TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ CÓ ĐÁP ÁN

Đây là tuyển tập rất có giá trị, tập hợp các kiến thức từ cơ bản tới nâng cao dùng để bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS gồm các chuyên đề Cơ, Nhiệt, Điện, Quang. Trong tài liệu gồm kiến thức cơ bản đến nâng cao và các bài tập lấy trong các bộ đề thi học sinh giỏi cấp huyện, tỉnh có hướng dẫn giải.

c by ax



a

b

cd

ef

A

- Bất đẳng thức côsi với hai số a, b không âm : a b ab

2

2 2

- Nếu : a b const  �(a b ) khi min a b

- Nếu : a b const  �( )a b max khi a b

Ví dụ 1: Chiếc canô chạy trên sông Gọi canô là vật 1, dòng nước là vật 2, bờ sông là vật

3 Ta có vận tốc của canô (1) so với bờ sông (3) là vận tốc thực tế; vận tốc của dòng nước (2) so với bờ sông (3); vận tốc của canô(1) so với dòng nước (2) là vận tốc của động

cơ Theo công thức cộng vận tốc thì : vr13 vr12vr23

Ví dụ 2 : Người đi cầu thang cuốn Vận tốc của người (1) so với sàn nhà (3); vận tốc của

người (1) so với thang cuốn (2) khi tự bước trên thang; vận tốc của thang cuốn (2) so với nền nhà (3)

Các trường hợp đặc biệt :

- Nếu v12 cùng chiều với v23 : v13 v12v23

- Nếu v12 ngược chiều với v23 : v13 v12v23

- Nếu v12 vuông góc với v23 : 2 2

5 Khối lượng riêng – Trọng lượng riêng

- Khối lượng riêng : D m

- Điểm đặt : Tâm của vật

- Hướng : Trên xuống

- Độ lớn : P = mg = 10.m

b Lực Acsimet

- Điểm đặt : Tại vật

- Hướng : Dưới xuống

- Độ lớn : F = d.V Lưu ý V là phần thể tích vật chìm trong nước

c Điều kiện vật nổi, chìm

- Vật không có chuyển động quay : Tổng hợp lực bằng 0 : uur uurF1  F2 0

- Vật có trục quay cố định : Tổng momen lực làm vật quay thuận bằng tổng momen lực làm vật quay nghịch (M = F.d; F là lực tác dụng, d là tay đòn của lực )

- Máy dùng chất lỏng : F S h

f  s H

Thể tích chất lỏng truyền từ pittong này sang pittong kia là như nhau : V = S.H = s.hTrong đó h, H là quãng đường đi chuyển của pit tông nhỏ và lớn

- Áp suất chất khí : Dựa vào TN Tôrixeli

- Bình thông nhau : Chứa cùng một chất lỏng, mực chất lỏng ở các nhánh luôn cùng một

độ cao Trường hợp chứa nhiều chất lỏng khác nhau, mặt thoáng không bằng nhau nhưng các điểm trên cùng mặt ngang (trong cùng chất lỏng) có áp suất bằng nhau

B

A

P P

h d P P

h d P P

2 2 0

1 1 0

8 Máy cơ đơn giản

a Công cơ học, công suất

- Ròng rọc cố định : giúp thay đổi hướng kéo cửa lực

- ròng rọc động : giúp lợi về lực nhưng thiệt về đường đi Với mỗi ròng rọc động ta lợi 2 lần về lực và thiệt hai lần về đường đi, không lợi về công

II Các dạng toán cơ bản

1 Bài toán về đường đi của các vật

- Công thức s = v.t

- Xác định đúng các giá trị s, v, t cho từng đối tượng

- Xác định đúng khoảng cách giữa hai vật

- Xác định hướng chuyển động : cùng chiều, ngược chiều…

Bài 1 Hai điểm A, B cách nhau 120km Xe 1 đi từ A tới B với vận tốc 60km/h Cùng lúc

đó xe 2 xuất phát từ B với vận tốc 40km/h Tìm thời gian hai xe gặp nhau khi :

a Xe 2 đi cùng chiều xe 1

b Xe 2 đi ngược chiều xe 1

Bài 2 Hai điểm A, B cách nhau 50km Xe 1 xuất phát từ A, xe 2 xuất phát từ B Nếu hai

xe đi cùng chiều thì sau 2 giờ 30 phút xe 1 bắt kịp xe 2, nếu hai xe đi ngược chiều thì sau

30 phút hai xe gặp nhau Tìm vận tốc mỗi xe

Bài 3 Hai ô tô chạy theo hướng vuông góc với nhau tới một ngã tư với tốc độ là 50km/h

và 30km/h Lúc 6 giờ sáng xe một cách ngã tư 4,4km xe 2 cách ngã tư 4km Tìm thờiđiểm mà khoảng cách giữa hai xe là :

a Là nhỏ nhất

b Bằng khoảng cách lúc 6 giờ sáng

2 Bài toán về vận tốc trung bình

- Nắm vững công thức tính vận tốc trung bình

- Xác định đúng quãng đường đi s tương ứng với thời gian chuyển động

Bài 4 Một người đi xe máy trên quãng đường AB, nửa đoạn đường đầu đi với vận tốc

40km/h, nửa đoạn đường sau đi với vận tốc 60km/h Tính vận tốc trung bình trên cảquãng đường đó (Mở rộng : Nửa thời gian đầu và nửa thời gian cuối)

Bài 5 Một người đi xe máy trên quảng đường AB, nữa đoạn đường đầu đi với vận tốc

v1=15km/h, nửa đoạn đường sau đi với vận tốc v2 Biết vận tốc trung bình trên cả quãngđường đó là v=10km/h Tìm vận tốc v2

Bài 6 Một người đi xe đạp trên đoạn đường MN Nửa đoạn đường đầu người ấy đi với

vận tốc v1=20km/h Trong nửa thời gian còn lại đi với vận tốc v2 =10km/h cuối cùngngười ấy đi với vận tốc v3 = 5km/h.Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường MN?

