BT nâng cao vậtlis 9 ( có đáp án)

Đ 1 Đ 2 Đ 3 Đ 4 Đ 5 Câu 1: Một bếp điện công suất P =1KW, đun lợng nớc có nhiệt độ ban đầu là 20 0 C. Sau 5 phút thì nhiệt độ nớc lên đến 45 0 C. Ngay sau đó bị mất điện trong 3 phút. Vì vậy nhiệt độ nớc giảm xuống, khi còn 40 0 C bếp lại tiếp tục đun cho đến khi nớc sôi. Xác định: a. Khối lợng nớc cần đun. b. Thời gian cần thiết từ khi bắt đầu đun cho tới khi nớc sôi. Biết nhiệt lợng nớc toả ra môi trờng tỷ lệ thuận với thời gian; cho C n = 4200J/kg.độ . Câu2:) Cho mạch điện nh hình vẽ. U AB = 9V, R 0 = 6. Đèn Đ thuộc loại 6V-6W, R x là biến trở. Bỏ qua điện trở của Ampekế và dây nối. a. Con chạy của biến trở ở vị trí ứng với R x = 2. Tính số chỉ Ampekế. Độ sáng của đèn nh thế nào? Tìm công suất tiêu thụ của đèn khi đó. b. Muốn đèn sáng bình thờng cần di chuyển con chạy biến trở về phía nào? Tính R x để thoả mãn điều kiện đó. c. Khi đèn sáng bình thờng. Tính hiệu suất của mạch điện (coi điện năng làm sáng đèn là có ích). Câu 3: Cho mạch điện nh hình vẽ, U MN = 5V. Công suất tiêu thụ trên các đèn: P 1 =P 4 =4W, P 2 =P 3 =3W, P 5 =1W. Bỏ qua điện trở của dây nối. Tính điện trở các bóng đèn và cờng độ dòng điện qua mỗi đèn. Bài 4 Cho mạch điện nh hình 2 . Biết R 1 = R 3 = 30 ; R 2 = 10 ; R 4 là một biến trở. Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là U AB = 18V không đổi . Bỏ qua điện trở của dây nối và của ampe kế . a. Cho R 4 = 10 . Tính điện trở tơng đơng của đoạn mạch AB và cờng độ dòng điện mạch chính khi đó ? b. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở bằng bao nhiêu để ampe kế chỉ 0,2A và dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ? M N Đ A B A R 0 R X A R 1 C R 2 R 3 R 4 D A B Hình 2 Bài 5 ) Cho mạch điện nh hình 3. Biết : R 1 = 8 ; R 2 = R 3 = 4 ; R 4 = 6 ; U AB = 6V không đổi . Điện trở của ampe kế , khóa K và các dây nối không đáng kể . 1. Hãy tính điện trở tơng đơng của đoạn mạch AB và số chỉ của ampe kế trong hai trờng hợp : a. Khóa K mở . b. Khóa K đóng . 2. Xét trờng hợp khi K đóng : Thay khóa K bằng điện trở R 5 . Tính R 5 để cờng độ dòng điện chạy qua điện trở R 2 bằng không ? Hình 3 Bài 6 Đặt một mẩu bút chì AB = 2 cm ( đầu B vót nhọn ) vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ , A nằm trên trục chính ( hình 4 ) . Nhìn qua thấu kính ngời ta thấy ảnh AB của bút chì cùng chiều với vật và cao gấp 5 lần vật . a. Vẽ ảnh AB của AB qua thấu kính . Dựa vào hình vẽ chứng minh công thức sau : ' 111 OAOAOF = Hình 4 Khi mẩu bút chì dịch chuyển dọc theo trục chính lại gần thấu kính thì ảnh ảo của nó dịch chuyển theo chiều nào ? Vì sao ? b. Bây giờ đặt mẩu bút chì nằm dọc theo trục chính của thấu kính , đầu A vẫn nằm ở vị trí cũ, đầu nhọn B của nó hớng thẳng về quang tâm O . Lại nhìn qua thấu kính thì thấy ảnh của bút chì cũng nằm dọc theo trục chính và có chiều dài bằng 25cm . Hãy tính tiêu cự của thấu kính . c. Dịch chuyển đầu A của mẩu bút chì đến vị trí khác . Gọi A là ảnh ảo của A qua thấu kính , F là tiêu điểm vật của thấu kính ( hình 5 ) . Bằng phép vẽ , hãy xác định quang tâm O và tiêu điểm ảnh F của thấu kính . Hình 5 B i 7 A R 4 R 1 R 2 D C R 3 K B A YX A' A F O B X YA F Một ấm đun nước bằng điện có 3 dây lò xo, mỗi cái có điện trở R=120 Ω , được mắc song song với nhau. Ấm được mắc nối tiếp với điện trở r=50 Ω v à được mắc v o à nguồn điện. Hỏi thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến khi sôi sẽ thay đổi như thế n o khi mà ột trong ba lò xo bị đứt? B i7:à *Lúc 3 lò xo mắc song song: Điện trở tương đương của ấm: R 1 = )(40 3 Ω= R Dòng điện chạy trong mạch:I 1 = rR U + 1 Thời gian t 1 cần thiết để đun ấm nước đến khi sôi: Q = R 1 .I 2 .t 1 2 1 1 2 1 1         + ==⇒ rR U R Q IR Q t hay t 1 = 1 2 2 1 )( RU rRQ + (1) *Lúc 2 lò xo mắc song song: (Tương tự trên ta có ) R 2 = )(60 2 Ω= R I 2 = rR U + 2 t 2 = 2 2 2 2 )( RU rRQ + + ( 2 ) Lập tỉ số 2 1 t t ta được: 1 242 243 )5060(40 )5040(60 )( )( 2 2 2 21 2 12 2 1 ≈= + + = + + = rRR rRR t t *Vậy t 1 ≈ t 2 B i 8à Để trang trí cho một quầy h ng, ngà ười ta dùng các bóng đèn 6V-9W mắc nối tiếp v o à mạch điện có hiệu điện thế U=240V để chúng sáng bình thường. Nếu có một bóng bị cháy, người ta nối tắt đoạn mạch có bóng đó lại thì công suất tiêu thụ của mỗi bóng tăng hay giảm đi bao nhiêu phần trăm? B i8:à Điện trở của mỗi bóng: R đ = )(4 2 Ω= d d P U Số bóng đèn cần dùng để chúng sáng bình thường: n= 40 = d U U (bóng) Nếu có một bóng bị cháy thì điện trở tổng cọng của các bóng còn lại l :à R = 39R đ = 156 ( Ω ) Dòng điện qua mỗi đèn bây giờ: I = )(54,1 156 240 A R U == Công suất tiêu thụ mỗi bóng bây giờ l :à P đ = I 2 .R đ = 9,49 (W) Công suất mỗi bóng tăng lên so với trước: Pđm - Pđ = 9,49 - 9 = 0,49 (W) Nghĩa l tà ăng lên so với trướcl :à %4,5.% 9 100.49,0 ≈ B i 9à :(2,5điểm) Cho mạch điện như hình vẽ U 1 =180V ; R 1 =2000Ω ; R 2 =3000Ω . a) Khi mắc vôn kế có điện trở R v song song với R 1 , vôn kế chỉ U 1 = 60V.Hãy xác định cườngđộ dòng điện qua các điện trở R 1 v Rà 2 . b)Nếu mắc vôn kế song song với điện trôû R2,von ke chi bao nhieâu? U A B R 2 C R 1 V + − R V B ià 10 : (2,5 i m)đ ể Dùng nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U 0 = 32V để thắp sáng