Đề thi dùng cho việc tuyển chọn đội tuyển học sinh giỏi môn vật lý do các thầy cô tại trường THPT Lưu Đình Chất tỉnh Thanh Hóa biên soạn, với chất lượng đề cao, biểu điểm và đáp án chi tiết. Là tài liễu hữu ích cho việc bồi dưỡng học sinh có năng khiếu và đam mê với môn học.
Trang 1SỞ GD & ĐT THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT LƯU ĐÌNH CHẤT ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2009 – 2010
MÔN: VẬT LÝ – Khối 11 Thời gian làm bài: 90 phút
Họ và tên học sinh:……….Số báo danh:…………
Bài 1: (5 điểm) Cho hai điểm A, B cùng thuộc một đường sức của điện trường do một
điện tích điểm Q đặt tại điểm O gây ra, đặt trong không khí Biết cường độ điện trường tại A
có độ lớn E1 = 9.106 V/m, tại B là E2 = 4.106 V/m A ở gần B hơn O Tính độ lớn cường độ điện trường tại điểm M là trung điểm của AB?
Bài 2: (7 điểm): Cho mạch như hình vẽ: nguồn có suất điện động E = 30V, điện trở
trong r = 3; R1 = 12; R2 = 36; R3 = 18; Điện trở Ampekế và dây nối không đáng kể a/ Tìm số chỉ Ampekế và chiều dòng điện qua nó
b/ Thay Ampekế bằng một biến trở R4 có giá trị biến đổi từ 2 đến 8 Tìm R4 để dòng điện qua R4 đạt giá trị cực đại
Bài 3: (4 điểm) Hai vòng dây dẫn tròn có cùng bán kính đặt đồng tâm vuông góc với
nhau, cách điện với nhau Trong vòng dây 1 có dòng điện I đi qua Hỏi khi tăng hoặc giảm I thì trong vòng dây 2 có dòng điện cảm ứng không? Nếu có xác định chiều dòng điện cảm ứng
Bài 4: (4 điểm) Một dây dẫn có chiều dài l = 2m, điện trở R = 4 được uốn thành một hình vuông Các nguồn điện có E1 = 10V, E2 = 8V, r1 = r2 = 0 được mắc vào các cạnh của hình vuông như hình vẽ Hệ thống được đặt trong một từ trường đều có phương vuông góc với mp khung dây B tăng theo thời gian theo quy luật B = kt, với k = 64 T/s Tính dòng điện trong mạch
HẾT
B
A
R1 R2 R3 D
F
G
E, r
E1
E
2
B
I
1 2
Trang 2SỞ GD & ĐT THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT LƯU ĐÌNH CHẤT ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2009 – 2010
MÔN: VẬT LÝ – Khối 11
Bài 1: (5 điểm)
- Cường độ điện trường tại A và B là:
E1 = k Q2
OA => OA2 = k
1
Q
E => OA =
1
Q k E
E2 = k Q2
OB => OB2 = k
2
Q
E => OB =
2
Q k
- Cường độ điện trường tại M: EM = k Q2
OM ; với OM = OA + OB
2
=> OM = 1
2(
1
Q k
E +
2
Q k
=> EM = k Q2
2
Q
k + k + 2 k
=
4k Q
k + + 2
=
4
+ + 2
4
+
2
4E E
Thay số: => EM =
2
4.9.10 4.10
Bài 2: (7 điểm)
a (4 đ) Vẽ lại mạch ta có: Mạch ngoài: (R2//R3) nt R1
R23 = 2 3
R R
R + R = 12; => Rn = R1 + R23 = 24 (1đ)
- Áp dụng định luật Ôm toàn mạch => dòng điện mạch chính:
Ic =
n
E
R + r = 30
24 + 3 = 10
=> I1 = Ic = I23 => U23 = I23.R23 = 10
9 12 = 40
3 V = U2 = U3
B R1 R2
R3
D
F G
E, r B
A
R1 R
2 R3 D
F
G
E, r
Trang 3=> I2 = 2
2
U
R = 10
27 A; I3 = Ic – I2 = 20
Vậy Ampekế chỉ 20
27A 0,74A và dòng điện có chiều từ D sang G (1đ)
b (3đ) Khi thay Ampekế bằng biến trở R4:
Ta có: Mạch ngoài: [(R3 nt R4) // R2] nt R1
R34 = R3 + R4 = 18 + R4
R234 = 2 34
R R
R + R = 4
4
36(18 + R )
54 + R
=> Rn = R1 + R234 = 12 + 4
4
36(18 + R )
54 + R = 4
4
1296 +48R
=> Dòng điện mạch chính: Ic =
n
E
R + r = 4
4
30
1296 + 48R
+ 3
4
30(54 + R ) 1458+ 51R = 4
4
10(54 + R )
486 +17R (1đ)
=> HĐT U234 = Ic.R234 = 4
4
10(54 + R )
486 +17R 4
4
36(18 + R )
54 + R = 4
4
360(18 + R )
486 +17R = U34 = U2 =>
I34 = U34/R34 = 4
360(18 + R ) (486 +17R )(18 + R ) =
4
360 (486 +17R ) = I3 = I4
Vậy: Để dòng điện qua R4 đạt cực đại thì (486 + 17R4) phải đạt cực tiểu => R4 = 2 (1đ)
Bài 3: (4 điểm) Từ trường của dòng điện I trong vòng dây tròn 1 có phương vuông góc với
mặt phẳng vòng dây 1, nghĩa là song song với mặt phẳng vòng dây 2 (1,5đ)
Do vậy khi cho I biến thiên thì từ trường do I gây ra biến thiên, nhưng các đường cảm ứng song song với mp vòng dây 2 nên từ thông qua vòng 2 bằng không (α = (B;n) = 90 0
=> cos
Do đó không có dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng 2 (1đ)
Bài 4: (4 điểm).
Khi từ trường biến đổi qua mạch trong mạch sinh ra suất điện động cảm ứng EC
- Ta có: Ec = ΔΦ
Δt = Δ(B.S)
Δt = S Δ(B)
Δt = S Δ(kt)
Δt = S.k Δt
Δt = S.k =
2
l 4
k = 16V (2đ)
- Theo định luật Lenxơ chiều của suất điện động cảm ứng Ec như hình vẽ: (1đ)
- Dòng điện trong mạch: I = E + E - E c 2 1
Hết
B R1 R2 R3
D
F
G
E, r
R4
E1
E
2
B
c
B
Ec