Đang tải... (xem toàn văn)
ke hoach Boi duong HSG 9 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kin...
KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÝ KÕ ho¹ch båi dìng häc sinh giỏi môn vật lý Năm học : 2013 - 2014 Bi Néi dung - kiÕn thøc Bµi tập định luật Pascal - áp suất chất lỏng áp suất chất lỏng Bài tập máy ép dùng chất lỏng, chất khí bình thông Bài tập lực đẩy Asimet Các máy đơn giản Dạng 2: Bài toán tính quãng đờng chuyển động Bài tập tổng hợp kiến thức Nhiệt học 10 Bài tập tổng hợp kiến thức Bài tập tổng hợp kiến thức Đoạn mạch nối tiếp - mạch song song 11 Đoạn mạch hỗn hợp 12 Điện học Điện trở - biến trở 14 Công công suất điện 15 Định luật Jun - Len x¬ 16 Quang häc GV Phạm Bá Thanh Bài tập tổng hợp kiến thức Dạng3 : Xác định vận tốc chuyển động Dạng 4: Tính vận tốc trung bình chuyển động không 13 Bài tập tổng hợp kiến thức Dạng 1: Định thời điểm vị trí gặp chuyển động Chuyển động học Các dạng tập Gơng Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ 17 ThÊu kính 18 Làm quen số đề tổng hợp PHN C HC A- áp suất chất lỏng chất khí I - Tóm tắt lý thuyết 1/ Định nghĩa ¸p suÊt: ¸p suÊt cã gi¸ trÞ b»ng ¸p lùc 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 đợc chất lỏng (hay khí) truyền nguyên vẹn theo hớng F S f s 3/ M¸y dïng chÊt láng: - S,s: DiƯn tÝch cđa Pit«ng lín, Pitt«ng nhá (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 nh đó: V = S.H = s.h Pitông nhỏ) F (H,h: đoạn đờng di chuyển Pitông lớn, h Từ suy ra: f H 4/ áp st cđa chÊt láng a) ¸p st cét chÊt lỏng gây điểm cách mặt chất lỏng đoạn h P = h.d = 10 D h GV Phạm Bá Thanh Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MễN VT Lí Trong đó: h khoảng cách từ điểm tính áp suất đến mặt chất lỏng (đơn vị m) d, D trọng lợng riêng (N/m3); Khối lợng riêng (Kg/m3) chất lỏng P: áp suất cột chất lỏng gây (N/m2) b) áp suất ®iÓm chÊt láng.P = P0 + d.h Trong ®ã: P0: ¸p khÝ qun (N/m2); d.h: ¸p st cét 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 nhng điểm mặt ngang (trong cïng mét chÊt láng) cã ¸p suÊt b»ng (hình bên) PA P0 d1 h1 PB P0 d h2 P P B A 6/ Lùc ®Èy Acsimet F = d.V (N/m ) - d: Trọng lợng riêng cđa chÊt láng hc chÊt khÝ - V: ThĨ tÝch phần chìm chất lỏng chất khí (m3) - F: lực đẩy Acsimet hớng lên (N) F < P vật chìm F = P vật lơ lửng (P trọng lợng vật) F > P vật II- Bài tập: (I)- Bài tập định luật Pascal - áp suất chất lỏng Phơng pháp giải: Xét áp suất vị trí so với mặt thoáng chất lỏng xét áp suất đáy b×nh GV Phạm Bá Thanh Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MễN VT Lí Bài 1: Trong bình nớc có hộp sắt rỗng nổi, dới đáy hộp có dây treo bi thép, bi không chạm đáy bình Độ cao mực nớc thay đổi dây treo cầu bị đứt Giải : Gọi H độ cao nớc bình Khi dây cha đứt áp lực tác dụng lên đáy cốc là: F1 = d0.S.H Trong đó: S diện tích đáy bình d0 trọng lợng riêng nớc Khi dây đứt lực ép lên đáy bình là: F2 = d0Sh + Fbi Với h độ cao nớc dây đứt Trọng lợng hộp + bi + nớc không thay đổi nên F1 = F2 hay d0S.H = d0.S.h +Fbi V× bi cã träng lợng nên Fbi > =>d.S.h h mực nớc giảm Bài 2: Hai bình giống có dạng hình nón cụt (hình vẽ) nối thông đáy, có chứa nớc nhiệt độ thờng Khi khoá K më, mùc níc ë bªn ngang Ngêi ta đóng khoá K đun nớc bình B Vì mực nớc bình B đợc nâng cao lên chút Hiện tợng xảy nh sau đun nóng nớc bình B mở khoá K ? A B Cho biết thể tích hình nãn cơt tÝnh theo c«ng thøc V = h(s= sS + S ) Giải : Xét áp suất đáy bình B Trớc đun nóng P = d h Sau ®un nãng P1 = d1h1 Trong h, h1 mực nớc bình trớc sau đun d,d1 trọng lợng riêng nớc trớc sau đun => P1 d h1 d1 h1 P dh d h V× trọng lợng nớc trớc sau đun nh nªn : d1.V1 = dV => d1 V (V,V1 thể tích nớc bình B trớc sau đun ) d V1 GV Phm Bỏ Thanh Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ Tõ ®ã suy ra: h( s sS S ) P1 V h1 h P V1 h h h1 ( s sS1 S1 ) => P1 s sS S P s sS1 S1 V× S < S1 => P > P1 VËy sù đun nóng nớc làm giảm áp suất nên khóa K mở nớc chảy từ bình A sang bình B Bài : Ngời ta lấy ống xiphông bên đựng đầy nớc nhúng đầu vào chậu nớc, đầu vào chậu đựng dầu Mức chÊt láng chËu ngang Hái níc ống có chảy không, có chảy chảy theo hớng ? Nớc Dầu Giải : Gọi P0 áp suất khí quyển, d1và d2 lần lợt trọng lợng riêng nớc dầu, h chiều