3 Bài toán về tổng hợp vận tốc

- Nắm vững công thức cộng vận tốc

- Xác định đúng vận tốc của vật này so với vật khác

- Xác định đúng các trường hợp riêng : cùng chiều, ngược chiều, vuông góc

Bài 7 Hai vật cách nhau một đoạn AB, chuyển động thẳng đều trên một đường thẳng Sau

thời gian 10 giây nếu đi ngược chiều thì khoảng cách giảm 20m, nếu đi cùng chiều thìkhoảng cách giảm 8m Tìm vận tốc của mỗi vật

Bài 8 Một chiếc xuồng máy chuyển động trên một dòng sông Nếu xuồng chạy xuôi dòng

từ A đến B thì mất 2h, còn nếu xuồng chạy ngược dòng từ B về A thì phải mất 6h Biếtkhoảng cách giữa A và B là 120km

a Tính vận tốc của xuồng máy khi nước yên lặng và vận tốc của dòng nước

b Nếu xuống tắt máy đi từ A tới B mất bao lâu?

Bài 9 Một người đánh cá bơi thuyền ngược dòng sông Khi tới chiếc cầu bắc ngang sông,

người đó đánh rơi một cái can nhựa rỗng Sau 30 phút, người đó mới phát hiện ra, chothuyền quay lại và gặp can nhựa cách cầu 3 km Tìm vận tốc của nước chảy, biết rằng vậntốc của thuyền đối với nước khi ngược dòng và xuôi dòng là như nhau bằng 20km/h

Bài 10 Một cầu thang cuốn đưa hành khách từ tầng trệt lên tầng lầu trong siêu thị Cầu

thang trên đưa một người hành khách đứng yên lên lầu trong thời gian t1 = 1 phút

a Nếu cầu thang chuyển động mà người hành khách đó bước theo lên thì mất thời gian

t2 = 40 giây phút Hỏi nếu cầu thang ngừng chuyển động, thì người khách đi trên nó thìphải mất bao lâu để lên lầu

b Nếu cầu thang không chuyển động thì người hành khách đó phải đi mất thời gian t2 = 3phút Hỏi nếu cầu thang chuyển động, đồng thời người khách đi trên nó thì phải mất baolâu để đưa người đó lên lầu

Bài 11 Hai đoàn tàu chuyển động song song Tàu A dài 65m, tàu B dài 40m Nếu đi cùng

chiều từ lúc đầu tàu A ở đuôi tầu B tới lúc đầu tàu B ở đuôi tàu A là 70 giây Nếu đi ngượcchiều từ lúc đầu tàu A ở đầu tầu B tới lúc đuôi tàu B ở đuôi tàu A là 14 giây Tính vận tốcmỗi tầu

4 Bài toán về áp suất (rắn, lỏng, bình thông nhau, máy thủy lực)

- Nắm vững công thức tính áp suất chất rắn, lỏng, máy thủy lực

- Công thức tính thể tích các hình

- Công thức tính trọng lượng riêng, khối lượng riêng

- Tính cân bằng áp suất của các điểm cùng độ cao trong chất lỏng

Bài 12 Hai bình (a) và (b) giống hệt nhau (như hình vẽ) Miệng bình có tiết diện S1, đáybình có tiết diện S2 lần lượt có giá trị 20cm2 và 10cm2 Trên pittông của hai hình có đặtquả cân có khối lượng 10kg Bỏ qua khối lượng của pittông Tính áp lực và áp suất lênđáy mỗi bình

Bài 13 Một bình thông nhau chứa nước Người ta đổ thêm xăng vào một nhánh Hai mặt

thoáng ở hai nhánh chênh lệch nhau 30mm Tính độ cao của cột xăng Cho biết trọnglượng riêng của nước biển là 10000N/m3 và của xăng là 7000N/m3

Bài 14 Hai hình trụ A và B đặt thẳng đứng có tiết diện lần lượt là 100cm2 và 200cm2được nối thông đáy bằng một ống nhỏ qua khoá k như hình vẽ Lúc đầu khoá k để ngăncách hai bình, sau đó đổ 3 lít dầu vào bình A, đổ 5,4 lít nước vào bình B Sau đó mở khoá

k để tạo thành một bình thông nhau Tính độ cao mực chất lỏng ở mỗi bình Cho biếttrọng lượng riêng của dầu và của nước lần lượt là: d1=8000N/m3 ; d2= 10 000N/m3;

Gỗ

S 1

S 2

Bài 15 Bình thông nhau gồm hai nhánh hình trụ tiết

diện lần lượt là S1, S2 có chứa nước như hình vẽ Trên

mặt nước có đặt các pittông mỏng, khối lượng m1, m2

Mực nước hai nhánh chênh nhau một đoạn h = 10cm

a Tính khối lượng m của quả cân đặt lên pittông lớn để

mực nước ở hai nhánh ngang nhau

b Nếu đặt quả cân sang pittông nhỏ thì mực nước hai nhánh lúc bấy giờ sẽ chênh nhaumột đoạn H bằng bao nhiêu?

