Đang tải... (xem toàn văn)
Tiến hành lần lượt đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế ít nhất ba lần, sau đó lấy giá trị trung bình của ba lần đo và thay vào biểu thức (1).. - Mắc nối tiếp ampe kế một chiều vào cu[r]
(1)Câu (4,0 điểm)
Chọn trục Ox theo phương thẳng đứng, chiều từ xuống, gọi O vị trí cân
Khi dẫn điện chuyển động cắt đường cảm ứng từ dẫn điện trở thành nguồn điện có suất điện động
EvB (1) (0,5đ)
Suất điện động tích điện cho tụ điện:
qCECvB (2) (0,25đ)
Vận tốc v dẫn điện biến thiên, tạo dòng điện chạy qua dẫn: q
I CB a
t
, với a gia tốc (3) (0,5đ) Dòng điện dẫn điện bị từ trường tác dụng lực:
2
dt
F BIl B Ca (4) (0,5đ)
Khi vị trí cân lực tác dụng lên là:
0
P k l (5) (0,5đ) Khi dẫn điện có li độ x lực tác dụng vào là:
2
2 ( )
F P k l x B Ca (6) (0,25đ)
2 '' 2 ''
2
F kx B Camx kx B Cx (7) (0,5đ)
2 ''
''
2 2
m B C x kx
k
x x
m B C
(8) (0,5đ)
''
x x
với 2k2 2
m B C
(9) (0,5đ) Vậy dao động điều hòa với tần số
Câu (5,0 điểm)
Lập biểu thức tính áp suất khí săm sau n lần bơm hai trường hợp: (3,75đ) a Khi thể tích vịi bơm nhỏ
- Sau lần bơm thứ nhất, áp suất khơng khí săm p1 Quá trình đẳng nhiệt nên:
p1V2 = p0(V1 + V2) (10) (0,25đ)
hay:
1
2
1 V
p p
V
(11) (0,25đ)
sau lần bơm thứ hai, áp suất khơng khí săm p2, tương tự ta có:
p2V2 = p0(2V1 + V2) (12) (0,25đ)
hay:
2
2
1 2V
p p
V
(13) (0,25đ)
suy sau n lần bơm, áp suất khí săm là:
0
2
1 n
V
p p n
V
(14) (0,25đ)
Áp dụng số: 6 0 580 0
5800 10
n p p n p
(15) (0,25đ)
b Khi thể tích vịi bơm V3 = 11,6 cm3
- Sau lần bơm thứ nhất, áp suất khơng khí săm p1’:
Ta có: p1’(V2 + V3) = p0(V1 + V2 + V3) (16) (0,25đ)
C
0
x v
B
(2)Suy ra: ' 1 V p p V V
Gọi p2’ áp suất khơng khí săm sau lần bơm thứ hai Khi bắt đầu bơm lần thứ hai lượng khí
trong săm tích V2 áp suất p1’; lượng khí thân bơm vịi bơm có áp suất p0 thể tích
V1 + V3 Cuối trình bơm lần thứ hai lương khí săm vịi bơm có áp suất p2’ cịn thể
tích V2 + V3 Theo định luật Bơi Ma –ri -ốt, ta có:
p2’(V2 + V3) = p1’V2 + p0(V1 + V3) (17) (0,25đ)
thay biểu thức p1’ vào:
'
2 3
2 3
1 V VV
p V V p V p V V p V V V
V V V V
Biến đổi, ta có:
' 1 2
2
2 2 3 3
1 V V V V V
p p p
V V V V V V V V
(18) (0,25đ) Sau lần bơm thứ ba, áp suất khí bình p3’:
p3’(V2 + V3) = p2’V2 + p0(V1 + V2) (19) (0,25đ)
Suy công thức tương tự p2’:
2
' 2
3
2 3
1 V V V
p p
V V V V V V
(20) (0.25đ) …
1 2
0
2 3
' 1
n n
V V V
p p
V V V V V V
(21) (0,25đ) Đại lượng dấu ngoặc cấp số nhân, có dạng:
1 n n q q q q
(22) (0,25đ)
Hay:
2
2 3
2 2
2 3 3
2
1
1
1
n
n n
V
V V V V
V V V
V V V V V V V V
V V (23) (0,25đ)
Thay vào biểu thức pn’, ta có:
2
0
2 3 3
' 1 1
n n
n
V V
V V V V
p p p
V V V V V V V V
(24) (0,25đ)
Hay: ' 50 0,998 0(51 50.0,998 )
n n
n
p p p (25)
So sánh pn với pn’: (0,25đ)
Từ câu 1, ta thấy ngay: pn’ < pn (26) (0,25đ)
Áp suất lớn đạt săm xe đạp: (1,0đ)
Áp suất lớn đạt số lần bơm lớn n → ∞; từ công thức tính pn’ suy ra:
max n 0
3
p p ’ n p V 51p
V
(27) (1,0đ)
(3)Liên hệ C0 C1
Theo giả thiết ta có:
Z R r 2 ZLZC02= ZC0 (28) Hay: 2 2
0