cao cột chất lỏng từ mặt thoáng đến miệng ống Xét điểm A (miệng ống nhúng nớc ) PA = P0 + d1h T¹i B ( miƯng èng nhúng dầu PB = P0 + d2h Vì d1 > d2 => PA> PB Do nớc chảy từ A sang B tạo thành lớp nớc dới đáy dầu nâng lớp dầu lên Nớc ngừng chảy d1h1= d2 h Bài 4: Hai h×nh trơ A B đặt thẳng đứng có tiết diện lần lợt 100cm2 200cm2 đợc nối thông đáy ống nhỏ qua khoá k nh hình vẽ Lúc đầu khoá k để ngăn cách hai bình, sau đổ lít dầu vào bình A, đổ 5,4 lít nớc vào bình B Sau mở khoá k để tạo thành bình thông Tính độ cao mực chất lỏng bình Cho biết trọng lợng riêng dầu nớc lần lợt là: d1=8000N/m3 ; d2= 10 000N/m3; A B k Giải: GV Phạm Bá Thanh Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ Gọi h1, h2 độ cao mực nớc bình A bình B cân SA.h1+SB.h2 =V2 100 h1 + 200.h2 =5,4.103 (cm3) h1 + 2.h2= 54 cm (1) V1 3.10 A 30(cm) Độ cao mực dầu bình B: h3 = B SA 100 áp suất đáy hai bình b»ng nªn h2 d2h1 + d1h3 = d2h2 k h1 10000.h1 + 8000.30 = 10000.h2 h2 = h1 + 24 (2) Tõ (1) vµ (2) ta suy ra: h1+2(h1 +24 ) = 54 h1= cm h2= 26 cm Bài : Một vòng hợp kim vàng bạc, cân không khí có trọng lợng P0= 3N Khi cân nớc, vòng có trọng lợng P = 2,74N Hãy xác định khối lợng phần vàng khối lợng phần bạc vòng xem thể tích V vòng tổng thể tích ban đầu V1 vàng thể tích ban đầu V2 bạc Khối lợng riêng vàng 19300kg/m3, bạc 10500kg/m3 Gii: Gọi m1, V1, D1 ,là khối lợng, thể tích khối lợng riêng vàng Gọi m2, V2, D2 ,là khối lợng, thể tích khối lợng riêng bạc - Khi cân không khí P0 = ( m1 + m2 ).10 (1) - Khi c©n níc P m1 m2 .D .10 D1 D2 = P0 - (V1 + V2).d = m1 m2 = 10. m1 1 D D m2 1 D1 D2 (2) Từ (1) (2) ta đợc D =P - P0 1 vµ D2 D1 D2 D =P - P0 1 10m2.D D D D 10m1.D Thay sè ta đợc m1=59,2g m2= 240,8g (II) Bài tập máy ép dùng chất lỏng, bình thông GV Phạm Bá Thanh Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT Lí Bài 1: Bình thông gồm nhánh hình trụ có tiết diện lần lợt S1, S2 có chứa nớc.Trên mặt nớc có đặt pitông mỏng, khối lợng m1 m2 Mực nớc bên chênh đoạn h a) Tìm khối lợng m cân đặt lên pitông lớn để mực nớc bên ngang b) Nếu đặt cân sang pitông nhỏ mực nớc lúc chênh đoạn h Giải S: Chọn điểm tính áp suất mặt dới pitông Khi cha h đặt quảS2 cân m1 m2 th×: A S D0 h S (1) (BD0 khối lợng riêng nớc ) Khi đặt vật nặng lên pitông lớn : m1 m m2 m m m2 (2) S1 S2 S1 S1 S2 Trõ vÕ víi vÕ (1) cho (2) ta đợc : m D0 h m D0 S h S1 b) Nếu đặt cân sang pitông nhỏ cân b»ng ta cã: m1 m m D0 H (3) S1 S2 S2 Trõ vÕ víi vÕ (1) cho (3) ta đợc : m m DSh S H (1 )h D0h – D0H = - S ( H h) D0 S ( H h) D0 S2 S2 Bài 2: Cho bình hình trơ th«ng víi b»ng mét èng nhá cã khãa thể tích không đáng kể Bán kính đáy bình A r bình B r2= 0,5 r1 (Khoá K đóng) Đổ vào bình A lợng níc ®Õn chiỊu cao h1= 18 cm, sau ®ã ®ỉ lên mặt nớc lớp chất lỏng cao h2= cm có trọng lợng riêng d2= 9000 N/m3 đổ vào bình B chất lỏng thứ có chiều cao h 3= cm, träng lỵng h2 h1 K h3 riêng d3 = 8000 N/ m3 ( trọng lợng riêng nớc 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 GV Phm Bá Thanh Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ b) Tính thể tích nớc chảy qua khoá K Biết diện tích đáy bình A 12 cm2 Giải: a) Xét điểm N ống B nằm mặt phân cách nớc chất lỏng Điểm M A nằm mặt phẳng ngang với N Ta cã: PN Pm d h3 d h2 d1 x ( Víi x lµ độ dày lớp nớc nằm M) => x = d h3 d h2 8.10 3.0,06 9.10 3.0,04 1,2cm d1 10 Vậy mặt thoáng chất lỏng B cao mặt thoáng chất láng A lµ: h h3 (h2 x) 6 ( 1,2) 0,8cm b) V× r2 = 0,5 r1 nªn S2 = B A h2 S1 12 3cm 2 h (1) (2) x M (3) N h3 ThĨ tÝch níc V bình B thể tích nớc chảy qua kho¸ K tõ A sang B: VB =S2.H = 3.H (cm3) Thể tích nớc lại bình A là: VA=S1(H+x) = 12 (H +1,2) cm3 ThĨ tÝch níc đổ vào A lúc đầu là: V = S1h1 = 12.18 = 126 cm3 vËy ta cã: V = VA + VB => 216 = 12.(H + 1,2) + 3.H = 15.H + 14,4 => H = 216 14,4 13,44cm 15 Vậy thể tích nớc VB chảy qua khoá K lµ: VB = 3.H = 3.13,44 = 40,32 cm3 (III) Bài tập lực đẩy Asimet: Phơng pháp giải: - Dựa vào điều kiện cân bằng: Khi vật cân chất lỏng P = FA P: Là trọng lợng 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 Cã khèi lỵng m = 160 g GV Phạm Bá Thanh Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÝ a) Th¶ khèi gỗ vào nớc.Tìm chiều cao phần gỗ mặt nớc Cho khối lợng riêng nớc D0 = 1000 Kg/m3 b) Bây khối gỗ đợc khoét lỗ hình trụ có tiết diện S = cm2, sâu h lấp đầy chì có khối lợng riêng D2 = 11 300 kg/m3 thả vµo níc ngêi ta thÊy mùc níc b»ng víi mặt khối gỗ Tìm độ sâu h lỗ x Giải: h h S h P P FA FA a) Khi khối gỗ cân nớc trọng lợng khối gỗ cân với lực đẩy Acsimet Gọi x phần khối gỗ mặt níc, ta cã m x h 6cm P = FA 10.m =10.D0.S.