GIÁO án bồi DƯỠNG học SINH GIỎI môn vật lý bậc THCS

GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Phân phối chương trình bdhs giỏi lý Năm học : 2013 - 2014 Buổi Nội dung - kiến thức Các dạng tập Bài tập định luật Pascal - áp suất chất áp suất chất lỏng chất lỏng khí Bài tập máy ép dùng chất lỏng, bình thông Bài tập lực đẩy Asimet Các máy đơn giản Bài tập tổng hợp kiến thức Bài tập tổng hợp kiến thức Chuyển động học Dạng 1: Định thời điểm vị trí gặp chuyển động Dạng 2: Bài toán tính quãng đường chuyển động Dạng3 : Xác định vận tốc chuyển động Dạng 4: Tính vận tốc trung bình chuyển động không Nhiệt học Bài tập tổng hợp kiến thức 10 11 Bài tập tổng hợp kiến thức Bài tập tổng hợp kiến thức Điện học Đoạn mạch nối tiếp - mạch song song Đoạn mạch hỗn hợp 12 Điện trở - biến trở 13 14 Công công suất điện 15 Định luật Jun - Len xơ 16 17 Quang học Gương Thấu kính GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS 18 Làm quen số đề tổng hợp 19 Làm quen số đề tổng hợp A- áp suất chất lỏng chất khí I - Tóm tắt lý thuyết 1/ Định nghĩa áp suất: áp suất có giá trị áp lực đơn vị diện tích bị ép P= F S Trong đó: - F: áp lực lực tác dụng vuông góc với mặt bị ép - S: Diện tích bị ép (m2 ) - P: áp suất (N/m2) 2/ Định luật Paxcan áp suất tác dụng lên chất lỏng (hay khí) đựng bình kín chất lỏng (hay khí) truyền nguyên vẹn theo hướng F S = f s 3/ Máy dùng chất lỏng: - S,s: Diện tích Pitông lớn, Pittông nhỏ (m2) - f: Lực tác dụng lên Pitông nhỏ (N) - F: Lực tác dụng lên Pitông lớn (N) Vì thể tích chất lỏng chuyển từ Pitông sang Pitông đó: V = S.H = s.h (H,h: đoạn đường di chuyển Pitông lớn, Pitông nhỏ) F h Từ suy ra: f = H 4/ áp suất chất lỏng a) áp suất cột chất lỏng gây điểm cách mặt chất lỏng đoạn h P = h.d = 10 D h Trong đó: h khoảng cách từ điểm tính áp suất đến mặt chất lỏng (đơn vị m) d, D trọng lượng riêng (N/m3); Khối lượng riêng (Kg/m3) chất lỏng P: áp suất cột chất lỏng gây (N/m2) GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS b) áp suất điểm chất lỏng.P = P0 + d.h Trong đó: P0: áp khí (N/m2); d.h: áp suất cột chất lỏng gây ra; P: áp suất điểm cần tính) 5/ Bình thông - Bình thông chứa chất lỏng đứng yên, mực chất lỏng hai nhánh luôn - Bình thông chứa nhiều chất lỏng khác đứng yên, mực mặt thoáng không điểm mặt ngang (trong chất lỏng) có áp suất (hình bên)  PA = P0 + d1 h1   PB = P0 + d h2 P = P B  A 6/ Lực đẩy Acsimet F = d.V - d: Trọng lượng riêng chất lỏng chất khí (N/m3) - V: Thể tích phần chìm chất lỏng chất khí (m3) - F: lực đẩy Acsimet hướng lên (N) F < P vật chìm F = P vật lơ lửng (P trọng lượng vật) F > P vật II- Bài tập: (I)- Bài tập định luật Pascal - áp suất chất lỏng Phương pháp giải: Xét áp suất vị trí so với mặt thoáng chất lỏng xét áp suất đáy bình Bài 1: Trong bình nước có hộp sắt rỗng nổi, đáy hộp có dây treo bi thép, bi không chạm đáy bình Độ cao mực nước thay đổi dây treo cầu bị đứt Giải : Gọi H độ cao nước bình Khi dây chưa đứt áp lực tác dụng lên đáy cốc là: F1 = d0.S.H Trong đó: S diện tích đáy bình d0 trọng lượng riêng nước Khi dây đứt lực ép lên đáy bình là: GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS F2 = d0Sh + Fbi Với h độ cao nước dây đứt Trọng lượng hộp + bi + nước không thay đổi nên F1 = F2 hay d0S.H = d0.S.h +Fbi Vì bi có trọng lượng nên Fbi > =>d.S.h h mực nước giảm Bài 2: Hai bình giống có dạng hình nón cụt (hình vẽ) nối thông đáy, có chứa nước nhiệt độ thường Khi khoá K mở, mực nước bên ngang Người ta đóng khoá K đun nước bình B Vì mực nước bình B nâng cao lên chút Hiện tượng xảy sau đun nóng nước bình B mở khoá K ? A B Cho biết thể tích hình nón cụt tính theo công thức V= h(s= sS + S ) Giải : Xét áp suất đáy bình B Trước đun nóng P = d h Sau đun nóng P1 = d1h1 Trong h, h1 mực nước bình trước sau đun d,d1 trọng lượng riêng nước trước sau đun => P1 d h1 d1 h1 = = P dh d h d V Vì trọng lượng nước trước sau đun nên : d 1.V1 = dV => d = V (V,V1 thể tích nước bình B trước sau đun ) Từ suy ra: h( s + sS + S ) P1 V h1 h = = P V1 h h h1 ( s + sS1 + S1 ) P s + sS + S => P = s + sS1 + S1 Vì S < S1 => P > P1 Vậy đun nóng nước làm giảm áp suất nên khóa K mở nước chảy từ bình A sang bình B Bài : Người ta lấy ống xiphông bên đựng đầy nước nhúng đầu vào chậu nước, đầu vào chậu đựng dầu Mức chất lỏng chậu ngang Hỏi nước ống có chảy không, Nước Dầu GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS có chảy chảy theo hướng ? Giải : Gọi P0 áp suất khí quyển, d 1và d2 trọng lượng riêng nước dầu, h chiều cao cột chất lỏng từ mặt thoáng đến miệng ống Xét điểm A (miệng ống nhúng nước ) PA = P0 + d1h Tại B ( miệng ống nhúng dầu PB = P0 + d2h Vì d1 > d2 => PA> PB Do nước chảy từ A sang B tạo thành lớp nước đáy dầu nâng lớp dầu lên Nước ngừng chảy d1h1= d2 h2 Bài 4: Hai hình trụ A B đặt thẳng đứng có tiết diện 100cm2 200cm2 nối thông đáy ống nhỏ qua khoá k hình vẽ Lúc đầu khoá k để ngăn cách hai bình, B lít dầuAvào bình A, đổ 5,4 lít nước vào bình B Sau sau đổ mở khoá k để tạo thành bình thông Tính độ cao mực chất lỏng k bình Cho biết trọng lượng riêng dầu nước là: d1=8000N/m3 ; d2= 10 000N/m3; Giải: Gọi h1, h2 độ cao mực nước bình A bình B cân SA.h1+SB.h2 =V2 ⇒ 100 h1 + 200.h2 =5,4.103 (cm3) ⇒ h1 + 2.h2= 54 cm (1) V 3.10 A = 30(cm) Độ cao mực dầu bình B: h3 = = B SA 100 áp suất đáy hai bình nên d2h1 + d1h3 = d2h2 k h1 10000.h1 + 8000.30 = 10000.h2 ⇒ h2 = h1 + 24 (2) Từ (1) (2) ta suy ra: h1+2(h1 +24 ) = 54 ⇒ h1= cm ⇒ h2= 26 cm h2 Bài : Một vòng hợp kim vàng bạc, cân không khí có trọng lượng P0= 3N Khi cân nước, vòng có trọng lượng P = 2,74N Hãy xác định khối lượng phần vàng khối lượng phần bạc vòng xem thể tích V vòng tổng thể tích ban đầu V vàng thể tích ban đầu V bạc Khối lượng riêng vàng 19300kg/m3, bạc 10500kg/m3 Giải: Gọi m1, V1, D1 ,là khối lượng, thể tích khối lượng riêng vàng Gọi m2, V2, D2 ,là khối lượng, thể tích khối lượng riêng bạc - Khi cân không khí GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS P0 = ( m1 + m2 ).10 - Khi cân nước  (1)  m1 m2 +  D1 D2 P = P0 - (V1 + V2).d = m1 + m2 −        D D  .D .10 = 10.m1 1 −  + m2 1 −  D D        (2) Từ (1) (2) ta    D  −  =P - P0 1 −  D2 D1   D2     D 10m2.D  −  =P - P0 1 −   D1 D2   D1  10m1.D  Thay số ta m1=59,2g m2= 240,8g (II) Bài tập máy ép dùng chất lỏng, bình thông Bài 1: Bình thông gồm nhánh hình trụ có tiết diện S1, S2 có chứa nước.Trên mặt nước có đặt pitông mỏng, khối lượng m1 m2 Mực nước bên chênh đoạn h a) Tìm khối lượng m cân đặt lên pitông lớn để mực nước bên ngang Giải : SChọn điểm tính áp suất mặt pitông S2 h A B b) Nếu đặt cân sang pitông nhỏ mực nước lúc chênh đoạn h Khi chưa đặt cân thì: m1 m + D0 h = (1) ( D0 khối lượng riêng nước ) S1 S2 Khi đặt vật nặng lên pitông lớn : m1 + m m2 m m m2 = => + = (2) S1 S2 S S1 S Trừ vế với vế (1) cho (2) ta : m = D0 h ⇒ m = D0 S h S1 b) Nếu đặt cân sang pitông nhỏ cân ta có: m1 m m + D0 H = + (3) S1 S2 S2 Trừ vế với vế (1) cho (3) ta : m m DSh S 1 D0h – D0H = - S ⇒ ( H − h) D0 = S ⇔ ( H − h) D0 = S ⇔ H = (1 + S )h 2 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Bài 2: Cho bình hình trụ thông với ống nhỏ có khóa thể tích không đáng kể Bán kính đáy bình A r1 bình B r2= 0,5 r1 (Khoá K đóng) Đổ vào bình A lượng nước đến chiều cao h1= 18 cm, sau đổ lên mặt nước lớp chất lỏng cao h 2= cm có trọng lượng riêng d2= 9000 N/m3 đổ vào bình B chất lỏng thứ có chiều cao h3= cm, trọng lượng h2 h1 K h3 riêng d3 = 8000 N/ m3 ( trọng lượng riêng nước d1=10.000 N/m3, chất lỏng không hoà lẫn vào nhau) Mở khoá K để hai bình thông Hãy tính: a) Độ chênh lệch chiều cao mặt thoáng chất lỏng bình b) Tính thể tích nước chảy qua khoá K Biết diện tích đáy bình A 12 cm2 Giải: a) Xét điểm N ống B nằm mặt phân cách nước chất lỏng Điểm M A nằm mặt phẳng ngang với N Ta có: PN = Pm ⇒ d h3 = d h2 + d1 x ( Với x độ dày lớp nước nằm M) d h3 − d h2 8.10 3.0,06 − 9.10 3.0,04 = = 1,2cm => x = d1 10 Vậy mặt thoáng chất lỏng B cao mặt thoáng chất lỏng A là: ∆h = h3 − (h2 + x) = − ( + 1,2) = 0,8cm b) Vì r2 = 0,5 r1 nên S2 = S1 12 = = 3cm 2 B A ∆h h2 (1) (2) x M (3) N h3 Thể tích nước V bình B thể tích nước chảy qua khoá K từ A sang B: VB =S2.H = 3.H (cm3) Thể tích nước lại bình A là: VA=S1(H+x) = 12 (H +1,2) cm3 Thể tích nước đổ vào A lúc đầu là: V = S1h1 = 12.18 = 126 cm3 ta có: V = VA + VB => 216 = 12.(H + 1,2) + 3.H = 15.H + 14,4 => H = 216 − 14,4 = 13,44cm 15 Vậy thể tích nước VB chảy qua khoá K là: GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS VB = 3.H = 3.13,44 = 40,32 cm3 (III) Bài tập lực đẩy Asimet: Phương pháp giải: - Dựa vào điều kiện cân bằng: “Khi vật cân chất lỏng P = FA” P: Là trọng lượng vật, FA lực đẩy acsimet tác dụng lên vật (FA = d.V) Bài 1: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện S = 40 cm cao h = 10 cm Có khối lượng m = 160 g a) Thả khối gỗ vào nước.Tìm chiều cao phần gỗ mặt nước Cho khối lượng riêng nước D0 = 1000 Kg/m3 b) Bây khối gỗ khoét lỗ hình trụ có tiết diện ∆ S = cm2, sâu ∆ h lấp đầy chì có khối lượng riêng D = 11 300 kg/m3 thả vào nước người ta thấy mực nước với mặt khối gỗ Tìm độ sâu ∆ h lỗ Giải: x ∆h h h ∆S P P FA FA a) Khi khối gỗ cân nước trọng lượng khối gỗ cân với lực đẩy Acsimet Gọi x phần khối gỗ mặt nước, ta có m = 6cm P = FA ⇒ 10.m =10.D0.S.(h-x) ⇒ x = h D0 S b) Khối gỗ sau khoét lổ có khối lượng m1 = m - ∆ m = D1.(S.h - ∆ S ∆ h) Với D1 khối lượng riêng gỗ: D1 = m S h ∆S ∆h ) S h Khối lượng m2 chì lấp vào là: m2 = D2 ∆S ∆h Khối lượng tổng cộng khối gỗ chì lúc M = m1 + m2 = m + (D2 - m ).∆ S.∆ h Sh Vì khối gỗ ngập hoàn toàn nước nên GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS ==> h = 10.M=10.D0.S.h D0 S h − m = 5,5cm m ( D2 − )∆S S h Bài 2: Hai cầu đặc tích V = 100m nối với sợi dây nhẹ không co giãn thả nước (hình vẽ) Khối lượng cầu bên gấp lần khối lượng cầu bên cân 1/2 thể tích cầu bên bị ngập nước Hãy tính a) Khối lượng riêng cầu b) Lực căng sợi dây Cho biết khối lượng nước D0 = 1000kg/m3 Giải a) Vì cầu có thể tích V, mà P2 = P1 => D2 = 4.D1 Xét hệ cầu cân nước Khi ta có: P1 + P2 = FA + F’A FA => D1 + D = D0 (2) Từ (1) (2) suy ra: D1 = 3/10 D0 = 300kg/m3 D2 = D1 = 1200kg/m3 B) Xét cầu: - Khi cầu đứng cân thì: FA = P1 + T - Khi cầu đứng cân thì: F’A = P2 - T Với FA2 = 10.V.D0; FA = F’A /2 ; P2 = 4.P1 T T F'A   P1 + T = F' =>  => 5.T = F’A => T = A = 0,2 N 4 P1 − T = F ' A P1 F’A P2 Bài 3: Trong bình hình trụ tiết diện S0 chứa nước, mực nước bình có chiều cao H = 20 cm Người ta thả vào bình đồng chất, tiết diện cho thẳng đứng bình mực nước dâng lên đoạn ∆ h = cm a) Nếu nhấn chìm nước hoàn toàn mực nước dâng cao so với đáy? Cho khối lương riêng nước D = 0,8 g/cm3, S D0 = g/cm3 b) Tìm lực tác dụng vào thanh chìm hoàn toàn nước Cho thể tích 50 cm3 Giải: a) Gọi S l tiết diện chiều dài ∆h Trọng lượng P = 10.D.S.l Khi nằm cân bằng, phần thể tích nước dâng P lên phần thể tích V1 chìm H FA nước Do V1 = S0.