Đang tải... (xem toàn văn)
Để xác định vị trí chỗ bị chập của một dây đôi điện thoại dài 4km, người ta nối phía đầu dây với nguồn điện có hiệu điện thế 15V; một ampe kế có điện trở không đáng kể mắc trong mạch ở p[r]
(1)SỞ GD & ĐT NGHỆ AN
TRƯỜNG THPT NGUYỄN DUY TRINH ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNGNĂM HỌC 2012-2013 MÔN: VẬT LÝ
Thời gian làm : 150 phút
Câu 1 Trong hộp kín X (hình bên) có mạch điện ghép điện trở giống nhau, điện trở có giá trị R0 Người ta đo điện
trở hai đầu dây cho ta kết R24 = Sau đó, đo điện trở
cặp đầu dây lại, cho ta kết là: R12 = R14 = R23 = R34 =
0 5R
3 R13 = 2R
3 Bỏ qua điện trở dây nối Hãy xác định cách mắc đơn giản điện trở hộp kín
Câu 2(5 đ) Một tụ điện phẳng có hai cực hình vng cạnh
a = 30cm, đặt cách khoảng d = 4mm nhúng chìm hồn tồn thùng dầu có số điện mơi ε=2,4 (H.2).Hai cực nối với hai cực nguồn điện có suất điện động E = 24V, điện trở khơng đáng kể
1 Tính điện tích tụ
2.Bằng vịi đáy thùng dầu, người ta tháo cho dầu chảy dầu thùng hạ thấp dần với vận tốc v = 5mm/s Tính cường độ dịng điện chạy mạch trình dầu hạ thấp 3.Nếu ta bỏ nguồn điện trước tháo dầu điện tích hiệu điện tụ thay đổi nào?
Câu 3.Hai cầu nhỏ có điện tích khối lượng q1, m1; q2, m2 Ban đầu chúng có vận
tốc giống (cả hướng độ lớn) Chúng bắt đầu chuyển động vào điện trường Sau khoảng thời gian người ta thấy hướng chuyển động cầu quay góc 60o độ lớn vận
tốc giảm hai lần, hướng chuyển động cầu quay góc 90o.
a) Hỏi vận tốc cầu thay đổi lần? b) Xác định tỷ số k2=q2
m2
theo k1=q1
m1
Câu 4.Có số đèn (3V- 3W) số nguồn, nguồn có suất điện động = 4V, điện trở r = 1
a. Cho đèn Tìm số nguồn cách ghép đèn, ghép nguồn để đèn sáng bình thường Xác định hiệu suất cách ghép
b. Cho 15 nguồn Tìm số đèn nhiều cách ghép đèn, ghép nguồn để đèn sáng bình thường Xác định hiệu suất cách ghép
Câu 5:
Cho mạch điện hình 3. Tất vôn kế giống nhau, tất điện trở giống Vôn kế V1
8V, vôn kế V3 10V Tìm số vơn kế V5
Câu 6:
Để xác định vị trí chỗ bị chập dây đôi điện thoại dài 4km, người ta nối phía đầu dây với nguồn điện có hiệu điện 15V; ampe kế có điện trở khơng đáng kể mắc mạch phía nguồn điện thấy đầu dây bị tách ampe kế 1A, đầu dây bị nối tắt ampe kế 1,8A Tìm vị trí chỗ bị hỏng điện trở phần dây bị chập Cho biết điện trở đơn vị dài dây 1,25Ω/Km
HẾT
H.2
V n V
1
V 2
V 3
V 4
(2)ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSG TRƯỜNG LỚP 11 MÔN VẬT LÝ NĂM HỌC 2009-2010 Câu
5 đ Điện tích tụ:(2 đ) + C= εS
K4πd=4,8 10
−10
