SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT NGUYỄN XUÂN ÔN ĐỀ CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG LỚP 11 MÔN: VẬT LÝ NĂM HỌC: 2015 – 2016 Thời gian làm 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu1(4đ) Điện tích điểm q =16.10 - C đặt A môi trường có điện môi ε = a) Xác định cường độ điện trường điểm B cách A khoảng 30 cm b) Nếu đặt thêm B điện tích điểm q =4.10-6 C Xác định vị trí điểm M cường độ điện trường không Câu 2(6đ) Cho mạch điện hình vẽ bên: E = 8V ; r =1Ω; R1 = 0,6Ω ; R2 = 6Ω ;R3 = 4Ω ,r a) Tính cường độ dòng điện qua điện trở R1 b) Tính công suất nguồn điện R2 A B R3 c) Tính điện tiêu thụ điện trở R3 phút Câu 3(4đ) Cho mạch điện hình bên Trong tụ điện có điện dung thỏa mãn: C1 = C = 2C3 = 2C Ban đầu mắc vào hai điểm A, B hiệu điện không đổi U, sau tháo nguồn mắc nguồn vào hai điểm M, N Biết hai lần mắc nguồn, điện điểm A, B, M, N thoả mãn: VA > VB; VM > VN Tính hiệu điện hai điểm A, B mắc hiệu điện U vào hai điểm M, N Áp dụng số: U = 20V Câu 4(4đ) Cho mạch hình vẽ bên: nguồn có suất điện động E = 30V, điện trở r = Ω ; R1 = 12 Ω ; R2 = 36 Ω ; R3 = 18 Ω ; Điện trở Ampekế dây nối không đáng kể B a) Tìm số Ampekế chiều dòng điện qua b) Thay Ampekế biến trở R có giá trị biến đổi từ Ω đến Ω Tìm R4 để dòng điện qua R4 đạt giá trị cực đại Câu 5(2đ) Cho dụng cụ linh kiện sau: C2 A C1 M C3 C4 B N A R1 R2 D F R3 G E, r - Hai vôn kế khác có điện trở chưa biết R1 R2 - Một điện trở mẫu có giá trị R0 cho trước - Một nguồn điện chiều chưa biết suất điện động điện trở - Dây dẫn điện Yêu cầu: - Thiết lập công thức tính suất điện động nguồn điện, có vẽ sơ đồ mạch điện minh hoạ - Nêu phương án đo điện trở nguồn, điện trở R1, R2 hai vôn kế Có vẽ sơ đồ mạch điện minh hoạ HẾT / Câu HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG VẬT LÝ 11 NĂM HỌC 2015-2016 Nội dung Điểm r r A a) Cường độ điện trường q1 gây B EB EB B có: q1 + điểm đặt, phương, chiều hình vẽ:…… 16.10 = 8.105 V/m……………………… 2.0,32 ε r r r r r r b) Ta có E M= E1 + E2 = ⇒ E1 = - E2 + Độ lớn: EB = 9.109 11 = 9.109 hai điện tích dấu nên M phải nằm đoạn thẳng AB mà |q1| > |qr 2| nên M nằm gần B A hình vẽ: Câu A r E1 M x E2 q1 q1 ε (r − x ) =k q2 ε x ⇒ x q1 = (r − x) q2 x2.16.10-6 = (30 – x)2.4.10-6 ⇒ (2x)2 = (30 – x)2 ⇒ 2x = 30 – x ………… ⇒ x = 10 cm M cách A 20 cm cách B 10 cm……………………………………… a)R2//R3 ⇒ R23 = R2 R3 6.4 = = 2,4 Ω R2 + R3 + R23 nt với R1 nên R = R1 + R23 = 0,6 + 2,4 = Ω Ta có I1 = I 23 = I = E = = A R + r 3+1 U2 = U3 = U23 = I23.R23 = 2.2,4 = 4,8 V…………………………………… Câu U 4,8 = = 0,8 A R2 U 4,8 I3 = = = 1,2 A R3 b) Công suất nguồn điện: Png = E I = 8.2 = 16 W…………………… I2 = c)Điện R3 tiêu thụ: A3 = R3.I32.t = 4.1,22.8.60 =2764,8 J Câu 0,5 0,5 0,5 B q2 Gọi x khoảng cách từ M đến B ta có E1 = E2 ⇔k 0,5 −6 * Khi nối vào A, B hiệu điện U ta có; CU q1 = C1U; q = q = q = …………………………………………………… * Khi nối M,N với hiệu điện U gọi điện tích tụ tương ứng