Cho khối lượng riêng của nước D = 1000kg/m3, S1 = 200cm2, S2 = 100cm2 và bỏ qua ápsuất khí quyển

5 Bài toán về lực Acsimet

- Nắm vững công thức F = d.V

- Nắm vững các công thức về khối lượng, khối lượng riêng, thể tích…

- Trường hợp vật nằm yên cân bằng trên mặt nước thì F = P

Bài 16 Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, có khối lượng m = 160g, chiều cao h=10cm, tiết

diện đáy là S = 40cm2, có khối lượng riêng được thả trong một bình nước

a Tính chiều cao h của phần chìm trong nước Biết Dn = 1000kg/m3

b Cần phải đặt vật nặng m1 bằng bao nhiêu trên miếng gỗ để miếng gỗ chìm hoàn toàn

c Nếu khối gỗ được khoét một lỗ hình trụ ở giữa có tiết diện ∆S = 4 cm2, sâu ∆h và lấpđầy chì có khối lượng riêng Dc = 11300kg/m3 khi thả vào trong nước người ta thấy mựcnước bằng với mặt trên của khối gỗ Tìm độ sâu ∆h của lỗ

d Nếu đổ thêm vào bình một chất dầu (khối lượng riêng Dd=700kg/m3), không trộn lẫnđược với nước cho tới khi gỗ chìm hoàn toàn Tính chiều cao của phần chìm trong nước

Bài 17 Trong một bình nước hình trụ có một khối nước đá nổi được

giữ bằng một sợi dây nhẹ, không giãn (xem hình vẽ bên) Biết lúc

đầu sức căng của sợi dây là 10N Hỏi mực nước trong bình sẽ thay

đổi như thế nào, nếu khối nước đá tan hết? Cho diện tích mặt thoáng

của nước trong bình là 100cm2 và khối lượng riêng của nước là

D = 1000kg/m3

h S2

S1

F2A

P2

P1T

T

Bài 18 Một quả cầu đặc bằng nhôm, ở ngoài không khí có trọng lượng 1,458N Hỏi phải

khoét lõi quả cầu một phần có thể tích bao nhiêu để khi thả vào nước quả cầu nằm lơ lửngtrong nước?

Biết dnhôm = 27 000N/m3, dnước =10 000N/m3

Bài 19 Hai quả cầu đặc có thể tích mỗi quả là

V = 100cm3 được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ

không co giãn thả trong nước (hình vẽ) Khối lượng quả

cầu bên dưới gấp 4 lần khối lượng quả cầu bên trên khi

cân bằng thì 1/2 thể tích quả cầu bên trên bị ngập trong

nước Dnước = 1000kg/m3

Hãy tính

a Khối lượng riêng của các quả cầu

b Lực căng của sợi dây

Bài 20 Một quả cầu có trọng lượng riêng d1=8200N/m3,

thể tích V1=100cm3, nổi trên mặt một bình nước Người

ta rót dầu vào phủ kín hoàn toàn quả cầu Trọng lượng riêng của dầu là d2=7000N/m3 vàcủa nước là d3=10000N/m3

a Tính thể tích phần quả cầu ngập trong nước khi đã đổ dầu

b Nếu tiếp tục rót thêm dầu vào thì thể tích phần ngập trong nước của quả cầu thay đổinhư thế nào?

PHẦN 2 : NHIỆT HỌC

I Kiến thức chung

1 Nguyên lý truyền nhiệt

- Nếu chỉ có hai vật trao đổi nhiệt thì:

- Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn

- Sự truyền nhiệt xảy ra cho đến khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì dừng lại.-Nhiệt lượng của vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng của vật khi thu vào

2 Công thức tính nhiệt lượng

- Nhiệt lượng của một vật thu vào để nóng lên: Q = mc∆t (với ∆t = t2 - t1 Nhiệt độ cuốitrừ nhiệt độ đầu)

- Nhiệt lượng của một vật tỏa ra để lạnh đi: Q = mc∆t (với ∆t = t1 - t2 Nhiệt độ đầu trừnhiệt độ cuối)

3 Phương trình cân bằng nhiệt

Qtỏa ra = Qthu vào

4 Sự chuyển thể

a Sự hóa hơi, ngưng tụ

- Sự hóa hơi là chuyển từ thể lỏng sang hơi Sự ngưng tự là chuyển từ thể hơi sang lỏng

- Nhiệt lượng thu vào khi hóa hơi hoặc tỏa ra khi ngưng tụ là : Q = m.L

L là nhiệt hóa hơi, m là khối lượng

b Sự nóng chảy, đông đặc

- Sự nóng chảy là từ thể rắn sang lỏng, đông đặc là từ thể lỏng sang rắn

- Nhiệt lượng thu vào khi nóng chảy hoặc tỏa ra khi đông đặc là : Q = m λ

λ là nhiệt nóng chảy, m là khối lượng

Lưu ý : Trong quá trình chuyển thể, nhiệt độ không đổi Nhiệt lượng cần cung cấp trước

và sau khi chuyển thể thì dùng công thức tính nhiệt lượng

II Các dạng toán cơ bản

1 Trao đổi nhiệt chưa có chuyển thể

- Dựa vào PTCB nhiệt : Qtỏa ra = Qthu vào

- Nếu có nhiều chất cần xác định rõ những chất nào tỏa, chất nào thu

- Nếu trộn nhiều lần các chất thì cần lưu ý khối lượng các lần trộn

Bài 1 Người ta thả một thỏi đồng 0,4kg ở nhiệt độ 800C vào 0,25kg nước ở nhiệt độ