một bộ bóng đèn cùng loại (2,5V-1,25W).Dây nối trong bộ đèn có điện trở không đáng kể. Dây nối từ bộ bóng đèn đến nguồn điện có điện trở là R = 1Ω a) Tìm công suất tối đa mà bộ bóng có thể tiêu thụ. b) Tìm cách ghép bóng để chúng sáng bình thường. B i 10à : a)Gọi I l dòng à điện qua R, công suất của bộ đèn l :à P = U.I – RI 2 = 32.I – I 2 hay : I 2 – 32I + P = 0 H m sà ố trên có cực đại khi P = 256W Vậy công suất lớn nhất của bộ đèn l Pà max = 256W b)Gọi m l sà ố dãy đèn, n l sà ố đèn trong một dãy: *Giải theo công suất : Khi các đèn sáng bình thường : )(5,0 AI d = v I = m . à mI d 5,0 = Từ đó : U 0 . I = RI 2 + 1,25m.n Hay 32. 0,5m = 1 (0,5) 2 = 1,25m.n ⇒ 64 = m + 5n ; m, n nguyên dương (1) Giải phương trình (1) ta có 12 nghiệm sau : n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 m 59 54 49 44 39 34 29 24 19 14 9 4 *Giải theo phương trình thế :U 0 =U AB + IR với : U AB = 2,5n ; IR = 0,5m.1 = 0,5m Ta được phương trình (1) đã biết 64 = 5n + m *Giải theo phương trình dòng điện : R AB = m n m nR d 5 = V I = m.à d I = 0,5m Mặt khác : I = nm m m n RR U AB 5 32 5 1 32 0 + = + = + Hay : 0,5m = nm m 5 32 + ⇔ 64 = 5n + m Câu11: n N M A B Cho 2 bóng đèn Đ 1 (12V - 9W) v à Đ 2 (6V - 3W). a. Có thể mắc nối tiếp 2 bóng đèn n y v o hià à ệu điện thế U = 18V để chúng sáng bình thường được không? Vì sao? b. Mắc 2 bóng đèn n y cùng và ới 1 biến trở có con chạy v o hià ệu điện thế cũ (U = 18V) như hình vẽ thì phải điều chỉnh biến trở có điện trở l bao nhiêu à để 2 đèn sáng bình thường? c. Bây giờ tháo biến trở ra v thay v o à à đó l 1 à điện trở R sao cho công suất tiêu thụ trên đèn Đ 1 gấp 3 lần công suất tiêu thụ trên đèn Đ 2 . Tính R? (Biết hiệu điện thế nguồn vẫn không đổi) Câu 11: (3,0 điểm) a. Cường độ dòng điện định mức qua mỗi đèn: P đ m1 = U đ m1 .I đ m1 => I đ m1 = 1 1 dm dm U P = 12 9 = 0,75(A) I đ m2 = 2 2 dm dm U P = 6 3 = 0,5(A) Ta thấy I đ m1 ≠ I đ m2 nên không thể mắc nối tiếp để 2 đèn sáng bình thường. b. Để 2 đèn sáng bình thường thì: U 1 = U đ m1 = 12V; I 1 = I đ m1 = 0,75A v Uà 2 = U đ m2 = 6V; I 2 = I đ m2 = 0,5A Do đèn Đ 2 // R b => U 2 = U b = 6V Cường độ dòng điện qua biến trở: I 1 = I 2 + I b => I b = I 1 – I 2 = 0,75 – 0,5 = 0,25(A). Giá trị điện trở của biến trở lúc đó bằng: R b = b b I U = 25,0 6 = 24 ( Ω ) c. Theo đề ra ta có: P 1 = 3P 2  I 1 2 .R 1 = 3I 2 2 .R 2  2 2 1         I I = 1 2 3 R R = 3. 2 1 2 1 2 2 . . dm dm dm dm PU PU = 3. 3.12 9.6 2 2 = 4 9 => 2 1 I I = 2 3  2I 1 = 3I 2 (1) M Ià 1 = I 2 + I R nên (1)  2(I 2 + I R ) = 3I 2  2I 2 + 2I R = 3I 2 => I 2 = 2I R (2) Do đèn Đ 2 // R nên U 2 = U R  I 2 .R 2 = I R .R Thay (2) v o ta à được 2.I R .R 2 = I R .R => R = 2R 2 = 2. 