Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG THPT ĐẶNG THÚC HỨA TRƯỜNG THPT ĐẶNG THÚC HỨA KÌ THI HỌC SINH GIỎI Năm học 2007 2008 Môn Vật lí 11 (Thời gian làm bài 150 phút) I Phần TNKQ (2 điểm) 1 Nếu tăng khoảng cách giữa hai điện tích điể[.]
TRƯỜNG THPT ĐẶNG THÚC HỨA Năm học 2007 - 2008 KÌ THI HỌC SINH GIỎI Mơn: Vật lí 11 (Thời gian làm 150 phút) I Phần TNKQ (2 điểm) Nếu tăng khoảng cách hai điện tích điểm lên lần lực tương tác tĩnh điện chúng A tăng lên lần B giảm lần C tăng lên lần D giảm lần Khi hiệu điện ấm tụ điện 100 V Độ lớn điện tích 2.10-4 C Điện dung tụ điện A μF B 200μF C 20μF D 0,2μF Điện tích q đặt điểm trường tĩnh điện có điện V Điện điện trường tĩnh nói điểm đặt điện tích 3q là: A V B C D V Một đoạn mạch có hiệu điện 10V, cường độ dịng điện 2A Tìm cơng suất tiêu thụ đoạn mạch A) 100W B) 10W C) 20W D) 50W Đặt hiệu điện hai đầu điện trở 5V Nhiệt lượng toả điện trở 18kJ Cường độ dòng điện chạy qua điện trở nhận giá trị giá trị sau? A) 3,6A B) 1A C) 18A D) 5A Một mạch điện có điện trở nguồn 2Ω, điện trở mạch 8Ω Hiệu suất mạch bao nhiêu? A) H=80% B) H=20% C) H=50% D) H=75% Dòng chùm êlectron đập lên đèn hình thơng thường 200mA Có êlectron đập vào hình giây? A) 12,5.1014 êlectron/s B) 1,25.1014 êlectron/s 14 C) 2,5.10 êlectron/s D) 8,5.1014 êlectron/s Một ắcquy nạp điện có dung lượng 4A.h Suất điện động ắcquy ξ = 6V, điện trở r=1,5Ω Hiệu suất nạp điện cho ắcquy: A) 66,7% B) 79,3% C) 68,7% D) 72,5% II Phần tự luận (18 điểm) Câu (4 điểm): Bóng đèn Đ (6V - 3W) mắc vào nguồn điện có suất điện động ξ = 12V, điện trở r = Ω theo hai sơ đồ hình 1.a 1.b Tính R1, R2 để đèn Đ sáng bình thường ξ, r ξ, r A Đ B R1 A (1.a) Đ R2 B (1.b) Câu (4 điểm): Các mẫu chất siêu dẫn có tính chất đẩy từ trường (hiệu ứng Meisner), chúng “bay” phía nam châm Đặc tính chất siêu dẫn ứng dụng để tạo tàu hoả siêu tốc chạy “đệm từ” Trên mẫu chất siêu dẫn có khối lượng m “bay” phía nam châm vĩnh cửu người ta đặt tải trọng có khối lượng Cần tăng cảm ứng từ trường nam châm tạo lên lần để mẫu chất siêu dẫn với tải trọng “bay” khoảng cách đến nam châm trước Câu (3 điểm): Có n nguồn điện giống (suất điện động ξ, điện trở r) mắc nối vịng kín hình Chứng minh hiệu điện hai điểm A, B (chứa m nguồn) khơng Câu (3 điểm): Tính lượng tổng cộng W tích tụ điện có điện dung C1, C2, C3, C4 nguồn điện có suất điện động khơng đổi E1, E2, E3, E4 cung cấp, chúng mắc hình Các điện trở có giá trị Bỏ qua điện trở nội nguồn Tụ C2 có điện tích q2 nối đoản mạch hai điểm H B Áp dụng số E1 = 4V, E2 = 8V, E3 = 12V, E4 = 16V; C1 = C2 = C3 = C4 = 1µF Câu (4 điểm): Cho mạch điện hình 5, cuộn cảm L có điện trở Dịng điện qua L 1,2 A; độ tự cảm L = 0,2 H Chuyển K sang vị trí b, tính nhiệt lượng toả R C1 D C E1 ξ A B E2 C2 C3 E3 E Hình H C4 Hình F E4 G L R Hình K a b TRƯỜNG