De khao sat HSG li 9- 2013

Phòng GD-ĐT Điện Bàn Trường THCS Nguyễn Du ĐỀ KHẢO SÁT HSG VẬT LÍ 9 - VÒNG 1/2013 Thời gian 120’ Bài 1: Cho một đoạn mạch điện như hình vẽ, biết R 1 = 18Ω và điện trở đoạn mạch AB là 9Ω. Nếu đổi chỗ R 1 cho R 2 thì điện trở của đoạn mạch AB bây giờ là 8Ω. a. Tính R 1 và R 2 ? b. Biết R 1 , R 2 chịu được hiệu điện thế lớn nhất lần lượt là U 1 = 12V, U 2 = 6V. Tính hiệu điện thế và công suất lớn nhất của đoạn mạch AB Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ có: R 0 = 0,5 Ω , R 1 = 5 Ω , R 2 = 30 Ω , R 3 = 15 Ω , R 4 = 3 Ω , R 5 = 12 Ω , U AB = 48 V. Bỏ qua điện trở của các ampe kế. Tìm: a. Điện trở tương đương R AB . b. Số chỉ của các ampe kế A 1 và A 2 . Bài 3:Ba bóng đèn có điện trở giống nhau r = 24Ω, trong đó có 2 chiếc cùng loại, chúng được mắc thành bộ rồi mắc vào 2 điểm AB có hiệu điện thế không đổi U AB = 18V. Cả 3 đèn đều sáng bình thường. a. Vẽ sơ đồ mạch điện rồi tính các giá trị định mức của các bóng đèn biết rằng tổng công suất toàn mạch không vượt quá 13,5W. b. Khi U AB tăng lên đến 20V để các bóng sáng bình thường người ta phải mắc thêm một biến trở có giá trị toàn phần là 8Ω. Hỏi con chạy của biến trở phải đặt ở vị trí nào để các đèn vẫn sáng bình thường. Trong quá trình điều chỉnh phải dịch chuyển con chạy như thế nào để cho các đèn khỏi bị cháy.  A  B R 1 R 2 R 3 • • • • R 1 R 2 M N + - r R 3 A 1 A B A 2 R 4 R 5 Đáp án Bài 1: a, Với đoạn mạch điện gồm R 1 //(R 2 ntR 3 ) ta có điện trở tương đương lúc này là: + R AB = ( ) 3232 32 32 321 321 18)(29 18 )(18 RRRR RR RR RRR RRR ++=+⇒Ω= ++ + = ++ + 2332 1818 RRRR −=⇒=+⇒ (1) Khi đổi chỗ R 1 và R 2 ta được: + R ’ AB = ( ) 1448108 18 )18( 3322 32 32 321 312 +=+⇒Ω= ++ + = ++ + RRRR RR RR RRR RRR (2) + Thay (1) vào (2) ta được phương trình: 028836 2 2 2 =+− RR Giải phương trình ta có R 2 = 12 Ω và R 2 ’ = 24 Ω đối chiếu với (1) ta loại nghiệm thứ hai.Từ đó suy ra R 3 = 18 – 12 = 6 Ω b, Ta có cường độ dòng điện định mức qua các điện trở R 1 và R 2 là: I đm1 = A R U 3 2 8 12 1 1 == ; I đm2 = A R U 2 1 12 6 2 2 == Vì R 2 nt R 3 nên: I 2 = I 3 = I 23 = 0,5 A Hiệu điện thế qua R 3 là: U 3 = I 3 .R 3 0,5. 6 = 3 V Hiệu điện thế qua R 2 nt R 3 là: U 23 = U 2 + U 3 = 6 + 3 = 9 V + Vì R 23 //R 1 nên phải mắc vào mạch R 1 hiệu điện thế bằng hiệu điện thế ở mạch R 23 hay U 1 ’ = 9V. + Cưòng độ dòng điện qua mạch R 1 lúc này là: I 1 ’ = A R U 2 1 18 9 1 ' 1 == +Cưòng độ dòng điện qua mạch AB lúc này là: I AB = I 1 ’ + I 23 = A1 2 1 2 1 =+ Công suất lớn nhất mà bộ điện trở mắc như hình vẽ chịu được là: P AB = U AB . I AB = 9 . 