Đang tải... (xem toàn văn)
2. Có thể kiểm tra nhanh kết quả của bài toán trên. Một đoạn mạch điện mắc song song như trên sơ đồ hình 4.3 được nối vào một nguồn điện 36V.. Mạch điện bị thay đổi và cường độ dòng điệ[r]
(1)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MễN VT Lí - BC THCS Phân phối chơng trình bdhs giỏi lý 9
Năm học : 2013 - 2014
Bi Néi dung - kiÕn thøc C¸c dạng tập
1
áp suất chất láng vµ chÊt khÝ
Bài tập định luật Pascal - áp suất chất lỏng.
2 Bµi tập máy ép dùng chất lỏng, bình thông nhau
3 Bài tập lực đẩy Asimet
4
Các máy đơn giản
Bµi tËp tỉng hợp kiến thức
5 Bài tập tổng hợp kiến thøc
6
Chuyển động học
Dạng 1: Định thời điểm vị trí gặp nhau của chuyển động
Dạng 2: Bài tốn tính quãng đờng của chuyển động
7 Dạng3 : Xác định vận tốc chuyển độngDạng 4: Tính vận tốc trung bình chuyển động khơng đều
8
Nhiệt học
Bài tập tổng hợp kiến thức
9 Bài tập tổng hợp kiến thức
10 Bài tập tổng hợp kiến thức
11
Điện học
Đoạn mạch nối tiếp - mạch song song
12 Đoạn mạch hỗn hợp
13 Điện trở - biến trở
14 Công công suất điện
15 Định luật Jun - Len xơ
16 Quang häc G¬ng
17 ThÊu kÝnh
18 Làm quen số đề tổng hợp
19 Làm quen số đề tổng hợp
(2)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
A- ¸p st cđa chÊt láng chất khí I - Tóm tắt lý thuyết
1/ Định nghĩa áp suất:
ỏp sut cú giỏ trị áp lực đơn vị diện tích bị ép.
P=F
S Trong đó: - F: áp lực lực tác dụng vng góc với mặt bị ép.
- S: DiƯn tÝch bÞ Ðp (m2 )
- P: áp suất (N/m2).
2/ Định luËt Paxcan.
áp suất tác dụng lên chất lỏng (hay khí) đựng bình kín đợc chất lỏng (hay khí) truyền nguyên vẹn theo hớng.
3/ M¸y dïng chÊt láng: F
f = S s
- S,s: DiƯn tÝch cđa Pit«ng lớn, Pittông nhỏ (m2)
- f: Lực tác dụng lên Pitông nhỏ (N) - F: Lực tác dụng lên Pit«ng lín (N)
Vì thể tích chất lỏng chuyển từ Pitông sang Pitông nh đó: V = S.H = s.h (H,h: đoạn đờng di chuyển Pitông lớn, Pitông nhỏ) Từ suy ra: F
f = h H
4/ ¸p st cđa chÊt láng.
a) ¸p suất cột chất lỏng gây điểm cách mặt chất lỏng đoạn h. P = h.d = 10 D h
Trong đó: h khoảng cách từ điểm tính áp suất đến mặt chất lỏng (đơn vị m) d, D trọng lợng riêng (N/m3); Khối lợng riêng (Kg/m3) chất lỏng
P: áp suất cột chất lỏng gây (N/m2)
b) áp suất điểm chất lỏng.P = P0 + d.h
Trong đó: P0: áp khí (N/m2);
d.h: ¸p st cét chÊt láng g©y ra; P: áp suất điểm cần tính)
5/ Bình thông nhau.
- Bình thơng chứa chất lỏng đứng yên, mực chất lỏng hai nhánh luôn ln nhau.
- Bình thơng chứa nhiều chất lỏng khác đứng n, mực mặt thống khơng bằng nhng điểm mặt ngang (trong chất lỏng) có áp suất bằng nhau (hình bờn)
Phần học
(3)GIO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
¿
PA=P0+d1.h
PB=P0+d2.h2
PA=PB
¿{ { ¿
6/ Lùc ®Èy Acsimet.
F = d.V - d: Trọng lợng riêng chất láng hc chÊt khÝ (N/m3)
- V: ThĨ tÝch phần chìm chất lỏng chất khí (m3)
- F: lực đẩy Acsimet hớng lên (N) F < P vËt ch×m
F = P vật lơ lửng (P träng lỵng cđa vËt) F > P vËt nỉi
II- Bµi tËp:
(I)- Bài tập định luật Pascal - áp suất chất lỏng.
Phơng pháp giải:
Xột ỏp sut ti cựng vị trí so với mặt thống chất lỏng xét áp suất đáy bình. Bài 1: Trong bình nớc có hộp sắt rỗng nổi, dới đáy hộp có dây treo 1 hịn bi thép, hịn bi khơng chạm đáy bình Độ cao mực nớc thay đổi dây treo cầu bị đứt.
Gi¶i :
Gọi H độ cao nớc bình.
Khi dây cha đứt áp lực tác dụng lên đáy cốc là: F1 = d0.S.H
Trong đó: S diện tích đáy bình d0 trọng lợng riêng nớc.
Khi dây đứt lực ép lên đáy bình là: F2 = d0Sh + Fbi
Với h độ cao nớc dây đứt Trọng lợng hộp + bi + nớc không thay đổi nên F1 = F2 hay d0S.H = d0.S.h +Fbi
V× bi có trọng lợng nên Fbi > =>d.S.h <d.S.H => h <H => mùc níc gi¶m
Bài 2: Hai bình giống có dạng hình nón cụt (hình vẽ) nối thơng đáy, có chứa nớc ở nhiệt độ thờng Khi khoá K mở, mực nớc bên ngang Ngời ta đóng khố K đun nớc ở bình B Vì mực nớc bình B đợc nâng cao lên chút Hiện tợng xảy nh nếu sau đun nóng nớc bình B mở khố K ? Cho biết thể tích hình nón cụt tính theo cơng thức V =
3 h ( s = √sS + S )
Giải : Xét áp suất đáy bình B Trớc đun nóng P = d h
A B
(4)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Sau đun nóng P1 = d1h1 Trong h, h1 mực nớc bình trớc v sau un.
d,d1 là trọng lợng riêng nớc trớc sau đun.
=> P1
P=
d1h1
dh =
d1 d
h1 h
Vì trọng lợng nớc trớc sau đun nh nên : d1.V1 = dV =>
d1 d =
V V1
(V,V1 lµ thĨ tÝch níc bình B trớc sau đun )
T suy ra: P1
P=
V V1
.h1
h=
1
3h(s+√sS+S)
3h1(s+√sS1+S1)
.h1
h =>
P1 P=
s+√sS+S s+√sS1+S1
V× S < S1 => P > P1
VËy sù ®un nãng nớc làm giảm áp suất nên khóa K mở nớc chảy từ bình A sang bình B.
Bài : Ngời ta lấy ống xiphông bên đựng đầy nớc nhúng đầu vào chậu nớc, đầu kia vào chậu đựng dầu Mức chất lỏng chậu ngang Hỏi nớc ống có chảy khơng, nếu có chảy chảy theo hng no ?
Giải : Gọi P0 áp suất khí quyển, d1và d2 lần lợt trọng lợng riêng nớc và
du, h l chiu cao cột chất lỏng từ mặt thoáng đến miệng ống Xét điểm A (miệng ống nhúng nớc )
PA = P0 + d1h
T¹i B ( miƯng èng nhóng dÇu PB = P0 + d2h
Vì d1 > d2 => PA> PB Do nớc chảy từ A sang B tạo thành lớp nớc dới đáy dầu nâng lớp dầu lên Nớc ngừng chảy d1h1= d2 h2
B
à i 4: Hai hình trụ A B đặt thẳng đứng có tiết diện lần lợt là 100cm2 200cm2 đợc nối thông đáy ống nhỏ qua
khố k nh hình vẽ Lúc đầu khố k để ngăn cách hai bình, sau đó đổ lít dầu vào bình A, đổ 5,4 lít nớc vào bình B Sau mở khố k để tạo thành bình thơng Tính độ cao mực chất lỏng bình Cho biết trọng lợng riêng dầu của nớc lần lợt là: d1=8000N/m3 ; d2= 10 000N/m3;
Giải:
Gọi h1, h2 độ cao mực nớc bình A bình B cân bằng.
SA.h1+SB.h2 =V2
⇒ 100 h1 + 200.h2 =5,4.103 (cm3)
⇒ h1 + 2.h2= 54 cm (1)
§é cao mực dầu bình B: h3 =
V1 SA
=3 10
3
100 =30(cm) áp suất đáy hai bình nên.
d2h1 + d1h3 = d2h2
Nước Dầu
B A
k
B A
k
B A
k h1
h2
(5)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
10000.h1 + 8000.30 = 10000.h2
⇒ h2 = h1 + 24 (2)
Tõ (1) vµ (2) ta suy ra:
h1+2(h1 +24 ) = 54
⇒ h1= cm
⇒ h2= 26 cm
Bài : Một vòng hợp kim vàng bạc, cân khơng khí có trọng l-ợng P0= 3N Khi cân nớc, vòng có trọng lợng P = 2,74N Hãy xác định khối lợng phần
vàng khối lợng phần bạc vịng xem thể tích V vịng bằng tổng thể tích ban đầu V1 vàng thể tích ban đầu V2 bạc Khối lợng riêng vàng là
19300kg/m3, cđa b¹c 10500kg/m3.
Gii:
Gọi m1, V1, D1 ,là khối lợng, thể tích khối lợng riêng vàng
Gọi m2, V2, D2 ,là khối lợng, thể tích khối lợng riêng bạc.
- Khi cân kh«ng khÝ.
P0 = ( m1 +m2 ).10 (1)
- Khi c©n níc.
P = P0 - (V1 + V2).d = [m1+m2−(
m1
D1+ m2
D2).D] 10 = 10 [m1(1− D D1)
+m2(1− D
D2)] (2)
Từ (1) (2) ta đợc. 10m1.D. (
1
D2
−
D1) =P - P
0. (1−
D D2) vµ
10m2.D. (
1
D1−
1
D2) =P - P0. (1−
D D1)
Thay số ta đợc m1=59,2g m2= 240,8g
(II) Bài tập máy ép dùng chất lỏng, bình thông nhau.
Giải : Chọn điểm tính áp suất mặt dới của pitông 2
Khi cha t qu cân thì: m1
S1
+D0h=m2
S2
(1) ( D0 là khối lợng riêng của
níc )
Khi đặt vật nặng lên pitơng lớn :
m1+m
S1
=m2
S2
=>m1
S1
+m
S1
=m2
S2
(2)
Trừ vế với vế (1) cho (2) ta đợc :
m S1
=D0h⇒m=D0S1h
b) Nếu đặt cân sang pitông nhỏ cân ta có: m1
S1
+D0H=m2
S2 +m
S2 (3)
Trừ vế với vế (1) cho (3) ta đợc :
h S1
S2 B A
Bµi 1: Bình thông gồm nhánh hình trụ có tiết diện lần lợt S1, S2 có
cha nớc.Trên mặt nớc có đặt pitơng mỏng, khối lợng m1 và m2 Mực nớc bên
chªnh đoạn h.
a) Tỡm lng m cân đặt lên pitông lớn để mực nớc bên ngang nhau.
b) Nếu đặt cân sang pitơng nhỏ mực nớc lúc chênh 1 đoạn h bao nhiêu.
(6)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
D0h – D0H =
-m S2
⇒(H − h)D0=m
S2 ⇔(H − h)D0=
D0S1h S2
⇔H=(1+S1
S2 )h
Bài 2: Cho bình hình trụ thơng với nhau ống nhỏ có khóa thể tích khơng đáng kể Bán kính đáy bình A là r1 bình B r2= 0,5 r1 (Khố K đóng).
