Download Đề và đáp án thi HSG Vật lý lớp 9

Hãy mắc các dụng trên thành mạch điện sao cho khi khoá K đóng thì công suất tiếu thụ của đèn là 2,5W, khi khoá K mở thì công suất tiêu thụ của đèn là 1,6W... nước vừa đổ thêm vào nó.[r]

ONTHIONLINE.NET

PHỊNG GD&ĐT HIỆP HỒ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN

Năm học 2009 – 2010 Môn thi: Vật lý 9 Thời gian: 150ph Bài (2đ)

Cho mạch điện (h.vẽ) :

R1 = 2Ω; R2 = 4Ω; MN biến trở toàn phần phân

bố theo chiều dài, có giá trị Rb = 15 Ω ; C

chạy di chuyển MN ; UAB = 15V (không đổi)

a/ Xác định vị trí chạy C vơn kế số

b/ Tìm vị trí chạy C để vôn kế 1V Cho điện trở vôn kế lớn Bỏ qua điện trở dây nối

Bài (2đ).

Cho mạch điện hình vẽ Mắc vào A B hiệu điện UAB = 1,5V vơn kế mắc vào C, D giá trị

1V; thay vôn kế ampe kế mắc vào C, D ampe kế giá trị 60mA

Nếu thay đổi lại, bỏ ampe kế đi, mắc vào C, D hiệu điện 1,5V, cịn vơn kế mắc vào A, B vơn kế giá trị 1V Cho vôn kế ampe kế lý tưởng Xác định R1, R2 R3

Bài (2đ)

Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ Hiệu điện hai đầu đoạn mạch giữ không đổi U = V; điện trở R1 =

3 , R2 = ; MN dây dẫn điện có chiều dài l = 1,5 m,

tiết diện không đổi S = 0,1 mm2, điện trở suất ρ = 4.10 -7 m.

Bỏ qua điện trở ampe kế dây nối a, Tính điện trở R dây dẫn MN

b, Xác định vị trí điểm C để dịng điện qua ampe kế theo chiều từ D đến C có cường độ 1/3 A

Bài (2đ)

Cho bóng đèn Đ(6V-3,6W), khố K ngắt, mở tự động sau 30 giây điện trở R1, R2 nguồn điện có hiệu điện khơng đổi U = 10V

a Hãy mắc dụng thành mạch điện cho khố K đóng cơng suất tiếu thụ đèn 2,5W, khố K mở cơng suất tiêu thụ đèn 1,6W Xác định R1, R2

b Tính điện tiêu thụ mạch 30phút

Bài (2đ)

Dùng ca múc nước thùng chứa nước A có nhiệt độ tA = 20 0C thùng chứa

nước B có nhiệt độ tB = 80 0C đổ vào thùng chứa nước C Biết trước đổ,

thùng chứa nước C có sẵn lượng nước nhiệt độ tC = 40 0C tổng số ca B

V

R1 R2

M N

C D A

R3 R1

A C

B R2 D

A

N

R R

+ U _

1

M C

nước vừa đổ thêm vào Tính số ca nước phải múc thùng A B để có nhiệt độ nước thùng C 50 0C Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường, với bình chứa ca múc nước.

Bài

a/Xác định vị trí chạy C để vôn kế số

Đặt RMC = x ( < x < 15Ω) Vôn kế số => mạch cầu cân R1

x = R2

15− x

=> x = 5Ω (có thể dùng cách giải khác để tìm ra: UV = UDA+UAC =UAC-UDA từ lập

phương trình liên quan để tìm x) b/ Xác định vị trí chạy C để vơn kế 1V

Vì điện trở vơn kế vô lớn nên :U1 = UAD = 22

+4UMN =5V

Gọi x giá trị điện trở đoạn MC để vôn kế 1V Hiệu điện hai điểm M,C: UMC= x

Theo đầu ta có: = x-5 suy x = 

Nếu cực dương C ta có: UV = UAD-UAC tương đương = 5-x suy x = 

Vậy có vị trị để vơn kế 1V

Bài 2: Vì vơn kế có điện trở vơ lớn nên mắc vơn kế vào điểm C, D dịng điện qua R3 = Khi mạch gồm R1ntR2

Hiệu điện hai đầu điện trở R2 U2 =UAB/(R1+R2).R2

Tương đương: U2/UAB = R2/(R1+R2) = 1/1,5

Suy ra: R2 = 2R1

Khi đặt hiệu điện hai điểm C, D hiệu điện 1,5V mạch gồm R3ntR2 Tương tự ta có R2= 2R3 suy R1 = R = R2/2