(h-x) D0 S b) Khối gỗ sau khoét lổ có khối lợng m1 = m - m = D1.(S.h - S h) Víi D1 khối lợng riêng gỗ: D1 m S h S h ) S h Khèi lỵng m2 cđa chì lấp vào là: m2 D2 S h Khối lợng tổng cộng khối gỗ chì lúc lµ M = m1 + m2 = m + (D2 - m ).S.h Sh Vì khối gỗ ngập hoàn toàn níc nªn.10.M=10.D0.S.h => h = D0 S h m 5,5cm m ( D2 )S S h Bµi 2: Hai cầu đặc tích V = 100m đợc nối với sợi dây nhẹ không co giãn thả nớc (hình vẽ) Khối lợng cầu bên dới gấp lần khối lợng cầu bên cân 1/2 thể tích cầu bên bị ngập nớc Hãy tính a) Khối lợng riêng cầu GV Phm Bỏ Thanh Trng THCS Thit Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GII MễN VT Lí b) Lực căng sợi dây Cho biết khối lợng nớc D0 = 1000kg/m3 Giải a) Vì cầu có thể tÝch V, mµ P2 = P1 => D2 = 4.D1 Xét hệ cầu cân nớc Khi ®ã ta cã: FA P1 + P2 = FA + F’A => 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: FA = P2 - T Víi FA2 = 10.V.D0; FA = F’A /2 ; P2 = 4.P1 F'A P1 T => P1 T F ' A => 5.T = F’A => T T T F' A = 0,2 N P1 FA P2 Bài 3: Trong bình hình trụ tiết diện S0 chøa níc, mùc níc b×nh cã chiỊu cao H = 20 cm Ngời ta thả vào bình ®ång chÊt, tiÕt diƯn ®Ịu cho nã nỉi thẳng đứng bình mực nớc dâng lên đoạn h = cm a) Nếu nhấn chìm nớc hoàn toàn mực nớc dâng cao so với đáy? Cho khối lơng riêng nớc lần lợt D = 0,8 g/cm3, S D0 = g/cm3 b) Tìm lực tác dụng vào thanh chìm hoàn toàn nớc Cho thể tích 50 cm3 h Giải: a) Gäi S vµ l lµ tiÕt diƯn vµ chiỊu dµi Trọng lợng P = 10.D.S.l Khi nằm cân bằng, phần thể tích nớc dâng P lên phần thể tích V1 H chìm FA nớc Do V1 = S0.h Do cân nên P = FA D S S0 hay 10.D.S.l = 10.D0.S0.h => l = h (1) F D S Khi chìm hoàn toàn nớc, nớc dâng lên 1S lợng thể H tích Gọi H phần nớc dâng lên lúc ta có: S.l = S0 H (2) H’ P D H Tõ (1) vµ (2) suy H = h D GV Phạm Bá Thanh 10 F’AKế Trường THCS Thiết S0 KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ Có thể kiểm tra nhanh kết tốn Các đáp số phải thỏa mãn điều kiện: I 1+ I2+ I3= I4+ I5 = IAB = 2,4A Đs: 1,44A; 0,60A; 0,36A; 1,92A; 0,48A Bài R2 R R3 Một đoạn mạch điện mắc song song sơ đồ hình C 4.3 nối vào nguồn điện 36V Cho biết: B A R1=18Ω; R2=5Ω; R3=7Ω; R4=14Ω; R5=6Ω a) Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch rẽ D b) Tính hiệu điện hai điểm C D R4 R Đs: 1,2A; 1,8A; 3,6V Hình GỢI Ý: 4.3 a) Tính cường độ dòng điện qua mạch rẽ chứa R 1, 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 Ý: + Có thể tính UCD cách khác: UAC+ UCD + UDB = UAB => UCD= UAB - UAC - UBD (*) UAB biết, tính UAC, UDB thay vào (*) UCD = 3,6V + UCD tính trường hợp điểm C, D không nối với dây dẫn điện trở, C,D khơng có dòng điện Nếu C, D nối với có dòng điện từ C tới D (vì điện điểm D thấp điện điểm C) Mạch điện bị thay đổi cường độ dòng điện qua điện trở thay đổi Bài Cho mạch điện hình 4.4 Biết: R = 15, R2 = 3, R3 = 7, R4 = 10 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch 35V a) Tính điện trở tương đương tồn mạch R2 D R3 b) Tìm cường độ dòng điện qua điện trở R1 B A GỢI Ý: (theo hình vẽ 4.4) C R a) Tính R23 R234 Tính điện trở tương đương RAB=R1+R234 b) Tính IAB theo UAB,RAB=>I1 Hình 4.4 +) Tính UCB theo IAB,RCB +) Ta có R23 = R4 I23 so với I4; (I23=I2=I3) + Tính I23 theo UCB, R23 Đs: a) 20; b) I1 = I = 1,75A; I2 = I3 = I4 = 0,875A III Luyện tập Bài Cho mạch điện hình 4.5 Biết R 1= R2= R4= R3 = 40 GV Phạm Bá Thanh R2 A R1 C D R3 B R4 Trường THCS Thiết Kế 30 Hình 4.5 KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ Hiệu điện hai đầu đoạn mạch UAB = 64,8V Tính hiệu điện UAC UAD Đs: 48V; 67,2V Bài K Cho mạch điện hình 4.6 R N Trong điện trở R2 = 10 Hiệu điện hai đầu N R A K đoạn mạch UMN =30V R Biết K1 đóng, K2 ngắt, ampe kế 1A Còn Hình K1 ngắt, K2 đóng ampe kế 2A 4.61A, 7A Đs: 2A, 3A, Tìm cường độ dòng điện qua điện trở số ampe kế A hai khóa K1 , K2 đóng Bài Cho đoạn mạch gồm ba bóng đèn mắc Đ2 hình 4.7 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch UAB = 16,8V Trên bóng đèn: Đ1 có ghi 12V – 2A, Đ2 có Đ1 A B M ghi 6V – 1,5A Đ3 ghi 9V – 1,5A a) Tính điện trở bóng đèn b) Nhận xét độ sáng bóng đèn so với R2 Hình 4.7 Đ chúng sử dụng hiệu điện định R1 mức R3 Đs: a) 6, 4, 6 C A B b) Đ1 sáng bình thường, Đ2, Đ3 sáng yếu R4 Bài Cho mạch điện hình 4.8 R1=15., R2 = A R3 = 20, R4 =10 Ampe kế 5A Tính điện trở tương đương tồn mạch Hình 4.8 Tìm hiệu điện UAB UAC R1 K2 R4 P Đs: a) 7,14; b) 50V, 30V Bài 5.Một mạch điện gồm ba điện trở R1, R2, R3 mắc nối tiếp K1 Nếu đặt vào hai đầu mạch hiệu điện 110V dòng điện qua mạch có cường độ 2A Nếu nối tiếp R 1, R2 vào mạch cường độ qua mạch 5,5A Còn mắc R 1, R2 R3 vào mạch cường độ dòng điện 2,2A Tính R1, R2, R3 R3 U 110 55 (1) GỢI Ý:Ta có R1+ R2 + R3 = I1 U 110 20 (2) R1 + R2 = I 5,5 U 110 50 (3) R1 + R3 = I 2,2 M N Hình 4.9 Từ (1), (2) => R3 = 35 thay R3 vào (3) => R1 = 15 Thay R1 vào (2) => R2 = 5 Bài 6.Trên hình 4.9 mạch điện có hai cơng tắc K1, K2 Các điện trở R1 = 12,5, R2 = 4, R3 = 6 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch UMN = 48,5V a) K1 đóng, K2 ngắt Tìm cường độ dòng điện qua A + điện trở A2 A1 b) K1 ngắt, K2 đóng Cường độ qua R4 1A Tính R4 R1 GV Phạm Bá Thanh 31 Trường THCS Thiết Kế R2 Hình 4.10 4444.104 V KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ c) K1, K2 đóng Tính điện trở tương đương mạch, từ suy cường độ dòng điện mạch GỢI Ý: a) K1 đóng, K2 ngắt Mạch điện gồm R1 nt R2 Tính dòng điện qua điện trở theo UMN R1, R2 b) K1 ngắt, K2 đóng Mạch điện gồm R1, R4 R3 mắc nối tiếp + Tính điện trở tương đương R143 Từ => R4 _ + c) K1, K2 đóng, mạch điện gồm R1 nt R2 // R3 ntR N M + Tính R34, R234; tính RMN theo R1 R234 Hình 4.11 + Tính I theo UMN RMN R A Đs: a) I = I1 = I2 = 2,49A; b) 30; c) 16,1; 3A Bài 7.Cho mạch điện có sơ đồ hình 4.10 Điện trở ampe kế không đáng kể, Q P điện trở vôn kế lớn Hãy xác định số R2 R1 máy đo A1, A2 vôn kế V, biết ampe kế A1 1,5A; R1 = 3; R2 = 5 GỢI Ý: Theo sơ đồ ta có R1; R2 vơn kế V mắc song song R3 + Tìm số vôn kế V theo I1 R1 + Tìm số ampe kế A2 theo U R2 + Tìm số ampe kế A theo I1 I2 Đs: 2,4A; 0,9A; 4,5A Bài 8.Cho đoạn mạch điện hình 4.11;R = 10; R2 = 50.; R3 = 40 Điện trở ampe kế dây nối không đáng kể Hiệu điện hai điểm MN giữ không đổi a) Cho điện trở biến trở R X = ta thấy ampe kế 1,0A Tính cường độ dòng điện qua điện trở hiệu điện hai điểm MN? b) Cho điện trở biến trở giá trị ta thấy ampe kế 0,8A Tính cường độ dòng điện qua điện trở qua biến trở? GỢI Ý: Để ý [ (R1 nt R2) // R3 ], ampe kế đo cường độ dòng điện mạch + Tính R12, tính RPQ + Tính UPQ theo I RPQ a) Tính I3 theo UPQ R3; I1 = I2 theo UPQ R12 Tính UMN theo UPQ UMP, _ ( R0 =0 Nên UMP =0) => UMN? UPQ + b) Khi ( RX 0) Tính U’PQ theo I’ RPQ R3 Tính I1 = I2 theo U’PQ R12; I3 theo U’PQ R3; IX theo I1 R A B I3 Đs: a) 0,6A; 0,4A; 24V; b) 0,32A; 0,48A; 0,8A R2 Bài Người ta mắc mạch điện hình 4.12 hai điểm R4 A B có hiệu điện 5V Các điện trở thành phần Hình 4.12 đoạn mạch R1 = 1; R2 = 2; R3 = 3; R4 = 4 a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB R1 B R2 b) Tính cường độ dòng điện qua mạch mạch rẽ GỢI Ý: GV Phạm Bá Thanh 32 + Trường THCS Thiết Kế U A - C Hình 4.13 KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÝ a) Tính R12,R123 tính RAB b) Tính I theo UAB RAB; I4 theo UAB R4; I3 theo UAB R123 Dựa vào hệ thức: I1 R2 I I I I I 2 1,36 A = I1; I I R1 1 2 1 Bài 10.Cho mạch điện hình vẽ bên, hiệu điện U = 24V không đổi Một học sinh dùng Vôn kế đo hiệu điện điểm A B; B C 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 dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài, tỷ lệ nghịch với tiết diện phụ thuộc vào chất dây Công thức R = l 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: d2 S = r = + 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 1k = 1000 = 103; 1M = 1000 000 n n m + a a = a q n n n.q an �a � a �a � a ; (a ) = a ; m a n m ; n a n ; � � n ; � n � n.q a a �b � b �b � b n+m n m n.m II Bài tập A ĐIỆN TRỞ Bài Một dây dẫn hình trụ làm sắt có tiết diện 0,49mm2 Khi mắc vào hiệu điện 20V cường độ qua 2,5A Tính chiều dài dây Biết điện trở suất sắt 9,8.10 -8m Tính khối lượng dây Biết khơi lượng riêng sắt 7,8 g/cm3 GỢI Ý: Tính chiều dài dây sắt + Tính R theo U I l s + Tính l tử cơng thức : R = GV Phạm Bá Thanh 33 Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ 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 có tiết diện 0,2 mm2 để làm biến trở Biết điện trở lớn biến trở 40 a) Tính chiều dài dây nicrơm cần dùng Cho điện trở suất dây hợp kim nicrôm 1,1.10-6m b) Dây điện trở biến trở quấn xung quanh lõi sứ tròn có đường kính 1,5cm Tính số vòng dây biến trở l s GỢI Ý: a) Tính chiều dài l từ : R = b) Chiều dài l’ vòng dây chu vi lõi sứ: l ’= d => số vòng dây quấn quanh lõi sứ ' là: n= l l Đs: a) 7,27m; 154,3 vòng Bài 3.Một dây dẫn hợp kim dài 0,2km, tiết diện tròn, đường kính 0,4cm có điện trở 4 Tính điện trở dây hợp kim có chiều dài 500m đường kính tiết diện 2mm Đs: R2 = 40 GỢI Ý: Tính điện trở dây thứ hai l s + Từ : R = => R1.S1 R2 S2 R.S ; tiết diện nên ta có: => R2=? (*) l1 l2 l S1 S �d � d12 d ; S Thiết lập tỉ số + Với S1= biến đổi ta � �thay vào (*) ta S2 S �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 đèn có sáng bình thường khơng? Tại sao? b) Muốn đèn sáng bình thường ta phải dùng thêm biến trở có chạy Hãy vẽ sơ đồ mạch điện có tính điện trở biến trở tham gia vào mạch GỢI Ý:a) Tính điện trở đèn; tính R AB mắc ( Đ1 nt Đ2); tính cường độ dòng điện qua hai đèn so với Iđm chúng => kết luận mắc khơng? b) Có hai sơ đồ thỏa mãn điều kiện đầu ( HS tự vẽ), sau tính R b hai sơ đồ Đs: a) Khơng vì: Iđm2 < I2 nên đèn cháy b) Rb = 12 Bài Một bóng đèn có hiệu điện định mức 12V cường độ dòng điện định mức 0,5A Để sử dụng nguồn điện có hiệu điện 12V 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 bình thường GV Phạm Bá Thanh 34 Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ b) Khi đèn sáng bình thường điện trở biến trở tham gia vào mạch lúc bao nhiêu? (bỏ qua điện trở dây nối) c) Dây biến trở làm chất gì? Biết đèn sáng bình thường 2/3 biến trở tham gia vào mạch điện GỢI Ý:UđmĐ = 12V mà UAB= 20V => mắc Đ với Rb, vẽ sơ đồ cách mắc Tính Rb Đ sáng bình thường l S Biết Rb 2/3 Rmaxb=> tính Rmaxb; mặt khác Rmaxb= => ? tính Đs: a) Đèn nối tiếp với biến trở Nếu mắc đèn song song với biến trở đèn cháy b)16; c) 5,5.10-8m Dây làm Vơnfram Bài Cho mạch điện hình 6.1 Biến trở Rx có ghi A R B C 20 –1A.a) Biến trở làm nikêlin có = 4.10-7m M Rx N S= 0,1mm2 Tính chiều dài dây biến trở b) Khi chạy vị trí M vơn kế 12V, vị V Hình 6.1 trí N vơn kế 7,2V Tính điện trở R? l S GỢI Ý:Rx max = 20, tính l từ Rx max = Khi chạy C M Rx = ? => vơn kế UAB = ? Khi chạy C N Rx = ? => vơn kế UR = ? Tính Ux theo UAB UR; tính I theo Ux Rx => Từ tính R theo UR I Đs: a) 5m; b) 30 II Luyện tâp Bài Một đoạn mạch gồm hai bóng đèn Đ1, Đ2 M biến trở, mắc sơ đồ hình 6.2 Cho biết điện trở A B N lớn biến trở 12 Ω, điện trở bóng đèn P Đoạn mạch nối vào nguồn điện 24V Đ1 Tính cường độ dòng điện qua Đ1và Đ2 khi: a) Con chạy vị trí M Đ2 b) Con chạy vị trí P, trung điểm đoạn MN; Hình 6.2 c) Con chạy vị trí N Đs: 4,4A 3,5A; 2,2A 1,5A; 1,6A 0A Bài 2: Một đoạn mạch sơ đồ hình 6.3 Đ Đ mắc vào nguồn điện 30V Bốn bóng đèn Đ R1 B nhau, bóng có điện trở hiệu điện A M N E C định mức 6V Điện trở R3=3Ω Trên biến trở có ghi 15Ω -6A a) Đặt chạy vị trí N Các bóng đèn có Hình 6.3 Đ Đ sáng bình thường khơng? b) Muốn cho bóng đèn sáng bình thường, phải đặt chạy vị trí nào? c) Có thể đặt chạy vị trí M khơng? Đs: a) không; b) CM =1/10 MN; c) không Chủ đề CƠNG VÀ CƠNG SUẤT CỦA DỊNG ĐIỆN I Một số kiến thức * Công suất dòng điện: đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh cơng dòng điện GV Phạm Bá Thanh 35 Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÝ Cơng thức: P = A / t Vì ( A = U I t ) (Ta có P = U.I = I2.R = P=UI U R ) * Số đo phần điện chuyển hoá thành dạng lượng khác mạch điện gọi công dòng điện sản mạch điện Cơng thức:A = UI t (Ta có A = P.t = U.I.t = I2.R.t = U2 t ) R * Ngoài đơn vị ( J ) ta dùng ( 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 (cơng) 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 khơng có hiệu điện (hiệu điện 0) Chính mà đoạn dây dẫn có dòng điện lớn qua, mà khơng tiêu thụ điện năng, khơng bị nóng lên 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 dòng điện mạch lớn, làm hỏng