Nguồn điện có hiệu điện không đổi; điện trở R0 biết trị số điện trở Rx chưa biết trị số; ... liệu tùy ý khơng dùng lực kế Bài 9 : Em viết lại báo cáo thí nghiệm thực hành mà em làm ( tên thực hành, mục đích, đồ dùng cần thiết, sơ lược bước thực hành, kết quả) Bài 11 : Người ta kể đại chiến