Khi mắc ampe kế vào hai điểm C, D mạch gồm (R3//R2)ntR1 Khi ampe kế cường độ dòng điện qua R3 = 60mA

Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch song song ta có: I3.R3 = I2.R2 hay I2 =I3.R3/R2 Thay vào ta I = I3/2 = 30mA

Cường độ dịng điện qua R1 mạch chính: I1 = I2+I3 = 90mA Ta có: UAB = I1.R1 + I2.R2 = I1.R1+I2.2R1 R1(I1+2I2)

R1 = UAB/(I1+2I2) = 1,5/(90+2.30) = 10()

Bài

a, Điện trở dây MN : RMN =

l ρ

S =

7

4.10 1,5 10





= ()

b, Gọi I1 cường độ dòng điện qua R1, I2 cường độ dòng điện qua R2 Ix

cường độ dòng điện qua đoạn MC với RMC = x

- Do dòng điện qua ampe kế theo chiều từ D đến C nên : I1 > I2, ta có :

U = R I = 3IR1 1 1;

R 2

1 U = R I = 6(I - )

3 ; - Từ UMN = U + U = U + U = (V)MD DN R1 R2 ,

ta có phương trình : 3I + 6(I - 1 13) =  I

1 = (A)

- Do R1 x mắc song song nên :

1

x

I R

I = =

x x.

- Từ UMN = UMC + UCN = 

3

x + (6 - x)( + ) =

x x

 x2 + 15x – 54 = (*)

- Giải pt (*) lấy nghiệm dương x = () Vậy chạy C dây MN

Bài

Mạch điện có sơ đồ hình vẽ Điện trở đèn là: Rđ = 10

Khi K mở mạch gồm ĐntR1 Pđ = 1,6W cường độ dòng điện qua đèn R1 = 0,4A Điện trở tương đương mạch: R = U/I = 10/0,4 = 25

Điện trở R1 = 25 – 10 = 15

Tương tự K đóng ta tính cường độ dịng điện qua đèn (cũng mạch chính) = 0,5A Điện trở tương đương mạch 20

Điện trở gồm R1//R2 = 20 – 10 = 10 từ ta tính R2 = 30

b Trong thời gian 1800s có 900s đèn tiêu thụ cơng suất P1 = 2,5W 900s đèn tiêu thụ công suất P2 = 2,5W

Điện tiêu thụ với công suất P1 là: Q1 = P1.t = 2,5.900 = 2250J Điện tiêu thụ với công suất P2 là: Q2 = P2.t = 1,6.900 = 1440J Điện tiêu thu: A = Q1+Q2 = 3690J

Bài

- Gọi : c nhiệt dung riêng nước ; m khối lượng nước chứa ca ; n1 n2 số ca nước múc thùng A thùng B ;

(n1 + n2) số ca nước có sẵn thùng C

- Nhiệt lượng don1 ca nước thùng A đổ vào thùng C hấp thụ :

Q1 = n1.m.c(50 – 20) = 30cmn1

- Nhiệt lượng don2 ca nước thùng B đổ vào thùng C toả :

Q2 = n2.m.c(80 – 50) = 30cmn2

- Nhiệt lượng (n1 + n2) ca nước thùng C hấp thụ :

Q3 = (n1 + n2)m.c(50 – 40) = 10cm(n1 + n2)

- Phương trình cân bằn nhiệt : Q1 + Q3 = Q2

A

N

R R

+ U _

1

M C

 30cmn1 + 10cm(n1 + n2) = 30cmn2  2n1 = n2

- Vậy, múc n ca nước thùng A phải múc 2n ca nước thùng B số nước có sẵn thùng C trước đổ thêm 3n ca

Bài (2 điểm)

a/ Một đèn Đ (110V, 40W) Tính điện trở RĐ đèn

b/ Nguồn điện cung cấp có hiệu điện 220V Để đèn hoạt động bình thường, phải thiết lập sơ đồ mạch điện (h.vẽ) AB biến trở đồng chất,có tiết diện Cho điện trở đoạn AC RAC = 220Ω Tính điện trở RCB

đoạn CB tỷ số ACCB ?

c/ Tính hiệu suất H đoạn mạch điện : H = Pd

P

Với Pd : công suất tiêu thụ đèn ; P : công suất tiêu thụ

đoạn mạch Các dây nối có điện trở khơng đáng kể

220V

B A

C Đ