F + Q =E.U = 115.10-10C
2 Tính I: (3 đ)
+ Gọi x độ cao tụ ló khỏi dầu : x = vt, dầu tụt xuống tụ trở thành tụ mắc song song
+ Tụ C1 có điẹn mơi khơng khí: C1=
ε0ax
d =
ε0a vt
d + Tụ C2 có điện mơi dầu: C2=
εε0a(a − x)
d =
εε0a(a −vt)
d + Điện dung tụ tháo dầu:
¿+C2=C[1−vt(ε −1)
εa ]
1¿ C=C¿ + Điện tích tụ tháo dầu:
Q,
=C,E=Q[1−vt(ε−1)
εa ] + Dòng điện: I=|ΔQ|
Δt =
|Q,− Q|
t =Q
v(ε −1)
εa =1,12 10
−10
A Nếu bỏ bỏ nguồn Q U thay đổi nào: ( đ)
+ Nếu bỏ nguồn: Q khơng thay đổi, C thay đổi nên U thay đổi U
,
=Q
C,=
U
1−vt(ε−1) εa
>U
+ Khi tháo hết dầu : vt=a, U,=εU
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Chú ý: Nếu thí sinh giải theo cách khác mà vẫn cho điểm tối đa
v1
vo q1 60o
Bài (2,00 điểm)
Vì R24 = nên đầu đầu nối với dây dẫn mà khơng có điện trở R0
- Vì R13 = 2R0/3 < R0 nên đầu đầu phải có mạch mắc song song
- Vì mạch đơn giản nên ta chọn mạch song song có hai nhánh, số điện trở nhánh x y (a)
(x, y: nguyên dương)
- Ta có:
0 0
0
. 2
3
xR yR R
xR yR 3xy2(x y );
- Để đơn giản, ta chọn x = 1, thay vào biểu thức ta có: y =
Vậy mạch 1-3 có dạng đơn giản hình vẽ (a) - Vì: R12 = R14 = R23 = R34 = 5R0/3 = R0 + 2R0/3
Nên mạch 1-2, 1-4, 2-3, 3-4 gồm điện trở R0
mắc nối tiếp với mạch 1-3 Vậy sơ đồ cách mắc
đơn giản hộp X hình vẽ (b)
0,50 0,50 0,50 0,50
Bài (2,00 điểm)
a) Gọi vo vận tốc đầu cầu.v1 vận tốc cầu quay góc 60o.v2 vận tốc cầu
2 quay góc 90o.
Theo đề cho v1=vo
2
Gia tốc cầu khơng đổi q trình chuyển động Chọn hệ trục Oxy hình (với Oy vo)
Xét cầu 1:
¿ a1x=q1Ex
m1 =
(− v1cos 60o)−(− vo)
Δt =
vo−
vo
2 cos 60
o
Δt (1) a1y=
q1Ey
m1 =
v1sin 60 o
Δt = vo
2 sin 60
o
Δt (2) ¿{
¿
Xét cầu 2:
¿ a2x=q2Ex
m2 =
0−(− vo)
Δt = vo Δt(3) a2y=
q2Ey
m2 =v2
Δt(4) ¿{
¿
(3)Giải:
*Tìm tỷ số R/RV
+ V3 = V1 +RI1 + R(I1+ IV2) = RI1+RIV2 (1)
+ IV2 = (8+ RI1)/RV (2) I1 = 8/RV (3)
+ (1),(2),(3) 4x2 +12x-1= (4) với x =R/R V
+ Giải (4) x =
10 3 2
*Tìm số V5
+ V5 = V3 +RI3 + R(I3+ IV4) = 10+2RI3 +RIV4 (5)
+IV4 = (10+ RI3)/RV (6)
+ I3 = 10/RV +16/RV + 8R/
2
V R (7)
+ Thay (6),(7) vào (5) ý x =
10 3 2
V5 =
1 5 10
2 V
Giải:
+ Mô tả mạch tương đương
Gọi L chiều dài dây điện thoại , x khoảng cách từ chỗ hỏng đến nguồn, R điện trở phần cách điện chỗ bị hỏng
+ Khi đầu dây bị tách ( mạch điện tương đương với khóa k mở)
U = (2xα + R)I1
2,5x + R = 15 (1)
+ Khi đầu dây bị nối tắt (trong mạch điện tương đương với khóa k đóng )
.2 2
2
R L x
U x I
R L x
3,75x2 – 27,5x-R+50 = (2)
+ Từ (1) & (2) 3,75x2 – 25x +35 = (3)
+ Giải (3) x = 2km (1) R = 10km
A +
- R K
x