1 = 9 W Bài 2: a.Do bỏ qua điện trở của các ampe kế và nên ta được một mạch điện mới (h.b): Ta có: 2 3 23 2 3 123 1 23 45 123 12345 45 123 0 12345 . 30.15 10 30 15 5 10 15( ) . 15.15 15 7,5 15 15 2 0,5 7,5 8( ) AB R R R R R R R R R R R R R R R R = = = Ω + + => = + = + = Ω => = = = = Ω + + ⇒ = + = + = Ω b. Cường độ dòng điện mạch chính (h.a): 1 48 6( ) 8 A AB U I I A R = = = = Dòng 1 A I rẽ thành hai dòng: I 3 đi qua R 3 và 2 A I - Từ sơ đồ h.b ta thấy R 45 = R 123 = 15 Nên dòng qua mỗi nhánh, tức dòng qua R 1 : 1 6 3( ) 2 A I A= = 2 3 1 2 3 30 3 2( ) 30 15 R I I A R R = = = + + Số chỉ ampe kế A 2 : 2 A I = 1 A I - I 3 = 6 - 2 = 4 (A) Bài 3: a. Vì đề bài cho 3 đèn có điện trở giống nhau nhưng chỉ có 2 đèn giống nhau và cả 3 đèn cùng sáng bình thường nên chúng không thể cùng mắc song song với nhau hoặc cùng mắc nối tiếp được vì khi đó công suất tiêu thụ sẽ như nhau. Nên chỉ có cách mắc hỗn hợp. Có 2 cách mắc hỗn hợp 3 bóng đèn này mà chúng vẫn sáng bình thường. Cách 1: Đèn 1 nối tiếp với đèn 2 rồi mắc song song với đèn 3 Cách 2: Đèn 1 song song với đèn 2 rồi nối tiếp với đèn 3 Với cách 1 công suất tiêu thụ trên đèn 3 sẽ là P 3 = U 2 /r = 18 2 /24 = 13,5 W. Cộng với công suất trên đèn 1 và 2 thì công suất toàn mạch sẽ vượt quá 13,5W không phù hợp với đề bài nên ta chỉ còn lại cách 2. Theo cách 2. Điện trở toàn mạch sẽ là: 3 2 2 r r R r= + = = 36Ω Cường độ dòng điện trong mạch chính: I = U/R = 18/36 = 0,5A Hiệu điện thế giữa các bóng đèn: U 1 = U 2 = I.r/2= 0,5.12 = 6V; U 3 = 0,5.24 = 12V Công suất tiêu thụ: P 1 = P 2 = U 1 .I/2=6.0,25 = 1,5W; P 3 = U 3 .I = 12.0,5 = 6W Như vậy các thông số trên các đèn là: Đ 1 và Đ 2 : 6V – 1,5W; Đ 3 : 12V – 6W b.+ Khi U toàn mạch tăng lên 20V để đảm bảo cho các đèn vẫn sáng bình thường thì phải mắc nối tiếp biến trở vì vậy hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở phải có giá trị 2V. Do công suất các đèn không đổi nên cường độ dòng điện trong mạch chính vẫn duy trì 0,5A Giá trị của biến trở lúc đó: R b = U b /I b = 2/0,5 = 4 Ω. Mà điện trở toàn phần của biến trở bằng 8Ω nên vị trí của con chạy lúc đó nằm chính giữa. + Khi điều chỉnh biến trở, để cho các đèn khỏi bị cháy ta phải điều chỉnh từ giá trị lớn đến giá trị bé. . Phòng GD-ĐT Điện Bàn Trường THCS Nguyễn Du ĐỀ KHẢO SÁT HSG VẬT LI 9 - VÒNG 1 /2013 Thời gian 120’ Bài 1: Cho một đoạn mạch điện như hình vẽ, biết R 1 = 18Ω và