Cho các dây nối, một bóng đèn dây tóc có hiệu điện thế định mức 12V, một bình acquy có suất điện động 12V và điện trở trong rất bé, một ôm kế, một vôn kế, một ampekế và một nhiệt kế. Hãy[r]
(1)TRƯỜNG THPT ĐỀ THI CHON ĐỘI TUYỂN OLYMPIC 2013 TỔ VẬT LÝ – CÔNG NGHỆ MÔN THI: VẬT LÝ
Thời gian làm bài: 180 phút
Bài 1(4 điểm). Ở hai đầu nhẹ cách điện có gắn hai viên bi nhỏ A,B có khối lượng m1, m2 dang tích điện q1, q2 tương ứng Thanh quay không ma sát quanh trục nằm ngang vuông góc với thanh,trục quay cách viên bi A, B lần luơtj l1, l2 tương ứng Hệ thống dặt điện trường E có phương thẳng đứng hướng từ lên.Ban đầu người ta giữ cho nằm ngang, buông ko vận tốc
a.Muốn cho nằm ngang cường độ điên trường E0
b.Giả sử cường độ điện trường E0/2 Tính vận tốc viên bi B qua vị trí thẳng đứng
Bài 2(4 điểm): Một tụ phẳng gồm kim cách khoảng d =5cm đặt nằm ngang Cho tụ điện tích điện: tích điện dương, tích điện âm, đến hiệu điện U=100V Bên có hạt bụi tích điện khối lượng m=10-3g nằm lơ lửng.
a Tìm dấu điện tích hạt bụi
b Đột nhiên hạt bụi phần điện tích chuyển động nhanh dần xuống với gia tốc a= 2m/s2 Tìm lượng điện tích đi.
c Nếu sau điện tích muốn hạt bụi lơ lửng phải tăng hay giảm hiệu điện kim loại Cho g=10m/s2. Bài 3(5 điểm) Cho mạch điện hình vẽ:
Nguồn điện có E = 8V, r = 2Ω Đèn có điện trở R1 = 3Ω, R2 = Ω, điện trở ampe kế không đáng kể
a) K mở di chuyển chạy C đến vị trí mà RBC = 1Ω đèn tối Tính điện trở toàn phần biến trở RAB
b) Thay RAB = 12Ω di chuyển chạy C đến (trung điểm AB) đóng K Tìm số ampe kế lúc
Bai (5 điểm): Cho mạch điện hình vẽ bên: R1=r, R2 = 2r, R3=3r Lúc đầu K đóng, dịng điện mạch ổn định người ta thấy Vôn kế
Uv = 27(V) RV
a) Tìm suất điện động nguồn điện
b) Cho K mở, dòng điện ổn định, xác định số Vôn kế lúc
c) Xác định chiều số lượng Electron qua điện trở R1 sau K mở
Biết C = 1000(F)
Bài 5.(2 điểm) Cho dây nối, bóng đèn dây tóc có hiệu điện định mức 12V, bình acquy có suất điện động 12V điện trở bé, ôm kế, vôn kế, ampekế nhiệt kế Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để xác định nhiệt độ dây tóc bóng đèn sáng bình thường Hệ số nhiệt độ điện trở vơnfam làm dây tóc biết.
HẾT V
A
B C
+
- E,r
R1 R2
R3 G
K
D
(2)Bai 1 ên bi chịu tác dung lực tính hợp lực hai lực
Muốn cân thi mơmen tác dụng lên cân Từ đó:
1 2
1 2 m l m l
E g
q l q l
.
b Khi thẳng đứng viên bi B có vận tốc v2 bi A có vận tốc v1 = v2l1/l2 (Tốc độ quay hai viên nhau)
Gọi điện điện trường nằm ngang (tại trục quay) V0 , Khi thẳng đứng A Blaf V1 V2
Ta có: V0 – V1 = E.l1 V2 – V0 = El2
Áp dụng định luật bảo toàn lượng hệ điện tích điện trường hai trạng thái: q1V0 +q2V0 +W12 = q1V1 + q2 V2 + W12 + 1/2m1v12 + 1/2m2v22 + m1gl1 – m2gl2 (thees trọng trường)
thay cac giá trị vào tìm v2 =
2 1
2 2
1 2 m l m l
l g
m l m l
Bai Giải:
a) Tính điện trở tồn phần biến trở RAB.
- Hình vẽ
Đặt: RAB = R ; RBC = x ; RAC = R – x
RCD=
3(x+3)
x+6 Khi K mở mạch điện vẽ lại sau
RAD=R− x+3(x+3)
x+6 ;
I= E
RAD+r=
8(x+6)
− x2+(R −1)x+21+6R
I1= UCD
x+R1
=I.RCD
x+R1
⇒ I1=24
− x2
+(R−1)x+21+6R
Cường độ dòng điện qua đèn
I1=24
y Khi đèn tối I1 nhỏ
Đặt y = -x2 + (R - 1)x + 21 + 6R ;
x=− B 2A=
R −1
2 I1 y max :
ymax
Theo đề: x = 1Ω , R = 3Ω b) Tìm số ampe kế lúc này. Khi K đóng chạy C – Hình vẽ R3 = RAC = 6Ω
(3)RAD= R234.R1
R234+R1
=2Ω R234 = 6Ω
I2=UAD
R234
=2
3 A I=
E RAD+r
=2A
UAD = I RAD = 4V ,
I3=I4=
3 A I=IA+I3
IA=
3A⇒ số ampe kế 3A
Bai 4: - Khi K đóng: I I 1 I , U2 AD I R1 I R2 2 hay UAD I r I 2r1
Xét cho toàn mạch: E I.r U AB I.r I r I.3r
Mà
DB Vv
U U 9
I
3r 3r r
Giải E = 42(V)- Khi K mở: Khi dòng ổn định
'
2
E 7
I 0;I
R R r r
, UC UAB I (R' 2 R ) 35(V)3
Trước K mở điện tích tụ .Sau K mở, điện tích tụ điện
'
2
Q C.U 35.10 (C)
Lượng điện tích qua R Electron từ G qua R1 sang A
Số lượng electron qua R1 là:
16 e Q Q n 5.10 e
Bài 5: Điện trở vật dẫn kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ theo quy luật:
0
R R (1 t) (1)
Như xác định điện trở dây tóc nhiệt độ đèn làm việc bình thường nhiệt độ thì có thể suy nhiệt độ sáng bình thường.
Giả sử nhiệt độ phòng (ứng với nhiệt độ t1) điện trở dây tóc là:
1
1
1
R R R (1 t ) R
1 t
(2)
Khi đèn sáng bình thường, giả sử hiệu điện cường độ dòng điện qua đèn tương ứng U I điện trở của bóng đèn là:
2 U R I (3) Thay biểu thức (2) (3) vào (1), ta nhận được:
1
2 2
1
R 1 U
R (1 t ) t (1 t ) 1
1 t IR
(4) Từ đưa phương án thí nghiệm theo trình tự sau:
+ Đọc nhiệt kế để nhận nhiệt độ phịng t1.
+ Dùng ơm kế để đo điện trở dây tóc bóng đèn đèn chưa thắp sáng để nhận điện trở R1 Khi dùng ơm kế có dịng nhỏ qua dây tóc thay đổi nhiệt độ dây tóc khơng đáng kể.
+ Mắc mạch điện cho đèn sáng bình thường, ampe kế mắc nối tiếp vơn kế mắc song song với bóng đèn.
E, r +
-M R1 F R2 N
R5
P K C Q
(4)+ Đọc số vôn kế ampe kế để nhận U I.