Đề thi HSG TP Bắc Giang 2010-2011

U + - R1 R2 R3 R4 B C A V U + - M N r V phòng gd&đt Tp bắc giang đề thi học sinh giỏi cấp thành phố Năm học: 2010 2011 Môn thi: Vật lý 9 Thời gian làm bài : 150 phút (Đề thi gồm có 02 trang) --------------------------------- Câu 1: (5điểm) Cho mạch điện: Hiệu điện thế của nguồn đợc giữ luôn không đổi là U = 12V. R 1 = R 2 = 5 , R 3 là biến trở, R 4 = 4 . Vôn kế có điện trở rất lớn. Bỏ qua điện trở dây nối. a) Điều chỉnh R 3 = 15 . Tính số chỉ vôn kế? b) Nếu đổi vị trí của R 3 và nguồn điện, cực d- ơng đấu với A. Điều chỉnh R 3 để vôn kế chỉ 2V, chốt dơng đấu với B. Tìm R 3 ? c) Trong mạch điện đã cho ban đầu, nếu thay vôn kế bằng một ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể, điều chỉnh R 3 = 25 9 , hãy vẽ chiều dòng điện trong mạch và tính số chỉ của ampe kế khi đó? Câu 2: (2 điểm) Để xác định chiều dài và khối lợng của một cuộn dây đồng một học sinh đã làm thí nghiệm nh sau: - Đo đờng kính của sợi dây đợc kết quả d = 0,34 mm. - Mắc hai đầu cuộn dây vào hai điểm M, N thì nhận thấy tr- ớc khi mắc vôn kế chỉ 6V, sau khi mắc vôn kế chỉ 5V. Biết nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U (V), điện trở r = 2 , vôn kế có điện trở rất lớn, điện trở suất của đồng là 1,7.10 -8 .m , khối lợng riêng của đồng là 8900 kg/m 3 . Bỏ qua điện trở dây nối. Tính chiều dài và khối lợng của cuộn dây đồng trên? Lấy =3,14. Câu 3: (6 điểm) Trong mạch điện trên, đèn loại 3V 1,5W; nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 12V, PQ là một đoạn dây hợp kim đồng chất, tiết diện đều có điện trở R PQ là 24 , ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể. 1 Trũnh Tran Nhử Ngoùc M R0 U - + C P Q A N RĐ A + B - C D + P - Q A B S N + - U A B C D Gọi điện trở đoạn dây PC là x ( ), điện trở R 0 = 10 . Coi điện trở của đèn không phụ thuộc vào nhiệt độ. Bỏ qua điện trở các dây nối. a) Điều chỉnh con chạy C để đèn sáng bình thờng. Tìm x? b) Tìm x để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MN (gồm đèn và biến trở) lớn nhất? Khi đó đèn sáng thế nào? c) Thay đèn bằng một điện trở R có cùng giá trị với điện trở của đèn . Dịch chuyển con chạy dần từ P đến Q: + Tính số chỉ nhỏ nhất của ampe kế trong quá trình dịch chuyển trên? + Cờng độ dòng điện trong mạch chính I thay đổi nh thế nào? Vẽ dạng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là U MN vào cờng độ dòng điện I trong mạch chính khi con chạy dịch chuyển? Câu 4. (3 điểm) Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U AB = 220V, đờng dây dẫn điện từ nguồn tới gia đình làm bằng đồng có điện trở suất 1,7.10 -8 .m , tiết diện 0,68mm 2 , hai đoạn dây AC = BD = 100m. Bóng đèn dây tóc loại 220 V 500W. Ngời ta mắc thêm một siêu điện loại 220v 500W song song với đèn vào hai điểm C và D để đung nớc. trong siêu chứa 0,5kg nớc ở nhiệt độ ban đầu 20 0 C. Biết nớc có nhiệt dung riêng là 4200 J/kg.K, trong quá trình đun, nớc chỉ thu đợc 80% nhiệt lợng tỏa ra từ dây mai xo của siêu. + Khi mắc thêm siêu vào thì đèn tối hơn, giải thích tại sao? + Tính thời gian đun nớc sôi ở 100 0 C? Bỏ qua điện trở của dây nối giữa C, D và sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ. Câu 5. (4 điểm) a) Từ sự định hớng của kim nam châm trên hai đờng sức từ của ống dây, hãy xác định tên hai cực từ của ống dây, tên hai cực P, Q của nguồn điện, giải thích cách xác định? (Đầu màu đen là cực từ bắc của kim nam châm). b) Hình bên là sơ đồ cấu tạo một động cơ điện một chiều. Hai đầu khung dây đấu cố định với hai bán khuyên. Khi khung dây quay, hai bán khuyên cũng quay theo và 2 chổi quét đang tiếp xúc với điểm chính giữa của mỗi bán khuyên. b1) Ban đầu khung đang nằm ngang, hãy xác định chiều quay của khung, giải thích cách xác định? Muốn đổi chiều quay của động cơ ta làm 2 Trũnh Tran Nhử Ngoùc thế nào, tại sao? b2) Ban đầu khi khung quay đợc một phần t vòng kể từ vị trí ban đầu, em có nhận xét gì về lực điện từ tác dụng lên khung ngay sau đó? Nếu không có hiện tợng trên, khung có liên tục quay theo một chiều đợc không, tại sao? b3) Chứng minh rằng khi động cơ đang chạy thì U > I.R ? Trong đó I là cờng độ dòng điện trong khung, R là điện trở của khung, U là hiệu điện thế giữa hai đầu khung. b4) Nếu thay nguồn điện trong sơ đồ trên bằng một bóng đẹ dây tóc, rồi tác dụng một lực làm quay khung dây của động cơ ta thấy bóng đèn sáng. Giải thích tại sao? --------Hết-------- Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm! 3 Trũnh Tran Nhử Ngoùc . phòng gd&đt Tp bắc giang đề thi học sinh giỏi cấp thành phố Năm học: 2010 2011 Môn thi: Vật lý 9 Thời gian làm bài : 150 phút (Đề thi gồm có 02 trang). điện thế không đổi U = 12V, PQ là một đoạn dây hợp kim đồng chất, tiết diện đều có điện trở R PQ là 24 , ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể. 1 Trũnh