180C Hãy xác định nhiệt độ khi cân bằng nhiệt Cho biết nhiệt dung riêng của đồng là380J/kg.k của nước là 4200J/Kg.K

Bài 2 Có ba chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau và được trộn lẫn vào nhau trong

một nhiệt lượng kế Chúng có khối lượng lần lượt là m1 = 1kg, m2 = 10kg, m3 = 5kg, cónhiệt dụng riêng tương ứng là c1 = 2000J/kg.K, c2 = 4000J/kg.K, c3 = 2000J/kg.K Và cónhiệt độ t1 = 100C, t2 = 200C, t3 = 600C

a Hãy xác định nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng

b Tính nhiệt lượng cần thiết để hỗn hợp nóng thêm 60C

Bài 3 Phải trộn bao nhiêu nước ở nhiệt độ 800C vào nước ở 200C để được 90kg nước ở

600C Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200/kg.K

Bài 4 Người ta thả đồng thời 200g sắt ở nhiệt độ 800C và 450g đồng ở nhiệt độ 300C vào150g nước ở nhiệt độ 500C Tính nhiệt độ khi cân bằng

Biết nhiệt dung riêng của sắt, đồng nước lần lượt là : 460J/kg.K ; 380J/kg.K và4200J/kg.K

Bài 5 Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có m0 = 100g chứa m1 = 400g ở nhiệt độ t1 = 100C.Người ta thả một thỏi hợp kim nhôm thiết có khối lượng m2 = 200g ở nhiệt độ t2 = 1200C.Trạng thái cân bằng nhiệt là t3 = 140C Xác định khối lượng nhôm thiết trong hỗn hợp

Bài 5 Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 1360Cvào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 140C Khi cân bằng nhiệt là 180C và muốn nhiệt

kế nóng thêm 10C thì cần 65,1J Hỏi có bao nhiêu gam chì và kẽm ở hợp kim Biết nhiệtdung riêng của chì là 130J/Kg.K, của kẽm là 210J/Kg.k

Bài 6 Một vật rắn có nhiệt độ t1=1500C thả vào bình nước làm cho nước tăng từ 200C tới

500C Nếu cùng vật trên thả tiếp thêm một vật nữa nhưng ở nhiệt độ 1000C thì nhiệt độcảu nước là bao nhiêu ?

Bài 7 Người ta cho vòi nước nóng 700C và vòi nước lạnh 100C đồng thời chảy vào bể cósẵn 100kg nước ở nhiệt độ 600C Hỏi phải mở hai vòi trong bao lâu thì thu được nước cónhiệt độ 450C Cho biết lưu lượng mỗi vòi là 20kg/phút

Bài 8 Một bình nhiệt lượng kế có chứa nước ở t0 C và hai viên bi bằng đồng giống hệtnhau ở nhiệt độ t = 900C Thả viên bi thứ nhất vào bình sau khi cân bằng nhiệt độ là

t1 = 200C, thả tiếp viên bi thứ hai thì nhiệt độ của bình nhiệt lượng là t2 = 250C tính nhiệt

độ ban đầu t00C của nước

Bài 9 Có hai bình cách nhiệt, bình thứ nhất chứa 2kg nước ở 200C, bình thứ hai chứa 4kgnước ở 600C Người ta rót một ca nước từ bình 1 vào bình 2 Khi bình 2 đã cân bằng nhiệtthì người ta lại rót một ca nước từ bình 2 sang bình 1 để lượng nước trong hai bình nhưlúc đầu Nhiệt độ ở bình 1 sau khi cân bằng là 21,950C

a Xác định lượng nước đã rót ở mỗi lần và nhiệt độ cân bằng ở bình 2

b Nếu tiếp tục thực hiện lần thứ hai, tìm nhiệt độ cân bằng ở mỗi bình

2 Trao đổi nhiệt có chuyển thể

a Chuyển thể hoàn toàn

- Là sự chuyển thể đã xong, chất chuyển hoàn toàn từ thể này sang thể khác

- Cần áp dụng công thức tính nhiệt lượng để tính nhiệt lượng cần cung cấp hoặc tỏa ra đểtới nhiệt độ chuyển thể (có thể là nhiệt lượng cần cung cấp sau khi chuyển thể) và nhiệtlượng cần để chuyển thể

Bài 10 Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 1kg nước tăng nhiệt độ từ -200C biến hoàn

toàn thành hơi

Cho biết =3,4.105J/kg, L= 2,3.106J/kg, c1 = 4200J/kg.K

Bài 11 Dẫn 100g hơi nước vào bình cách nhiệt đựng nước đá ở -40C Nước đá tan hoàntoàn và lên đến 100C Tìm khối lượng nước đá có trong bình Biết nhiệt nóng chảy củanước đá là =3,4.105J/kg, L= 2,3.106J/kg, c1 = 4200J/kg.K, c2 = 1800J/kg.K

b Chuyển thể chưa hoàn toàn

- Có một phần chất chuyển thành thể khác, một phần vẫn ở dạng ban đầu

- Ta cần xác định xem chất có chuyển thể hoàn toàn hay chưa Thường gặp trường hợpnước đá tan nếu Qtỏa ra < Qthu vào thì không tan hết

- Trường hợp này nhiệt độ sau cùng là nhiệt độ lúc chuyển thể

Bài 12 Bỏ 100g nước đá ở 00C vào 300g nước ở 200C

Nước đá tan hết không ? Nếu không tan hết, tính khối lượng nước đá còn lại

Cho = 3,4.105J/kg và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K

Bài 13 Bỏ 0,2kg nước đá ở -200C vào 2kg nước ở 250C Tính nhiệt độ khi cân bẳng Chobiết nhiệt nóng chảy của nước đá  = 3,4.105J/kg và nhiệt dung riêng của nước là4200J/kg.K.