∆ h Do cân nên P = FA S0 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS hay 10.D.S.l = 10.D0.S0.∆ h => l = D0 S0 ∆h D S (1) Khi chìm hoàn toàn nước, nước dâng lên lượng thể tích Gọi ∆ H phần nước dâng lên lúc ta có: S.l = S0 ∆ H (2) Từ (1) (2) suy D0 ∆h D ∆H = F Và chiều cao cột nước bình lúc H' = H + ∆H = H + S ∆H D0 ∆h = 25 cm D c) Lực tác dụng vào H’ P H F = FA’ – P = 10 V.(D0 – D) F’A F = 10.50.10-6.(1000 - 800) = 0,1 N S0 B - Các máy đơn giản I - Tóm tắt lý thuyết 1/ Ròng rọc cố định: - Ròng rọc cố định có tác dụng làm thay đổi hướng lực, tác dụng thay đổi độ lớn lực 2/ Ròng rọc động - Dùng ròng rọc động ta lợi hai lần lực thiệt hai lần đường không lợi công 3/ Đòn bẩy - Đòn bẩy cân lực tác dụng tỷ lệ nghịch với cánh tay đòn: F l1 = P l2 Trong l1, l2 cánh tay đòn P F ( Cánh tay đòn khoảng cách từ điểm tựa đến phương lực) 4/ Mặt phẳng nghiêng: - Nếu ma sát không đáng kể, dùng mặt phẳng l nghiêng lợi lần lực thiệt F h nhiêu lần đường đi, không lợi công F h = P l P 5/ Hiệu suất H = A1 100 0 A A1 công có ích A công toàn phần A = A1 + A2 (A2 công hao phí) 10 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS GỢI í: Sơ đồ h 4.2 tương đương h 4.1 + Tớnh RAD, RBD từ tính RAB + Đối với đoạn mạch AD: Hiệu điện hai đầu điên trở R 1, R2, R3 nhau: Tính UAB theo IAB RAD từ tính dũng I1, I2, I3 + Tương tự ta tính dũng I4, I5 đoạn mạch DB CHÚ í: Khi giải toán với mạch điện mắc hỗn hợp tương đối phức tạp, nên tỡm cỏch vẽ sơ đồ tương đương đơn giản Trên sơ đồ tương đương, điểm có điện gộp lại để làm rừ phận đơn giản đoạn mạch ghép lại để tạo thành đoạn mạch điện phức tạp Cú thể kiểm tra nhanh kết toỏn trờn Các đáp số phải thỏa điều kiện: I1+ I2+ I3= I4+ I5 = IAB = 2,4A Đs: 1,44A; 0,60A; 0,36A; 1,92A; 0,48A Bài R2 R R3 C Một đoạn mạch điện mắc song song sơ đồ B hỡnh 4.3 nối vào nguồn điện 36V Cho biết: A R1=18Ù; R2=5Ù; R3=7Ù; R4=14Ù; R5=6Ù D a) Tính cường độ dũng điện chạy qua mạch rẽ b) Tính hiệu điện hai điểm C D R4 R Đs: 1,2A; 1,8A; 3,6V Hỡnh GỢI í: 4.3 a) Tính cường độ dũng điện qua mạch rẽ chứa R1, R2, R3 R4 , R5 b) Gọi hiệu điện hai điểm C D UCD Ta tính được: UAC = I1.R1 = 21,6V ; UAD = I4.R4 = 25,2V Như điện C thấp điện A: 21,6V; điện D thấp điện A: 25,2V Tóm lại: điện D thấp điện C là: UCD = 25,2 – 21,6 = 3,6V CHÚ í: + Cú thể tớnh UCD cỏch khỏc: UAC+ UCD + UDB = UAB => UCD= UAB - UAC - UBD (*) UAB biết, tớnh UAC, UDB thay vào (*) UCD = 3,6V + UCD tính trường hợp điểm C, D không nối với dây dẫn điện trở, C,D dũng điện Nếu C, D nối với có dũng điện từ C tới D (vỡ điện điểm D thấp điện điểm C) Mạch điện bị thay đổi cường độ dũng điện qua điện trở thay đổi Bài Cho mạch điện hỡnh 4.4 Biết: R = 15Ω , R2 = 3Ω , R3 = 7Ω , R4 = 10Ω Hiệu điện hai đầu đoạn mạch 35V a) Tính điện trở tương đương toàn mạch R2 D R3 b) Tỡm cường độ dũng điện qua điện trở R1 B A GỢI í: (theo hỡnh vẽ 4.4) C R4 a) Tớnh R23 R234 Tính điện trở tương đương RAB=R1+R234 Hỡnh 4.4 27 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS b) Tớnh IAB theo UAB,RAB=>I1 +) Tớnh UCB theo IAB,RCB +) Ta cú R23 = R4 I23 so với I4; (I23=I2=I3) + Tớnh I23 theo UCB, R23 Đs: a) 20Ω ; b) I1 = I = 1,75A; I2 = I3 = I4 = 0,875A III Luyện tập Bài Cho mạch điện hỡnh 4.5 Biết R 1= R2= R4= A R3 = 40Ω Hiệu điện hai đầu đoạn mạch U AB = 64,8V Tính hiệu điện UAC UAD Đs: 48V; 67,2V Bài Cho mạch điện hỡnh 4.6 Trong điện trở R2 = 10Ω Hiệu điện hai N đoạn mạch UMN =30V Biết K1 đóng, K2 ngắt, ampe kế 1A Cũn ngắt, K2 đóng thỡ ampe kế 2A R2 R1 D R3 B C R4 Hỡnh 4.5 K R R R K A N đầu K1 Hỡnh 4.61A, 7A Đs: 2A, 3A, Tỡm cường độ dũng điện qua điện trở số ampe kế A hai khóa K , K2 đóng Bài Cho đoạn mạch gồm ba bóng đèn mắc hỡnh Đ2 4.7 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch UAB = 16,8V Đ1 Trên bóng đèn: Đ1 có ghi 12V – 2A, Đ2 có ghi 6V – A B M 1,5A Đ3 ghi 9V – 1,5A a) Tính điện trở bóng đèn R2 b) Nhận xét độ sáng bóng đèn so với Hỡnh 4.7 Đ3 chúng sử dụng hiệu điện định R1 mức R3 C A Đs: a) 6Ω , 4Ω , 6Ω B b) Đ1 sỏng bỡnh thường, Đ2, Đ3 sỏng yếu R4 Bài Cho mạch điện hỡnh 4.8 A R1=15Ω , R2 = R3 = 20Ω , R4 =10Ω Ampe kế Hỡnh 4.8 5A Tính điện trở tương đương toàn mạch Tỡm cỏc hiệu điện UAB UAC R1 K2 R4 P Đs: a) 7,14Ω ; b) 50V, 30V Bài 5.Một mạch điện gồm ba điện trở R1, R2, R3 mắc nối K1 tiếp Nếu đặt vào hai đầu mạch hiệu điện 110V thỡ dũng điện qua mạch có cường độ 2A Nếu nối tiếp R2 28 M N R3 Hỡnh GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS R1, R2 vào mạch thỡ cường độ qua mạch 5,5A Cũn mắc R 1, R3 vào mạch thỡ cường độ dũng điện 2,2A Tính R1, R2, R3 U 110 GỢI í:Ta cú R1+ R2 + R3 = I = = 55Ω (1) U 110 U 110 R1 + R2 = I = 5,5 = 20Ω (2) R1 + R3 = I = 2,2 = 50Ω (3) Từ (1), (2) => R3 = 35Ω thay R3 vào (3) => R1 = 15Ω Thay R1 vào (2) => R2 = 5Ω Bài 6.Trờn hỡnh 4.9 mạch điện có hai công tắc K1, K2 Các điện trở R1 = 12,5Ω , R2 = 4Ω , R3 = 6Ω Hiệu điện hai đầu đoạn mạch UMN = 48,5V a) K1 đóng, K2 ngắt Tỡm cường độ dũng điện qua điện A + trở A2 A1 b) K1 ngắt, K2 đóng Cường độ qua R4 1A Tớnh R4 V c) K1, K2 đóng Tính điện trở tương đương R2 R1 mạch, từ suy cường độ dũng điện mạch GỢI í: Hỡnh a) K1 đóng, K2 ngắt Mạch điện gồm R1 nt R2 Tớnh dũng 