Đổ vào bình A lợng nớc đến chiều cao h1= 18 cm, sau đổ lên mặt nớc một
líp chÊt láng cao h2= cm cã träng lỵng
riêng d2= 9000 N/m3 và đổ vào bình B chất
láng thø cã chiÒu cao h3= cm, träng
l-ợng
riêng d3 = 8000 N/ m3 ( trọng lợng riêng nớc d1=10.000 N/m3, chất lỏng không hoà
ln vo nhau) M khoỏ K để hai bình thơng Hãy tính:
a) Độ chênh lệch chiều cao mặt thoáng chất lỏng ë b×nh.
b) Tính thể tích nớc chảy qua khố K Biết diện tích đáy bình A l 12 cm2
Giải:
a) Xét điểm N ống B nằm mặt phân cách nớc chất lỏng Điểm M trong A nằm mặt phẳng ngang với N Ta có:
PN=Pm⇒d3h3=d2h2+d1x
( Với x độ dày lớp nớc nằm M) => x = d3h3− d2h2
d1
=8 10
3
0,06−9 103 0,04
104 =1,2 cm
Vậy mặt thoáng chất lỏng B cao hơn mặt thoáng chất lỏng A là:
h=h3(h2+x)=6(4+1,2)=0,8 cm b) Vì r2 = 0,5 r1 nªn S2 =
S1
22=
12
4 =3 cm
2
Thể tích nớc V bình B thể tích nớc chảy qua khoá K từ A sang B: VB =S2.H = 3.H (cm3)
ThĨ tÝch níc lại bình A là: VA=S1(H+x) = 12 (H +1,2) cm3
Thể tích nớc đổ vào A lúc đầu là: V = S1h1 = 12.18 = 126 cm3
vËy ta cã: V = VA + VB => 216 = 12.(H + 1,2) + 3.H = 15.H + 14,4
=> H = 216−14,4
15 =13,44 cm Vậy thể tích nớc VB chảy qua khoá K lµ:
VB = 3.H = 3.13,44 = 40,32 cm3 (III) Bài tập lực đẩy Asimet:
Ph
ơng pháp giải:
h1 h2
h3 K
h2 h3
h x
M N
(2)
(1) (3)
A B
(7)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BC THCS
- Dựa vào điều kiện cân bằng: Khi vật cân chất lỏng P = F A
P: Là trọng lợng vật, FA lực đẩy acsimet tác dụng lên vật (FA = d.V).
Bài 1: Một khối gỗ hình hộp chữ nhËt tiÕt diÖn S = 40 cm2 cao h = 10 cm Cã khèi lỵng
m = 160 g
a) Thả khối gỗ vào nớc.Tìm chiều cao phần gỗ mặt nớc Cho khối lợng riêng cđa níc lµ D0 = 1000 Kg/m3
b) Bây khối gỗ đợc khoét lỗ hình trụ có tiết diện S = cm2, sâu h v
lấp đầy chì có khối lợng riêng D2 = 11 300 kg/m3 thả vào nớc ngời ta thÊy mùc níc
bằng với mặt khối gỗ Tìm độ sâu h lỗ Giải:
a) Khi khối gỗ cân nớc trọng lợng khối gỗ cân với lực đẩy Acsimet Gọi x phần khối gỗ mặt níc, ta cã.
P = FA 10.m =10.D0.S.(h-x) ⇒x = h -
m
D0.S=6 cm
b) Khối gỗ sau khoét lổ có khối lợng m1 = m - m = D1.(S.h - S h)
Với D1 khối lợng riêng gỗ: Sh m
D1
Sh h S
.
) Khối lợng m2 chì lấp vào là: m2=D2S.h
Khối lợng tổng cộng khối gỗ chì lúc là M = m1 + m2 = m + (D2 - m
Sh ).S.h Vì khối gỗ ngập hoàn toàn nớc nªn. 10.M=10.D0.S.h ==> h =
D0S.h −m
(D2− m
S.h)ΔS
=5,5 cm
Bài 2: Hai cầu đặc tích V = 100m3 đợc nối với sợi dõy
nhẹ không co giÃn thả nớc (hình vẽ) Khối lợng cầu bên dới gấp lần khối lợng quả cầu bên cân 1/2 thể tích quả cầu bên bị ngập nớc HÃy tính.
a) Khối lợng riêng cầu b) Lực căng sợi dây
Cho biết khối lợng nớc D0 = 1000kg/m3
Giải
a) Vì cầu có cïng thĨ tÝch V, mµ P2 = P1 => D2 = 4.D1
Xét hệ cầu cân nớc Khi ta có: h
x
P FA
h
h
S
P FA
FA
T
(8)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
P1 + P2 = FA + F’A => D1+ D2=
3 2D0(2)
Từ (1) và (2) suy ra: D1 = 3/10 D0 = 300kg/m3
D2 = D1 = 1200kg/m3
B) Xét cầu:
- Khi cầu đứng cân thì: FA = P1 + T
- Khi cầu đứng cân thì: F’A = P2 - T
Víi FA2 = 10.V.D0; FA = F’A /2 ; P2 = 4.P1
=>
¿
P1+T=F 'A 4P1−T=F 'A
¿{ ¿
=> 5.T = F’A => T=
F'A
5 = 0,2 N
Bài 3: Trong bình hình trơ tiÕt diƯn S0 chøa níc, mùc níc b×nh cã chiÒu cao H =
20 cm Ngời ta thả vào bình đồng chất, tiết diện cho thẳng đứng trong bình mực nớc dâng lên đoạn h = cm.
a) Nếu nhấn chìm nớc hồn tồn mực nớc dâng cao so với đáy? Cho khối lơng riêng nớc lần lợt D = 0,8 g/cm3,
D0 = g/cm3.
b) Tìm lực tác dụng vào thanh chìm hoàn toàn nớc Cho thể tích 50 cm3.
Giải: a) Gọi S l lµ tiÕt diƯn vµ chiỊu dµi cđa Trọng lợng P = 10.D.S.l.
Khi nằm cân bằng, phần thể tích nớc dâng lên phần thể tích V1 ch×m
trong nớc Do V1 = S0.h
Do cân nên P = FA
hay 10.D.S.l = 10.D0.S0.h => l =
D0 D
S0
S Δh (1)
Khi chìm hoàn toàn nớc, nớc dâng lên lợng thể tích thanh. Gọi H phần nớc dâng lên lúc ta có: S.l = S0 H (2).
Tõ (1) vµ (2) suy H = D0
D Δh
Và chiều cao cột nớc bình lúc lµ H' = H +ΔH=H+D0
D Δh= 25 cm
c) Lực tác dụng vào thanh F = FA’ – P = 10 V.(D0– D)
F = 10.50.10-6.(1000 - 800) = 0,1 N.
B - Các máy đơn giản. I - Tóm tắt lý thuyết
1/ Ròng rọc cố định:
- Ròng rọc cố định có tác dụng làm thay đổi hớng lực, khơng có tác dụng thay đổi độ lớn lực.
2/ Ròng rọc động
- Dùng ròng rọc động ta đợc lợi hai lần lực nhng thiệt hai lần đờng khụng c li gỡ v cụng.
3/ Đòn bẩy.
F’ A P2
P1 T
T
H h
S
P FA S0
S0 H
H S
P F’ A F
H’
(9)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
- Đòn bẩy cân lực tác dụng tỷ lệ nghịch với cánh tay đòn: F P=
l1 l2
.
Trong l1, l2 cánh tay đòn P F ( Cánh tay đòn khoảng cách từ điểm tựa đến ph
-ơng lực).
4/ Mặt phẳng nghiêng:
- Nếu ma sát không đáng kể, dùng mặt phẳng nghiêng đợc lợi lần lực thiệt nhiêu lần đờng đi, không đợc lợi cơng.
F
P=
h l .
5/ HiÖu suÊt
H=A1
A 100 0 A1 l cụng cú ớch
A công toàn phần
A = A1 + A2 (A2 công hao phÝ)
II- Bài tập máy đơn gin
Bài 1: Tính lực kéo F trờng hợp sau Biết vật nặng có trọng lợng P = 120 N (Bá qua ma s¸t, khèi lợng ròng rọc dây ).
Gii: Theo sơ đồ phân tích lực nh hình vẽ: Khi hệ thống cân ta có - hình a) 6F = P => F = P/6 = 120/ = 20 N
- hình b) 8.F = P => F = P/8 = 120/ = 15 N - hình c) 5.F = P => F = P/ = 120/ = 24 N Bài 2: Một ngời có lợng P = 600N đứng trên ván đợc treo vào ròng rọc nh hình vẽ Để hệ thống đợc cân ngời phải kéo dây, lúc lực tác dụng vào trục ròng rọc cố định F = 720 N Tớnh
a) Lực ngời nén lên ván b) Trọng lợng ván
F
F F
F F F
P
4F
F F F
2F 2F
4F
P
F F F F F F F
P
l
F P
h
(10)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Bỏ qua ma sát khối lợng ròng rọc Có thể xem hệ thống vật nhất. Giải: a) Gọi T lực căng dây ròng rọc động T lực căng dây ròng rọc cố định.’
Ta cã: T = 2.T; F = T = T’ ’
T = F/ = 720/ = 180 N.
Gọi Q lực ngời nén lên v¸n, ta cã: Q = P – T = 600N – 180 N = 420N
b) Gäi P lµ trọng l ợng ván, coi hệ thống là một vật nhất, hệ thống cân ta cã
T + T = P + Q’ ’
=> 3.T = P + Q => P = T ’ ’ – Q => P = 180 ’ – 420 = 120N
VËy lùc ngời nén lên ván 420N ván có trọng lợng 120N
Giải: Gọi P trọng lợng ròng rọc
Trong trờng hợp thứ AB cân ta cã: PF
2
=CB AB=
1 Mặt khác, ròng rọc động cân
ta cßn cã: 2.F = P + P1.
=> F = (P+P1)
2 thay vào ta đợc:
(P+P1) 2P2 =
1
3 <=> (P + P1) = 2P2 (1)
Tơng tự cho trờng hợp thứ hai P2 treo D, P1 P3 treo ròng rọc động.
Lóc nµy ta cã F '
P2
=DB AB=
1 .
Mặt khác 2.F = P + P 1 + P3 => F = ’
P+P1+P3 Thay vào ta có: P+P1+P3
2P2 =1
2 => P + P1 + P3 = P2 (2).
Tõ (1) vµ (2) ta cã P1 = 9N, P2 = 15N.
Bài 4: Cho hệ thống nh hình vẽ Góc nghiêng = 300, dây ròng rọc lý tởng Xác định
khối lợng vật M để hệ thống cân Cho khối lợng m = 1kg Bỏ qua ma sát.
1
A C B
T ’ T ’
T ’
T T T Q P P ’
F
Bµi 3: Cho hƯ thèng nh hình vẽ: Vật có trọng lợng P1,
Vật có trọng lợng P2 Mỗi ròng rọc có trọng
lợng N Bỏ qua ma sát, khối lợng thanh AB dây treo
- Khi vËt treo ë C víi AB = CB hệ thống cân
- Khi vËt treo ë D víi AD = DB muốn hệ thống cân phải treo nèi vµo vËt mét vËt thø cã träng lợng P3 = 5N Tính P1 P2
(11)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VT Lí - BC THCS
Giải: Muốn M cân b»ng th× F = P. h
l víi h
l = sin
=> F = P.sin 300 = P/2 (P trọng lợng vật M)
Lực kéo dây vắt qua ròng rọc là: F1 = F
2=
P
4
Lùc kéo dây vắt qua ròng rọc là: F2 =
F1
2 =
P
8
Lùc kÐo chÝnh träng lỵng P m gây ra, tức : P = F ’ 2 = P/8 => m = M/8.
Khèi lợng M là: M = 8m = = kg.
Bài 5: Hai cầu sắt giống hệt đợc treo vào đầu A, B kim loại mảnh, nhẹ Thanh đợc giữ thăng nhờ dây mắc tại điểm O Biết OA = OB = l = 20 cm Nhúng quả cầu đầu B vào chậu đựng chất lỏng ngời ta thấy AB thăng Để thanh thăng bng tr
lại phải dịch chuyển điểm treo O phía A đoạn x = 1,08 cm Tính khối lợng riêng của chất lỏng, biết khối lợng riêng sắt D0 = 7,8 g/cm3.
Giải:
Khi cầu treo B đợc nhúng chất lỏng ngồi trọng lực, cầu cịn chịu tác dụng lực đẩy Acsimet chất lỏng Theo điều kiện cân lực điểm treo O ta có P AO = ( P ’ ’ – FA ) BO Hay P (’
l – x) = ( P – FA )(l + x)
Gọi V thể tích cầu D khối lợng riêng chất láng Ta cã P = 10.D0.V vµ FA = 10 D V
10.D0.V ( l – x ) = 10 V ( D0 – D )( l + x )
D = 2x
l+x.D0=0,8g/cm
3 .