Bài 14 Người ta đổ m1 nước ở nhiệt độ t1 = 200C và m2 nước đá ở nhiệt độ t1 = -50C Khicân bằng lượng nước thu được là m = 50kg có nhiệt độ t = 150C Tính m1, m2 biết nhiệtdung riêng của nước là c1 = 4200J/kg/K, nước đá là c2 = 2100J/kg/K, nhiệt nóng chảy củanước đá là  = 3,4.105J/kg

Bài 15 Một bình nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m1 = 200g chứa m2 = 400gnước ở nhiệt độ t1 = 200C

a Đổ thêm vào bình một lượng m nước ờ nhiệt độ t2 = 50C Khi cân bằng thì nhiệt độtrong bình là t = 100C Tính m

b Sau đó người ta thả thêm vào bình một khối nước đá có khối lương m3 ở nhiệt độ

t3 = -50C Khi cân bằng còn lại 100g nước đá Tìm m3

Biết biết nhiệt dung riêng của nước là c1 = 4200J/kg.K, nước đá là c2 = 2100J/kg.K, củanhôm là c1 = 880J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là  = 3,4.105J/kg

Bài 16 Một thỏi nước đá có khối lượng m1 = 200g ở -100C

a Tính nhiệt lượng cần cung cấp để thỏi nước đá biến thành hơi hoàn toàn ở 1000C Chonhiệt dung riêng của nước đá c1 = 1800J/kg.K, của nước c2 = 4200J/kg.K; nhiệt nóng chảycủa nước đá ở 00C là  = 3,4.105J/kg; nhiệt hóa hơi của nước là L = 2,3.106J/kg

b Nếu bỏ thỏi nước đá trên vào xô nhôm chứa nước ở 200C Sau khi có cân bằng nhiệt ,người ta thấy nước đá còn sót lại là 50g Tính lượng nước có trong xô lúc đầu Biết xônhôm có khối lượng m2 = 100g và nhiệt dung riêng của nhôm là c3 = 880J/kg.K

- Để tính HĐT hai điểm A, B bất kì ta đi từ A tới B, gặp điện trở nào thì lấy U của điện trở

đó ( lấy dấu âm khi đi qua điện trở ngược chiều dòng điện) :

4 Mạch tương đương

- Với những mạch điện phức tạp (không cấu tạo từ mạch song song, nối tiếp) Để chuyển

về mạch điện cơ bản ta dùng cách quy tắc chuyển mạch

a Quy tắc 1 : Chập các điểm có cùng điện thế

- Là các điểm mà đường đi giữa chúng không có điện trở (nối tắt bằng dây dẫn)

- Hai điểm được nối bằng Ampe kế lý tưởng

- Hai điểm của mạch có tính đối xứng với mạch cần xét

b Quy tắc 2 : Bỏ qua đoạn mạch

- Khi CĐDĐ qua đoạn mạch bằng 0 (khóa K mở)

- Hai điểm được nối bằng Vôn kế kế lý tưởng

- Đoạn mạch có tính đối xứng

c Quy tắc 3 : Mạch tuần hoàn

- Là mạch điện được lặp đi lặp lại một cách tuần hoàn, khi này ta thêm hoặc bớt một sốđiện trở vào một trong hai bên của mạch thì điện trở tương đương của mạch vẫn khôngthay đổi

Lưu ý : Để vẽ lại mạch tương đương trước tiên ta xác định các điểm điện thế còn lại saukhi áp dụng các quy tắc, sau đó dựa vào mạch gốc xem các điện trở nằm giữa hai điểmnào thì đặt vào hai điểm đó ở mạch mới

5 Vai trò Ampe kế và Vôn kế

a Vai trò của Ampe kế

- Nếu ampe kế lý tưởng ( Ra=0), ngoài chức năng là dụng cụ đo nó còn có vai trò như dâynối do đó:

+ Nếu ampe kế mắc nối tiếp với vật nào thì nó đo CĐDĐ qua vật đó

+ Khi ampe kế mắc song song với vật nào thì điện trở đó bị nối tắt Có thể chậpcác điểm ở 2 đầu ampe kế thành một điểm khi biến đổi mạch điện tương đương

+ Khi ampe kế nằm riêng một mạch thì dòng điện qua nó được tính thông qua cácdòng ở 2 nút mà ta mắc ampe kế (dựa theo định lý về nút)

- Nếu ampe kế có điện trở đáng kể, thì xem như một điện trở bình thường: Ia=Ua/Ra

b Vai trò của Vôn kế

- Trường hợp vôn kế có điện trở rất lớn ( lý tưởng):

+ Vôn kế mắc song song với đoạn mạch nào thì số chỉ của vôn kế cho biết HĐTgiữa 2 đầu đoạn mạch đó: UV = UAB = IAB.RAB

+ Những điện trở bất kỳ mắc nối tiếp với vôn kế được coi như là dây nối của vôn

kế, các điện trở này coi như bằng 0, ( IR = IV = U/ = 0)

+ Trong trường hợp mạch phức tạp, Hiệu điện thế giữa 2 điểm mắc vôn kế phảiđược tính bằng công thức cộng thế