2 2 2 dm dm P U = 2. 3 6 2 = 24 ( Ω ) Câu 12: Hai điện trở R 1 v Rà 2 được mắc v o mà ột hiệu điện thế không đổi Đ 1 Đ 2 R b U o o +- bằng cách ghép song song với nhau hoặc ghép nối tiếp với nhau. Gọi P ss l à công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi ghép song song, P nt l công suà ất tiêu thụ khi ghép nối tiếp. Chứng minh : 4 ss nt P P ≥ . Cho biết: R 1 + R 2 ≥ 2 21 .RR Câu 12: (2,0 điểm) - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi hai điện trở mắc song song: 2 1 2 1 2 ss U P R R R R = + . - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi hai điện trở mắc nối tiếp: 2 1 2 nt U P R R = + . - Lập tỷ số: 2 1 2 1 2 ( ) ss nt P R R P R R + = ; - Do : 1 2 1 2 2R R R R+ ≥ => (R 1 + R 2 ) 2 ≥ 4 ( 21 .RR ) 2 , nên ta có: 2 1 2 1 2 4( ) ss nt R R P P R R ≥ ⇒ 4 ss nt P P ≥ B i 13à : Vật AB đặt cách thấu kính hội tụ một đoạn 30cm.Ảnh A 1 B 1 l à ảnh thật.Dời vật đến vị trí khác,ảnh của vật l à ảnh ảo cách thấu kính 20cm.Hai ảnh có cùng độ lớn. Tính tiêu cự của thấu kính. B i 13à : 2 điểm * Vật ở ví trí 1 : vì ảnh A 1 B 1 của vật l à ảnh thật ,chứng tỏ vật AB sẽ được đặt ngo i khoà ảng tiêu cự . Đặt : OA=d 1 =30cm (khoảng cách từ vật ở vị trí (1) đến thấu kính) OA 1 =d’ 1 (khoảng cách ảnh của vật ở vị trí (1) đến thấu kính) B' ’ A A2 , F A ’ B B 2 I F’ A 1 B 1 O OF=OF’ = f (tiêu cự) Ta có : ∆OAB ∼ ∆ OA 1 B 1 nên: 1 ' 1111 d d OA OA AB BA == (1) ∆F’OI ∼ ∆F’A 1 B 1 nên: f fd OF OFOA OF AF OI BA − = − == ' 1 ' ' 1 ' 1 ' 11 (2) M OI = AB ,do à đó từ (1) & (2) ta có: f fd d d − = ' 1 1 1 ' ⇒ f = ' 11 ' 11 . dd dd + (a) * Vật dời đến vị trí 2 : vì ảnh cho l à ảnh ảo nên vật phải được dời đến gần thấu kính v nà ằm trong khoảng tiêu cự f. Giả sử vật dời đi 1 đoạn AA’ = a Đặt : OA’ = d 2 = 30-a (khoảng cách vật từ vị trí 2 đến thấu kính) OA 2 = d’ 2 = 20cm (khoảng cách ảnh của vật ở vị trí 2 đến thấu kính) Ta có : ∆OA’B’ ∼ ∆ OA 2 B 2 nên: 2 ' 2222 ''' d d OA OA BA BA == (3) ∆F’OI ∼ ∆F’A 2 B 2 nên: f fd OF OFOA OF AF OI BA + = + == ' 2 ' ' 2 ' 2 ' 22 (4) M OI = A’B’ ,do à đó từ (3) & (4) ta có: f fd d d + = ' 2 2 2 ' ⇒ f = 2 ' 2 ' 22 . dd dd − (b) Vì tiêu cự của thấu kính không thay đổi nên từ biểu thức (a) ,(b) Ta có : ' 11 ' 11 . dd dd + = 2 ' 2 ' 22 . dd dd − (5) Mặt khác do 2 ảnh có độ lớn như nhau ,nên : '' 2211 BA BA AB BA = Từ (1) ,(2) có : 2 ' 2 1 ' 1 d d d d = ⇒ aad d dd − = − == 30 600 30 20 .30. 