L C C
R r Z Z Z (29) (0,25đ)
Khi C thay đổi (tức thay đổi ZC) UC đạt trị số cực đại, ZC thỏa mãn diều kiện:
Z ZC L R r 2ZL2 Tức ta có: 2
1
C L L
Z Z R r Z (30) (1,5đ)
Biến đổi hệ thức điều kiện:
Z ZC1 L R r 2ZL2 Z ZC1 L2Z ZL C0ZC20 R r 2ZL22Z ZL C0ZC20 (31) (1,5đ) Suy ra: Z ZC1 L2Z ZL C0ZC20 R r 2 ZLZC02 Z2 ZC20 (32) (0,5đ) Từ đó: Z ZC1 L2Z ZL C0 0 ZC12ZC0
1
C
C : (33) (0,25đ)
Câu (5,0 điểm)
Xác định vị trí, tính chất ảnh S’ S qua thấu kính: (1,0đ)
Sơ đồ tạo ảnh: SLS' (34) (0,25đ) Ta có: ' 30.25 150
30 25 df
d cm
d f
(35) (0,5đ)
Vậy: Ảnh S’ S ảnh thật trục chính, cách thấu kính 150 cm (0,25đ) Khi đặt thêm gương cầu lóm thay thấu kính L thấu kính L1: (4,0đ)
a Tính tiêu cự thấu kính L1:
Sơ đồ tạo ảnh: 1
1
L G L
S S S S (36) (0,25đ)
Để S3 trùng với S S2 phải trùng với S1, tức ảnh S1 cho gương (tức S2) lại
trùng với S1 Từ tạo ảnh qua gương cầu lõm, ta thấy ảnh qua gương trùng với vật vật nằm
tâm C gương (tức S1 phải nằm tâm C gương), vật nằm đỉnh gương (tức S1
nằm đỉnh gương) (0,25đ)
Vậy thấu kính phải cho ảnh thật S nằm tâm C gương, nằm đỉnh gương (tại S’) Để vật thật tạo ảnh thật qua thấu kính, ta phải có tiêu cự khơng lớn phần tư khoảng cách vật ảnh (vật màn):
'
1
4
d d
f (37) (0,5đ)
- Khi ảnh S1 nằm tâm C gương, ta có:
d1 + d1’ = 150 + 30 – 2.42 = 96 cm (38) (0,5đ)
suy ra: 96 24
f cm (39) (0,25đ)
- Khi ảnh S1 nằm đỉnh gương thì: d1 + d1’ = 150 + 30 = 180 cm (40) (0,25đ)
Suy ra: 180 45
f cm (41) (0,25đ)
Vậy ta chọn: f 24cm (42) (0,25đ) Khi f < 24 cm: ta có vị trí L1( hai vị trí ảnh nằm tâm gương vị trí ảnh nằm đỉnh gương) cho
ảnh trùng với vật
Theo giả thiết có ba vị trí L1, hai bốn vị trí trùng
H V
A B
C R L,r
(4)Vậy chọn f = 24 cm (43) (0,25đ) b Ba vị trí thấu kính L1:
- Khi ảnh S1 nằm tâm gương, d1 + d1’ = 96 cm => d1 = d1’ = 48 cm (44) (0,5đ)
- Khi S1 nằm đỉnh gương (trùng với ảnh S’): d1 + d1’ = 180 cm (45) (0,25đ)
Ta có: ' 12 1 12 1
1 1
1 1 1
180 4320 180 4320
180 d d d d
f d d d d (46) (0,25đ) Phương trình cho nghiệm:
2
' ' 90 8100 4320
90 61, 482
b b ac
d
a
(cm) (47) (0,25đ)
d1 = 151,482 cm; d1 = 28,518 cm (48)
Câu (2,0 điểm)
Thiết lập cơng thức: (49) (0,5đ)
Ta có: L ZL
với
2
2 2 L = d
L d
Z r
Z Z r
2
(1)
xc mc xc mc
U U
I I
L
Cách bố trí thí nghiệm: (50) (0,5đ)
Bố trí thí nghiệm hình vẽ
Phương án thí nghiệm: (51) (1.0đ)
- Mắc nối tiếp ampe kế điện động vào cuộn dây - Mắc song song vôn kế điện động vào cuộn dây - Mắc toàn hệ thống vào nguồn điện xoay chiều
- Đóng khóa K ghi lại số cường độ dịng điện hiệu điện xoay chiều ampe kế vôn kế Tiến hành đo cường độ dịng điện hiệu điện ba lần, sau lấy giá trị trung bình ba lần đo thay vào biểu thức (1)
- Mắc nối tiếp ampe kế chiều vào cuộn dây - Mắc song song vôn kế chiều vào cuộn dây - Mắc toàn hệ thống vào nguồn điện chiều
- Đóng khóa K ghi lại số cường độ dòng điện hiệu điện xoay chiều ampe kế vôn kế Tiến hành đo cường độ dòng điện hiệu điện ba lần, sau lấy giá trị trung bình ba lần đo thay vào biểu thức (1)
L;r A
V
Hình 6b K
Hình 6a L;r xc
A