+ Có thể bỏ vôn kế khi vẽ sơ đồ mạch điện tương đương

- Trường hợp vôn kế có điện trở hữu hạn, thì trong sơ đồ ngoài chức năng là dụng cụ đovôn kế còn có chức năng như mọi điện trở khác: UV=IV.RV

6 Truyền tải điện năng đi xa

- Công thức tính công suất hao phí :

- Công thức máy biến thế : 1 1

Nếu U1 > U2  n1 > n2 thì là máy hạ thế và ngược lại

- Hiệu suất truyền tải : H P'100% P P100% 1 P 100%

Trong đó U’ là hiệu điện thế nơi tiêu thụ, U là hiệu điện thế nơi phát

II Các dạng toán cơ bản

1 Bài toán mạch điện tương đương

- Nắm vững công thức cơ bản về mạch nối tiếp và song song

- Nắm vững các quy tắc chuyển mạch tương đương

- Công thức công thế và định luật về nút

- Vai trò cùa Vôn kế và Ampe kế

- Bài toán chia thế và bài toán chia dòng

a Mạch phức tạp có vôn kế và ampe kế

Bài 1 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Tính RAB, RAC, RBC?

Bài 2 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Cho R3 = 2R1 Vôn kế V1 chỉ 12V, vôn kế V2chỉ 10V Tính UAB

Bài 3 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Các ampe kế giống hệt nhau Các điện trở

bằng nhau là r Biết A2 chỉ 1A, A3 chỉ 0.5A Hỏi A1 chỉ bao nhiêu?

Bài 4 Cho bốn điện trở giống hệt nhau, ghép nối tiếp vào nguồn UMN = 120V Dùng vôn

kế mắc vào M và C chỉ 80V Hỏi nếu mắc vào A và B thì chỉ bao nhiêu?

Bài 5 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Biết UAB = 18V; R1= R2=R3=6; R4=2Ω

a Nối DB bằng vôn kế lý tưởng, tìm số chỉ vôn kế

b Nối DB bằng ampe kế kế lý tưởng, tìm số chỉ ampe kế

N

r r

I 2

I 3

I 4

I 1

Bài 6 Cho mạch điện như hình vẽ Biết R1 = 1Ω; R2 = 2Ω; R3 = 3Ω; R4 = 5; R5 = 0.5Ω.Điện trở vôn kế rất lớn, hiệu điện thế UAB=20V Tính RAB và dòng điện qua các điện trở,

số chỉ vôn kế khi khóa K mở và khóa K đóng

Bài 7 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Biết R1 = 

E

Bài 10 Cho mạch điện như hình vẽ Biết R1 = R2 = R3 = R4 = 6; R Điện trở ampe kếbằng không Điện trở vôn kế rất lớn, hiệu điện thế UAB=18V

Bài 12 Cho mạch điện gồm vô số nhóm giống nhau, mỗi nhóm có r = 10 Tính RAB

Bài 13 Cho mạch điện gồm vô số nhóm giống nhau, mỗi nhóm có r = 10 Tính RMN

- Khi đặt một hiệu điện thế UAB khác 0 thì ta nhận thấy I5 = 0; U5 = 0

- Đặc điểm của mạch cầu cân bằng

+ Về điện trở

4

2 3

1 4

3 2

1

R

R R

R R

R R

R





+ Về dòng điện: I1 = I2 ; I3 = I4

Hoặc

2

4 4

2 1

3 3

R

R I

I R

R I

I



+ Về hiệu điện thế : U1 = U3 ; U2 = U4

Hoặc

4

3 4

3 2

1 2

R

R U

U R

R U

U





- Khi này ta có thể bỏ R5 ra khỏi mạch

Bài 14 Cho mạch điện như hình vẽ Với R1=1, R2=2, R3=3, R4= 6, R5 = 5

R

R R

U AB

221

6

2 1

U AB

67.063

6

4 3

Bài 15 Cho mạch điện như hình vẽ Với R1=1, R2=1, R3=2, R4= 3, R5 = 4

UAB=5,7V Tính I qua các điện trở?

Giải+ Chọn 2 hiệu điện thế bất kì làm 2 ẩn

+ Sau đó qui các hiệu điện thế còn lại theo 2 ẩn đã chọn

+ Giải hệ phương trình theo 2 ẩn đó

U5 = 0,4V, Rtd = 1,425 Áp dụng định luật Ôm tính được các dòng qua điện trở

Bài 16 Cho mạch điện như hình vẽ Với R1=2, R2=9, R3=3, R4= 7, UAB=10V

a Tính số chỉ vôn kế trong trường hợp vôn kế lý tưởng và RV = 150?

Ta có : I = 1,91A; I1 = 0,915A; I2 = 0,008A; UV = 1,2V (RV = 150)

b Thay vôn kế bằng Ampe kế, tính số chỉ Ampe kế trong trường hợp Ampe kế lý tưởng

Bài 17 Cho mạch điện như hình vẽ Biết R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 10Ω Hiệu điện thế

UAB=24V

a Tính RAB

b Tìm dòng điện qua ampe kế

2 Bài toán về mạch có biến trở - biện luận

- Nắm các công thức về công, công suất Khái niệm định mức về công suất, hiệu điện thế,cường độ dòng điện

- Nắm vững công thức tính điện trở của dây dẫn : R l

- Khi biến trở mắc vừa nối tiếp vừa song song với mạch ta vẽ lại mạch điện cho đơn giản

và biểu diễn phần này của biến trở theo phần kia

Bài 18 Muốn đèn 6V-3W sáng bình thường với UMN=15V, biến trở có điện trở lớn nhất là

Ro = 12 Ω, điện trở của dây dẫn là R=0.5Ω người ta sử dụng một trong 3 sơ đồ sau

a Tìm vị trí con chạy C (RAC = ? hoặc RCB = ?) để đèn sáng bình thường trong mỗi sơ đồ

b Ta nên chọn sơ đồ nào trong ba sơ đồ trên?