2 ' 2 1 ' 1 cm Thay các giá trị d 1 , d’ 1 ,d 2 , d’ 2 v o bià ểu thức (5) v bià ến đổi ta được phương trình : a 2 – 110a + 1800 = 0 ∆ = (-110) 2 – 4.1800 = 4900= 70 2 ⇒ a 1,2 = cma cma 20 90 2 70)110( 2 1 2 = = = ±−− vì a = AA’ = 90 cm > OA =d 1 = 30 cm (loại nghiệm a = 90cm) Vậy vật dời đi một đoạn a =20cm v o trong khoà ảng tiêu cự của thấu kính. ⇒ OA’ = d 2 = 30 – a = 30 – 20 = 10 cm Thay d 2 = 10 cm , d’ 2 = 20 cm v o bià ểu thức (b) ⇒ f = 2 ' 2 ' 22 . dd dd − = cm20 1020 20.10 = − Câu 14: Cho mạch điện như hình vẽ: U = 12V; R 1 = 6Ω; R 2 = 6Ω; R 3 = 12Ω; R 4 = 6Ω a. Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở v hià ệu điện thế giữa hai đầu mỗi điên trở. b. Nối M v N bà ằng một vôn kế (có điện trở rất lớn) thì vôn kế chỉ bao nhiêu? Cực dương của vôn kế phải được mắc với điểm n o?à c. Nối M v N bà ằng một ampe kế (có điện trở không đáng kể) thì ampe kế chỉ bao nhiêu? Câu14: a. Tính được: I 1 = I 3 = 2 3 A; I 2 = I 4 = 1A; U 1 = 4V; U 3 = 8V; U 2 = U 4 = 6V b. U AM = U AN + U NM => U NM = U AM – U AN = 4 – 6 = -2V hay U MN = 2V Vậy vôn kế chỉ 2V v cà ực dương của vôn kế được mắc v o à điểm M. c. Lập luận v tính à được: I 1 = 0,85V; I 3 = 0,58A A N B + U M R 3 R 1 R 2 R 4 - Do I 1 >I 3 nên dòng I 1 đến M một phần rẽ qua ampe kế (dòng Ia) một phần qua R 3 (dòng I 3 ), ta có Ia = I 1 – I 3 = 0,85 – 0,58 = 0,27A Vậy ampe kế chỉ 0,27A. Câu 15: (1,5 điểm). Cho hai gương phẳng G 1 v Gà 2 vuông góc với nhau. Đặt một điểm sáng S v à điểm sáng M trước hai gương sao cho SM song song với gương G 2 (hình vẽ bên). a) Hãy vẽ đường đi của tia sáng từ S tới gương G 1 phản xạ tới gương G 2 rồi qua M. Giải thích cách vẽ. b) Nếu S v hai gà ương có vị trí cố định thì điểm M phải có vị trí thế n o à để có thể vẽ được tia sáng như câu a. Câu 15: a) Vẽ hình đúng : Vẽ S 1 l à ảnh của S qua G 1 ; ở đây S 1 l à điểm đối xứng của S qua mặt phẳng gương G 1 . Vẽ S 2 l à ảnh của S 1 tạo bởi G 2 ; S 2 l à điểm đối xứng của S 1 qua mặt gương G 2 . Vì G 1 vuông góc với G 2 nên S 2 l à điểm xuyên tâm của S qua O G 1 G 2 S M O S 1 S 2 M’ S G 1 O G 2 I M’ K x [...]... hình vẽ: (hình 1) UAB = U = 6V; R1 = 5,5; R2 = 3; R là một biến trở 1 Khi R = 3,5, tìm công suất tiêu thụ của đoạn mạch AM 2 Với giá trị nào của biến trở R thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AM đạt giá trị lớn nhất Tìm giá trị lớn nhất đó Hình 1 a/ I = U R2 + R + R1 Thay s: PAM = U 2 ( R2 + R) PAM = I (R2 + R) = ( R2 + R + R1 ) 2 2 6 2 .