HSG- Dien mot chieu (T1)

BÀI TẬP ÔN TẬP DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI Bài 1. 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=0,5Ω 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? Câu 2: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ: (Hình 2) E = 15V, R = r = 1Ω; R 1 = 5Ω; R 3 = 10Ω; R 4 = 20Ω. Khi khoá K ngắt thì Ampe kế chỉ 0,2A và khi khoá K đóng Ampe kế chỉ 0.Tính R 2 , R 5 và công suất của nguồn điện khi khoá K đóng và khi khoá K mở. Bỏ qua điện trở dây nối và ampe kế. Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ 4. Nguồn điện có E = 8V, r =2 Ω . Điện trở của đèn là R 1 = 3 Ω ; R 2 = 3 Ω ; ampe kế có điện trở không đáng kể. a, K mở, di chuyển con chạy C người ta nhận thấy khi điện trở phần AC của biến trở AB có giá trị 1 Ω thì đèn tối nhất. Tính điện trở toàn phần của biến trở. b, Thay biến trở trên bằng một biến trở khác và mắc vào chỗ biến trở cũ ở mạch điện trên rồi đóng khoá K. Khi điện trở phần AC bằng 6 Ω thì ampe kế chỉ 5 3 A. Tính điện trở toàn phần của biến trở mới. Câu 4: Một ống dây có độ tự cảm L = 2H và điện trở R 0 = 1Ω được nối với một nguồn điện có suất điện động E = 3V (Hình 4). Một điện trở R = 2,7Ω được mắc song song với ống dây. Sau khi dòng điện trong ống đạt giá trị ổn định, người ta ngắt khoá K. Tính nhiệt lượng Q toả ra trên điện trở R sau khi ngắt mạch. Bỏ qua điện trở của nguồn điện và các dây nối. (Nhiệt lượng tính ra đơn vị J) Câu 5: Cho mạch điện như hình vẽ 5. Nguồn điện có E = 18V, r = 6Ω. Các điện trở R 1 =2 Ω, R 2 = 1Ω. Bỏ qua điện trở dây nối và khoá K. Biết rằng khi K mở và K đóng thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài đều bằng P = 12W. Tìm các điện trở R 3 và R 4 . Câu 6: Cho mạch điện như hình 6. Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B U AB luôn không đổi. R 1 = 18R; R 2 = 9R; R 3 = 4R; R 4 = 15R. Bỏ qua điện trở dây nối, khoá K và ampe kế. Khi K đóng ampe kế chỉ 3A, công suất tiêu thụ trên r lớn gấp 4 lần công suất tiêu thụ trên r khi K mở. Xác định số chỉ của ampe kế khi khoá K mở. A B C D v  M N Hình 1 B  A K + R 1 R 2 E , r A B C A R 1 A B C D K E,r R R 3 R 4 R 5 R 2 Hình 2 Hình 3 L,R 0 R K E Hình 4 R 1 R 3 R 2 R 4 K E, r Hình 5 Hình 6 A r K R 1 R 2 R 3 R 4 A B Bài 1. (4đ) Khi thanh MN chuyển động thì dòng điện cảm ứng trên thanh xuất hiện theo chiều M→N. 0.25đ Cường độ dòng điện cảm ứng này bằng: . R Bvl R I == E 0.5đ Khi đó lực từ tác dụng lên thanh MN sẽ hướng ngược chiều với vận tốc v và có độ lớn: . 22 R vlB BIlF t == 0.5đ Do thanh chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh phải cân bằng với lực từ. 0.25đ Vì vậy công suất cơ học (công của lực kéo) được xác định: . 222 R vlB vFFvP t === 0.25đ Thay các giá trị đã cho nhận được: .5,0 WP = 0.25đ Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN: . 222 2 R vlB RIP n == 0.25đ 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 phù hợp với định luật bảo toàn năng lượng. 0.25đ b) Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ. Độ lớn trung bình của lực này là: . 22 22 R vlB F F t == 0.5đ Giả sử sau đó thanh trượt được thêm đoạn đường S thì công của lực từ này là: . 2 22 S R vlB SFA == 0.25đ Động năng của thanh ngay trước khi ngừng tác dụng lực là: . 2 1 2 mvW đ = 0.25đ 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: . 22 1 22 2 S R vlB mv = 0.25đ Từ đó suy ra: .8)(08,0 22 cmm lB mvR S === 0.25đ Bài 4: (4đ) a, Gọi R là điện trở toàn phần, x là điện trở phần AC. E r A Khi K mở, ta vẽ lại mạch điện như hình bên. - Điện trở toàn mạch là: 2 3( 3) ( 1) 21 6 6 6 tm x x R x R R R x r x x + − + − + + = − + + = + + ⇒ 2 tm 8( 6) R ( 1) 21 6 E x I x R x R + = = − + − + + ; - H.đ.t giữa hai điểm C và D: 2 24( 3) ( ) ( 1) 21 6 CD x U E I R r x x R x R + = − + − = − + − + + ; - Cường độ dòng điện qua đèn là: 1 2 1 24 R ( 1) 21 6 CD U I x x R x R = = + − + − + + ; - Khi đèn tối nhất tức 1 I đạt min, và khi đó mẫu số đạt cực đại. - Xét tam thức bậc 2 ở mẫu số, ta có: 1 1 2 2 b R x a − = − = = ; - Suy ra R = 3 ( Ω ). b, (1đ) Khi K đóng, ta chập các điểm A và B lại với nhau như hình vẽ. Gọi R' là giá trị biến trở toàn phần mới. - Điện trở toàn mạch lúc này: 17 ' 60 4( ' 3) tm R R R − = − - Từ các nút ta có: A BC I I I= + hay A BC I I I= − . - Từ sơ đồ ta tính được cường độ dòng điện mạch chính và cường độ qua BC: 32( ' 3) 17 ' 60 R I R − = − ; 48 17 ' 60 BC I R = − ; - Theo giả thiết 5 3 A I = A, ta có: 32( ' 3) 48 5 17 ' 60 17 ' 60 3 R R R − − = − − ; - Từ đó tính được : R' = 12 ( Ω ) R 1 R 2 x B C D + - A B C D R 1 R 2 R'-6 x = 6 E, r