4.10 điện qua điện trở theo UMN R1, R2 4444.104 b) K1 ngắt, K2 đóng Mạch điện gồm R1, R4 R3 mắc nối 104.104.1 tiếp + Tính điện trở tương đương R143 Từ => R4 _ + { R // ( R ntR ) } c) K1, K2 đóng, mạch điện gồm R1 nt N M + Tớnh R34, R234; tớnh RMN theo R1 R234 Hỡnh 4.11 + Tớnh I theo UMN RMN R A Đs: a) I = I1 = I2 = 2,49A; b) 30Ω ; c) 16,1Ω ; ≈ 3A Bài 7.Cho mạch điện có sơ đồ hỡnh 4.10 Điện trở ampe kế không đáng kể, Q P điện trở vôn kế lớn Hóy xỏc định số R2 R1 máy đo A1, A2 vụn kế V, biết ampe kế A1 1,5A; R1 = 3Ω ; R2 = 5Ω GỢI í: R3 Theo sơ đồ ta có R1; R2 vụn kế V mắc song song + Tỡm số vụn kế V theo I1 R1 + Tỡm số ampe kế A2 theo U R2 + Tỡm số ampe kế A theo I1 I2 Đs: 2,4A; 0,9A; 4,5A Bài 8.Cho đoạn mạch điện hỡnh 4.11;R = 10Ω ; R2 = 50Ω ; R3 = 40Ω Điện trở ampe kế dây nối không đáng kể Hiệu điện hai điểm MN giữ không đổi a) Cho điện trở biến trở RX = ta thấy ampe kế 1,0A Tớnh cường độ dũng điện qua điện trở hiệu điện hai điểm MN? 29 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS b) Cho điện trở biến trở giá trị ta thấy ampe kế 0,8A Tính cường độ dũng điện qua điện trở qua biến trở? GỢI í: Để ý [ (R1 nt R2) // R3 ], ampe kế đo cường độ dũng điện mạch + Tớnh R12, tớnh RPQ + Tớnh UPQ theo I RPQ a) Tớnh I3 theo UPQ R3; I1 = I2 theo UPQ R12 Tớnh UMN theo UPQ UMP, ( R0 =0 Nờn UMP =0) => UMN? UPQ b) Khi ( RX ≠ 0) Tớnh U’PQ theo I’ RPQ _ Tớnh I1 = I2 theo U’PQ R12; I3 theo U’PQ R3; IX theo I1 + I3 R3 Đs: a) 0,6A; 0,4A; 24V; b) 0,32A; 0,48A; 0,8A R1 A B Bài Người ta mắc mạch điện hỡnh 4.12 hai điểm R2 A B có hiệu điện 5V Các điện trở thành phần R4 đoạn mạch R1 = 1Ω ; R2 = 2Ω ; R3 = 3Ω ; R4 = 4Ω Hỡnh 4.12 a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB b) Tính cường độ dũng điện qua mạch mạch rẽ GỢI í: R1 B R2 a) Tớnh R12,R123 tớnh RAB + b) Tớnh I theo UAB RAB; I4 theo UAB R4; I3 theo UAB R123 U Dựa vào hệ thức: I1 R2 I I I I +I 2Ω 1,36 A = = => = = = = => I1; I = I R1 1Ω 2 +1 A C Hỡnh 4.13 Bài 10.Cho mạch điện hỡnh vẽ bờn, hiệu điện U = 24V không đổi Một học sinh dùng Vôn kế đo hiệu điện điểm A B; B C thỡ kết U1= V, U2= 12 V Hỏi hiệu điện thực tế (khi không mắc vôn kế) điểm A B; B C ? ĐS: U1* = 8(V ) , U 2* = 16(V ) Chủ đề 2: ĐIỆN TRỞ - BIẾN TRỞ I Một số kiến thức * Điện trở dây dẫn Ở nhiệt độ không đổi, điện trở dõy dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài, tỷ lệ nghịch với tiết diện phụ thuộc vào chất dõy l Cụng thức R = ρ S * Biến trở điện trở thay đổi giá trị dịch chuyển chạy * Lưu ý: Khi giải tập điện trở cần ý số điểm sau: + Diện tích tiết diện thẳng dây dẫn tính theo bán kính đường kính: S = π r2 = 30 πd2 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS + Khối lượng dây dẫn: m = D.V = D.S.l + Đổi đơn vị phép nâng lũy thừa: 1km = 1000m = 103m; 1m = 10dm; 1m = 100cm = 102cm; 1m = 1000mm = 103mm 1m2 = 10dm2 =104cm2 =106mm2;; 1mm2 =10-6m2; 1cm2 = 10-4m2; 1cm2 = 10-4m2 1kΩ = 1000Ω = 103Ω ; 1MΩ = 1000 000Ω n n m + a a = a n+m n m ; (a ) = a n.m q an an  an  a n q a ; m = a n − m ; n = a − n ;  ÷ = n ;  n ÷ = n q a a b b  b b II Bài tập A ĐIỆN TRỞ Bài Một dõy dẫn hỡnh trụ làm sắt cú tiết diện 0,49mm2 Khi mắc vào hiệu điện 20V thỡ cường độ qua 2,5A Tính chiều dài dây Biết điện trở suất sắt 9,8.10-8Ω m Tính khối lượng dây Biết khôi lượng riêng sắt 7,8 g/cm3 GỢI í: Tớnh chiều dài dõy sắt + Tớnh R theo U I l + Tớnh l tử cụng thức : R = ρ s Thay V = S.l vào m = D.V để tính khối lượng dây Đs: 40m; 0,153kg Bài Người ta dùng dây hợp kim nicrôm cú tiết diện 0,2 mm2 để làm biến trở Biết điện trở lớn biến trở 40Ω a) Tính chiều dài dây nicrôm cần dùng Cho điện trở suất dây hợp kim nicrôm 1,1.10-6Ω m b) Dây điện trở biến trở quấn xung quanh lừi sứ trũn có đường kính 1,5cm Tính số vũng dõy biến trở l GỢI í: a) Tớnh chiều dài l từ : R = ρ s ’ b) Chiều dài l vũng dõy chu vi lừi sứ: l ’= π d => số vũng dõy quấn quanh lừi sứ ' là: n= l l Đs: a) 7,27m; 154,3 vũng Bài 3.Một dõy dẫn hợp kim dài 0,2km, tiết diện trũn, đường kính 0,4cm có điện trở 4Ω Tính điện trở dây hợp kim có chiều dài 500m đường kính tiết diện 2mm Đs: R2 = 40Ω GỢI í: Tính điện trở dây thứ hai l s + Từ : R = ρ => ρ = R S R S R.S ; vỡ cựng tiết diện nờn ta cú: 1 = 2 => R2=? (*) l1 l2 l 31 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS S1 S d  π d12 π d22 ; S2 = + Với S1= Thiết lập tỉ số S biến đổi ta =  ÷ thay vào (*) ta S2  d  4 tính R2 B BIẾN TRỞ Bài Cho hai bóng đèn Đ1, Đ2: Đ1 có ghi ( 6V – 1A), Đ2 có ghi Đ2 ( 6V- 0,5A) a) Khi mắc hai bóng vào hiệu điện 12V thỡ cỏc đèn có sáng bỡnh thường không? Tại sao? b) Muốn đèn sáng bỡnh thường thỡ ta phải dựng thờm biến trở cú chạy Hóy vẽ cỏc sơ đồ mạch điện có tính điện trở biến trở tham gia vào mạch GỢI í:a) Tính điện trở đèn; tính R AB mắc ( Đ1 nt Đ2); tính cường độ dũng điện qua hai đèn so với Iđm chúng => kết luận mắc không? b) Có hai sơ đồ thỏa điều kiện đầu ( HS tự vẽ), sau tính Rb hai sơ đồ Đs: a) Không vỡ: Iđm2 < I2 nên đèn cháy b) Rb = 12Ω Bài Một bóng đèn có hiệu điện định mức 12V cường độ dũng điện định mức 0,5A Để sử dụng nguồn điện có hiệu điện 12V thỡ phải mắc đèn với biến trở có chạy (tiết diện dây 0,5mm2, chiều dài 240m) a) Vẽ sơ đồ mạch điện cho đèn sáng bỡnh thường b) Khi đèn sáng bỡnh thường điện trở biến trở tham gia vào mạch lúc bao nhiêu? (bỏ qua điện trở dây nối) c) Dõy biến trở làm chất gỡ? Biết đèn sáng bỡnh