(3 + 3,5) = 1,625W (3 + 3,5 + 5,5) 2 U2 b/ PAM = ( R + R)... RA , ampek A3 ch giỏ tr I3= 4(A), ampek A4 ch giỏ tr I4= 3(A) Tỡm ch s ca cỏc cũn li? Nu bit UMN = 28 (V) Hóy tỡm R, R A Baứi17:*Tỡm I1 v I2: Ta cú dũng in i vo cht M v i ra cht N Do ú U3 = 4RA U4 = 3RA tc l :UCN >UDN hay VC > VD Nờn dũng in iqua A2 cú chiu t C sang D UCN = UCD +UDN = 4RA =I2RA + 3RA =>I2 = 1 (A ) Xột ti nỳt D ta cú : I1 + I2 = I4 = I1 + 1 = 3 (A) =>I1 = 2 (A) *Tỡm R, RA: Ta vit phng... tr ca ampe k Ra = 0 nờn: UAC = UAD = U1 = I1R1 = 2.1 = 2 ( V ) ( Ampe k ch dũng qua R1 (0 ,5)*Gi in tr phn MD l x thỡ: 2 2 I x = ;I DN = I1 + I x = 1 + x x 2 U DN = 1 + ( 6 x ) x 2 U AB = U AD + U DN = 2 + 1 + ( 6 x ) = 10 x *Gii ra c x = 2 Con chy phi t v trớ chia MN thnh hai phn MD cú giỏ tr 2 v DN cú giỏ tr 4 Lỳc ny vụn k ch 8 vụn ( Vụn k o UDN Baứi 17: Cho mch in nh hỡnh v: R M + D A2... 0 (1 ) = 242 4P Vỡ phng trỡnh (1 ) luụn cú nghim s nờn 0 => 242 4P 0 => P 36 => Pmax = 36W Cõu18: (2 ,5 im) Cho mch in nh hỡnh v: U R0 C Rb B Trong ú R0 l in tr ton phn ca bin tr, Rb l in tr ca bp in Cho R0 = Rb , in tr ca dõy ni khụng ỏng k, hiu in th U ca ngun khụng i Con chy C nm chớnh gia bin tr.Tớnh hiu sut ca mch in Coi hiu sut tiờu th trờn bp l cú ớch Baứi18:in tr RCB = ( R0.R0/2 )/ (R0... Cng dũng in chy trong mch chớnh: I= U/(R0/2 +R0/3) = 6U/ 5R0 Cụng sut tiờu th ca bp l : P= U2CB/ R0 = 4U2/25R0 Hiu sut ca mch in l : H = P/UI = ( 4U2 /25R0) : (U.6U/ 5R0) = 2/15Vy H = 13,3 % Baứi 19: .) Hai dây dẫn hình trụ đồng chất khối lợng bằng nhau đợc làm từ cùng một loại vật liệu Đờng kính dây thứ nhất bằng 2 lần đờng kính dây thứ hai Biết dây thứ nhất có điện trở R1 = 4 Xác định điện trở tơng... = 5,6 () Tng t ta cng cú : UMN= UMC + UCN 28 = 5.R + 4.5,6 ( vỡ IR = I2 + I3 =1+4 = 5 A v RA = 5,6 ) => 5R = 5,6 => R= 1,12 () Cõu17: (2 im) Hai in tr R= 4 v r mc ni tip vo hai u hiu in th U=24V Khi thay i giỏ tr ca r thỡ cụng sut ta nhit trờn r thay i v t giỏ tr cc i Tớnh giỏ tr cc i ú Baứi12:Gi I cng dũng in qua mch Hiu in th hai u r: Ur = U RI = 24 4I Cụng sut tiờu th trờn r: P = Ur.I = (2 4 ... I = U R2 + R + R1 Thay s: PAM = U 2 ( R2 + R) PAM = I (R2 + R) = ( R2 + R + R1 ) 2 2 6 2 .(3 + 3,5) = 1,625W (3 + 3,5 + 5,5) 2 U2 b/ PAM = ( R + R) + R12 + 2 R 2 1 ( R2 + R) Cụsi: ( R2 + R) + R12 R12 2 R1 ( R2 + R ) + + 2R ( R2 + R ) ( R2 + R ) 4R1 PAM U2 4R1 PAM Max = U2 62 = 4 R1 4.5,5 = 18 W 11 1,64W R2 + R = R1 R = R1 - R2 = 2,5 Heỏt . tăng lên so với trước: Pđm - Pđ = 9, 49 - 9 = 0, 49 (W) Nghĩa l tà ăng lên so với trướcl :à %4,5.% 9 100. 49, 0 ≈ B i 9 :(2 ,5điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. nguyên dương (1 ) Giải phương trình (1 ) ta có 12 nghiệm sau : n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 m 59 54 49 44 39 34 29 24 19 14 9 4 *Giải theo phương trình thế