là: 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 0,5 0,5 0,5 1 0,5 q1/ , q 2/ , q 3/ ,q 4/ ; Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có 6C U q1/ − q 2/ = q1 + q = ; (1) ……………………… A 6C U −q1/ + q /4 = −(q1 + q 4) = − ; (2) ………………… / / / q q1 2q + + = U; (3) ………………………………… C1 C1 C1 C1 0,5 B C2 C3 C4 0,5 C3 / / * Từ (1) (2) ta có: q = q ………………………… A B M N / / * Thế vào (3) ta có: 3q + q1 = C1U; (4) C2 C1 C4 23C1U / * Giải hệ (1) (4) ta có: q1 = ……………………………………… 20 q / 23 / U ……………… * Vậy hiệu điện hai đầu A, B là: U AB = = C1 20 / * Thay số: U AB = 23V………………………………………………………… Câu a * Vẽ lại mạch ta có: Mạch ngoài: (R2//R3) nt R1 A R23 = 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 R1 R 2R R2 F R3 B …………………………… G = 12 Ω ; Rn = R1 + R23 = 24 Ω D R2 + R3 E, r E 30 10 * Dòng điện mạch chính: Ic = = = A Rn + r 24 + 0,5 0,5 R 10 40 I1 = Ic = I23 => U23 = I23.R23 = 12 = V = U2 = U3 R1 G R2 F B U2 10 20 D I2 = = A; I3 = Ic – I2 = A = IA R2 27 27 0,5 0,5 E, r Vậy Ampekế 20 A = 0,74A dòng điện có chiều từ D sang G 27 0,5 b R4 * Khi thay Ampekế biến trở R4: Ta có: Mạch ngoài: [(R3 nt R4) // R2] nt R1 R R F R B R34 = R3 + R4 = 18 + R4 R R 34 36(18 + R ) R234 = = R + R 34 54 + R 36(18 + R ) 1296 +48R Rn = R1 + R234 = 12 + = 54 + R 54 + R D E, r G 0,5 Cả phép biến đổi đưa kết cho 0,5 điểm 30 30(54 + R ) E 1296 + 48R * Dòng điện mạch chính: Ic = = = = +3 Rn + r 1458 + 51R 54 + R 10(54 + R ) 486 +17R 10(54 + R ) 36(18 + R ) 360(18 + R ) = U234 = Ic.R234 = = U34 = U2 486 +17R 54 + R 486 +17R U 34 360(18 + R ) 360 I34 = = = = I3 = I R 34 (486 +17R )(18 + R ) (486 +17R ) Vậy: Để I4max (486 + 17R4)min => R4min = Ω * Xác định suất điện động nguồn điện mắc theo sơ đồ hình vẽ: Đọc số vôn kế U1 U2, suy U1 R1 = U R2 E, r V1 V - mắc riêng vôn kế theo sơ đồ hình vẽ: (1) Vẽ hình cho 0,5 điểm E, r E, r V2 V1 Số vôn kế U1’ U2’ Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch: E = U1' + Câu U1' U' r E = U 2' + r R1 R2 (2) E − U1' U1' R2 U1'U 2' (U1 − U ) = E = suy (3) E − U 2' U 2' R1 U 2' U1 − U1'U * Phương án xác định điện trở Mắc mạch điện theo sơ đồ: " " Số vôn kế U1 U U1'' U 2'' U 2'' = + (4) R1 R0 R2 Thay (1) vào (4) suy R1 R2, kết hợp với phương trình suy r Đưa biểu thức ( 3)cho 0,5 điểm Vẽ hình cho 0,5 điểm Kết hợp biểu thức (1) (4) đưa biểu thức tính r cho 0,5 điểm ...Câu HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG VẬT LÝ 11 NĂM HỌC 2015-2016 Nội dung Điểm r r A a) Cường độ điện trường q1 gây B EB EB B có: q1 + điểm đặt, phương, chiều... điện mắc theo sơ đồ hình vẽ: Đọc số vôn kế U1 U2, suy U1 R1 = U R2 E, r V1 V - mắc riêng vôn kế theo sơ đồ hình vẽ: (1) Vẽ hình cho 0,5 điểm E, r E, r V2 V1 Số vôn kế U1’ U2’ Áp dụng định luật ôm... E − U 2' U 2' R1 U 2' U1 − U1'U * Phương án xác định điện trở Mắc mạch điện theo sơ đồ: " " Số vôn kế U1 U U1'' U 2'' U 2'' = + (4) R1 R0 R2 Thay (1) vào (4) suy R1 R2, kết hợp với phương trình