Bài 6: Một đồng chất, tiết diện đều, đầu nhúng vào nớc, đầu tựa vào thành chậu O sao cho OA =
2 OB Khi n»m c©n bằng, mực nớc Tìm khối lợng riêng D của thanh, biết khối lợng riêng nớc lµ D0 =
1000kg/m3.
Giải: Thanh chịu tác dụng trọng lực P đặt trung điểm M AB lực đẩy Acsimet đặt trung điểm N MB Thanh quay quanh O áp dụng quy tắc cân bằng của đòn bẩy ta có: P MH = F NK (1).
Gäi S lµ tiÕt diƯn vµ l lµ chiỊu dµi cđa ta cã: P = 10 D S l vµ F = 10 D0.S. l
2 Thay vµo (1) ta cã: D = NK
2 MH.D0 (2).
Mặt khác OHM OKN ta có:
A B
O
A B
O’
(l-x) (l+x)
FA
P P
A O
B
A
O
M
H
K
P
N
F
M l h
2 m
(12)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
KN MH=
ON
OM' Trong ON = OB – NB = l
3−
l
4= 5l
12 OM = AM – OA = l
2−
l
3=
l
6 => KN
MH= ON OM=
5
2 thay vào (2) ta đợc D =
4 .D0 = 1250 kg/m3 C Chuyển động học I Tóm tắt lý thuyết:
1 Chuyển động đều:
- Vận tốc chuyển động đợc xác định quãng đờng đợc đơn vị thời gian không đổi quãng đờng
v=S
t với s: Quãng đờng
t: Thời gian vật quãng đờng s v: Vận tốc
2 Chuyển động khơng đều:
- Vận tốc trung bình chuyển động khơng qng đờng (tơng ứng với thời gian chuyển động quãng đờng đó) đợc tính cơng thức:
VTB=S
t với s: Quãng đờng đi
t: Thời gian hết quãng đờng S
- Vận tốc trung bình chuyển động khơng thay đổi theo quãng đờng đi.
II Bµi tËp
Dạng 1: Định thời điểm vị trí gặp chuyển động
Bài 1: Hai ôtô chuyển động ngợc chiều từ địa điểm cách 150km Hỏi sau lâu chúng gặp biết vận tốc xe thứ 60km/h xe thứ là 40km/h.
Giải: Giả sử sau thời gian t(h) hai xe gặp nhau Quãng đờng xe 1đi đợc S1=v1.t=60.t
Quãng đờng xe đợc S2=v2.t=60 t
Vì xe chuyển động ngợc chiều từ vị trí cách 150km nên ta có: 60.t + 40.t = 150 => t = 1,5h
Vậy thời gian để xe gặp 1h30’
Bài 2: Xe thứ khởi hành từ A chuyển động đến B với vận tốc 36km/h Nửa giờ sau xe thứ chuyển động từ B đến A với vận tốc 5m/s Biết quãng đờng AB dài 72km Hỏi sau kể từ lúc xe khởi hành thì:
a Hai xe gỈp nhau
b Hai xe cách 13,5km. Giải:
a Giải sử sau t (h) kĨ tõ lóc xe khëi hµnh xe gặp nhau:
Khi ú ta cú quãng đờng xe đợc là: S1 = v1(0,5 + t) = 36(0,5 +t)
Quãng đờng xe đợc là: S2 = v2.t = 18.t
Vì quãng đờng AB dài 72 km nên ta có:
36.(0,5 + t) + 18.t = 72 => t = 1(h)
VËy sau 1h kÓ từ xe hai khởi hành xe gặp nhau b) Tr êng hỵp 1 : Hai xe cha gặp cách 13,5 km
Gi thi gian kể từ xe khởi hành đến hai xe cách 13,5 km t2
Quãng đờng xe đợc là: S1’ = v1(0,5 + t2) = 36.(0,5 + t2)
Quãng đờng xe đợc là: S2’ = v2t2 = 18.t2
Theo bµi ta cã: 36.(0,5 + t2) + 18.t +13,5 = 72 => t2 = 0,75(h)
VËy sau 45 kÓ từ xe khởi hành hai xe cách 13,5 km’
N
FA
B
(13)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Tr
ờng hợp 2 : Hai xe gặp sau cách 13,5km
Vì sau 1h xe gặp nên thời gian để xe cách 13,5km kể từ lúc gặp nhau là t3 Khi ta có:
18.t3 + 36.t3 = 13,5 => t3 = 0,25 h
Vậy sau 1h15 xe cách 13,5km sau gặp nhau.’
Bài 3: Một ngời xe đạp với vận tốc v1 = 8km/h ngời với vận tốc v2 = 4km/h
khởi hành lúc nơi chuyển động ngợc chiều Sau đợc 30 ,’
ngời xe đạp dừng lại, nghỉ 30 quay trở lại đuổi theo ng’ ời với vận tốc nh cũ Hỏi kể từ lúc khởi hành sau ngời xe đạp đuổi kịp ngời bộ?
Giải: Quãng đờng ngời xe đạp thời gian t1 = 30 là:’
s1 = v1.t1 = km
Quãng đờng ngời đi 1h (do ngời xe đạp có nghỉ 30 )’
s2 = v2.t2 = km
Khoảng cách hai ngời sau khëi hµnh 1h lµ: S = S1 + S2 = km
Kể từ lúc xem nh hai chuyển động chiều đuổi nhau. Thời gian kể từ lúc quay lại gặp là: t= S
v1− v2=2h
Vậy sau 3h kể từ lúc khởi hành, ngời xe đạp kịp ngời bộ.
Dạng 2: Bài tốn tính qng đờng chuyển động
Bài 1: Một ngời xe đạp từ A đến B với vận tốc v1 = 12km/h ngời tăng vận tốc
lên 3km/h đến sớm 1h.
a Tìm quãng đờng AB thời gian dự định từ A đến B.
b Ban đầu ngời với vận tốc v1 = 12km/h đợc quãng đờng s1 xe bị h phải sửa
chữa 15 phút Do quãng đờng lại ngời với vận tốc v2 = 15km/h đến
nơi sớm dự định 30 Tìm qng đ’ ờng s1.
Gi¶i:
a Giả sử quãng đờng AB s thời gian dự định hết quãng đờng AB
s v1=
s
12(h) Vì ngời tăng vận tốc lên 3km/h đến sớm 1h nên.
S v1−
S
v1+3=1⇔
S
12 −
S
15=1⇒S=60 km
Thời gian dự định từ A đến B là: t= S 12=
60 12=5h b Gäi t1’ lµ thêi gian ®i qu·ng ®êng s1: t '1=
S1 v1
Thêi gian söa xe: Δt=15'=1 4h
Thời gian quãng đờng lại: t '2=S − S1
v2
Theo bµi ta cã: t1−(t '1+1
4+t '2)=
1
2 ⇒t1−
S1 v1
−1
4−
S − S1 v2
=1 2(1)
⇒ S
v1− S v2− S1(
1
v1−
1
v2)=
1 2+
1 4=
3 4(2) Tõ (1) vµ (2) suy S1(
1
v1−
1
v2)=1−
3 4=
1
(14)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Hay S1=1
4
v1.v2 v2− v1
=1
12 15
15−12=15 km
Bài 3: Một viên bi đợc thả lăn từ đỉnh dốc xuống chân dốc Bi xuống nhanh dần và quãng đờng mà bi đợc giây thứ i S1=4i−2 (m) với i = 1; 2; ;n
a Tính quãng đờng mà bi đợc giây thứ 2; sau giây.
b Chứng minh quãng đờng tổng cộng mà bi đợc sau n giây (i n số tự nhiên) L(n) = n2(m).
Gi¶i:
a Quãng đờng mà bi đợc giây thứ là: S1 = 4-2 = m.
Quãng đờng mà bi đợc giây thứ hai là: S2 = 8-2 = m.
Quãng đờng mà bi đợc sau hai giây là: S2’ = S1 + S2 = + = m.
b Vì quãng đờng đợc giây thứ i S(i) = 4i – nên ta có:
S(i) = 2
S(2) = = + 4
S(3) = 10 = + = + 4.2
S(4) = 14 = +12 = + 4.3
S(n) = 4n – = + 4(n-1)
Quãng đờng tổng cộng bi đợc sau n giây là:
L(n) = S(1) +S(2) + + S(n) = 2[n+2[1+2+3+ +(n-1)]]
Mµ 1+2+3+ +(n-1) = (n −1)n
2 nªn L(n) = 2n
2 (m)
Bài 4: Ngời thứ khởi hành từ A đến B với vận tốc 8km/h Cùng lúc ngời thứ và thứ khởi hành từ B A với vận tốc lần lợt 4km/h 15km/h ngời thứ gặp ngời thứ quay lại chuyển động phía ngời thứ Khi gặp ngời thứ lập tức quay lại chuyển động phía ngời thứ trình tiếp diễn lúc ba ngời ở cùng nơi Hỏi kể từ lúc khởi hành ngời nơi ngời thứ ba đợc quãng đờng bao nhiêu? Biết chiều dài quãng đờng AB 48km.
Giải:
Vì thời gian ngời thứ cịng b»ng thêi gian ngêi thø nhÊt vµ ngêi thø t ta có: 8t + 4t = 48 ⇒t=48
12=4h
Vì ngời thứ liên tục không nghỉ nên tổng quãng đờng ngời thứ S3 = v3 t =
15.4 = 60km.
Dạng 3: Xác định vận tốc chuyển động
Bài 1: Một học sinh từ nhà đến trờng, sau đợc 1/4 quãng đờng nhớ mình quên sách nên vội trở đến trờng trễ 15’
a Tính vận tốc chuyển động em học sinh, biết quãng đờng từ nhà tới trờng s = 6km Bỏ qua thời gian lên xuống xe nhà.
b Để đến trờng thời gian dự định quay lần em phải với vận tốc bao nhiêu?
Giải: a Gọi t1 thời gian dự định với vận tốc v, ta có: t1=
s
v (1)
Do có cố để quên sách nên thời gian lúc t2 quãng đờng là
s2=s+2 4s=
3
2s⇒t2=
3s
2v (2)
Theo đề bài: t2−t1=15 ph=1 4h
Từ kết hợp với (1) (2) ta suy v = 12km/h b Thời gian dự định t1=
s v=
6 12=
1 2h
(15)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Gäi v vận tốc phải quÃng đ ờng trở nhà trở lại trờng (s '=s+1
4s=
4s) Để đến nơi kịp thời gian nên: t2
'
=s '
v '=t1−
t1
4= 8h Hay v = 20km/h’
Bài 2: Hai xe khởi hành từ nơi quãng đờng 60km Xe với vận tốc 30km/h, liên tục không nghỉ đến nơi sớm xe 30 phút Xe hai khởi hành sớm hơn 1h nhng nghỉ đờng 45 phút Hỏi:
a VËn tèc cña hai xe.
b Muốn đến nơi lúc với xe 1, xe phải với vận tốc bao nhiêu: Giải:
a.Thời gian xe hết quãng đờng là: t1=
s v1=
60 30=2h Thời gian xe hết quãng đờng là:
t2=t1+1+0,5−0,75⇒t2=2+1,5−0,75=2,75h
VËn tèc cđa xe hai lµ: v2=
s t2=
60
2,75=21,8 km/h
b Để đến nơi lúc với xe tức thời gian xe hai hết quãng đờng là:
h t
t2'1 1 0,752,25
VËy vËn tèc lµ: v2'=
s t2'=
60
2,25≈26,7 km/h
Bài 3: Ba ngời xe đạp từ A đến B với vận tốc không đổi Ngời thứ ngời thứ 2 xuất phát lúc với vận tốc tơng ứng v1 = 10km/h v2 = 12km/h Ngời thứ ba
xuất phát sau hai ngời nói 30 , khoảng thời gian lần gặp ng ời thứ ba với ngời đi trớc t=1h T×m vËn tèc cđa ngêi thø 3.
Giải: Khi ngời thứ xuất phát ngời thứ cách A 5km, ngời thứ cách A 6km. Gọi t1 t2 thời gian từ ngời thứ xuất phát gặp ngời thứ ngời thứ
2.
Ta cã:
v3t1=5+10t1⇒t1=
v3−10
v3t2=6+12t2⇒t2=
v3−12 Theo đề Δt=t2−t1=1 nên
6
v3−12−
v3−10=1⇔v3
−23v3+120=0
⇒v3=23±√23
−480
2 =
23±7 =
¿ 15 km/h 8km/h
¿{ ¿
Giá trị v3 phải lớn v1 v2 nªn ta cã v3 = 15km/h.