thường thỡ 2/3 biến trở tham gia vào mạch điện GỢI í:UđmĐ = 12V mà UAB= 20V => mắc Đ với Rb, vẽ sơ đồ cách mắc Tớnh Rb Đ sáng bỡnh thường l S Biết Rb 2/3 Rmaxb=> tớnh Rmaxb; mặt khỏc Rmaxb= ρ => ? tớnh ρ Đs: a) Đèn nối tiếp với biến trở Nếu mắc đèn song song với biến trở đèn cháy b)16Ω ; c) 5,5.10-8Ω m Dõy làm Vụnfram Bài Cho mạch điện hỡnh 6.1 Biến trở Rx cú A R B C ghi 20Ω –1A.a) Biến trở làm nikờlin cú ρ = M Rx N 4.10-7Ω m S= 0,1mm2 Tớnh chiều dài dõy V biến trở Hỡnh 6.1 b) Khi chạy vị trớ M thỡ vụn kế 12V, vị trớ N thỡ vụn kế 7,2V Tính điện trở R? l S GỢI í:Rx max = 20Ω , tớnh l từ Rx max = ρ Khi chạy C M thỡ Rx = ? => vụn kế UAB = ? Khi chạy C N thỡ Rx = ? => vụn kế UR = ? Tớnh Ux theo UAB UR; tớnh I theo Ux Rx => Từ tính R theo UR I Đs: a) 5m; II Luyện tõp 32 b) 30Ω GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Bài Một đoạn mạch gồm hai bóng đèn Đ1, Đ2 A M B N biến trở, mắc sơ đồ hỡnh 6.2 Cho biết điện trở lớn biến trở 12 Ù, điện trở P bóng đèn Đoạn mạch nối vào Đ1 nguồn điện 24V Tính cường độ dũng điện qua Đ2 Đ1và Đ2 khi: a) Con chạy vị trớ M Hỡnh 6.2 b) Con chạy vị trí P, trung điểm đoạn MN; c) Con chạy vị trớ N Đs: 4,4A 3,5A; 2,2A 1,5A; 1,6A 0A Đ Đ Bài 2: Một đoạn mạch sơ đồ hỡnh 6.3 mắc vào nguồn điện 30V Bốn R1 B M N bóng đèn Đ nhau, bóng có điện trở A E C hiệu điện định mức 6V Điện trở R3=3Ù Trờn biến trở cú ghi 15Ù -6A Hỡnh 6.3 a) Đặt chạy vị trí N Các bóng đèn Đ Đ có sáng bỡnh thường không? b) Muốn cho bóng đèn sáng bỡnh thường, phải đặt chạy vị trí nào? c) Có thể đặt chạy vị trí M không? Đs: a) không; b) CM =1/10 MN; c) không Chủ đề CễNG VÀ CễNG SUẤT CỦA DềNG ĐIỆN I Một số kiến thức * Cụng suất dũng điện: đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công dũng điện Cụng thức: P = A / t Vỡ ( A = U I t ) ⇒ P=UI (Ta cú P = U.I = I2.R = U2 ) R * Số đo phần điện chuyển hoá thành dạng lượng khác mạch điện gọi công dũng điện sản mạch điện Cụng thức:A = UI t U2 (Ta cú A = P.t = U.I.t = I R.t = t ) R * Ngoài đơn vị ( J ) ta cũn dựng ( Wh ; kWh ) kWh = 000 Wh = 600 000 J * Lưu ý: Mạch điện gồm có vật tiêu thụ điện, nguồn điện dây dẫn Công thức A = UIt, cho biết điện A (công) mà đoạn mạch tiêu thụ chuyển hóa thành dạng lượng khác Nếu dây dẫn có điện trở nhỏ (coi 0) Khi điểm đoạn dây dân coi hiệu điện (hiệu điện 0) Chính vỡ mà trờn đoạn dây dẫn có dũng điện lớn qua, mà không tiêu thụ điện năng, không bị nóng lên 33 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Nhưng mắc thẳng dây dẫn vào hai cực nguồn điện (trường hợp đoản mạch) Do nguồn điện có điện trở nhỏ nên điện trở mạch (cả dây dẫn) nhỏ Cường độ dũng điện mạch lớn, làm hỏng nguồn điện II Bài tập Bài Cho đoạn mạch mắc sơ đồ hỡnh 7.1 Trên đèn Đ1 có ghi: 6V- 12W Điện trở R có giá trị 6Ω Khi mắc đoạn mạch vào nguồn điện thỡ hai đèn Đ1,Đ2 sỏng bỡnh thường vôn kế 12V V a Tính hiệu điện nguồn điện R A B b Tính cường độ dũng điện chạy qua R, Đ1, Đ2 C c Tính công suất Đ2 Đ2 Tớnh cụmg suất tiờu thụ trờn toàn mạch GỢI í: Đ1 a) Do đèn sáng bỡnh thường nên xác định Hỡnh 7.1 U1, U2 Từ tính UAB b) Tớnh I1 theo Pđm1, Uđm1 - Tớnh IR theo U1, R => Tớnh I2 theo I1 IR c) Tớnh P2 theo U2 I2 d) Tớnh P theo P1, P2, PR (Hoặc cú thể tớnh P theo UAB I2 ) Đs: a) 16V; b) 2A; 1A; 3A; c) 36W; d) 54W Bài Một xó cú 450 hộ Mỗi ngày cỏc hộ dựng điện giờ, với công suất thụ trung bỡnh hộ 120W a) Tính tiền điện phải trả hộ xó thỏng theo đơn giá 700đ/ kWh b) Tớnh trung bỡnh cụng suất điện mà xó nhận bao nhiêu? c) Điện truyền tải đến từ trạm điện cách 1km Cho biết hiệu suất truyền tải lượng 68% hiệu điện nơi sử dụng 150V Tỡm hiệu điện phát từ trạm điện điện trở đường dây tải d) Dây tải đồng có điện trở suất ρ = 1,7.10-8Ω m Tớnh tiết diện dõy Đs: a) 21,6 kWh, thành tiền: 15120 đồng/mỗi hộ; 6804000 đồng/450 hộ b) 54 kW; c) 220V, Rdõy = 0,194Ω ; d) 175mm2 A U0 R Hỡnh7 B GỢI í: (theo hỡnh vẽ 7.2) Tính điện tiêu thụ hộ ( A= P.t); tính thành tiền hộ; tính số tiền xó (450 hộ) Biết PTB hộ số hộ xó, tớnh công suất điện P xó nhận a) Mạng điện xó kí hiệu R, hai điểm A,B (như hỡnh 7.2) + Dũng điện chạy dây tải dũng điện qua công tơ xó cú giỏ trị I= P U Gọi U’ hiệu điện “sụt” dây tải; công suất mát dây là: P’= U’.I; Cụng suất sử dụng xó : P = U.I 34 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Theo đề hiệu xuất truyền tải lượng 68%, có nghĩa công suất mát 32% Chia P' 32 U ' = => U’ P 68 150 + Hiệu điện phát từ trạm dây : U’+ U + Điện trở đường dây tải : Rd = U' I l S +) Tớnh tiết diện thẳng dõy từ cụng thức: Rd = ρ Bài 3.Trên bóng đèn có ghi: 220V- 100W Tính điện trở đèn (giả sử điện trở đèn không phụ thuộc nhiệt độ) a) Khi sử dụng mạch điện có hiệu điện 200V thỡ độ sáng đèn nào? Khi công suất điện đèn bao nhiêu? Tính điện mà đèn sử dụng 10giờ GỢI í: a) Tớnh RĐ b) Tớnh PĐ dựng UAB=200V; so với Pđm=> độ sáng đèn c) Tính điện đèn sử dụng 10giờ Đs: a) 484Ω ; b) 82,6W; c) 2973600J Bài Có hai bóng đèn loại 12V- 0,6A 12V- 0,3A Có thể mắc hai bóng nối tiếp với mắc vào hai điểm có hiệu điện 24V không? Vỡ sao? Để bóng sáng bỡnh thường, cần phải mắc nào? GỢI í: Tớnh R1, R2 U1 R1 U1 R1 + Khi mắc hai búng nối tiếp, ta cú: U = R U + U = R + R => U1 , U ; 2 2 + So sỏnh U1 với Uđm1, U2 với Uđm2 để nhận xét độ sáng hai đèn Từ kết đưa cách mắc hai đèn Đs: a) Không vỡ: U1 < Uđm1 => Đèn sáng mờ; U2 > Uđm2 => Đèn cháy b) Phải mắc (Đ1 // Đ2) vào UAB = 12V Bài Có bóng đèn: Đ1 (6V- 6W); Đ2 ( 6V- 3,6W) Đ3 ( 6V- 2,4W) Tính điện trở cường độ dũng điện định mức bóng đèn Phải mắc ba bóng đèn nói vào hiệu điện U = 12V để ba bóng đèn sáng bỡnh thường Giải thích? GỢI í: b) Dựa vào kết (câu a) đưa cách mắc ba đèn vào UAB= 12V để chúng sáng bỡnh thường Giải thích? Vẽ sơ đồ cách mắc 6 A; I2 = A; I3 = A; 10 15 U b) Mắc Đ1 nt (Đ2 // Đ3) Vỡ U1 = U23 = = 6V = Uđm Đs: a) 6Ω ; 10Ω ;15Ω ; I1 = 35 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Bài Cho mạch điện hỡnh 8.1, U=12V U R R R3= 4Ω A A Khóa K mở: Ampe kế 1,2A Tính điện trở R1 R Khóa K đóng: Ampe kế 1,0A Xác định R2 công suất tiêu Hỡnh thụ 8.1 điện trở R1, R2, R3 GỢI í: (Theo hỡnh vẽ 8.1) Đ2 K mở: tớnh RAB=> R1 K đóng: A tính UĐ1=> U3, tớnh R2B Dựa vào cụng thức: P= U.I để tính P1,P2,P3 Đs: a) 6Ω ;a)b) 12Ω ; 6W; 3W; 9W III Luyện tõp Đ3 Bài Đ5 mắc Đ4 nhau, Có sáu bóng đèn giống theo hai sơ đồ( hỡnh 8.2a,b) Hiệu điện B A đặt vào hai điểm A B hai sơ đồ b) Hóy cho biết đèn sáng nhất, đèn tối nhất? Hóy xếp cỏc đèn theo thứ tự công suất tiờu dần Đ6thụ giảm Hỡnh Giải thớch 8.2 Đs: P6 > P1 > P4, P5 > P2, P3; nghĩa Đ6 sáng nhất, đèn Đ2 Đ3 tối Bài 2.Một người đọc quạt trần nhà mỡnh, thấy ghi 220V không thấy ghi oát Người tắt hết dụng cụ dùng điện nhà, thấy công tơ 837,2kWh cho quạt quay lúc 11giờ Khi công tơ 837,4kWh thỡ đồng hồ 1giờ 30 phút Em hóy tớnh cụng suất quạt Đs: 80W Bài 3.Trên bàn có ghi 110V – 550W, đèn có ghi 110V – 100W Nếu mắc bàn nối tiếp với đèn vào mạch có hiệu điện 220V thỡ đèn bàn hoạt động có bỡnh thường không? Tại sao? Muốn đèn bàn hoạt động bỡnh thường thỡ ta phải mắc thờm điện trở Hóy vẽ sơ đồ mạch điện tính giá trị điện trở đó? Đs: a) Iđ > Iđmđ => Đèn cháy hỏng Ibl < Iđmbl => Mặc dù bàn không bị hỏng đèn hỏng nên làm cho mạch bị hở, dũng điện không qua đèn nên bàn ngừng hoạt động b) Sơ đồ mạch điện:[(Đ // R) nt Rbl] Học sinh tự vẽ sơ đồ; Kết R = 27Ω Bài 4.Một gia đỡnh dựng búng đèn loại 220V – 30W, bóng đèn loại 220V – 100W, nồi cơm điện loại 220V – 1kW, ấm điện loại 220V – 1kW, ti vi loại 220V – 60W, bàn loại 220V – 1000W Hóy tớnh tiền điện gia đỡnh cần phải trả tháng(30 ngày, ngày thời gian dùng điện của: Đèn giờ, nồi cơm điện giờ, ấm điện 30 phút, ti vi giờ, bàn là giờ) Biết mạng điện thành phố có hiệu điện 220V, giá tiền 600 đ/kWh (nếu số điện dùng 100 kWh), 1000đ/kWh, số điện dùng 100 kWh 150 kWh GỢI Ý:+ Điện tiêu thụ gia đỡnh thỏng: 36 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS A1 ngày = Ađ + Anc + Aấm + Ati vi + Abl A1 thỏng = 30 A1 ngày + Dựa vào kết điện tiêu thụ tháng tùy theo đơn giá giá tiền phải trả theo quy định để tính số tiền phải trả Đs: 68 600 đồng Bài 5.Hai bóng đèn có ghi Đ1: 6V – 3W; Đ2: 6V -6W So sánh điện trở chúng chúng sáng bỡnh thường Để chúng sáng bỡnh thường mắc vào hiệu điện 12V Ta phải mắc thêm điện trở R X nối tiếp với hai bóng đèn Tính RX GỢI í: a) Tớnh Rđ1, Rđ2 dựa vào Uđm Pđm đèn, so sánh Rđ1, Rđ2 b) Để hai đèn sang bỡnh thường phải mắc [ (Đ1 // Đ2 ) nt Rb ] Hs tự vẽ sơ đồ mạch điện + Tớnh Iđm1, Iđm2 dựa vào Uđm Pđm chỳng + Tính cường độ mach I theo Iđm1, Iđm2 + Tính điện trở tương đương mạch: R tđ theo U I Mặt khỏc Rtđ = Rđ12 + Rx => Tớnh Rx Đs: a) Rđ1 = Rđ2; b) Rx = 4Ω Bài Cho mạch điện hỡnh 8.3 Trong đó: R1 biến trở; R2 = 20Ω, Đ đèn loại 24V – 5,76W Hiệu điện UAB không đổi; điện trở dây nối không đáng kể; vôn kế có điện trở lớn Điều chỉnh để R1 = 5Ω, đèn Đ sáng bỡnh R1 R2 thường a) Tính: Điện trở đèn Đ, điện trở đoạn mạch AB, cường độ dũng điện, số vôn kế hiệu điện UAB A Đ B V Hỡnh8 88.388.3 8.3 b) So sỏnh cụng suất nhiệt giữa: R R1; R2 đèn Đ Điều chỉnh biến trở R1 để công suất tiêu thụ điện R lớn Hóy tớnh R1 công suất tiêu thụ điện đoạn mạch AB (coi điện trở đèn không đổi) Chủ đề 4: ĐỊNH LUẬT JUN- LENXƠ I Một số kiến thức bản: Nhiệt lượng toả dây dẫn tỷ lệ thuận với bỡnh phương cường độ dũng điện, tỷ lệ thuận với điện trở thời gian dũng điện chạy qua Cụng thức: Q = I2Rt Q = 0,24 I2Rt II Bài tập Bài Một bàn có khối lượng 0,8kg tiêu thụ công suất 1000W hiệu điện 220V Tính: Cường độ dũng điện qua bàn Điện trở bàn Tính thời gian để nhiệt độ bàn tăng từ 20 0C đến 900C Cho biết hiệu suất bàn H= 80% Cho nhiệt dung riờng sắt 460J/kg.K GỢI í: c) Tính nhiệt lượng Q1 để nâng nhiệt độ bàn lên 700C 37 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS + Tính nhiệt lượng cần cung cấp Q theo Q1 H + Từ Q= I2.R.t=> tớnh t Đs : a) 4,54A ; b) 84,4Ω ; c) 32s Bài Một bếp điện hoạt động hiệu điện 220V a) Tính nhiệt lượng tỏa dây dẫn thời gian 25phút theo đơn vị Jun đơn vị calo Biết điện trở 50Ω b) Nếu dùng nhiệt lượng thỡ đun sôi lít nước từ 20 0C.Biết nhiệt dung riêng khối lượng riêng nước 4200J/kg.K 1000kg/m3 Bỏ qua mỏt nhiệt GỢI í: a) Tính nhiệt lượng Q tỏa dây dẫn theo U,R,t b) Tính lượng nước đun sôi nhiệt lượng nói + Tớnh m từ Q= C.m.