nguồn điện II Bài tập Bài Cho đoạn mạch mắc sơ đồ hình 7.1 Trên đèn Đ1 có ghi: 6V- 12W Điện trở R có giá trị 6 Khi mắc đoạn mạch vào nguồn điện hai đèn Đ1,Đ2 sáng bình thường vơn kế 12V V a Tính hiệu điện nguồn điện R A B b Tính cường độ dòng điện chạy qua R, Đ1, Đ2 c Tính cơng suất Đ2 C Đ2 Tính cơmg suất tiêu thụ tồn mạch GỢI Ý: a) Do đèn sáng bình thường nên xác định Đ1 Hình 7.1 U1, U2 Từ tính UAB b) Tính I1 theo Pđm1, Uđm1 - Tính IR theo U1, R => Tính I2 theo I1 IR c) Tính P2 theo U2 I2 d) Tính P theo P1, P2, PR (Hoặc tính P theo UAB I2 ) Đs: a) 16V; b) 2A; 1A; 3A; c) 36W; d) 54W Bài Một xã có 450 hộ Mỗi ngày hộ dùng điện giờ, với cơng suất thụ trung bình hộ 120W a) Tính tiền điện phải trả hộ xã tháng theo đơn giá 700đ/ kWh b) Tính trung bình cơng suất điện mà xã 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 Tìm hiệu điện phát từ trạm điện điện trở đường dây tải d) Dây tải đồng có điện trở suất = 1,7.10-8m Tính tiết diện dây Đs: a) 21,6 kWh, thành tiền: 15120 đồng/mỗi hộ; 6804000 đồng/450 hộ GV Phạm Bá Thanh 36 Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ d) 175mm2 b) 54 kW; c) 220V, Rdây = 0,194; A U0 R Hình7 B GỢI Ý: (theo hình vẽ 7.2) Tính điện tiêu thụ hộ ( A= P.t); tính thành tiền hộ; tính số tiền xã (450 hộ) Biết PTB hộ số hộ xã, tính cơng suất điện P xã nhận a) Mạng điện xã kí hiệu R, hai điểm A,B (như hình 7.2) + Dòng điện chạy dây tải dòng điện qua cơng tơ xã có giá trị I= P U Gọi U’ hiệu điện “sụt” dây tải; công suất mát dây là: P’= U’.I; Công suất sử dụng xã : P = U.I Theo đề hiệu xuất truyền tải lượng 68%, có nghĩa cơng 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 +) Tính tiết diện thẳng dây từ công thức: Rd = 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 độ sáng đèn nào? Khi cơng suất điện đèn bao nhiêu? Tính điện mà đèn sử dụng 10giờ GỢI Ý: a) Tính RĐ b) Tính PĐ dùng UAB=200V; so với Pđm=> độ sáng đèn c) Tính điện đèn sử dụng 10giờ Đs: a) 484; 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 khơng? Vì sao? Để bóng sáng bình thường, cần phải mắc nào? GỢI Ý: Tính R1, R2 + Khi mắc hai bóng nối tiếp, ta có: U1 R1 U1 R1 U1 ,U ; U R2 U1 U R1 R2 + So sánh U1 với Uđm1, U2 với Uđm2 để nhận xét độ sáng hai đèn Từ kết đưa cách mắc hai đèn GV Phạm Bá Thanh 37 Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ Đs: a) Khơng vì: 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 dòng điện định mức bóng đèn Phải mắc ba bóng đèn nói vào hiệu điện U = 12V để ba bóng đèn sáng bình thường Giải thích? GỢI Ý: b) Dựa vào kết (câu a) đưa cách mắc ba đèn vào U AB= 12V để chúng sáng bình thường Giải thích? Vẽ sơ đồ cách mắc 6 A; I2 = A; I3 = A; 10 15 U b) Mắc Đ1 nt (Đ2 // Đ3) Vì U1 = U23 = = 6V = Uđm Đs: a) 6; 10;15; I1 = Bài Cho mạch điện hình 8.1, U=12V R3= 4 Khóa K mở: Ampe kế 1,2A Tính điện trở R1 Khóa K đóng: Ampe kế 1,0A Xác định R2 công suất tiêu thụ điện trở R1, R2, R3 U A R A R R Hình 8.1 GỢI Ý: (Theo hình vẽ 8.1) K mở: tính RAB=> R1 Đ2 K đóng: tính U1=> U3, tính R2.Dựa vào cơng thức: P= U.I Đ1 B A để tính P1,P2,P3 Đs: a) 6; b) 12; 6W; 3W; 9W III Luyện tâp a) Bài Đ3 Có sáu bóng đèn giống nhau, mắc theo hai sơ đồ( hình 8.2a,b) Hiệu điện đặt vào Đ5 Đ4 hai điểm A B hai sơ đồ B A Hãy cho biết đèn sáng nhất, đèn tối nhất? Hãy xếp đèn theo thứ tự cơng suất tiêu thụ giảm dần Giải thích b) Đs: P6 > P1 > P4, P5 > P2, P3; nghĩa Đ6 sáng Đ6 nhất, đèn Đ2 Đ3 tối Hình 8.2 Bài 2.Một người đọc quạt trần nhà mình, thấy ghi 220V khơng 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 đồng hồ 1giờ 30 phút Em tính công 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 đèn bàn hoạt động có bình thường khơng? Tại sao? Muốn đèn bàn hoạt động bình thường ta phải mắc thêm điện trở Hãy vẽ sơ đồ mạch điện tính giá trị điện trở đó? Đs: a) Iđ > Iđmđ => Đèn cháy hỏng GV Phạm Bá Thanh 38 Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ Ibl < Iđmbl => Mặc dù bàn không bị hỏng đèn hỏng nên làm cho mạch bị hở, dòng điện khơng qua đèn nên bàn ngừng hoạt động b) Sơ đồ mạch điện:[(Đ // R) nt Rbl] Học sinh tự vẽ sơ đồ; Kết R = 27 Bài 4.Một gia đình dùng bóng 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 Hãy tính tiền điện gia đình 