B
à i 4 Một ngời xe đạp chuyển động nửa quãng đờng đầu với vận tốc 12km/h nửa quãng đờng sau với vận tốc 20km/h
Xác định vận tốc trung bình xe đạp quãng đờng ? Tóm tắt: 12 / 20 / ? tb
V km h V km h V
Gọi quãng đờng xe 2S nửa quãng đờng S ,thời gian tơng ứng t t1;
Thời gian chuyển động nửa quãng đờng đầu :
1 S t V
Thời gian chuyển động nửa quãng đờng sau :
(16)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Vận tốc trung bình quãng đờng là
1
1
1 1 2
1
2
1
2
15 / 1 1
12 20 tb
S S S S
V
S S
t t
S
V V V V
km h
V V
Dạng 4: Tính vận tốc trung bình chuyển động không đều
Bài 1: Một ô tô vợt qua đoạn đờng dốc gồm đoạn: Lên dốc xuống dốc, biết thời gian lên dốc nửa thời gian xuống dốc, vận tốc trung bình xuống dốc gấp hai lần vận tốc trung bình lên dốc Tính vận tốc trung bình đoạn đờng dốc tơ.Biết vận tốc trung bình lên dốc 30km/h.
Gi¶i:
Gọi S1 S2 quãng đờng lên dốc xuống dốc
Ta cã: s1=v1t1 ; s2=v2t2 mµ v2=2v1 , t2=2t1 ⇒s2=4s1
Quãng đờng tổng cộng là: S = 5S1
Thêi gian ®i tỉng céng lµ: t=t1+t2=3t1
VËn tèc trung bình dốc là: v=s
t=
5S1
3t1 =5
3v1=50 km/h
Bài 2: Một ngời từ A đến B
3 quãng đờng đầu ngời với vận tốc v1,
3 thời gian lại với vận tốc v2 Quãng đờng cuối với vận tốc v3 tính vận tốc trung bình
trên quãng đờng. Giải:
Gäi S1 lµ
3 quãng đờng với vận tốc v1, thời gian t1 S2 quãng đờng với vận tốc v2, thời gian t2
S3 quãng đờng cuối với vận tốc v3 thời gian t3
S quãng đờng AB. Theo ta có: s1=
1
3s=v1t1⇒t1=
s
3v1 (1)
Vµ t2=s2
v2
;t3=s3
v3
Do t2 = 2t3 nªn
s2 v2
=2s3
v3
(2) s2+s3=
2s
3 ❑ (3) Tõ (2) vµ (3) suy t3=s3
v3=
2s
3(2v2+v3);t2=
s❑2
v2=
4s
3(2v2+v3) Vận tốc trung bình quãng đờng là:
vTB= s
t1+t2+t3=
1
3v1+
2 3(2v2+v3)
+
3(2v2+v3)
=3v1(2v2+v3) 6v1+2v2+v3 .
(17)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
I số kiến thức bản:
1 Công thức tính nhiệt l ợng:
Q= mc(t2 - t1) : T/h vËt thu nhiÖt
Q= mc(t1 - t2) : T/h vËt táa nhiÖt
2.Ph ơng trình cân nhiệt:
Q tỏa = Q thu
Hay: mc(t1 - t2) = mc(t2 - t1)
3 Năng suất tỏa nhiệt nhiên liệu: Q = q.m
II số tập bản
Bài : 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, trong
thùng chứa nước C có sẵn lượng nước nhiệt độ tC = 40 0C tổng số ca nước
vừa đổ thêm vào Tính số ca nước phải múc thùng A B để có nhiệt độ nước ở
thùng C 50 0C Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường, với bình chứa ca múc nước
H
íng dÉn gi¶i
- 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
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 trong thùng C trước đổ thêm 3n ca.
Bài2: Một thau nhôm khối lượng 0,5kg đựng 2kg nước 200C.
a) Thả vào thau nước thỏi đồng khối lượng 200g lấy bếp lị Nước nóng đến
21,20C Tìm nhiệt độ bếp lị Biết nhiệt dung riêng nhơm, nước, đồng là:
c1 = 880J/kg.K, c2 = 4200J/kg.K, c3 = 380J/kg.K Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường.
b) Thực ra, trường hợp nhiệt lượng toả môi trường 10% nhiệt lượng cung cấp cho thau nước Tìm nhiệt độ thực bếp lị.
PhÇn nhiƯt häc
(18)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
c) Nếu tiếp tục bỏ vào thau nước thỏi nước đá có khối lượng 100g 00C Nước đá có
tan hết khơng? Tìm nhiệt độ cuối hệ thống Biết để 1kg nước đá 00C nóng chảy
hồn tồn cần cung cấp nhiệt lượng 3,4.105J Bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trường.
H
íng dÉn gi¶i
a) Nhiệt độ bếp lò: ( t0C nhiệt độ ban đầu thỏi đồng)
Nhiệt lượng thau nhôm nhận để tăng nhiệt độ từ t1= 200C lên t2 = 21,20C:
Q1 = m1.c1(t2 - t1)
Nhiệt lượng nước nhận để tăng nhiệt độ từ t1= 200C lên t2 = 21,20C:
Q2 = m2.c2(t2 - t1)
Nhiệt lượng thỏi đồng toả để hạ nhiệt độ từ t0C xuống t
2 = 21,20C:
Q3 = m3.c3(t– t2)
Vì khơng có toả nhiệt mơi trường nên theo phương trình cân nhiệt ta có: Q3 = Q1 + Q2 => m3.c3(t- t2) = m1.c1(t2 - t1) + m2.c2(t2 - t1)
=> t = [(m1.c1+ m2.c2) (t2 - t1) / m3.c3]+ t2
số ta tính t = 160,780C
b) Nhiệt độ thực bếp lò(t’): Theo giả thiết ta có: Q’3 - 10% ( Q1+ Q2 ) = ( Q1+ Q2 )
Q’3 = 1,1 ( Q1+ Q2 )
m3.c3(t’- t2) = 1,1 (m1.c1+ m2.c2) (t2 - t1)
t’ = [ 1,1 (m1.c1+ m2.c2) (t2 - t1) ] / m3.c3 }+ t2
Thay số ta tính t’ = 174,740C
c) Nhiệt độ cuối hệ thống:
+ Nhiệt lượng thỏi nước đá thu vào để nóng chảy hồn tồn 00C:
Q = 3,4.105.0,1 = 34000(J)
+ Nhiệt lượng hệ thống (thau, nước, thỏi đồng) toả hạ 21,20C xuống 00C:
Q’ = (m1.c1+ m2.c2 + m3.c3 ) (21,20C - 00C) = 189019,2(J)
+ So sánh ta có: Q’ > Q nên nhiệt lượng toả Q’ phần làm cho thỏi nước đá tan hồn
tồn 00 C phần lại (Q’-Q) làm cho hệ thống ( bao gồm nước đá tan) tăng
nhiệt độ từ 00C lên nhiệt độ t”0C
+ (Q’-Q) = [m1.c1+ (m2 + m)c2 + m3.c3 ] (t”- 0)
=> t” = (Q’-Q) / [m1.c1+ (m2 + m)c2 + m3.c3 ]
thay số tính t” = 16,60C.
Bµi 3: Người ta cho vịi nước nóng 700C vịi nước lạnh 100C đồng thời chảy vào bể có
sẳn 100kg nước nhiệt độ 600C Hỏi phải mở hai vòi thu nước có nhiệt
độ 450C Cho biết lưu lượng vòi 20kg/phút.
H
íng dÉn gi¶i
Vì lưu lượng hai vòi chảy nên khối lượng hai loại nước xả vào bể nhau. Gọi khối lượng loại nước m(kg):
Ta có: m.c(70 – 45) + 100.c(60 – 45) = m.c(45 – 10)
⇔ 25.m + 1500 = 35.m ⇔ 10.m = 1500
1500
150( ) 10
m kg
Thời gian mở hai vòi là: t=150
20 =7,5(phút)
Bµi 4: Muốn có 100 lít nước nhiệt độ 350C phải đổ lít nước sơi vào bao
nhiêu lít nước nhiệt độ 150C ? Lấy nhiệt dung riêng nước 4190J/kgK.
(19)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
H
íng dÉn gi¶i
Gọi x khối lượng nước 150C; y khối lượng nước sơi
Ta có : x+y= 100g (1)
Nhiệt lượng ykg nước sôi tỏa :Q1= y.4190(100-15)
Nhiệt lượng xkg nước 150C toả :Q
2 = x.4190(35-15)
Phương trình cân nhiệt:x.4190(35-15)=y.4190(100-15) (2) Giải hệ phương trình (1) (2)
Ta được: x=76,5kg; y=23,5kg
Vậy phải đổ 23,5 lít nước sơi vào 76,5 lít nước 150C
Bµi 5:Một bếp dầu đun sơi lít nước đựng ấm nhơm khối lượng 300gam sau
thời gian t1 = 10 phút nước sôi Nếu dùng bếp để đun lít nước điều kiện thì
sau nước sơi ? Cho nhiệt dung riêng nước nhôm C1 = 4200J/kg.K ;
C2 = 880J/kg.K Biết nhiệt bếp dầu cung cấp cách đặn.
H
íng dÉn gi¶i
Gọi Q1 Q2 nhiệt lượng cần cung cấp cho nước ấm nhôm hai lần đun,
Gọi m1, m2 khối lương nước ấm lần đun đầu.
Ta có: Q1 = (m1.C1 + m2.C2) t
Q2 = (2.m1.C1 + m2.C2) t
Do nhiệt toả cách đặn, nghĩa thời gian đun lâu nhiệt toả lớn. Ta đặt: Q1 = k.t1 ; Q2 = k.t2 (trong k hệ số tỉ lệ đó)
Suy ra: k.t1 = (m1.C1 + m2.C2) t
k.t2 = (2.m1.C1 + m2.C2) t
Lập tỉ số ta được: tt2
1
=(2m1C1+m2C2) (m1C1+m2C2) =1+
m1C1
m1C1+m2C2
hay t2=(1+ m1C1
m1C1+m2C2
).t1=(1+4200
4200+0,3 880).10=19,4 phút
Bµi 6:Thả đồng thời 300g sắt nhiệt độ 100C 400g đồng nhiệt độ 250C vào bình cách
nhiệt có chứa 200g nước nhiệt độ 200C Cho biết nhiệt dung riêng sắt, đồng,
nước 460J/kg.K, 400J/kg.K, 4200J/kg.K hao phí nhiệt mơi trường bên ngồi khơng đáng kể Hãy tính nhiệt độ hỗn hợp cân nhiệt thiết lập.
H
íng dÉn gi¶i: Gọi m1, m2, m3 khối lượng t1, t2, t3 nhiệt độ ban đầu sắt,
đồng, nước; t nhiệt độ hỗn hợp cân nhiệt xảy ra.
+ Lập luận, chứng tỏ trước có cân nhiệt sắt vật thu nhiệt cịn đồng nước vật tỏa nhiệt.
+ Từ kết lập luận suy hệ có cân nhiệt c1m1(t – t1) =
c2m2(t2 – t) + c3m3(t3 – t)
+ Thay số tính nhiệt độ hệ cân nhiệt xảy ra: t ≈19,50C
Bµi 7: Thả đồng thời 0,2kg sắt 150C 450g đồng nhiệt độ 250C vào 150g nước nhệt
độ 800C Tính nhiệt độ sắt có cân nhiệt xảy biết hao phí nhiệt môi
trường không đáng kể nhiệt dung riêng sắt, đồng, nước 460J/kgK, 400J/kgK 4200J/kgK
H
íng dÉn gi¶i:
+ Gọi t nhiệt độ có cân nhiệt xảy ra. + Lập luận để đưa ra:
- Nhiệt lượng sắt hấp thụ: Q1 = m1c1(t – t1) Nhiệt lượng đồng hấp thụ: Q2 = m2c2(t – t2)
(20)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
- Nhiệt lượng nước tỏa Q3 = m3c3(t3 – t)
- Lập cơng thức có cân nhiệt xảy ra, từ suy ra: t=m1c1t1+m2c2t2+m3c3t3
m1c1+m2c2+m3c3
+ Tính t = 62,40C.
Bµi 8: Một tơ chạy với vận tốc 54 km/h, lực kéo động khơng đổi 700N Ơ
tơ chạy tiêu thụ hết lít xăng Biết suất tỏa nhiệt xăng 4,4.107 J/kg
và khối lượng riêng xăng 700kg/m3 Tính hiệu suất động ô tô.