Bài 19 Cho mạch điện như hình Biết R1=3Ω, R2=6Ω, AB là biến trở có điện trở toàn phần là Ro=18Ω, C là con chạy, hiệu điện thế UMN=9V.

a Xác định vị trí C để vôn kế chỉ số 0

b Điện trở vôn kế vô cùng lớn, xác định vị trí C để vôn kế chỉ 1V

Bài 20 Cho mạch điện như hình Biết R1=1Ω, R2=2Ω, điện trở ampe kế bằng 0, AB là biến trở có điện trở toàn phần là Ro=6Ω, C là con chạy, hiệu điện thế UMN=9V

a Xác định vị trí C để ampe kế chỉ số 0

b Xác định vị trí C để hiệu điện thế R1 và R2 bằng nhau Khi đó ampe kế chỉ bao nhiêu?

3 Bài toán về cực trị của các đại lượng

- Nắm vững công thức xác định các đại lượng cần tìm cực trị (thường là U, I, P)

- Sử dụng các kiến thức toàn học để tìm cực trị như :

+ Bất đẳng thức côsi : a2 + b2 ≥ 2ab

+ Dạng bình phương của một số : a2 + b ≥ b

+ (a + b) = const → ab = max khi a = b

+ (ab = const) → (a + b) = min khi a = b

+ (a + b) = const → 1/a + 1/b = min khi a = b

+ ∆ = b2 – 4ac ≥ 0, suy ra (b2 – 4ac) = min = 0

Bài 21 Cho sơ đồ như hình vẽ trong đó R1=5.5Ω, R2=3Ω, hiệu điện thế UMN=6V

a Khi biến trở R = 3Ω, tìm công suất của đoạn mạch MC

b Xác định giá trị của biến trở R để công suất tiêu thụ của biến trở là cực đại?

Bài 22 Cho sơ đồ hình vẽ, bóng đèn 6V-3W, hiệu điện thế UMN=10V, điện trở R=4Ω.

a Xác định giá trị của biến trở để đèn sáng bình thường

b Xác định giá trị của biến trở để công suất tiêu thụ của biến trở là cực đại?

c Xác định giá trị của biến trở để công suất tiêu thụ của mạch song song cực đại?

Bài 23 Cho sơ đồ như hình vẽ trong đó AB là một điện trở RAB=1Ω, trên AB người ta mắc thêm hai con chạy C, D Cho UMN = 9V Khi di chuyển C, D trên AB ứng với giá trị nào của RAM, RMN, RNB, thì CĐDĐ qua mạch chính đạt cực tiểu?

4 Bài toán về điện năng, công suất, định luật Jun-Lenxơ

- Nắm các công thức về công, công suất, định luật Jun-Lenxơ

- Khái niệm định mức về công suất, hiệu điện thế, cường độ dòng điện (chính là các giátrị ghi trên dụng cụ).Cần phân biệt giá trị định mức với giá trị thực tế

- Công suất của mạch là tổng công suất các dụng cụ Nhiệt lượng của mạch là tổng nhiệtlượng các dụng cụ

- Tổng công suất bằng công suất của dụng cụ + công suất hao phí do dây dẫn (nếu có)

- Với bài toán định mức cần xem xét giá trị thực tế phải bằng giá trị định mức Nếu làđịnh mức của bộ bóng đèn chính là các giá trị HĐT, CĐDĐ, công suất sao cho trong bộkhông có bóng nào hoạt động quá định mức riêng

Bài 24 Một bếp có công suất tiêu thụ P = 1,1kW được dùng ở mạch điện có hiệu điện thế

U = 120V Dây nối từ ở cắm có r=1

a Tính điện trở của bếp

b Tính nhiệt lượng toả ra khi sử dụng bếp trong nửa giờ

ĐB

Bài 25 Có hai bóng đèn ghi : Đèn 1 (220V-100W), đèn 2 (110V-60W).

a Nêu ý nghĩa số ghi

b Tính công suất tối đa hai đèn chịu được khi ghép nối tiếp và ghép song song?

Bài 26 Có hai bóng đèn ghi : Đèn 1 (110V-100W), đèn 2 (110V-25W).

a Hai bóng trên có mắc nối tiếp vào hiệu điện thế 220V được không?

b Ta có thể dùng một hoặc hai điện trở phụ ghép thêm vào bộ bóng để sáng bình thường

như ba hình dưới Tính điện trở phụ trong các trường hợp Chọn cách nào lợi hơn?