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 đình tháng: A1 ngày = Ađ + Anc + Aấm + Ati vi + Abl A1 tháng = 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 bình thường Để chúng sáng bình thường mắc vào hiệu điện 12V Ta phải mắc thêm điện trở R X nối tiếp với hai bóng đèn Tính RX GỢI Ý: a) Tính Rđ1, Rđ2 dựa vào Uđm Pđm đèn, so sánh Rđ1, Rđ2 b) Để hai đèn sang bình thường phải mắc [ (Đ1 // Đ2 ) nt Rb ] Hs tự vẽ sơ đồ mạch điện + Tính Iđm1, Iđm2 dựa vào Uđm Pđm chúng + Tính cường độ mach I theo Iđm1, Iđm2 + Tính điện trở tương đương mạch: Rtđ theo U I Mặt khác Rtđ = Rđ12 + Rx => Tính Rx Đs: a) Rđ1 = Rđ2; b) Rx = 4 Bài Cho mạch điện hình 8.3 Trong đó: R biến trở; R2 = 20Ω, Đ đèn loại 24V – 5,76W Hiệu điện UAB không đổi; điện trở dây nối không đáng kể; vơn kế có điện trở lớn Điều chỉnh để R1 = 5Ω, đèn Đ sáng bình thường R1 R2 a) Tính: Điện trở đèn Đ, điện trở đoạn mạch AB, Đ cường độ dòng điện, số vơn kế hiệu điện A V UAB b) So sánh công suất nhiệt giữa: R2 R1; R2 đèn Đ Hình8.3 Điều chỉnh biến trở R1 để công suất tiêu thụ điện 88.388.3 R1 lớn Hãy tính R1 công suất tiêu thụ điện 8.3 đoạn mạch AB (coi điện trở đèn khơng đổi) Chủ đề 4: ĐỊNH LUẬT JUN- LENXƠ I Một số kiến thức bản: Nhiệt lượng toả dây dẫn tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, tỷ lệ thuận với điện trở thời gian dòng điện chạy qua Cơng thức: Q = I2Rt Q = 0,24 I2Rt II Bài tập GV Phạm Bá Thanh 39 Trường THCS Thiết Kế B KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ Bài Một bàn có khối lượng 0,8kg tiêu thụ công suất 1000W hiệu điện 220V Tính: Cường độ dòng 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 riêng sắt 460J/kg.K GỢI Ý: c) Tính nhiệt lượng Q1 để nâng nhiệt độ bàn lên 700C + Tính nhiệt lượng cần cung cấp Q theo Q1 H + Từ Q= I2.R.t=> tính t Đs : a) 4,54A ; b) 84,4 ; 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 50 b) Nếu dùng nhiệt lượng đun sơi lít nước từ 20 0C.Biết nhiệt dung riêng khối lượng riêng nước 4200J/kg.K 1000kg/m3 Bỏ qua mát nhiệt GỢI Ý: a) Tính nhiệt lượng Q tỏa dây dẫn theo U,R,t b) Tính lượng nước đun sơi nhiệt lượng nói + Tính 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 sơi 5l nước từ 200C 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 Ý: + Tính nhiệt lượng ấm nhơm nước thu vào: Qthu (theo C1,C2, m1, m2 t) + Tính nhiệt lượng dây điện trở ấm tỏa 40phút: Qtỏa theo P,t + Tính hiệu suất ấm Đs: 71% Bài 4.Người ta mắc hai điện trở R1= R2=50 hai cách nối tiếp song song nối vào mạch điện có hiệu điện U= 100V a) Tính cường độ dòng điện qua điện trở trường hợp b) Xác định nhiệt lượng tỏa điện trở hai trường hợp thời gian 30phút Có nhận xét kết tìm GỢI Ý: a) Khi (R1 nt R2): tính I1, I2 +) Khi (R1// R2): tính 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 ) I1 = I2 = 1A + Khi (R1// R2) 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 dòng điện qua dây thứ 4A, qua dây thứ hai 2A GV Phạm Bá Thanh 40 Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÝ a) Tính cường độ dòng 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 cơng suất đoạn 800W người ta phải cắt bớt đoạn đoạn dây thứ hai mắc song song lại với dây thứ vào hiệu điện nói Hãy tính điện trở đoạn dây bị cắt GỢI Ý:a) Tính IAB theo dòng mạch rẽ b.+ Dựa vào cơng thức R= U để tính R1 , R2 I + Tính RAB c, Tính P theo U, I + Tính A theo P,t a) Gọi R'2 điện trở đoạn dây bị cắt + Tính I’ qua đoạn mạch (R1//R2) theo P’,U + Tính R’ABtheo U,I’ + Tính R’2 Từ R’AB= R1.R2' R1 R2' + Tính điện trở đoạn dây cắt : RC= R2 - R’2 Đs: a) 6A; b) 30; 60; 20; c) 720W; 12 960 000J = 12 960 kJ; d) 15 Bài 6.Đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình có chiều dài tổng cộng 40m có lõi đồng tiết diện 0,5mm2.Hiệu điện cuối đường dây(tại nhà) 220V Gia đình sử dụng dụng cụ điện có tổng cơng suất 165W trung bình ngày Biết điện trở suất đồng 1,7.10-8m a) Tính điện trở tồn dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình b) Tính nhiệt lượng tỏa dây dẫn 30 ngày đơn vị kW.h GỢI Ý: a) Tính điện trở R toàn đường dây theo ,l,S b) Tính cường độ dòng 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) 1,36; b) 247 860J = 0,069kWh III Luyện tập Bài Một bếp điện hoạt động bình thường có điện trở R =120 cường độ dòng điện qua bếp 2,4A a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa 25 giây b) Dùng bếp để đun sơi lít nước có nhiệt độ ban đầu 25 0C thời gian đun nước 14 phút Tính hiệu suất bếp, coi nhiệt lượng cần đun sơi 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 1,1.10-6m 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 sơi lít nước từ nhiệt độ 24 0C Cho nhiệt dung riêng nước 4200 J/ kg.K Bỏ qua mát nhiệt Đs: a) 60, 440000J; b) 1,4l nước GV Phạm Bá Thanh 41 Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ Bài Dùng bếp điện có hai dây điện trở R R2 để đun lượng nước Nếu dùng dây thứ sau 25 phút nước sơi Nếu dùng dây thứ hai sau 10 phút nước sơi Hỏi sau lượng nước sơi dùng hai dây khi: a) Mắc R1 nối tiếp với R2 b) Mắc R1 song song với R2 Coi hiệu điện U nguồn không đổi Đs: a) 35 phút; b) phút Bài 4.Trên điện trở dùng để đun nước có ghi 220V – 484W Người ta dùng dây điện trở hiệu điện 200V để đun sơi lít nước từ 300C đựng nhiệt lượng kế a) Tính cường độ dòng điện qua điện trở lúc b) Sau 25 phút, nước nhiệt lượng kế sôi chưa? c) Tính lượng nước nhiệt lượng kế để sau 25 phút nước sơi Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K Bỏ qua mát nhiệt Đs: a) 2A ; b) Chưa sơi được; c) lít Bài 5.Có hai dây dẫn tiết diện S = 0,1 mm 2, dây đồng có điện trở suất 1,7.10-8m, dây nicrơm có điện trở suất 1,1 10 -6m Dây nicrơm có chiều dài ln = 80cm a) Tính điện trở dây nicrơm Muốn dây đồng có điện trở chiều dài l d phải bao nhiêu? b) Người ta mắc nối tiếp hai dây dẫn(có chiều dài l n ld ), mắc chúng vào hiệu điện 110V Tính nhiệt lượng dây dẫn tỏa chung phút c) Tính nhiệt lượng tỏa phút cm dây dẫn Trong thực tế người ta thấy dây dẫn nguội dây nóng Hãy giải thích 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 khơng khí nhanh từ dây nicrơm khơng khí Vì dây đồng mát dây nicrơm nóng Bài 6.Có ba điện trở mắc sơ đồ hình bên Trong khoảng thời gian, có dòng điện chạy qua điện trở tỏa nhiệt lượng nhỏ nhất, lớn nhất? Giải thích sao? 100 Đs: 68 600 đồng B GỢI Ý: + Gọi I cường độ dòng điện qua điện trở 100, A cường độ dòng điện qua điện trở 20 va 30 so 20 30 với I nào? + Dựa vào cơng thức Q = RI2t để tính nhiệt lượng tỏa điện trở Đs: Q3 > Q1 > Q2 ( Điện trở 30 tỏa nhiệtlượng lớn nhất, điện trở 20 tỏa nhiệt lượng nhỏ nhất) Bài 7.Một bếp điện gồm hai điện trở R R2 Với hiệu điện ấm nước, dùng điện trở R1 nước ấm sơi sau thời gian t = 30 phút, dùng điện trở R2 nước ấm sôi sau thời gian t2 = 20 phút 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 GV Phạm Bá Thanh 42 Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ ĐS : a) 50 phút.b) 12 phút Chủ đề Mạch điện tơng đơng I.Lý thuyết Ta thơng gặp hai trờng hợp sau: *Trờng hợp 1: Mạch điện gồm số điện trở xác định nhng ta thay đổi hai nút vào dòng mạch ta đợc sơ đồ tơng đơng khác * Trờng hộp 2: Mạch điện có điện trở nút vào xác định nhng khoá k thay đóng ngắt ta đợc sơ đồ tơng đơng khác Để có sơ đồ tơng đơng ta làm nh sau: - Nếu khoá k hở ta bỏ hẳn tất th 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 tơng đơng II.Bài tập áp dụng Bài Cho mạch điện nh hình vẽ Hãy vẽ sơ ®å t¬ng ®¬ng ®Ĩ tÝnh R1 R2 a, RAB b, RAC A B C c, RBC R3 R4 D Bµi giải a Ta chập hai điểm C D lại Khi mạch điện ba Điểm điện A, B, C Sơ đồ tơng đơng Trong đó:( R1 nt R2 // R4 )//R3 R1 R2 R4 R3 Bµi 2: Cho mạch điện nh hình vẽ Hãy vẽ sơ đồ tơng đơng để tính điện trở khoá k1 R1 R2 A B k2 GV Phạm Bá Thanh 43 R3 Trường THCS Thiết Kế KẾ HOẠCH - GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ GV Phạm Bá Thanh 44 Trường THCS Thiết Kế ... nước 4 190 J/kgK Híng dÉn gi¶i Gọi x khối lượng nước 150C; y khối lượng nước sơi Ta có : x+y= 100g (1) Nhiệt lượng ykg nước sôi tỏa :Q1= y.4 190 (100-15) Nhiệt lượng xkg nước 150C toả :Q2 = x.4 190 (35-15)... (thau, nước, thỏi đồng) toả hạ 21,2 0C xuống 00C: Q’ = (m1.c1+ m2.c2 + m3.c3 ) (21,20C - 00C) = 1 890 19, 2(J) + So sánh ta có: Q’ > Q nên nhiệt lượng toả Q’ phần làm cho thỏi nước đá tan hồn GV Phạm... y.4 190 (100-15) Nhiệt lượng xkg nước 150C toả :Q2 = x.4 190 (35-15) Phương trình cân nhiệt:x.4 190 (35-15)=y.4 190 (100-15) (2) Giải hệ phương trình (1) (2) Ta được: x=76,5kg; y=23,5kg Vậy phải đổ 23,5