H
íng dÉn gi¶i:
Cơng có ích: Aci=F.s=F.v.t=700 15 3600=75600000J=756 105J
Cơng tồn phần (nhiên liệu tỏa ra):
Atp=m.q=V.D.q=5 10−3.700 44 106=154000000J=154 106J
Hiệu suất động cơ: H=Aci
Atp
=756 10
154 106=0,49 =49%
Chủ đề
ĐỊNH LUẬT ÔM ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP, ĐOẠN MẠCH SONG SONG, MẠCH HỖN HỢP
I Một số kiến thức bản
* Định luật Ôm:
Cường độ dòng điện dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện hai đầu dây dẫn tỉ lệ
nghịch với điện trở dây Công thức : I = UR
* Trong đoạn mạch mắc nối tiếp I = I1 = I2 = = In
U = U1 + U2 + + Un
R = R1 + R2 + + Rn
Lưu ý: - Xét nhiều điện trở R1, R2… Rn mắc nối tiếp với nhau, với hiệu điện hai đầu
điện trở U1 ,U2 …, Un Vì cường độ dịng điện qua điện trở nhau, vậy:
1 2
n n U
U U
R R R
Nếu ta biết giá trị tất điện trở hiệu điện thế, công thức cho phép tính hiệu điện khác
Ngược lại, ta biết giá trị tất hiệu điện điện trở, công thức trên cho phép tính hiệu điện cịn lại.
* Trong đoạn mạch mắc song song.
U = U1 = U2 = = Un
I = I1 + I2 + + In
1
R=
1
R1+
1
R2+ +
1
Rn Phần điện học
(21)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Lưu ý: - Nếu có hai điện trở R1 , R2 mắc song song với nhau, cường độ dòng điện qua
các điện trở I1 , I2 Do I1R1=I2R2 nên :
1 2
I R
I R hay
I1 I =
R2 R1+R2
Khi biết hai điện trở R1 , R2 cường độ dòng điện qua điện trở, cơng thức cho
phép tính cường độ dòng điện qua điện trở cường độ dịng điện mạch chính.
II Bài tập
A ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
Bài Một đoạn mạch AB gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp với Hiệu điện hai
đầu điện trở U1 và U2 Biết R1=25, R2 = 40 hiệu điện UAB hai đầu đoạn mạch
là 26V Tính U1 U2. Đs: 10V; 16V
GỢI Ý: Cách 1: - Tính cường độ dịng điện qua điện trở theo UAB và RAB Từ tính được
U1,U2.
Cách : - Áp dụng tính chất tỉ lệ thức :
1 2
1 2
26 0, 25 40 65
U U U U U U
R R R R
Từ tính U1 , U2
Bài Một đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp R1 =4;R2 =3 ;R3=5.
Hiệu điện đầu R3 là 7,5V Tính hiệu điện đầu điện trở R1; R2 và đầu
đoạn mạch
Đs: 6V; 4,5V; 18V.
GỢI Ý :Cách 1: Tính cường độ dịng điện qua điện trở theo U3,R3 Từ tính U1,U2
,UAB
Cách : Đối với đoạn mạch nối tiếp ta có :
3
1 2
1
7,5 1,5
U
U U U U
R R R từ tính U
1,U2, UAB.
Bài Trên điện trở R1 có ghi 0,1k – 2A, điện trở R2 có ghi 0,12k – 1,5A
a) Giải thích số ghi hai điện trở.
b) Mắc R1 nối tiếp R2 vào hai điểm A, B UAB tối đa để hoạt động hai
điện trở không bị hỏng. Đs: 330V
GỢI Ý: + Dựa vào Iđm1, Iđm2 xác định cường độ dòng điện Imax qua điện trở ;
+ Tính Umax dựa vào giá trị IAB, R1, R2.
B ĐOẠN MẠCH SONG SONG
Bài Cho R1= 12 ,R2= 18 mắc song song vào hai điểm A B, Ampe kế đo cường độ
dòng điện mạch chính, Ampe kế Ampe kế đo cường độ dòng điện qua R1 ,R2.
a) Hãy vẽ sơ đồ mạch điện.
b) Ampe kế Ampe kế giá trị bao nhiêu? (theo cách) biết Ampe kế 0,9A. c) Tính hiệu điện hai đầu A B.
GỢI Ý:
b) Tính số Ampe kế Ampe kế dựa vào hệ thức mối quan hệ I1, I2 với R1 , R2.
(HS tìm cách giải khác) c) Tính UAB
Cách 1: câu a
(22)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Cách 2: sau tính I1,I2 câu a, tính UAB theo I2, R2.
Đs: b) 0,54A; 0,36A; c) 6,48V.
Bài Cho R1 = 2R2 mắc song song vào hai đầu đoạn mạch AB có hiệu điện 30V Tính
điện trở R1và R2 (theo cách) biết cường độ dòng điện qua đoạn mạch 1,2A.
GỢI Ý: Tính I1, I2 dựa vào hệ thức mối quan hệ I1, I2 với R1 ,R2 để tính R1, R2 Học
sinh giải cách khác.
Đs: 75; 37,5.
Bài Có hai điện trở có ghi: R1(20-1,5A) R2 (30-2A).
a) Hãy nêu ý nghĩa số ghi R1, R2
b) Khi Mắc R1//R2 vào mạch hiệu điện thế, cường độ dòng điện mạch tối đa phải bao
nhiêu để hai điện trở không bị hỏng ? GỢI Ý:
Dựa vào giá trị ghi điện trở để tính Uđm1,Uđm2 trên sở xác định UAB tối đa
Tính RAB => Tính Imax.
Đs: a) R1 = 20; Cường độ dòng điện lớn phép qua R1 là 1,5A:
b) Umax = 30V; Imax = 2,5A
C ĐOẠN MẠCH HỖN HỢP
Bài
Có ba bóng đèn mắc theo sơ đồ ( hình 3.1)
và sáng bình thường Nếu bóng Đ1 bị đứt dây tóc thì
bóng Đ3 sáng mạnh hay yếu hơn?
GỢI Ý:
Bình thường: I3= I1 + I2 Nếu bóng Đ1 bị đứt; I1= dòng điện I3 giảm => Nhận xét độ sáng
của đèn
Bài
Một đoạn mạch mắc sơ
đồ hình 3.2 Cho biết R1 =3; R2 =7,5
; R3 =15 Hiệu điện hai đầu AB
là 4V.
aTính điện trở đoạn mạch.
bTính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.
c) Tính hiệu điện hai đầu điện trở
Đs: a) 8; b) 3A; 2A ; 1A c) U1 = 9V; U2 = U3 = 15V
GỢI Ý: a) Đoạn mạch AB gồm : R1nt ( R2// R3) Tính R23 tính RAB.
b) Tính I1 theo UAB RAB
Tính I2, I3 dựa vào hệ thức:
3
R I I R c) Tính : U1, U2, U3.
Bài Có ba điện trở R1=2Ω; R2 = 4Ω; R3 = 12Ω;
được mắc vào hai điểm A B có hiệu điện thế 12V (hình 3.3).
a) Tính điện trở tương đương mạch.
R3 R1
R2
A B
Hình 3.1
R2
A B
R3 R1
Hình 3.3
R1 R3
Hình 3.2
A
R2 R1
R3
B M
(23)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÝ - BẬC THCS
b) Tính cường độ dòng điện qua điên trở
c) Tính hiệu điện hai đầu điện trở R1 R2.
Đs: a) 4; b) I1 = I2 = 2A; I3 = 1A ; c) 4V; 8V.
GỢI Ý: a) Đoạn mạch AB gồm : R3 // ( R1 nt
R2) Tính R12 tính RAB.
b) Có R1 nt R2 => I1 ? I2; Tính I1 theo U R12;
Tính I3 theo U R3.
c) Tính U1 theo I1 R1; U2 theo I2 R2; U3 ?
U.
Bài Một đoạn mạch điện gồm điện trở mắc như sơ đồ hình 4.1.
Cho biết R1=2,5Ω; R2 = 6Ω; R3 = 10Ω; R4 = 1,2
Ω; R5 = 5Ω Ở hai đầu đoạn mạch AB có hiệu điện 6V Tính cường độ dòng điện qua mỗi
điện trở?
GỢI Ý: Sơ đồ h 4.2 tương đương h 4.1 + Tính RAD, RBD từ tính RAB.
+ Đối với đoạn mạch AD: Hiệu điện ở
hai đầu điên trở R1, R2, R3 nhau:
Tính UAB theo IAB RAD từ tính các
dịng I1, I2, I3.
+ Tương tự ta tính dịng I4, I5
của đoạn mạch DB. CHÚ Ý:
1 Khi giải toán với mạch điện mắc hỗn hợp tương đối phức tạp, nên tìm cách vẽ sơ đồ tương đương đơn giản Trên sơ đồ tương đương, điểm có điện thế như gộp lại để làm rõ phận đơn giản đoạn mạch ghép lại như để tạo thành đoạn mạch điện phức tạp.
2 Có thể kiểm tra nhanh kết toán Các đáp số phải thỏa mãn điều kiện: I1+
I2+ I3= I4+ I5 = IAB = 2,4A.
Đs: 1,44A; 0,60A; 0,36A; 1,92A; 0,48A. Bài
Một đoạn mạch điện mắc song song sơ đồ hình 4.3 nối vào nguồn điện 36V Cho biết:
R1=18Ω; R2=5Ω; R3=7Ω; R4=14Ω; R5=6Ω
a) Tính cường độ dịng điện chạy qua mạch rẽ. b) Tính hiệu điện hai điểm C D
Đs: 1,2A; 1,8A; 3,6V. GỢI Ý:
a) Tính cường độ dòng điện qua mạch rẽ chứa R1, R2, R3 R4 , R5
b) Gọi hiệu điện hai điểm C D UCD
Ta tính được: UAC = I1.R1 = 21,6V ; UAD = I4.R4 = 25,2V
Như điện C thấp điện A: 21,6V; điện D thấp điện A: 25,2V. Tóm lại: điện D thấp điện C là:
UCD = 25,2 – 21,6 = 3,6V.
E
A B
R1 C R4
R5 R3
R2
D
Hình 4.1
D
R1 R4
A R2 B
R 5 R3
Hình 4.2
R R
1
R
A B
R R
4
D C
Hình 4.3
(24)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
CHÚ Ý:
+ Có thể tính UCD cách khác: UAC+ UCD + UDB = UAB =>
UCD= UAB - UAC - UBD (*)
UAB biết, tính UAC, UDB thay vào (*) UCD = 3,6V.
+ UCD được tính trường hợp điểm C, D không nối với dây dẫn
hoặc điện trở, C,D khơng có dịng điện.
Nếu C, D nối với có dịng điện từ C tới D (vì điện điểm D thấp hơn điện điểm C) Mạch điện bị thay đổi cường độ dòng điện qua điện trở thay đổi.
Bài
Cho mạch điện hình 4.4 Biết: R1 = 15, R2 = 3, R3 = 7, R4 = 10 Hiệu điện hai
đầu đoạn mạch 35V.
a) Tính điện trở tương đương tồn mạch. b) Tìm cường độ dòng điện qua điện trở. GỢI Ý: (theo hình vẽ 4.4)
a) Tính R23 R234 Tính điện trở tương đương
RAB=R1+R234
b) Tính IAB theo UAB,RAB=>I1
+) Tính UCB theo IAB,RCB.
+) Ta có R23 = R4 <=> I23 so với I4; (I23=I2=I3)
+ Tính I23 theo UCB, R23.
Đs: a) 20; b) I1 = I = 1,75A; I2 = I3 = I4 = 0,875A
III Luyện tập Bài 1.
Cho mạch điện hình 4.5 Biết R1= R2= R4= 2
R3 = 40.
Hiệu điện hai đầu đoạn mạch UAB = 64,8V.
Tính hiệu điện UAC UAD
Đs: 48V; 67,2V. Bài
Cho mạch điện hình 4.6
Trong điện trở R2 = 10 Hiệu điện hai đầu
đoạn mạch UMN =30V.
Biết K1 đóng, K2 ngắt, ampe kế 1A Cịn khi K1
ngắt, K2 đóng ampe kế 2A Tìm
cường độ dòng điện qua điện trở số chỉ của
ampe kế A hai khóa K1 , K2 đóng
Bài Cho đoạn mạch gồm ba bóng đèn mắc như hình
4.7 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch UAB = 16,8V
Trên bóng đèn: Đ1 có ghi 12V – 2A, Đ2 có ghi 6V –
1,5A Đ3 ghi 9V – 1,5A.
a) Tính điện trở bóng đèn.