Bài 27 Có ba bóng đèn ghi : Đèn 1 (3V-3W), đèn 2 (3V-1W), đèn 3 (2.5V-1.25W) Tìm

hiệu điện thế định mức của bộ và công suất thực tế mỗi bóng khi ba bóng ghép nối tiếp và

ba bóng ghép song song

Bài 28 Ba bóng đèn ghi : Đèn 1 (110V-100W), đèn 2 (110V-25W), đèn 3 (220V-60W)

Tìm hiệu điện thế định mức của bộ khi

a Bóng một ghép song song với hai bóng nối tiếp

b Bóng một ghép nối tiếp với hai bóng song song

Bài 29 Có hai loại điện trở 5Ω và 7Ω Tìm số điện trở mỗi loại sao cho khi mắc nối tiếp

ta được tổng điện trở là 95Ω với số điện trở là ít nhất

Bài 30 Có 50 điện trở gồm ba loại điện trở 1Ω, 3Ω và 8Ω

a Tìm số cách chọn số điện trở mỗi loại sao cho khi ghép nối tiếp ta được tổng điện trở là 100Ω

b Tìm số cách chọn số điện trở mỗi loại sao cho khi ghép nối tiếp ta được tổng điện trở là

100Ω với tổng số loại điện trở 1Ω, 3Ω là nhỏ nhất

Bài 31 Dùng nguồn điện U = 32V để thắp sáng bình thường một bộ gồm m x n bóng đèn

cùng loại (2.5V-1.25W) Dây nối từ bộ bóng tới nguồn điện là R=1Ω

a Tìm công suất tối đa của bộ bóng

Bài 32 Cho bộ bóng đèn như hình vẽ Các bóng có cùng điện trở R Cho biết bóng thứ tư

có công suất là P4 = 1W Tìm công suất các bóng còn lại

Bài 33 Vẫn cho bộ bóng đèn như hình trên Nếu các bóng có cùng công suất Cho biết

bóng thứ tư có điện trở là R4 = 1Ω Tìm điện trở các bóng còn lại

Bài 34 Cho bộ năm bóng đèn như hình trên thì cả năm đèn đều sáng bình thường và công

suất tiêu thụ như nhau

a Những bóng nào giống nhau?

R

5 Bài toán về truyền tải điện năng

- Nắm vững các công thức về : tính công suất hao phí, công thức máy biến thế, hiệu suất tuyền tải, độ giảm thế

- Lưu ý phân biệt rõ các hiệu điện thế : ở nơi phát, ở nơi tiêu thụ

- Tổng công suất bằng công suất của dụng cụ + công suất hao phí do dây dẫn (nếu có)

Bài 35 Một máy biến thế đang hoạt động ở chế độ hạ thế Hiệu điện thế của nguồn là U1không đổi Ban đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp có số vòng là n1 và n2 Người ta giàm bớt cùngmột số vòng dây n ở cả hai cuộn (n < n1 < n2) Hỏi hiệu điện thế cuộn thứ cấp tăng hay giảm so với ban đầu?

Bài 36 Có bốn máy biến thế A, B, C, D có cùng số dây cuộn sơ cấp là n1 số vòng dây cuộn thứ cấp lần lượt là : n2, n2 + n; n2 + 2n; n2 +3n; Cùng đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp mỗi máy hiệu điện thế U1 lần lượt là 100V, 2U, 3U và U3 Xác định U và U3.

Bài 37 Một máy phát điện xoay chiều có công suất 200kW Dòng điện phát ra sau khi

tăng thế được truyền đi xa 50km bằng hai đường dây dẫn, dây dẫn có đường kính d=1cm, điện trở suất ρ = 1.57.10-7Ω.m Hiệu điện thế nơi phát là 25kV Hãy tính :

a Công suất hao phí

b Công suất nơi tiêu thụ

c Độ giảm thế trên đường dây tải điện

d Phần trăm hao phí trên đường dây

e Hiệu suất quá trình truyền tải

Bài 38 Điện năng được truyền tải từ M tới nơi tiêu thụ N cách 180km Điện trở đường

dây là 80Ω Do sự cố đường dây bị đò điện tại điểm Q (hai dây tải điện bị nối tắt bởi vật

có điện trở R) Để xác định vị trí Q, người ta ngắt điện khỏi đường dây sau đó dùng nguồnđiện không đổi 12V nối vào hai đầu dây tải điện tại M Khi hai đầu dây tại N để hở thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0.4A, còn khi Khi hai đầu dây tại N được nối tắt bởi một dây dẫn có điện trở không đáng kể thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0.42A Xác định khoảng cách MQ

PHẦN 4 : QUANG HỌC

I Kiến thức chung

1 Các khái niệm cơ bản

- Ta nhận biết vật khi có ánh sáng từ vật truyền tới mắt ta

- Tia sáng đi tới dụng cụ quang học là tia tới, tia sáng đi qua là tia ló, tia sáng hắt lại là tiaphản xạ

- Vật : Nơi xuất phát của các tia tới (vật thật) hoặc nơi mà đường kéo dài của các tia tới điqua (vật ảo)

- Ảnh : Nơi gặp nhau của các tia ló (ảnh thật) hoặc nơi mà đường kéo dài của các tia ló điqua (ảnh ảo)

2 Các định luật quang học cơ bản

- Định luật truyền thẳng của ánh sáng : trong mội trường trong suốt và đồng tính ánh sángtruyền theo đường thẳng

- Định luật phản xạ ánh sáng : tia phản xạ nằm bên kia pháp tuyến so với tia tới, góc phản

- Ảnh và vật đối xứng qua gương

b Cách vẽ ảnh điểm sáng S qua gương

- Từ S vẽ hai tia tới bất kì và hai tia phản xạ của chúng

- Hai tia phản xạ kéo dài gặp nhau tại S’

- S’ là ảnh của S, đối xứng với S qua gương

c Cách vẽ ảnh vật sáng AB qua gương

- Dựng ảnh của hai điểm AB qua gương

- Nối A’ và B’ ta được ảnh A’B’ của AB