∆ t + Biết m, D tính V Đs: a) 1452000 J = 348480 Cal; b) 4,32 lít Bài 3.Người ta đun sôi 5l nước từ 20 C ấm điện nhôm có khối lượng 250g 40phút Tính hiệu suất ấm Biết ấm có ghi 220V- 1000W, hiệu điện nguồn 220V cho nhiệt dung riêng nước nhôm 4200J/kg.K 880J/kg.K GỢI í: + Tính nhiệt lượng ấm nhôm nước thu vào: Qthu (theo C1,C2, m1, m2 ∆ t) + Tính nhiệt lượng dây điện trở ấm tỏa 40phỳt: Qtỏa theo P,t + Tớnh hiệu suất ấm Đs: 71% Bài 4.Người ta mắc hai điện trở R1= R2=50Ω hai cách nối tiếp song song nối vào mạch điện có hiệu điện U= 100V a) Tính cường độ dũng điện qua điện trở trường hợp b) Xác định nhiệt lượng tỏa điện trở hai trường hợp thời gian 30phút Cú nhận xột gỡ kết tỡm GỢI í: a) Khi (R1 nt R2): tớnh I1, I2 +) Khi (R1// R2): tớnh I1’, I2’ b) Tính nhiệt lượng tỏa điện trở (R1 nt R2); (R1// R2) Lưu ý: R1= R2 Q1?Q2 Lập tỉ số: Q '1 Q2 ' = tính kết đưa nhận xét Q1 Q2 Đs: a) + Khi (R1 nt R2 ) thỡ I1 = I2 = 1A + Khi (R1// R2) thỡ I1’= I2’ = 2A b) 9000J Bài 5.Giữa hai điểm A B có hiệu điện 120V, người ta mắc song song hai dây kim lọai Cường độ dũng điện qua dây thứ 4A, qua dây thứ hai 2A a) Tính cường độ dũng điện mạch b) Tính điện trở dây điện trở tương đương mạch c) Tính công suất điện mạch điện sử dụng 5giờ d) Để có công suất đoạn 800W người ta phải cắt bớt đoạn đoạn dây thứ hai mắc song song lại với dây thứ vào hiệu điện nói Hóy tớnh điện trở đoạn dây bị cắt 38 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS GỢI í:a) Tớnh IAB theo dũng mạch rẽ b.+ Dựa vào cụng thức R= U để tính R1 , R2 I + Tớnh RAB c, Tớnh P theo U, I + Tớnh A theo P,t a) Gọi R'2 điện trở đoạn dây bị cắt + Tớnh I’ qua đoạn mạch (R1//R2) theo P’,U + Tớnh R’ABtheo U,I’ R1.R2' + Tớnh R Từ R AB= R1 + R2' ’ ’ + Tính điện trở đoạn dây cắt : RC= R2 - R’2 Đs: a) 6A; b) 30Ω ; 60Ω ; 20Ω ; c) 720W; 12 960 000J = 12 960 kJ; d) 15Ω Bài 6.Đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đỡnh cú chiều dài tổng cộng 40m cú lừi đồng tiết diện 0,5mm2.Hiệu điện cuối đường dây(tại nhà) 220V Gia đỡnh sử dụng cỏc dụng cụ điện có tổng công suất 165W trung bỡnh ngày Biết điện trở suất đồng 1,7.10-8Ω m a) Tính điện trở toàn dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đỡnh b) Tính nhiệt lượng tỏa dây dẫn 30 ngày đơn vị kW.h GỢI í: a) Tính điện trở R toàn đường dây theo ρ ,l,S b) Tính cường độ dũng điện I qua dây dẫn theo P,U + Tính nhiệt lượng Q tỏa đường dây theo I,R,t đơn vị kW.h Đs: a) 1,36Ω ; b) 247 860J = 0,069kWh III Luyện tập Bài Một bếp điện hoạt động bỡnh thường có điện trở R =120 Ω cường độ dũng điện qua bếp 2,4A a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa 25 giây b) Dùng bếp để đun sôi lít nước có nhiệt độ ban đầu 25 0C thỡ thời gian đun nước 14 phút Tính hiệu suất bếp, coi nhiệt lượng cần đun sôi nước có ích, cho biết nhiệt dung riêng nước 4200J/ kg.K Đs: a) 17280J b) 54,25% Bài Dây xoắn bếp điện dài 12m, tiết diện 0,2mm2 điện trở suất 1,1.10-6Ω m a) Tính điện trở dây xoắn nhiệt lượng tỏa thời gian 10 phút, mắc bếp điện vào hiệu điện 220V b) Trong thời gian 10 phút bếp đun sôi lít nước từ nhiệt độ 24 0C Cho nhiệt dung riêng nước 4200 J/ kg.K Bỏ qua mát nhiệt Đs: a) 60Ω , 440000J; b) 1,4l nước Bài Dùng bếp điện có hai dây điện trở R R2 để đun lượng nước Nếu dùng dây thứ thỡ sau 25 phỳt nước sôi Nếu dùng dây thứ hai thỡ sau 10 phỳt nước sôi Hỏi sau lượng nước sôi dùng hai dõy khi: a) Mắc R1 nối tiếp với R2 b) Mắc R1 song song với R2 Coi hiệu điện U nguồn không đổi 39 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Đs: a) 35 phút; b) ≈ phỳt Bài 4.Trên điện trở dùng để đun nước có ghi 220V – 484W Người ta dùng dây điện trở hiệu điện 200V để đun sôi lít nước từ 300C đựng nhiệt lượng kế a) Tính cường độ dũng điện qua điện trở lúc b) Sau 25 phút, nước nhiệt lượng kế sụi chưa? c) Tính lượng nước nhiệt lượng kế để sau 25 phút thỡ nước sôi Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K Bỏ qua mỏt nhiệt Đs: a) 2A ; b) Chưa sôi được; c) lít Bài 5.Có hai dây dẫn tiết diện S = 0,1 mm 2, dây đồng có điện trở suất 1,7.10-8Ω m, dây nicrôm có điện trở suất 1,1 10-6Ω m Dõy nicrụm cú chiều dài ln = 80cm a) Tính điện trở dây nicrôm Muốn dây đồng có điện trở thỡ chiều dài l d nú phải bao nhiờu? b) Người ta mắc nối tiếp hai dây dẫn(có chiều dài l n ld ), mắc chúng vào hiệu điện 110V Tính nhiệt lượng dõy dẫn tỏa chung phỳt c) Tính nhiệt lượng tỏa phút cm dây dẫn Trong thực tế người ta thấy dây dẫn nguội dây nóng Hóy giải thớch sao? Đs: a) 52 m; b) 20 625J; c) Ql = 25 781J; Qd = 396J Nhiệt lượng tỏa cm dây nicrôm lớn gấp 65,1 lần nhiệt lượng tỏa cm dây đồng Nhiệt từ dây đồng tỏa không khí nhanh từ dây nicrôm không khí Vỡ dõy đồng mát dây nicrôm nóng Bài 6.Có ba điện trở mắc sơ đồ hỡnh bờn Trong cựng khoảng thời gian, cú dũng điện chạy qua thỡ điện trở tỏa nhiệt lượng nhỏ nhất, lớn nhất? Giải thớch sao? 100Ω Đs: 68 600 đồng B GỢI í: + Gọi I cường độ dũng điện qua điện trở A 20Ω 30Ω 100Ω , cường độ dũng điện qua điện trở 20Ω va 30Ω so với I nào? + Dựa vào cụng thức Q = RI 2t để tính nhiệt lượng tỏa điện trở Đs: Q3 > Q1 > Q2 ( Điện trở 30Ω tỏa nhiệtlượng lớn nhất, điện trở 20Ω tỏa nhiệt lượng nhỏ nhất) Bài 7.Một bếp điện gồm hai điện trở R1 R2 Với hiệu điện ấm nước, dùng điện trở R1 thỡ nước ấm sôi sau thời gian t1 = 30 phút, dùng điện trở R2 thỡ nước ấm sôi sau thời gian t2 = 20 phỳt Coi điện trở thay đổi không đáng kể theo nhiệt độ, nhiệt tỏa môi trường tỉ lệ với điện cung cấp cho bếp Hỏi sau nước ấm sôi dùng hai điện trở hai trường hợp sau: a) Hai điện trở mắc nối tiếp b) Hai điện trở mắc song song ĐS : a) 50 phút.b) 12 phút Chủ đề Mạch điện tương đương I.Lý thuyết Ta thương gặp hai trường hợp sau: 40 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS *Trường hợp 1: Mạch điện gồm số điện trở xác định ta thay đổi hai nút vào dòng mạch ta sơ đồ tương đương khác * Trường hộp 2: Mạch điện có điện trở nút vào xác định khoá k thay đóng ngắt ta sơ đồ tương đương khác Để có sơ đồ tương đương ta làm sau: - Nếu khoá k hở ta bỏ hẳn tất thứ nối tiếp với k hai phía - Nếu khoá k đóng ta chập hai nút bên khoá k lại với thành điểm - Xác định xem mạch có điểm điện -Tìm phần mắc song song với phần nối tiếp với vẽ sơ đồ tương đương II.Bài tập áp dụng Bài Cho mạch điện hình vẽ Hãy vẽ sơ đồ tương đương để tính R1 R2 a, RAB b, RAC A B C c, RBC R3 R4 D Bài giải a Ta chập hai điểm C D lại Khi mạch điện ba Điểm điện A, B, C Sơ đồ tương đương Trong đó:( R1 nt R2 // R4 )//R3 R1 R2 R4 R3 Bài 2: Cho mạch điện hình vẽ Hãy vẽ sơ đồ tương đương để tính điện trở khoá k1 R1 R2 A R3 B k2 41 [...]