R R
Hình 4.5
R4
R2 R3
R1 C B
A D
K 1
R
2 A
R 3 R
1
N N
K 2
Hình 4.6 Đs: 2A, 3A, 1A, 7A.
Đ3 Đ2
Đ1 B
A M
Hình 4.7
R2 A
Hình 4.4
R1
R4 R3
B D
C
(25)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
b) Nhận xét độ sáng bóng đèn so với chúng sử dụng hiệu điện định mức.
Đs: a) 6, 4, 6
b) Đ1 sáng bình thường, Đ2, Đ3 sáng yếu.
Bài Cho mạch điện hình 4.8 R1=15., R2 = R3 = 20, R4 =10 Ampe kế 5A.
Tính điện trở tương đương tồn mạch.
Tìm hiệu điện UAB UAC.
Đs: a) 7,14; b) 50V, 30V.
Bài 5.Một mạch điện gồm ba điện trở R1, R2, R3 mắc nối
tiếp Nếu đặt vào hai đầu mạch hiệu điện thế 110V
thì dịng điện qua mạch có cường độ 2A Nếu nối tiếp
R1, R2 vào mạch cường độ qua mạch 5,5A Còn nếu
mắc R1, R3 vào mạch cường độ dịng điện 2,2A. Tính
R1, R2, R3.
GỢI Ý:Ta có R1+ R2 + R3 =
U I1=
110
2 =55Ω (1)
R1 + R2 =
U I2=
110
5,5=20Ω (2)
R1 + R3 =
U I3=
110
2,2=50Ω (3)
Từ (1), (2) => R3 = 35 thay R3 vào (3) => R1 = 15
Thay R1 vào (2) => R2 = 5.
Bài 6.Trên hình 4.9 mạch điện có hai cơng tắc K1, K2.
Các điện trở R1 = 12,5, R2 = 4, R3 = 6 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch UMN = 48,5V.
a) K1 đóng, K2 ngắt Tìm cường độ dịng điện qua điện
trở.
b) K1 ngắt, K2 đóng Cường độ qua R4 1A Tính R4.
c) K1, K2 đóng Tính điện trở tương đương cả
mạch, từ suy cường độ dịng điện mạch chính. GỢI Ý:
a) K1 đóng, K2 ngắt Mạch điện gồm R1 nt R2 Tính dịng
điện qua điện trở theo UMN R1, R2.
b) K1 ngắt, K2 đóng Mạch điện gồm R1, R4 R3 mắc nối
tiếp.
+ Tính điện trở tương đương R143 Từ => R4.
c) K1, K2 đóng, mạch điện gồm R1 nt {R2//(R3ntR)4} .
+ Tính R34, R234; tính RMN theo R1 R234.
+ Tính I theo UMN RMN
Đs: a) I = I1 = I2 = 2,49A; b) 30; c) 16,1; » 3A
Bài 7.Cho mạch điện có sơ đồ hình 4.10 Điện trở ampe kế không đáng kể,
điện trở vôn kế lớn Hãy xác định số
của máy đo A1, A2 vôn kế V,
biết ampe kế A1 1,5A; R1 = 3; R2 = 5.
A R
4
R3
A C B
Hình 4.8
Hình 4.9
K1
K2
R2
N
R4 R1
M
R3 P
Hình 4.10 4444.104. 104.104.1 0
A
A 2 A
1 V
R
-+
R
Hình 4.11 +
A
M N
R3 R2 R1
R
P Q
_
(26)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
GỢI Ý:
Theo sơ đồ ta có R1; R2 vôn kế V mắc song song
+ Tìm số vơn kế V theo I1 R1.
+ Tìm số ampe kế A2 theo U R2
+ Tìm số ampe kế A theo I1 I2.
Đs: 2,4A; 0,9A; 4,5A.
Bài 8.Cho đoạn mạch điện hình 4.11;R1 = 10; R2 = 50.; R3 = 40 Điện trở ampe
kế dây nối không đáng kể Hiệu điện hai điểm MN giữ không đổi.
a) Cho điện trở biến trở RX = ta thấy ampe kế 1,0A Tính cường độ dòng điện qua
mỗi điện trở hiệu điện hai điểm MN?
b) Cho điện trở biến trở giá trị ta thấy ampe kế 0,8A Tính cường độ dịng điện qua điện trở qua biến trở?
GỢI Ý:
Để ý [ (R1 nt R2) // R3 ], ampe kế đo cường độ dòng điện mạch chính.
+ Tính R12, tính RPQ.
+ Tính UPQ theo I RPQ.
a) Tính I3 theo UPQ R3; I1 = I2 theo UPQ R12.
Tính UMN theo UPQ UMP,
( R0 =0 Nên UMP =0) => UMN? UPQ
b) Khi ( RX 0) Tính U’PQ theo I’ RPQ.
Tính I1 = I2 theo U’PQ R12; I3 theo U’PQ R3; IX theo I1
và I3.
Đs: a) 0,6A; 0,4A; 24V; b) 0,32A; 0,48A; 0,8A Bài 9.
Người ta mắc mạch điện hình 4.12 hai điểm A B có hiệu điện 5V Các điện trở thành phần của đoạn mạch R1 = 1; R2 = 2; R3 = 3; R4 = 4.
a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB.
b) Tính cường độ dịng điện qua mạch mạch rẽ. GỢI Ý:
a) Tính R12,R123 tính RAB.
b) Tính I theo UAB RAB; I4 theo UAB R4; I3 theo UAB R123.
Dựa vào hệ thức:
I1 I2
=R2
R1 =
2Ω
1Ω=
2 1=>
I1
2=
I2
1 =
I1+I2 2+1 =
I3
2=
1,36A
3 =>I1; I2
Bài 10.Cho mạch điện hình vẽ bên, hiệu điện U = 24V không
đổi
Một học sinh dùng Vôn kế đo hiệu điện điểm A B; B C kết
quả U1= V, U2= 12 V Hỏi hiệu điện thực tế (khi không mắc vôn kế) các
điểm A B; B C ?
ĐS: U1* 8( )V , *
2 16( )
U V
Chủ đề 2: ĐIỆN TRỞ - BIẾN TRỞ I Một số kiến thức
* Điện trở dây dẫn
_
Hình 4.12 B A
+
R3
R4 R2 R1
A
U B
C
R
1
R
2
+
-H
ìn
h
.1
3
(27)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Ở nhiệt độ không đổi, điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài, tỷ lệ nghịch với tiết diện phụ thuộc vào chất dây
Công thức R = r S
l
* Biến trở điện trở thay đổi giá trị dịch chuyển chạy. * Lưu ý:
Khi giải tập điện trở cần ý số điểm sau:
+ Diện tích tiết diện thẳng dây dẫn tính theo bán kính đường kính: S = r2=
2
4
d
+ Khối lượng dây dẫn: m = D.V = D.S.l. + Đổi đơn vị phép nâng lũy thừa:
1km = 1000m = 103m; 1m = 10dm; 1m = 100cm = 102cm;
1m = 1000mm = 103mm.
1m2 = 10dm2 =104cm2 =106mm2;; 1mm2 =10-6m2; 1cm2 = 10-4m2;
1cm2 = 10-4m2.
1k = 1000 = 103; 1M = 1000 000
+ an.am = an+m; (an)m = an.m;
; ; ;
q n
n n n n q
n m n
m n n n n q
a a a a a
a a
a a b b b b
II Bài tập
A ĐIỆN TRỞ
Bài Một dây dẫn hình trụ làm sắt có tiết diện 0,49mm2 Khi mắc vào hiệu điện
20V cường độ qua 2,5A.
Tính chiều dài dây Biết điện trở suất sắt 9,8.10-8
m.
Tính khối lượng dây Biết khơi lượng riêng sắt 7,8 g/cm3.
GỢI Ý:
Tính chiều dài dây sắt. + Tính R theo U I.
+ Tính l tử công thức : R =
l s
r
.
Thay V = S.l vào m = D.V để tính khối lượng dây.
Đs: 40m; 0,153kg.
Bài Người ta dùng dây hợp kim nicrơm có tiết diện 0,2 mm2 để làm biến trở Biết điện
trở lớn biến trở 40.
a) Tính chiều dài dây nicrôm cần dùng Cho điện trở suất dây hợp kim nicrôm là 1,1.10-6
m
b) Dây điện trở biến trở quấn xung quanh lõi sứ trịn có đường kính 1,5cm. Tính số vòng dây biến trở này.
GỢI Ý: a) Tính chiều dài l từ : R =
l s
r
(28)
GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
b) Chiều dài l’ vòng dây chu vi lõi sứ: l’=.d=> số vòng dây quấn quanh lõi sứ
là: n=
'
l l .
Đs: a) 7,27m; 154,3 vòng.
Bài 3.Một dây dẫn hợp kim dài 0,2km, tiết diện trịn, đường kính 0,4cm có điện trở 4
Tính điện trở dây hợp kim có chiều dài 500m đường kính tiết diện 2mm Đs: R2 = 40.
GỢI Ý:
Tính điện trở dây thứ hai.
+ Từ : R =
l s
r
=>
;
R S l
r
tiết diện nên ta có:
1 2
1
R S R S
l l => R
2=? (*)
+ Với S1=
2
1
2
;
4
d d
S
Thiết lập tỉ số
1
S
S biến đổi ta
2 1 2
S d
S d
thay vào (*) ta
tính R2.
B BIẾN TRỞ
Bài Cho hai bóng đèn Đ1, Đ2: Đ1 có ghi ( 6V – 1A), Đ2 có ghi Đ2 ( 6V- 0,5A).
a) Khi mắc hai bóng vào hiệu điện 12V đèn có sáng bình thường khơng? Tại sao?
b) Muốn đèn sáng bình thường ta phải dùng thêm biến trở có chạy Hãy vẽ các sơ đồ mạch điện có tính điện trở biến trở tham gia vào mạch đó.
GỢI Ý:a) Tính điện trở đèn; tính RAB mắc ( Đ1 nt Đ2); tính cường độ dịng điện qua
hai đèn so với Iđm chúng => kết luận mắc khơng?
b) Có hai sơ đồ thỏa mãn điều kiện đầu ( HS tự vẽ), sau tính Rb hai sơ đồ.
Đs: a) Khơng vì: Iđm2 < I2 nên đèn cháy.
b) Rb = 12.
Bài Một bóng đèn có hiệu điện định mức 12V cường độ dòng điện định mức 0,5A Để sử dụng nguồn điện có hiệu điện 12V phải mắc đèn với biến trở có chạy
(tiết diện dây 0,5mm2, chiều dài 240m).
a) Vẽ sơ đồ mạch điện cho đèn sáng bình thường.
b) Khi đèn sáng bình thường điện trở biến trở tham gia vào mạch lúc bao nhiêu? (bỏ qua điện trở dây nối).
c) Dây biến trở làm chất gì? Biết đèn sáng bình thường 2/3 biến trở tham gia vào mạch điện.
GỢI Ý:UđmĐ = 12V mà UAB= 20V => mắc Đ với Rb, vẽ sơ đồ cách mắc đó.
Tính Rb Đ sáng bình thường.
Biết Rb 2/3 Rmaxb=> tính Rmaxb; mặt khác Rmaxb= r
l
S => ? tính r
Đs: a) Đèn nối tiếp với biến trở Nếu mắc đèn song song với biến trở đèn cháy.
b)16; c) 5,5.10-8m Dây làm Vônfram.
(29)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Bài Cho mạch điện hình 6.1 Biến trở Rx có
ghi 20 –1A.a) Biến trở làm nikêlin có r=
4.10-7
m S= 0,1mm2 Tính chiều dài dây biến
trở.
b) Khi chạy vị trí M vơn kế 12V, ở vị
trí N vơn kế 7,2V Tính điện trở R? GỢI Ý:Rx max = 20, tính l từ Rx max = r
l S .
Khi chạy C M Rx = ? => vơn kế UAB = ?
Khi chạy C N Rx = ? => vơn kế UR = ?
Tính Ux theo UAB UR; tính I theo Ux Rx => Từ tính R theo UR I.