THPT ĐẶNG THÚC HỨA Năm học 2007 - 2008 KÌ THI HỌC SINH GIỎI Mơn: Vật lí 11 ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM I Phần TNKQ (0,25 x = điểm) D A D C B A A A II Phần tự luận (18 điểm) Câu (4 điểm) điểm Hình (0,25 đ) Xét hình a Để đèn sáng bình thường cường độ dòng điện qua đèn phải cường độ dòng điện định mức đèn 0,25 đ I = Iđ + I1 0,25 đ UAB = UđmĐ = 6V 0,25 đ Iđ = P/UđmĐ = 3/6 = 0,5 A 0,25 đ UAB = ξ – I.r = 12 – I.1 I = A 0,25 đ I1 = 5,5 A 0,25 đ ξ, r I R1 = UAB/I1 = 6/5,5 1,1 A Iđ I1 0,25 đ Đ B R1 (1.a) điểm Xét hình b Để đèn sáng bình thường cường độ dịng điện qua đèn phải 0,25 đ cường độ dòng điện định mức đèn ξ, r I I = Iđ = I2 0,25 đ Hình (0,25 đ) A UđmĐ Đ U2 R2 (1.b) B UđmĐ = 6V 0,25 đ UAB = UđmĐ + U2 0,25 đ Iđ = P/UđmĐ = 3/6 = 0,5 A I = I2 = 0,5 A 0,25 đ UAB = ξ – I.r = 12 – 0,5.1 = 11,5 V U2 = 11,5 – = 5,5 V 0,25 đ R2 = U2/I2 = 5,5/0,5 = 11 0,25 đ Câu (4 điểm) (4 đ) Từ trường nam châm vĩnh cửu tạo không thâm nhập vào mẫu chất siêu dẫn Điều xẩy lớp bề mặt mẫu chất siêu dẫn cảm ứng dòng điện dòng điện tạo từ trường riêng bù trừ với từ trường 1đ Như vậy, giá trị dòng điện cảm ứng I cần phải tỉ lệ với giá trị cảm ứng từ B từ trường ngoài: I=kB 1đ Theo định luật Ampe, tương tác dòng điện với từ trường đặc trưng lực F tỉ lệ với dòng điện I lẫn cảm ứng từ B Trong trường hợp chúng ta: F~IB=kB2 1đ Lực cân với trọng lực mẫu chất siêu dẫn Nếu khối lượng mẫu với tải trọng tăng gấp đơi để bảo toàn cân cảm ứng từ nam châm vĩnh cửu cần phải tăng lên lần 1đ Câu (3 điểm) Vì nguồn điện mắc nối tiếp nên n nguồn b = n rb =nr 3đ A I 1đ m nguồn ’b = m r’b =mr B 1đ I (n – m) nguồn Giả thiết AB chứa m nguồn (m E1 dòng điện I chạy theo chiều mũi tên 0,25 đ Lấy điện điểm F 0, ta tính điện điểm mạch (3 đ) VB = RI; VA = 2RI; VD = 2RI + E1; VG = 4RI + E1; VC = RI + E2; 0,5 đ VH = 3RI +E1; VE = 3RI + E1 – E3 Suy hiệu điện đặt vào tụ: Tụ C1: U1 = VD – VC = RI + E1 – E2 Tụ C2: U2 = VG – VC = 3RI + E1 – E2 0,25 đ Tụ C3: U3 = VE – VA = RI + E1 – E3 Tụ C4: U4 = VE – VF = 3RI + E1 – E3 Ta tính lượng tích tụ theo công thức Nếu nối đoản mạch B H lấy điện điểm 0, ta tính VD = RI1 (dịng I1 chạy theo chiều từ D đến H); VA = RI1 – E1, VB = 2RI1 –E1 = Vậy 0,25 đ 0,25 đ Dòng I4 chạy theo chiều từ G đến H, ta có: VG = RI4; VF = RI4 – E4; VH = 2RI4 –E4; Vậy 0,25 đ Hiệu điện đặt vào tụ C2 là: Điện tích C2: 0,25 đ 0,25 đ Áp dụng số: U1 = -1V; U2 = 5V; U3 = -5V; U4 = 1V; 0,25 đ Nối đoản mạch B H U2 = 0, q2 = Câu (4 điểm) Khi K vị trí a cuộn dây tích trữ lượng từ trường: ξ L R 4đ Khi chuyển K sang b L R ta có mạch điện hình vẽ bên: K a b b Lúc dòng điện giảm từ 1,2 A đến A, toàn lượng từ trường cuộn dây lúc chuyển thành nhiệt toả điện trở R (theo định luật bảo tồn chuyển hố lượng) Vậy nhiệt lượng toả điện trở R Q = W = 0,144 J *** 1đ 1đ 2đ