... ván, ta có: T T Q = P – T = 600N – 180 N = 420N Q TP T 11 ’ P GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS b) Gọi P’ là trọng lượng tấm ván, coi hệ thống trên là một vật duy nhất, và khi hệ thống cân bằng ta có T’ + T = P’ + Q => 3.T = P’ + Q => P’ = 3 T – Q => P’ = 3 180 – 420 = 120N Vậy lực người nén lên tấm ván là 420N và tấm ván có trọng lượng là 120N Bài 3: Cho hệ thống như hình vẽ: Vật. .. một số kiến thức cơ bản: 1 Công thức tính nhiệt lượng: Q= mc(t2 - t1) : T/h vật thu nhiệt Q= mc(t1 - t2) : T/h vật tỏa nhiệt 2.Phương trình cân bằng nhiệt: Q tỏa = Q thu Hay: mc(t1 - t2) = mc(t2 - t1) 3 Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu: Q = q.m II một số bài tập cơ bản 20 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Bài 1 : Dùng một ca múc nước ở thùng chứa nước A có nhiệt độ t A = 20 0C... 31 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS 2 S1 S d  π d12 π d22 ; S2 = + Với S1= Thiết lập tỉ số S biến đổi ta được 1 =  1 ÷ thay vào (*) ta S2  d 2  4 4 2 tính được R2 B BIẾN TRỞ Bài 4 Cho hai bóng đèn Đ1, Đ2: trên Đ1 có ghi ( 6V – 1A), trên Đ2 có ghi Đ2 ( 6V- 0,5A) a) Khi mắc hai bóng này vào hiệu điện thế 12V thỡ cỏc đèn có sáng bỡnh thường không? Tại sao? b) Muốn các đèn sáng... thế U = 12V để cả ba bóng đèn đều sáng bỡnh thường Giải thích? GỢI í: b) Dựa vào kết quả (câu a) đưa ra cách mắc ba đèn vào UAB= 12V để chúng sáng bỡnh thường Giải thích? Vẽ sơ đồ cách mắc đó 6 6 6 A; I2 = A; I3 = A; 10 15 6 U b) Mắc Đ1 nt (Đ2 // Đ3) Vỡ khi đó U1 = U23 = = 6V = Uđm 2 Đs: a) 6Ω ; 10Ω ;15Ω ; I1 = 35 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Bài 6 Cho mạch điện hỡnh 8.1, trong... định UAB tối đa Tớnh RAB => Tính được Imax 25 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Đs: a) R1 = 20Ω ; Cường độ dũng điện lớn nhất được phép qua R1 là 1,5A: b) Umax = 30V; Imax = 2,5A C ĐOẠN MẠCH HỖN HỢP Bài 1 R1 R3 Có ba bóng đèn được mắc theo sơ đồ ( hỡnh 3.1) A B R2 và sỏng bỡnh thường Nếu bóng Đ1 bị đứt dây tóc thỡ Hỡnh 3.1 búng Đ3 sáng mạnh hơn hay yếu hơn? GỢI í: Bỡnh thường: I3=... điện trở? R3 26 Hỡnh 4.2 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS GỢI í: Sơ đồ h 4.2 tương đương h 4.1 + Tớnh RAD, RBD từ đó tính RAB + Đối với đoạn mạch AD: Hiệu điện thế ở hai đầu các điên trở R 1, R2, R3 là như nhau: Tính UAB theo IAB và RAD từ đó tính được các dũng I1, I2, I3 + Tương tự ta cũng tính được các dũng I4, I5 của đoạn mạch DB CHÚ í: 1 Khi giải các bài toán với những mạch điện... 4.11;R 1 = 10Ω ; R2 = 50Ω ; R3 = 40Ω Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể Hiệu điện thế giữa hai điểm MN được giữ không đổi a) Cho điện trở của biến trở RX = 0 ta thấy ampe kế chỉ 1,0A Tớnh cường độ dũng điện qua mỗi điện trở và hiệu điện thế giữa hai điểm MN? 29 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS b) Cho điện trở của biến trở một giá trị nào đó ta thấy ampe kế chỉ 0,8A... trị khi dịch chuyển con chạy * Lưu ý: Khi giải các bài tập về điện trở cần chú ý một số điểm sau: + Diện tích tiết diện thẳng của dây dẫn được tính theo bán kính và đường kính: S = π r2 = 30 πd2 4 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS + Khối lượng dây dẫn: m = D.V = D.S.l + Đổi đơn vị và phép nâng lũy thừa: 1km = 1000m = 103m; 1m = 10dm; 1m = 100cm = 102cm; 1m = 1000mm = 103mm 1m2 =... P2 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Tương tự cho trường hợp thứ hai khi P2 treo ở D, P1 và P3 treo ở ròng rọc động F ' DB 1 = = P2 AB 2 Lúc này ta có Mặt khác 2.F’ = P + P1 + P3 => F’ = P + P1 + P3 2 Thay vào trên ta có: P + P1 + P3 1 = => P + P1 + P3 = P2 2 P2 2 Từ (1) và (2) ta có P1 = 9N, (2) P2 = 15N Bài 4: Cho hệ thống như hình vẽ Góc nghiêng α = 300, dây và ròng rọc là lý. ..GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS II- Bài tập về máy cơ đơn giản Bài 1: Tính lực kéo F trong các trường hợp sau đây Biết vật nặng có trọng lượng P = 120 N (Bỏ qua ma sát, khối lượng của các ròng rọc và dây ) • • F F F • • • F F F F • F F • • F F F • • ... H − h) D0 = S ⇔ H = (1 + S )h 2 GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Bài 2: Cho bình hình trụ thông với ống nhỏ có khóa thể tích không đáng kể Bán kính đáy bình A r1 bình B r2=... T Q = P – T = 600N – 180 N = 420N Q TP T 11 ’ P GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS b) Gọi P’ trọng lượng ván, coi hệ thống vật nhất, hệ thống cân ta có T’ + T = P’ + Q => 3.T...GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS 18 Làm quen số đề tổng hợp 19 Làm quen số đề tổng hợp A- áp suất chất lỏng chất khí I - Tóm tắt lý thuyết 1/ Định nghĩa