Đs: a) 5m; b) 30
II Luyện tâp
Bài Một đoạn mạch gồm hai bóng đèn Đ1, Đ2 và
một biến trở, mắc sơ đồ hình 6.2 Cho biết điện trở lớn biến trở 12 Ω, điện trở của mỗi bóng đèn Đoạn mạch nối vào một nguồn điện 24V Tính cường độ dịng điện qua Đ1và Đ2 khi:
a) Con chạy vị trí M
b) Con chạy vị trí P, trung điểm đoạn MN; c) Con chạy vị trí N.
Đs: 4,4A 3,5A; 2,2A 1,5A; 1,6A 0A Bài 2: Một đoạn mạch sơ đồ hình 6.3
được mắc vào nguồn điện 30V Bốn
bóng đèn Đ nhau, bóng có điện trở 3
và hiệu điện định mức 6V Điện trở
R3=3Ω Trên biến trở có ghi 15Ω -6A.
a) Đặt chạy vị trí N Các bóng đèn có sáng bình thường khơng?
b) Muốn cho bóng đèn sáng bình thường, phải đặt chạy vị trí nào? c) Có thể đặt chạy vị trí M không?
Đs: a) không; b) CM =1/10 MN; c) khơng Chủ đề CƠNG VÀ CƠNG SUẤT CỦA DỊNG ĐIỆN
I Một số kiến thức
* Cơng suất dịng điện: đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công dịng điện
Cơng thức: P = A / t Vì ( A = U I t ) P = U I
(Ta có P = U.I = I2.R = U2
R )
* Số đo phần điện chuyển hoá thành dạng lượng khác mạch điện gọi cơng dịng điện sản mạch điện đó.
V
M Rx
C
N
B A
Hình 6.1
R
Đ
R1 A
Đ
Đ
Đ
E M N B
C
Hình 6.3
N P
M
Đ1
A B
Đ2
Hình 6.2
(30)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Công thức:A = UI t
(Ta có A = P.t = U.I.t = I2.R.t = U2
R .t )
* Ngồi đơn vị ( J ) ta cịn dùng ( Wh ; kWh ) kWh = 000 Wh = 600 000 J
* Lưu ý: Mạch điện gồm có vật tiêu thụ điện, nguồn điện dây dẫn
Công thức A = UIt, cho biết điện A (cơng) mà đoạn mạch tiêu thụ chuyển hóa thành dạng lượng khác
Nếu dây dẫn có điện trở nhỏ (coi 0) Khi điểm đoạn dây dân coi như khơng có hiệu điện (hiệu điện 0) Chính mà đoạn dây dẫn có thể có dịng điện lớn qua, mà khơng tiêu thụ điện năng, khơng bị nóng lên Nhưng mắc thẳng dây dẫn vào hai cực nguồn điện (trường hợp đoản mạch) Do nguồn điện có điện trở nhỏ nên điện trở mạch (cả dây dẫn) nhỏ. Cường độ dịng điện mạch lớn, làm hỏng nguồn điện.
II Bài tập
Bài Cho đoạn mạch mắc sơ đồ hình 7.1.
Trên đèn Đ1 có ghi: 6V- 12W Điện trở R có giá trị 6 Khi mắc đoạn mạch vào
nguồn điện hai đèn Đ1,Đ2 sáng bình thường và vơn
kế 12V.
a Tính hiệu điện nguồn điện.
b Tính cường độ dịng điện chạy qua R, Đ1, Đ2.
c Tính cơng suất Đ2
Tính cơmg suất tiêu thụ toàn mạch. GỢI Ý:
a) Do đèn sáng bình thường nên xác định
được U1, U2 Từ tính UAB.
b) Tính I1 theo Pđm1, Uđm1.
- Tính IR theo U1, R => Tính I2 theo I1 IR.
c) Tính P2 theo U2 I2.
d) Tính P theo P1, P2, PR (Hoặc tính P theo UAB I2 )
Đs: a) 16V; b) 2A; 1A; 3A; c) 36W; d) 54W. Bài Một xã có 450 hộ Mỗi ngày hộ dùng điện giờ, với công suất thụ trung bình hộ 120W.
a) Tính tiền điện phải trả hộ xã tháng theo đơn giá 700đ/ kWh. b) Tính trung bình cơng suất điện mà xã nhận bao nhiêu?
c) Điện truyền tải đến từ trạm điện cách 1km Cho biết hiệu suất truyền tải năng lượng 68% hiệu điện nơi sử dụng 150V Tìm hiệu điện phát từ trạm điện điện trở đường dây tải.
d) Dây tải đồng có điện trở suất r= 1,7.10-8m Tính tiết diện dây
Đs: a) 21,6 kWh, thành tiền: 15120 đồng/mỗi hộ; 6804000 đồng/450 hộ.
b) 54 kW; c) 220V, Rdây = 0,194; d) 175mm2.
Hình7. B
A R
U
Đ2 Đ1
C R
A B
V
Hình 7.1
(31)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
GỢI Ý: (theo hình vẽ 7.2)
Tính điện tiêu thụ hộ ( A= P.t); tính thành tiền hộ; tính số tiền xã (450 hộ).
Biết PTB hộ số hộ xã, tính cơng suất điện P xã nhận được.
a) Mạng điện xã kí hiệu R, hai điểm A,B (như hình 7.2)
+ Dịng điện chạy dây tải dịng điện qua cơng tơ xã có giá trị là I=
P U .
Gọi U’ hiệu điện “sụt” dây tải; công suất mát dây là: P’= U’.I;
Công suất sử dụng xã : P = U.I.
Theo đề hiệu xuất truyền tải lượng 68%, có nghĩa cơng suất mát 32%. Chia
' P
P <=>
'
32 68 150
U
=> U’.
+ Hiệu điện phát từ trạm dây : U’+ U.
+ Điện trở đường dây tải : Rd =
' U
I
+) Tính tiết diện thẳng dây từ công thức: Rd = r
l S . Bài 3.Trên bóng đèn có ghi: 220V- 100W.
Tính điện trở đèn (giả sử điện trở đèn không phụ thuộc nhiệt độ).
a) Khi sử dụng mạch điện có hiệu điện 200V độ sáng đèn nào? Khi đó
cơng suất điện đèn bao nhiêu?
Tính điện mà đèn sử dụng 10giờ. GỢI Ý:
a) Tính RĐ.
b) Tính PĐ dùng UAB=200V; so với Pđm=> độ sáng đèn.
c) Tính điện đèn sử dụng 10giờ.
Đs: a) 484; b) 82,6W; c) 2973600J.
Bài Có hai bóng đèn loại 12V- 0,6A 12V- 0,3A.
Có thể mắc hai bóng nối tiếp với mắc vào hai điểm có hiệu điện 24V khơng? Vì sao?
Để bóng sáng bình thường, cần phải mắc nào? GỢI Ý:
Tính R1, R2.
+ Khi mắc hai bóng nối tiếp, ta có:
1 1
1 2 2
,
U R U R
U U
U R U U R R ;
+ So sánh U1 với Uđm1, U2 với Uđm2 để nhận xét độ sáng hai đèn.
Từ kết đưa cách mắc hai đèn.
Đs: a) Khơng vì: U1 < Uđm1 => Đèn sáng mờ;
(32)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
U2 > Uđm2 => Đèn cháy.
b) Phải mắc (Đ1 // Đ2) vào UAB = 12V
Bài Có bóng đèn: Đ1 (6V- 6W); Đ2 ( 6V- 3,6W) Đ3 ( 6V- 2,4W).
Tính điện trở cường độ dịng điện định mức bóng đèn.
Phải mắc ba bóng đèn nói vào hiệu điện U = 12V để ba bóng đèn đều sáng bình thường Giải thích?
GỢI Ý:
b) Dựa vào kết (câu a) đưa cách mắc ba đèn vào UAB= 12V để chúng sáng bình thường.
Giải thích? Vẽ sơ đồ cách mắc đó.
Đs: a) 6; 10;15; I1 = 66 A; I2 = 106 A; I3 = 156 A; b) Mắc Đ1 nt (Đ2 // Đ3) Vì U1 = U23 = U2 = 6V = Uđm
Bài 6.
Cho mạch điện hình 8.1, U=12V R3= 4
Khóa K mở: Ampe kế 1,2A Tính điện trở R1.
Khóa K đóng: Ampe kế 1,0A Xác định R2
công suất tiêu thụ điện trở R1, R2, R3.
GỢI Ý: (Theo hình vẽ 8.1) K mở: tính RAB=> R1.
K đóng: tính U1=> U3, tính R2.Dựa vào cơng thức: P= U.I
để tính P1,P2,P3
Đs: a) 6; b) 12; 6W; 3W; 9W.
III Luyện tâp Bài 1.
Có sáu bóng đèn giống nhau, mắc theo hai sơ đồ( hình 8.2a,b) Hiệu điện thế đặt vào hai điểm A B hai sơ đồ bằng Hãy cho biết đèn sáng nhất, đèn tối nhất? Hãy xếp đèn theo thứ tự cơng suất tiêu thụ giảm dần Giải thích.
Đs: P6 > P1 > P4, P5> P2, P3; nghĩa Đ6
sáng nhất, đèn Đ2 Đ3 tối nhất.
Bài 2.Một người đọc quạt trần nhà mình, thấy ghi 220V khơng thấy ghi ốt. Người tắt hết dụng cụ dùng điện nhà, thấy công tơ 837,2kWh cho quạt quay lúc 11giờ Khi cơng tơ 837,4kWh đồng hồ 1giờ 30 phút.
Em tính cơng suất quạt Đs: 80W Bài 3.Trên bàn có ghi 110V – 550W, đèn có ghi 110V – 100W
Nếu mắc bàn nối tiếp với đèn vào mạch có hiệu điện 220V đèn bàn hoạt động có bình thường không? Tại sao?
Đ 6
Đ5 Đ
4 Đ 3 Đ 2 Đ
1
B A
B A
Hình 8.2 a)
b)
Hình 8.1
A
R2
R1 R3
U
A
(33)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Muốn đèn bàn hoạt động bình thường ta phải mắc thêm điện trở Hãy vẽ sơ đồ mạch điện tính giá trị điện trở đó?
Đs: a) Iđ > Iđmđ => Đèn cháy hỏng.
Ibl < Iđmbl => Mặc dù bàn không bị hỏng đèn hỏng nên làm cho mạch bị hở, dòng
điện không qua đèn nên bàn ngừng hoạt động.
b) Sơ đồ mạch điện:[(Đ // R) nt Rbl] Học sinh tự vẽ sơ đồ; Kết R = 27.
Bài 4.Một gia đình dùng bóng đèn loại 220V – 30W, bóng đèn loại 220V – 100W, một nồi cơm điện loại 220V – 1kW, ấm điện loại 220V – 1kW, ti vi loại 220V – 60W, một bàn loại 220V – 1000W Hãy tính tiền điện gia đình cần phải trả tháng(30 ngày, mỗi ngày thời gian dùng điện của: Đèn giờ, nồi cơm điện giờ, ấm điện 30 phút, ti vi là giờ, bàn là giờ) Biết mạng điện thành phố có hiệu điện 220V, giá tiền 600 đ/kWh (nếu số điện dùng 100 kWh), 1000đ/kWh, số điện dùng 100 kWh 150 kWh.
GỢI Ý:+ Điện tiêu thụ gia đình tháng: A1 ngày = Ađ + Anc + Aấm + Ati vi + Abl.
A1 tháng = 30 A1 ngày.
+ Dựa vào kết điện tiêu thụ tháng tùy theo đơn giá giá tiền phải trả theo quy định để tính số tiền phải trả.
Đs: 68 600 đồng.
Bài 5.Hai bóng đèn có ghi Đ1: 6V – 3W; Đ2: 6V -6W.
So sánh điện trở chúng chúng sáng bình thường.
Để chúng sáng bình thường mắc vào hiệu điện 12V Ta phải mắc thêm điện trở RX nối
tiếp với hai bóng đèn Tính RX.
GỢI Ý: a) Tính Rđ1, Rđ2 dựa vào Uđm Pđm đèn, so sánh Rđ1, Rđ2.
b) Để hai đèn sang bình thường phải mắc [ (Đ1 // Đ2 ) nt Rb ] Hs tự vẽ sơ đồ mạch điện.
+ Tính Iđm1, Iđm2 dựa vào Uđm Pđm chúng.
+ Tính cường độ mach I theo Iđm1, Iđm2.
+ Tính điện trở tương đương mạch: Rtđ theo U I Mặt khác Rtđ = Rđ12 + Rx => Tính
Rx.
