c) Lượng đồng bám vào Katôt trong thời gian 16 phút 5 giây. Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có véc tơ B vuông góc với mặt phẳng chứa MN và dây tr[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT LƯU HOÀNG
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2018 – 2019
Môn thi: Vật lý - Lớp: 11
(Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề)
Bài 1 (4 điểm).
Cho mạch điện hình vẽ Với E1 6V , r1 r2 1 , E2 2V , 2
R , R2 5 ,R3 bình điện phân dung dịch CuSO
4 có điện
cực đồng có điện trở 3 Tính:
a) Hiệu điện UAB.
b) Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch.
c) Lượng đồng bám vào Katôt thời gian 16 phút giây. Bài 2 (3 điểm).
Trên đường thẳng xy cho bốn điểm O, A, B, C theo thứ tự từ trái qua phải, B trung điểm AC Đặt điện tích Q O Sau đặt điện tích q A, B C Biết q đặt A B lực tương tác giữa hai điện tích F1 9.104N
và F2 4.104N Tìm lực tương tác điện tích q đặt C.
Bài 3 (4 điểm).
Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, khối lượng đơn vị dài dây D=0,04 kg/m Dây treo hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng đặt từ trường có véc tơ B vng góc với mặt phẳng chứa MN dây treo, B=0,04 T Cho dòng điện I chạy qua dây
a) Xác định chiều độ lớn I để lực căng dây treo không?
b) Cho MN=25 cm, I=16 A có chiều từ N đến M Tính lực căng dây treo Bài 4 (4 điểm).
Tam giác ABC vuông A đặt điện trường ⃗E
0 , α=C B A=600 , AB // ⃗E
0 Biết BC= 6cm, UBC=120V .
a) Tìm UAC , UBA cường độ điện trường E0 .
b) Đặt thêm C điện tích q=9 10−10C Tìm cường độ điện trường tổng hợp A.
Bài 5 (5 điểm).
Cho sơ đồ mạch điện hình vẽ E = 12V, r = 2
Cho R = 10 Tính cơng suất tỏa nhiệt R, nguồn,
a) Công suất nguồn, hiệu suất nguồn
b) Tìm R để cơng suất R lớn nhất? Tính cơng suất đó? c) Tính R để cơng suất tỏa nhiệt R 36W
-HẾT -Cán coi thi khơng giải thích thêm!
Họ tên thí sinh: Số báo danh: Chữ ký giám thị coi thi số 1: Chữ ký giám thị coi thi số 2:
E1,
r1 R1
E2,r2 R2
R3
A B
R
A
B
E
, r
B
C
A B
M N
Hình 3
(2)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT LƯU HOÀNG
HƯỚNG DẪN CHẤM
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2018 – 2019
Môn thi: Vật lý - Lớp: 11
I Hướng dẫn chung
II Đáp án thang điểm
Câu Đáp án Điểm
Bài 1 (4 điểm)
UAB=E1− I1(R1+r1)=6−3I1→ I1=6−UAB
3 (1) 0,25
UAB=E2− I2(R2+r2)=2−6I2→ I2=2−UAB
6 (2) 0,25
UAB=IR3=3I (3) 0,25
I=I1+I2 (4) ( 0,25 đ)
a) Thay (1), (2), (4) vào (3) ta có: UAB=2,8(V) (1đ)
b) Thay UAB vào (1), (2), (3) ta có: I1≈ 16
15(A), I2≈ − 2
15(A), I=0,93(A) (1đ)
c) Khối lượng Cu thu là:
965.64.0,93
0,3( ) 96500.2
tAI
m g
Fn
(1đ)
Bài 2 (3 điểm)
Lực tương tác: F1=
k.Q.q
OA2 OA = √
k.q.Q F1
0,5
Tương tự: OC = .
k q Q F
OB = √
k.q.Q
F2 , với F lực tương tác đặt q C
- Do B trung điểm AC nên: OA + OC = 2.OB 0,5
1 1 2
F F F
F =
F1.F2
(2√F1−√F2)
=2,25.10-4(N)
Bài 3 (4 điểm)
a) Để lực căng dây lực từ phải hướng lên có độ lớn P=mg
1 Áp dụng qui tắc bàn tay trái ta có dòng điện chạy từ M đến N
0,5 Vì F=BIl sinα=BIl→BIl=mg=Dlg→ I=Dg
B =
0,04 10
0,04 =10A 0,5
b) Khi dòng điện chạy từ N đến M: áp dụng qui tắc bàn tay trái ta lực từ F hướng xuống (0,5đ)
Áp dụng điều kiện cân ta được: 2T=F+mg→T=F+mg
2 =
BIl+Dlg
(3)Thay số được: T=0,04 16 0,25+0,04 0,25 10
2 =0,13N (0,5đ)
Bài 4 (4 điểm)
a) AC vng góc với đường sức nên VA=VC hay UAC=0
UBA=VB− VA=VB−VC=UBC=120V 0,5 B¯A hướng với đường sức nên : UBA=E0 BA⇒E0=UBA
BA = 120
0,03=4000 V/m
Với BA = BC cos 600
=6 cos 600=3 cm=0,03m
1
b) Khi đặt C điện tích q=9 10−10C A chịu đồng thời hai điện trường
+ Điện trường ⃗E0
+ Điện trường ⃗E gây điện tích đặt C Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường ta có: ⃗E
A=⃗E0+ ⃗E
0,5
Do ⃗E có phương AC chiều từ A đến C nên ⃗E ⃗E0
Độ lớn cường độ điện trương q gây A là:
3√3 10−2 ¿2 ¿ ¿ E=k q
AC2=9 10
99 10−10 ¿
(V/m)
0,5
Vậy cường độ điện trường tổng hợp A : EA=√E02+E2
EA=√40002+30002=5000 ( V/m/) 0,5
Bài 5 (5 điểm)
Cường độ dòng điện chạy mạch: I= E
R+r=
12
10+2=1 ( A)
Công suất tỏa nhiệt R : P=I2R=12 10=10 (W )
a) Công suất nguồn : Png=E.I=12 1=12 (W )
Hiệu suất nguồn : H= R R+r=
10
10+2 ≈0,83=83 %
1 b) Công suất điện trở R hay cơng suất mạch ngồi :
R+r¿2 ¿
√R+ r
√R¿
¿ ¿ P=I2R=E
2 .R ¿
Theo bất đẳng thức Cơ-si (Cauchy), ta có:
r r
R R r
R R
PNmax
r R
R
tức R = r.=2 Ω
Dễ dàng tính PNmax =
2√r¿2 ¿ ¿ E2 ¿ = 12
8 =18 ( W )
2
(4)