khảo sát chọn đội tuyển HSG 12

Tính gia tốc của electron dưới tác dụng của lực từ.. Biết rằng khoảng cách từ điểm phóng của electron đến màn hình là l = 20cm.. Bài 2: 5,0 điểm Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng k

SỞ GD& ĐT HÀ NỘI

LỚP 12 NĂM HỌC 2011 - 2012

Thời gian làm bài:90 phút (không kể thời gian giao đề)

Bài 1: (5,0 điểm)

Một electron trong đèn hình của máy thu hình có năng lượng W = 12KeV Ống phóng được đặt sao cho electron chuyển động nằm ngang và theo hướng Nam - Bắc địa lý Cho biết thành phần thẳng đứng của từ trường Trái đất có cảm ứng từ B = 5,5.10-5 T và hướng xuống dưới Bỏ qua tác dụng của trọng lực

a) Dưới tác dụng của từ trường trái đất, electron bị lệch về hướng nào? Tính gia tốc của electron dưới tác dụng của lực từ

b) Khi chạm vào màn hình electron bị lệch đi một khoảng bao nhiêu so với phương ban đầu Biết rằng khoảng cách từ điểm phóng của electron đến màn hình là l = 20cm

Bài 2: (5,0 điểm)

Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể, được uốn thành khung ABCD nằm trong

mặt phẳng nằm ngang,có AB và CD song song với nhau, cách nhau một khoảng l=0,5m, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B=0,5T hướng vuông góc với mặt phẳng của khung như hình 1 Một thanh dẫn MN có điện trở R=0,5 có thể trượt không ma sát dọc theo hai cạnh

AB và CD

a) Hãy tính công suất cơ học cần thiết để kéo thanh

MN trượt đều với vận tốc v=2m/s dọc theo các thanh AB và

CD So sánh công suất này với công suất tỏa nhiệt trên thanh

MN và nhận xét

b) Thanh đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực Sau

đó thanh còn có thể trượt thêm được đoạn đường bao nhiêu

nếu khối lượng của thanh là m=5gam?

Bài 3 : (5,0 điểm).

Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính Biết rằng khi đặt AB

ở hai vị trí cách nhau a = 4cm thì thấu kính đều cho ảnh cao gấp 5 lần vật Tính tiêu cự của thấu kính

Bài 4 : (5,0 điểm).

Hệ hai thấu kính hội tụ O1 và O2 có cùng trục chính, được đặt cách nhau một khoảng L Đặt vật AB vuông góc với trục chính,trước thấu kính O1 ta thu được ảnh A2B2 của hệ trên màn.Giữ nguyên vật AB và thấu kính O1,bỏ thấu kính O2 đi, đẩy lùi màn ra xa thấu kính O1 thêm 192 cm thì thu được ảnh A1B1 trên màn với A1B1= 5A2B2.Nếu giữ nguyên vật AB và thấu kính O2,bỏ thấu kính O1 đi, đẩy lùi màn ra xa thấu kính O2 thêm 72 cm thì thu được ảnh A’B’ trên màn với A’B’= A2B2.Xác định vị trí của vật AB,tiêu cự của hai thấu kính và khoảng cách L giữa hai thấu kính

-Hết -A B

M

N Hình 1

B

SỞ GD& ĐT HÀ NỘI

LỚP 12 NĂM HỌC 2011 - 2012

Thời gian làm bài:90 phút (không kể thời gian giao đề)

(Hướng dẫn chấm)

Bài 1: (5 điểm)

1) Hướng lệch và gia tốc của electron: (2,5 điểm)

Dùng quy tắc bàn tay trái- Electron lệch về hướng đông địa lý 0, 5 đ

Lực Lorent tác dụng lên electron : F = evB

Với vận tốc được tính:

6 31

2W 2.12.10 1,6.10

1,6.10 5,5.10 2.12.10 1,6.10 6,4.10 /

2) Độ lệch của electron so với phương ban đầu : (2.5.điểm)

Bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực, dưới tác dụng của lực Lorent electron xenm như tham gia của 2 chuyển động có phương trình là:

2

2

x vt

at evB

m









evB x eB

 

Khi electron chạm đến màn hình : x = l = 20 cm; thì độ lệch của electron so với phương ban đầu:

2

evB x eB

 

6,4.10 0,2 3,04.10 3

2 2(2,05.10 )

a

v



Bài 2.(5 điểm)

Khi thanh MN chuyển động thì dòng điện cảm ứng trên thanh xuất hiện theo chiều MN

Cường độ dòng điện cảm ứng này bằng:

R

Bvl R

Khi đó lực từ tác dụng lên thanh MN sẽ hướng ngược chiều với vận tốc v và có độ lớn:

2 2

R

v l B BIl

Do thanh chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh phải cân bằng với lực từ

Vì vậy công suất cơ học (công của lực kéo) được xác định:

2 2 2

R

v l B v F Fv

Thay các giá trị đã cho nhận được:

5 ,

0 W

Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN:

2 2 2 2

R

v l B R I

Công suất này đúng bằng công suất cơ học để kéo thanh Như vậy toàn bộ công cơ học sinh

ra được chuyển hoàn toàn thành nhiệt (thanh chuyển động đều nên động năng không tăng), điều đó

b) Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ Độ lớn trung bình của lực này là:

2 2

2 2

R

v l B F

F  t 

0.5đ

Giả sử sau đó thanh trượt được thêm đoạn đường S thì công của lực từ này là:

2

2 2

S R

v l B S F

Động năng của thanh ngay trước khi ngừng tác dụng lực là:

2

1mv2

W đ 

0 5đ

Theo định luật bảo toàn năng lượng thì đến khi thanh dừng lại thì toàn bộ động năng này được chuyển thành công của lực từ (lực cản) nên:

2 2

R

v l B

Từ đó suy ra:

8 ) ( 08 , 0

2

l B

mvR

Bài 3: (5điểm)

Hai ảnh sẽ có một là ảo, cùng chiều vật, k > 0

0,5đ

k1 = - d’d = -d-f = -5 (1)f 0,5đ

Vị trí 2: k2 = - fd-a-f = -5 (2) 0,5đ

Bài 4: (5 điểm)

2

2 d 

5

1

2

'

2 

d

3

'

'

d

d

AB

B

5

'

1

1

1

d

d

AB

B

=> d1=60cm; d'1=300cm 1, 0đ