Đs: a) Rđ1 = Rđ2; b) Rx = 4
Bài Cho mạch điện hình 8.3 Trong đó: R1 biến trở; R2 = 20Ω, Đ đèn loại 24V
– 5,76W Hiệu điện UAB không đổi; điện trở dây nối không đáng kể; vơn kế có
điện trở lớn.
1 Điều chỉnh để R1 = 5Ω, đèn Đ sáng bình
thường.
a) Tính: Điện trở đèn Đ, điện trở đoạn mạch AB, cường độ dòng điện, số vôn kế hiệu điện thế UAB.
b) So sánh công suất nhiệt giữa: R2 R1; R2 đèn
Đ.
2 Điều chỉnh biến trở R1 để công suất tiêu thụ điện R1 lớn Hãy tính R1 cơng suất
tiêu thụ điện đoạn mạch AB (coi điện trở đèn không đổi).
A B
R2 R1
Hình8.3 88.388.3 8.3
V
Đ
(34)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
Chủ đề 4: ĐỊNH LUẬT JUN- LENXƠ
I Một số kiến thức bản:
Nhiệt lượng toả dây dẫn tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dịng điện, tỷ lệ thuận với điện trở thời gian dòng điện chạy qua
Công thức: Q = I2Rt Q = 0,24 I2Rt
II Bài tập
Bài Một bàn có khối lượng 0,8kg tiêu thụ cơng suất 1000W hiệu điện 220V Tính:
Cường độ dòng điện qua bàn là Điện trở bàn là.
Tính thời gian để nhiệt độ bàn tăng từ 200C đến 900C Cho biết hiệu suất bàn H=
80% Cho nhiệt dung riêng sắt 460J/kg.K. GỢI Ý:
c) Tính nhiệt lượng Q1 để nâng nhiệt độ bàn lên 700C.
+ Tính nhiệt lượng cần cung cấp Q theo Q1 H.
+ Từ Q= I2.R.t=> tính t.
Đs : a) 4,54A ; b) 84,4 ; c) 32s
Bài Một bếp điện hoạt động hiệu điện 220V.
a) Tính nhiệt lượng tỏa dây dẫn thời gian 25phút theo đơn vị Jun đơn vị
calo Biết điện trở 50.
b) Nếu dùng nhiệt lượng đun sơi lít nước từ 200C.Biết nhiệt dung
riêng khối lượng riêng nước 4200J/kg.K 1000kg/m3.
Bỏ qua mát nhiệt. GỢI Ý:
a) Tính nhiệt lượng Q tỏa dây dẫn theo U,R,t.
b) Tính lượng nước đun sơi nhiệt lượng nói trên.
+ Tính m từ Q= C.m.t.
+ Biết m, D tính V Đs: a) 1452000 J = 348480 Cal; b) 4,32 lít.
Bài 3.Người ta đun sôi 5l nước từ 200C ấm điện nhơm có khối lượng 250g mất
40phút Tính hiệu suất ấm Biết ấm có ghi 220V- 1000W, hiệu điện nguồn 220V cho nhiệt dung riêng nước nhôm 4200J/kg.K 880J/kg.K
GỢI Ý:
+ Tính nhiệt lượng ấm nhơm nước thu vào: Qthu (theo C1,C2, m1, m2 t)
+ Tính nhiệt lượng dây điện trở ấm tỏa 40phút: Qtỏa theo P,t.
+ Tính hiệu suất ấm.
Đs: 71%.
Bài 4.Người ta mắc hai điện trở R1= R2=50 hai cách nối tiếp song song
nối vào mạch điện có hiệu điện U= 100V.
a) Tính cường độ dịng điện qua điện trở trường hợp.
b) Xác định nhiệt lượng tỏa điện trở hai trường hợp thời gian
30phút Có nhận xét kết tìm được. GỢI Ý:
a) Khi (R1 nt R2): tính I1, I2.
(35)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
+) Khi (R1// R2): tính I1’, I2’.
b) Tính nhiệt lượng tỏa điện trở (R1 nt R2); (R1// R2).
Lưu ý: R1= R2<=> Q1?Q2.
Lập tỉ số:
' ' 2 Q Q
Q Q tính kết đưa nhận xét.
Đs: a) + Khi (R1 nt R2 ) I1 = I2 = 1A + Khi (R1// R2) I1’= I2’ = 2A b) 9000J.
Bài 5.Giữa hai điểm A B có hiệu điện 120V, người ta mắc song song hai dây kim lọai Cường độ dòng điện qua dây thứ 4A, qua dây thứ hai 2A.
a) Tính cường độ dịng điện mạch
b) Tính điện trở dây điện trở tương đương mạch. c) Tính công suất điện mạch điện sử dụng 5giờ.
d) Để có cơng suất đoạn 800W người ta phải cắt bớt đoạn đoạn dây thứ hai mắc song song lại với dây thứ vào hiệu điện nói Hãy tính điện trở của đoạn dây bị cắt đó.
GỢI Ý:a) Tính IAB theo dịng mạch rẽ.
b.+ Dựa vào công thức R= U
I để tính R1 , R2.
+ Tính RAB
c, Tính P theo U, I. + Tính A theo P,t.
a) Gọi R'
2 điện trở đoạn dây bị cắt.
+ Tính I’ qua đoạn mạch (R
1//R2) theo P’,U.
+ Tính R’
ABtheo U,I’.
+ Tính R’
2 Từ R’AB= ' '
R R R R
+ Tính điện trở đoạn dây cắt : RC= R2 - R’2.
Đs: a) 6A; b) 30; 60; 20; c) 720W; 12 960 000J = 12 960 kJ; d) 15
Bài 6.Đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình có chiều dài tổng cộng 40m có
lõi đồng tiết diện 0,5mm2.Hiệu điện cuối đường dây(tại nhà) 220V Gia đình
sử dụng dụng cụ điện có tổng cơng suất 165W trung bình ngày Biết điện trở
suất đồng 1,7.10-8
m.
a) Tính điện trở tồn dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình.
b) Tính nhiệt lượng tỏa dây dẫn 30 ngày đơn vị kW.h.
GỢI Ý:
a) Tính điện trở R tồn đường dây theo r,l,S.
b) Tính cường độ dịng điện I qua dây dẫn theo P,U.
+ Tính nhiệt lượng Q tỏa đường dây theo I,R,t đơn vị kW.h.
Đs: a) 1,36; b) 247 860J = 0,069kWh.
III Luyện tập.
Bài Một bếp điện hoạt động bình thường có điện trở R =120 cường độ dòng điện
qua bếp 2,4A.
a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa 25 giây.
(36)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
b) Dùng bếp để đun sôi lít nước có nhiệt độ ban đầu 250C thời gian đun nước là
14 phút Tính hiệu suất bếp, coi nhiệt lượng cần đun sơi nước có ích, cho biết nhiệt dung riêng nước 4200J/ kg.K Đs: a) 17280J. b) 54,25%.
Bài Dây xoắn bếp điện dài 12m, tiết diện 0,2mm2 điện trở suất 1,1.10-6
m.
a) Tính điện trở dây xoắn nhiệt lượng tỏa thời gian 10 phút, mắc bếp điện này vào hiệu điện 220V.
b) Trong thời gian 10 phút bếp đun sơi lít nước từ nhiệt độ 240C Cho
nhiệt dung riêng nước 4200 J/ kg.K Bỏ qua mát nhiệt.
Đs: a) 60, 440000J; b) 1,4l nước.
Bài Dùng bếp điện có hai dây điện trở R1 R2 để đun lượng nước Nếu dùng
dây thứ sau 25 phút nước sôi Nếu dùng dây thứ hai sau 10 phút nước sơi. Hỏi sau lượng nước sơi dùng hai dây khi:
a) Mắc R1 nối tiếp với R2
b) Mắc R1 song song với R2
Coi hiệu điện U nguồn không đổi.
Đs: a) 35 phút; b) » phút
Bài 4.Trên điện trở dùng để đun nước có ghi 220V – 484W Người ta dùng dây điện trở
trên hiệu điện 200V để đun sơi lít nước từ 300C đựng nhiệt lượng kế.
a) Tính cường độ dịng điện qua điện trở lúc đó.
b) Sau 25 phút, nước nhiệt lượng kế sôi chưa?
c) Tính lượng nước nhiệt lượng kế để sau 25 phút nước sơi Biết nhiệt dung riêng của nước 4200J/kg.K Bỏ qua mát nhiệt.
Đs: a) 2A ; b) Chưa sơi được; c) lít.
Bài 5.Có hai dây dẫn tiết diện S = 0,1 mm2, dây đồng có điện trở suất là
1,7.10-8
m, dây nicrơm có điện trở suất 1,1 10-6m Dây nicrơm có chiều dài ln =
80cm.
a) Tính điện trở dây nicrơm Muốn dây đồng có điện trở chiều dài ld
của phải bao nhiêu?
b) Người ta mắc nối tiếp hai dây dẫn(có chiều dài ln ld ), mắc chúng vào hiệu điện thế
110V Tính nhiệt lượng dây dẫn tỏa chung phút.
c) Tính nhiệt lượng tỏa phút cm dây dẫn Trong thực tế người ta thấy dây dẫn nguội dây nóng Hãy giải thích sao?
Đs: a) 52 m; b) 20 625J; c) Ql = 25 781J; Qd = 396J.
Nhiệt lượng tỏa cm dây nicrôm lớn gấp 65,1 lần nhiệt lượng tỏa cm dây đồng Nhiệt từ dây đồng tỏa không khí nhanh từ dây nicrơm khơng khí Vì dây đồng mát dây nicrơm nóng.
Bài 6.Có ba điện trở mắc sơ đồ hình bên Trong khoảng thời gian, có dịng điện chạy qua điện trở tỏa nhiệt lượng nhỏ
nhất, lớn nhất? Giải thích sao?
Đs: 68 600 đồng. GỢI Ý: + Gọi I cường độ dòng điện qua điện trở
100, cường độ dịng điện qua điện trở 20 va
30 so với I nào?
100
B A
20 30
(37)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS
+ Dựa vào cơng thức Q = RI2t để tính nhiệt lượng tỏa điện trở.
Đs: Q3 > Q1 > Q2 ( Điện trở 30 tỏa nhiệtlượng lớn nhất, điện trở 20 tỏa nhiệt lượng
nhỏ nhất).
Bài 7.Một bếp điện gồm hai điện trở R1 R2 Với hiệu điện ấm
nước, dùng điện trở R1 nước ấm sơi sau thời gian t1 = 30 phút, dùng điện trở
R2 nước ấm sơi sau thời gian t2 = 20 phút.
Coi điện trở thay đổi không đáng kể theo nhiệt độ, nhiệt tỏa môi trường tỉ lệ với điện năng cung cấp cho bếp
Hỏi sau nước ấm sôi dùng hai điện trở hai trường hợp sau: a) Hai điện trở mắc nối tiếp.
b) Hai điện trở mắc song song.
ĐS : a) 50 phút.b) 12 phút.
Chủ đề Mạch điện tng ng I.Lý thuyt
Ta thơng gặp hai trờng hỵp sau:
*Trờng hợp 1: Mạch điện gồm số điện trở xác định nhng ta thay đổi hai nút vào dịng mạch ta đợc sơ đồ tơng đơng khác nhau
* Trờng hộp 2: Mạch điện có điện trở nút vào xác định nhng khoá k thay đóng ngắt ta đợc sơ đồ tơng đơng khác Để có sơ đồ tơng đơng ta làm nh sau: - Nếu khố k hở ta bỏ hẳn tất thứ nối tiếp với k hai phía.
- Nếu khố k đóng ta chập hai nút bên khố k lại với thành điểm - Xác định xem mạch có điểm điện thế.
-Tìm phần mắc song song với phần nối tiếp với vẽ sơ đồ tơng đơng. II.Bài tập áp dụng
Bài Cho mạch điện nh hình vẽ Hãy vẽ sơ đồ tơng đơng để tính
a, RAB R1 R2
b, RAC A B C
c,RBC
3
R R4
D Bài giải
a Ta chp hai điểm C D lại Khi mạch điện ba Điểm điện A, B, C Sơ đồ tơng đơng
Trong đó:(R1nt R2//R4)//R 3
Bài 2: Cho mạch điện nh hình vẽ
Hãy vẽ sơ đồ tơng đơng để tính điện trở khi khoá
R2 R1
R4 R3
k1
R1 R2 R3
A B
(38)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS