Vai trò của am pe kế trong sơ đồ: * Nếu am pe kế lý tưởng Ra=0 , ngoài chức năng là dụng cụ đo nó còn có vai trò như dây nối do đó: Có thể chập các điểm ở 2 đầu am pe kế thành một điểm [r]
(1)Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang Phần I: Chuyển động học I.Chuyển động hay nhiều vật trên đường thẳng 1/.lúc giờ, người xe đạp xuất phát từ A B với vận tốc v1=12km/h.Sau đó người từ B A với vận tốc v2=4km/h Biết AB=48km/h a/ Hai người gặp lúc giờ?nơi gặp cách A bao nhiêu km? B/ Nếu người xe đạp ,sau 2km ngồi nghỉ thì người gặp lóc mÊy giê?n¬i gÆp c¸ch A bao nhiªu km? c vẽ đồ thị chuyển động xe trên cùng hệ trục tọa độ d vẽ đồ thị vận tốc -thời gian hai xe trên cuàng hệ trục tọa độ 2/.Một người xe đạp từ A đến B với dự định t=4h quảng đường sau người đó tăng vận tốc thêm 3km/h nên đến sớm dự định 20 phút A/ Tính vận tốc dự định và quảng đường AB B/ Nếu sau 1h, có việc người phải ghé lại 30 ph.hỏi đoạn đường còn lại người đó phải vơí vận tốc bao nhiêu để đến nơi dự định ? 3/ Một người khởi hành từ C đến B với vận tốc v1=5km/h sau 2h, người đó ngồi nghỉ 30 ph tiếp B.Một người khác xe đạp khởi hành từ A (AC >CBvµ C n»m gi÷a AB)còng ®i vÒ B víi vËn tèc v2=15km/h nhng khëi hµnh sau người 1h a Tính quãng đường AC và AB ,Biết ngươì đến B cùng lúc và người bắt đầu ngồi nghỉ thì người xe đạp đã 3/4 quãng đường AC b*.Vẽ đồ thị vị trí và đồ thị vận tốc người trên cùng hệ trục tọa độ c Để gặp người chỗ ngồi nghỉ,người xe đạp phải với vận tốc bao nhiªu? 4/ Một thuyền đánh cá chuyển động ngược dòng nước làm rớt cái phao.Do không phát kịp,thuyền tiếp tục chuyển đọng thêm 30 ph thì quay lại và gặp phao nơi cách chỗ làm rớt 5km Tìm vận tốc dòng nước,biết vận tốc thuyền nước là không đổi 5/ Lóc 6h20ph hai b¹n chë ®i häc víi vËn tèc v1=12km/h.sau ®i ®îc 10 ph mét b¹n chît nhí m×nh bá quªn bót ë nhµ nªn quay l¹i vµ ®uæi theo víi vËn tèc NguyÔn V¨n Tó Trang1 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (2) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang cũ.Trong lúc đó bạn thứ tiếp tục đến trường với vận tốc v2=6km/h và hai bạn gặp trường A/ Hai bạn đến trường lúc ? đúng hay trễ học? B/ Tính quãng đường từ nhà đến trường C/ Để đến nơi đúng vào học ,bạn quay xe đạp phải với vận tốc bao nhiêu?Hai bạn gặp lúc giờ?Nơi gặp cách trường bao xa? 6/ H»ng ngµy « t« xuÊt ph¸t tõ A lóc 6h ®i vÒ B,« t« thø xuÊt ph¸t tõ B vÒ A lóc 7h vµ xe gÆp lóc 9h.Mét h«m,« t« thø xuÊt ph¸t tõ A lóc 8h, cßn « t« thø khởi hành lúc 7h nên xe gặp lúc 9h48ph.Hỏi ngày ô tô 1đến B và ô tô đến B lúc giờ.Cho vận tốc xe không đổi 7/ Hai người xe máy cùng khởi hành từ A B.Sau 20ph xe cách 5km A/ TÝnh vËn tèc cña mçi xe biÕt xe thø ®i hÕt qu¶ng ®êng mÊt 3h,cßn xe thø mÊt 2h B/.Nếu xe khởi hành trước xe 30ph thì xe gặp bao lâu sau xe thứ khëi hµnh?N¬i gÆp cach A bao nhiªu km? C/.xe nào đến B trước?Khi xe đó đã đến B thì xe còn cách B bao nhiêu km? 8*/Vào lúc 6h ,một xe tải từ A C,đến 6h 30ph xe tải khác từ B C với cïng vËn tèc cña xe t¶i 1.Lóc 7h, mét « t« ®i tõ A vÒ C, « t« gÆp xe t¶i thø 1lóc 9h, gÆp xe t¶i lóc 9h 30ph.T×m vËn tèc cña xe t¶i vµ « t« BiÕt AB =30km 9/ Hai địa điểm A và B cách 72km.cùng lúc,một ô tô từ A và người xe đạp từ B ngược chiều và gặp sau 1h12ph Sau đó ô tô tiếp tục B quay lại với vận tốc cũ và gặp lại người xe đạp sau 48ph kể từ lần gặp trước a/ Tính vận tốc ô tô và xe đạp b/ Nếu ô tô tiếp tục A quay lại thì gặp người xe đạp sau bao lâu( kể tõ lÇn gÆp thø hai) c*/ Vẽ đồ thị chuyển động ,đồ thị vận tốc người và xe (ở câu b) trên cùng hệ trục tọa độ 10/ Một người từ A đến B.Trên quảng đường đầu người đó vơi vận tốc v1,nừa thêi gian cßn l¹i ®i víi vËn tèc v2 ,n÷a qu·ng ®êng cßn l¹i ®i víi vËn tèc v1 vµ ®o¹n NguyÔn V¨n Tó Trang2 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (3) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang cuối cùng với vận tốc v2 tính vận tốc trung bình người đó trên quãng ®êng 11/ Cho đồ thị chuyển động xe hình vẽ x(km) a Nêu đặc điểm chuyển động Tính thời 80 ®iÓm vµ vÞ trÝ hai xe gÆp b §Ó xe gÆp xe b¾t ®Çu khëi hµnh sau nghØ C E th× vËn tèc cña xe lµ bao nhiªu? VËn tèc xe lµ 40 A bao nhiªu th× nã gÆp xe hai lÇn (II) c TÝnh vËn tèc trung b×nh cña xe trªn c¶ qu¶ng 20 ®êng ®i vµ vÒ (I) 3F t(h) Gợi ý phương pháp giải lập phương trình đường xe: a/ S1 =v1t; S2= v2(t-2) S1+S2=AB v1t+v2(t-2)=AB, gi¶i p/t t s1,,S2 thêi ®iÓm vµ vÞ trÝ xe gÆp b/ gọi t là thời gian tính từ lúc người xe xuất phát đến lúc người gặp ta có p/t S1= v1 (t-1); S2= v2 (t-2) ; S1 + S2 = AB v1 (t-1)+ v2 (t-2)=48 t=4,25h=4h 15ph thêi ®iÓm gÆp T=10h 15 ph n¬igÆp c¸ch A: xn=S1=12(4,25-1)=39km a/.lËp p/t: AB AB / 3, (1); AB=4v (2) 2v 2(v 3) gi¶i p/t (1)vµ (2) v=15km/h; AB=60km/h 3a b/ lËp p/t AB=4.1+(t-1-0,5)v2 v2=18km/h A E C D người bắt đầu ngồi nghỉ D thì người xe đạp đã t2 =2h-1h=1h Quảng đường người đó đã 1h là : AE=V2t2=1.15=15km Do AE=3/4.AC AC= 20km NguyÔn V¨n Tó Trang3 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ B (4) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang Vì người khởi hành trước người xe 1hnhưng lại ngồi ngỉ 0,5h nên tổng thời gian nười đibộ nhiều người xe là 1h-0,5h = 0,5h.Ta có p/t (AB-AC)/v1-AB/v2=0,5 (AB-20)/5-AB/15=0,5 AB=33,75km b.chọn mốc thời gian là lúc người khởi hành từ C Vị trí người A: T¹i thêi ®iÓm 0h :X0=20km T¹i thêi ®iÓm 2h: X01=X0+2V1=20+2 5=30km T¹i thêi ®iÓm 2,5h: X01=30km Sau 2,5 h X1= X01+(t-2,5)v1 Vị trí người xe A: X2=v2(t-1) T Ta cã b¶ng biÕn 2,5 X1 20 25 30 30 32,5 X2 0 15 22,5 30 thiªn: Biểu diễn các cặp giá trị tương ứng x, t len hệ trục tọađộ đề các vuông góc với trục tung biểu diễn vị trí, trục hoành biểu diển thời gian chuyển động ta có đồ thị hình vẽ B¶ng biÕn thiªn vËn tèc cña xe theo thêi gian T giê 2,5 5 5-0 0-5 0- 15 15 15 V1km/h V2km/h 15 Ta có đồ thị hình vẽ bên c./ để gặp người vị trí D cách A 30km thì thời gian ngươì xe đạp đến D ph¶i tháa m¶n ®iÒu kiÖn: 30 v 2,5 12km / h v2 15km / h a qu¶ng ®êng b¹n cïng ®i 10 ph tøc 1/6h lµ AB= v1/6=2km bạn xe đến nha ( 10 ph )thì bạn đã đến D :BD=v2/6=6/6=1km k/c gi÷a b¹nkhi b¹n ®i xe b¾t ®Çu ®uæi theo : AD=AB+BD=3km thời gian từlúc bạn xe đuổi theođến lúc gặp người bbộ trường là: t=AD/(v1-v2)= 3/6=1/2h=30ph tæng thêi gian ®i häc:T=30ph+2.10ph=50ph trÔ häc 10 ph NguyÔn V¨n Tó Trang4 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (5) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang A B C D b quãng đường từ nhà đến trường: AC= t v1=1/2.12=6km c.* gọi vận tóc xe đạp phải saukhi phát bỏ quênlà v1* ta có: quảng đường xe đạp phải đi: S=AB+AC=8km 8/12-8/v1*=7h10ph-7h v1*=16km/h * thời gian để bạn xe quay vễ đến nhà: t1= AB/v1*=2/16=0,125h=7,5ph đó bạn bbộ đã đến D1 cách A là AD1= AB+ v2 0,125=2,75km *Thơi gian để người xe duổi kịpngười bộ: t2=AD1/(v1*-v2)= 0,275h=16,5ph Thêi ®iÓm gÆp nhau: 6h20ph+ 7,5ph + 16,5ph + 6h 54ph * vị trí gặp cách A: X= v1*t2=16.0,125=4,4km cách trường 6-4,4=1,6km 6.gäi v1 ,v2 lµ vËn tèc còae vµ xe ta cã: thường ngày gặp nhau, xe1 t1-9-6=3h, xe t2= 9-7=2h p/t v1 t1+ v2t2=AB hay v1+2v2=AB (1) hôm sau,khigặp nhau, xe đã t01= 1,8h,xe đã t02= 2,8h p/t v1t01+ v2t02=AB hay 1,8v1+2,8v2=AB (2) tõ (1) vµ (2) 3v1= 2v2.(3) từ (3) và (1) t1=6h, t1=4h thời điểm đến nơi T1=6+6=12h, T2= 7+4=11h gọi v1 , v2 là vận tốc xe.khi hết quảng đường AB, xe t1=3h, xe ®i mÊt t2=2h ta cã p/t v1t1=v2t2=AB v1/v2=t2/t1=2/3 (1) mÆt kh¸c t (v1 v2) s v1-v2=5:1/3=15 (2) tõ (1) vµ (2) v1=30km/h,v2=45km/h b qu¶ng ®êng xe ®i thêi gian t tÝnh tõ lóc xe b¾t ®Çu xuÊt ph¸t S1= v1t=30t, S2=v2(t-0,5)=45t-22,5 Khi xe gÆp nhau: S1=S2= t=1,5h x N¬i gÆp c¸ch A lµ x=s1=30.1,5=45km c đáp số 15km gäi vËn tèc « t« lµ a, vËn tèc xe t¶i lµ b Khi ô tô gặp xe tải xe tải đã 3h, xe ô tô đã mÊt 2h v× qu¶ng ®êng ®i b»ng nªn: 3.a=2.b t NguyÔn V¨n Tó Trang5 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (1) (6) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang Khi ô tô gặp xe tải thì xe tải đã 3h,còn ô tô 2,5 h vì ô tô nhiều h¬n xe t¶i mét ®o¹n AB=30km nªn : 2,5b-3a=30 (2) tõ (1) vµ (2) a=40km/h, b=60km/h A D C B Từ xuất phát đến lần gặp thứ : (tv1+v2) =AB/t1=72:1,2=60km/h (1) Từ lần gặp thứ C đến lần gặp thứ D ô tô quảng đường dµi h¬n xe d¹p lµ (v1-v2) 0,8=2.CB (v1-v2).0,8=2.v2.1,2 v1=4v2 (2) Tõ vµ v1=48km/h, v2=12km/h b gặp lần thứ tổng quảng đờng hai xe đã là 3.AB p/t:( v1+v2)t=3.AB t= c bảng biến thiên vị trí xe A theo thời gian t tính tù luc khởi hành T 1,5 4,5 X1 72 72 X2 72 54 36 18 Dạng đồ thị nh hình vẽ trên **B¶ng biÕn thiªn vËn tèc cña xe theo thêi gian tÝnh tõ lóckhëi hµnh T(h) V1km/h 48 V1km/h 12 1,5 4,5 48 48 -48 48 -48 12 48 48 -48 12 12 12 12 chuyển động(Bài tập bổ xung) I.VËn tèc trung b×nh 1.1.1.Một người trên quãng đường S chia thành n chặng không nhau, chiều dài các chặng đó là S1, S2, S3, Sn Thời gian người đó trên các chặng đường tương ứng là t1, t2 t3 tn Tính vận tốc trung bình người đó trên toàn quảng đường S Chứng minh rằng:vận trung bình đó lớn vận tốc bé và nhỏ h¬n vËn tèc lín nhÊt NguyÔn V¨n Tó Trang6 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (7) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang Giải: Vận tốc trung bình người đó trên quãng đường S là: Vtb= s1 s2 s3 sn t t t t n Gọi V1, V2 , V3 Vn là vận tốc trên các chặng đường tương ứng ta có: v s ; v s ; v s ; v s n ; n tn t t2 t3 1 gi¶ sö Vklín nhÊt vµ Vi lµ bÐ nhÊt ( n k >i 1)ta ph¶i chøng minh Vk > Vtb > Vi.ThËt vËy: Vtb= v1t1 v2 t v3 t t n t1 t t t n v t1+ v v v 1 i i v v t2.+ v v v v t t t t v Do = v v v t t t t 2 i n i n i i n v1t1 v2 t v3 t t n t t t k <1 nªn v v 1 i i v v >1 nªn i tn> t1 +t2+ tn Vi< Vtb (1) Tương tự ta có Vtb= 1 i v v v v t t t t v v v v Do = t t t t v v v;v v v t1+ k v v k t2.+ t n v v 2 k k n n k k n v; v v v 1 k k tn< t1 +t2+ tn Vk> Vtb (2) §PCM k Hợp vận tốc cùng phương 1.2.1 C¸c nhµ thÓ thao ch¹y thµnh hµng dµi l, víi vËn tèc v nh HuÊn luyÖn viện chạy ngược chiều với họ với vận tốc u <v Mỗi nhà thể tháõe quay lại chạy cùng chiều với huấn luyện viên gặp ông ta với vận tốc trước Hỏi tất nhµ thÓ thao quay trë l¹i hÕt th× hµng cña hä dµi bao nhiªu? phương pháp giải: giả sử các nhà thể thao cách nhau, khoảng cách nhà thÓ thao liªn tiÕp lóc ban ®Çu lµ d=l/(n-1) Thêi gian tõ lóc huÊn luyÖn viªn gÆp nhà thể thao đến lúc gặp nhà thể thao là t=d/( v+u) Sau gặp huấn luyện viªn, nhµ thÓ thao quay l¹i ch¹y cïng chiÒu víi «ng ta thêi gian t nãi trªn nhà thể thao đã nhanh huấn luyện viện đoạn đường là S= (v-u)t đây còg lµ kho¶ng c¸ch gi÷a nhµ thÓ thao lóc quay l¹i ch¹y cïng chiÒu VËy c¸ nhà thể thao đã quay trở lại hết thì hàng họ dài là L= S.(n-1)=(v-u)l/ v+u 1.2.2 Một người dọc theo đường tàu điện Cứ phút thì thấy có tàu vượt qua anh ta, Nếu ngược chiều trở lại thì phút thì lại có tàu ngược chiÒu qua Hái cø mÊy phót th× cã mét tµu ch¹y NguyÔn V¨n Tó Trang7 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (8) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang gi¶i 1.3: gäi l lµ kho¶ng c¸ch gi÷a tµu kÕ tiÕp ta cã ( vt-vn).7=l (1); (vt+vn).5=l (2).Tõ (1) vµ(2) suy vt=6vn vt-vn=5/6vt Thay vµo (1) ®îc l=35vt/6 kho¶ng thêi gian gi÷a chuyÕn tµu liªn tiÕp lµ:t=l/vt=35/6(phót).NghÜa lµ cø 35/6 phót l¹i cã mét tµu xuÊt ph¸t 1.2.3 Một người bơi ngược dòng sông đến cái cầu A thì bị tuột phao, cứ tiếp tục bơi 20 phút thì mình bị phao và quay lại tìm, đến cầu B thì tìm phao Hỏi vận tốc dòng nước là bao nhiêu? biết khoảng cách cÇu lµ 2km Gi¶i c¸ch 1( nh bµi 4) Giải cách 2: Anh ta bơi ngược dòng không phao 20 phút thì phao trôi ®îc 20 phót Qu·ng ®êng Anh ta b¬i céng víi qu·ng ®êng phao tr«i b»ng quãng đường bơi trng 20 phút nước yên lặng Do đó quay lại bơi xuôi dòng để tìm phao, đuổi kịp phao 20 phút Như từ lúc để tuột phao đến lúc tìm phao 40 phút tức 2/3h vận tốc dòng nước lµ vn=SAB/t=2:2/3=3km 1.2.4 Từ điểm A trên sông, cùng lúc bóng trôi theo dòng nước và nhà thể thao bơi xuôi dòng Sau 30 phút đến cái cầu C cách A 2km, nhà thể thao bơi ngược trở lại và gặp bóng điểm cách A 1km a Tìm vận tốc dòng nước và vận tốc nhà thể thao nước yên lặng b.Giả sử sau gặp bóng nhà thể thao bơi quay lại đến cầu C lại bơi ngược dßng gÆp qu¶ bãng , l¹i b¬i quay l¹i cÇu C vµ cø thÕ cuèi cïng dõng l¹i cïng qu¶ bóng cầu C Tìm độ dài quãng đường mà nhà thể thao đã bơi được.( xem đề thi HSG tØnh n¨m 1996-1997) 1.2.5 Cho đồ thị chuyển động xe hình 1.2.5 a Nêu đặc điểm chuyển đọng xe NguyÔn V¨n Tó Trang8 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (9) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang b Xe thứ phải chuyển động với vận tốc bao nhiêu để gặp xe thứ lần 1.2.6 Cho đồ thị chuyển động xe hình 1.2.6 a Nêu các đặc điểm chuyển động xe Tính thời điểm và thời gian xe gặp nhau? lúc đó xe đã quãng đường bao nhiêu b Khi xe đến B xe còn cách A bao nhiêu km? c để xe gặp xe thứ lúc nó nghỉ thì xe phải chuyển động với vận tốc bao nhiªu? 1.2.7 Cho đồ thị h-1.2.7 a Nêu đặc điểm chuyển động xe Tính thời điểm và vị trí các xe gặp b Vận tốc xe và xe phải để xe cùng gặp xe nghỉ ki lô mét 150 Thời điểm gặp lúc đó, vận tốc xe 2,5 lần vận tốc xe Tìm vËn tèc mçt xe? Gîi ý gi¶i bµi 1.1.8: b Đồ thi (I) phải nằm góc EM F, đồ thị phải nằm góc EN F 50 v1 25; 150 V2 50 vµ 150/ V2=100/V1 + V2= 150V1/ ( 100+ V1) Khi xe gặp nhau, lúc V2= 2,5V1, nên ta có hệ phương trình: 50 ; V2=2,5V1; V1t=150- V2( t-1)=150 t= 2,5h; V1=40km/h; V2= 160km/h Chuyển động tròn 1.3.1.Lóc 12 giê kim giê vµ kim phót trïng nhau( t¹i sè 12) a Hỏi sau bao lâu, kim đó lại trùng b lÇn thø hai kim trïng nhaulµ lóc mÊy giê? 1.3.2 Một người và vận động viên xe đạp cùng khởi hành địa điểm, và cùng chièu trên đường tròn chu vi 1800m vận tốc người xe đạp là 26,6 km/h, người là 4,5 km/h Hỏi người đi vòng thì gặp người xe đạp lần Tính thời gian và địa điểm gặp nhau?.( giải bài toán đồ thị và tính toán) 1.3.3.Một người vào buổi sáng, kim và kim phút chồng lên và khoảng số và người quay nhà thì trời đã ngã chiều và nhìn thấy kim giờ, kim phút ngược chiều Nhìn kĩ người đó thấy kim nằm số và Tính xem người đã vắng mặt NguyÔn V¨n Tó Trang9 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (10) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang 10 Gợi ý phương pháp: Gi÷a lÇn kim giê vµ kim phót trïng liªn tiÕp, kim phót quay nhanh h¬n kim giê vßng Vµ mçi giê kim phót ®i nhanh h¬n kim giê 11/12 vßng kho·ng thêi gian gi÷a lÇn kim giê vµ kim phót gÆp liªn tiÕp lµ t=1: 11/12=12/11 giê Tương tự ta có khoảng thời gian lần kim và kim phút ngược chiều liªn tiÕp lµ 12/11 h C¸c thêi ®iÓm kim trïng ngµy lµ C¸c thêi diÓm kim ngược chiều ngày là luc là: 13 h; 11 7 h; 11 giê, lóc vÒ lµ thêi gian v¾ng mÆt lµ giê phÇn II: NhiÖt häc néi n¨ng sù truyÒn nhiÖt 1.1 cầu đồng khối lượng 1kg, nung nóng đến nhiệt độ 1000C và cầu nhôm khối lượng 0,5 kg, nung nóng đến 500C Rồi thả vào nhiệt lượng kế sắt khối lượng 1kg, đựng 2kg nước 400C Tính nhiệt độ cuối cïng cña hÖ c©n b»ng 1.2 Có n chất lỏng không tác dụng hóa học với ,khối lượng là:m1,m2,m3 mn.ở nhiệt độ ban đầu t1,t2, tn.Nhiệt dung riêng là:c1,c2 cn.Đem trộn n chất lỏng trên với nhau.Tính nhiệt độ hệ có cân nhiệt xảy ra.( bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường) 1.3 Một cái nồi nhôm chứa nước t1=240C.Cả nồi và nước có khối lượng là kg ,người ta đổ thêm vào đó lít nước sôi thì nhiệt độ hệ cân là 450C Hỏi phải đổ thêm bao nhiêu nước sôi thì nhiệt độ nước nồi là 600C.(bỏ qua nhiệt cho môi trường) 1.4 Một miếng đồng có nhiệt độ ban đầu là 00C,tính nhiệt lượng cần cung cấp cho miếng đồng để thể tích nó tăng thêm 1cm3 biết nhiệt độ tăng thêm 10C thì thể tích miếng đồng tăng thêm 5.10 lần thể tích ban đầu nó lấy KLR và NDR đồng là : D0=8900kg/m3, C= 400j/kg độ 1.5 Để sử lí hạt giống ,một đội sản xuất dùng chảo gang có khối lượng 20kg,để đun sôi 120lít nước 250C Hiệu suất bếp là 25%.Hãy tính xem muốn đun sôi 30 NguyÔn V¨n Tó Trang10 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (11) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang 11 chảo nước thì phải dự trù lượng than bùn tối thiểu là bao nhiêu ? Biết q=1,4.107j/kg; c1=460j/kg.K; C2=4200j/kgđộ 1.6 Đun ấm nước bếp dầu hiệu suất 50%, phút đốt cháy hết 60/44 gam dÇu Sù táa nhiÖt cña Êm kh«ng khÝ nh sau: NÕu thö t¾t bÕp phót th× nhiÖt độ nước giảm bớt 0,50C ấm có khối lượng m1=100g, NDR là C1=6000j/kg độ, Nước có m2=500g, C2= 4200j/kgđộ, t1=200C a Tìm thời gian để đun sôi nước b Tính khối lượng dầu hỏa cần dùng 1.7.Người ta trộn hai chất lỏng có NDR, khối lượng ,nhiệt độ ban đầu là:m1,C1,t1;; m2,C2,t2 Tính tỉ số khối lượng chất lỏng các trường hợp sau: a Độ biến thiên nhiệt độ chất lỏng thứ gấp đôi độ biến thiên nhiệt độ chÊt láng thø 1sau cã c©n b»ng nhiÖt x¶y b Hiệu nhiệt độ ban đầu chất lỏng so với hiệu nhiệt độ cân và nhiệt độ đầu chất lỏng thu nhiệt tỉ số a b 1.8/ Dùng bếp dầu đun lít nước đựng ấm nhôm có khối lượng 300g,thì sau 10 phút nước sôi Nếu dùng bếp và ấm trên để đun lít nước cùng điều kiện thì bao lâu nước sôi Biết nhiệt bếp cung cấp đặn,NDR nước và nhôm là: C=1=4200j/kgđộ, c2=880j/kgđộ 1.9/ Có2 bình, bình đựng chất lỏng nào đó Một học sinh múc ca chất lỏng bình trút vào bình và ghi lại nhiệt độ bình sau lần trút: 200C,350C,bỏ xót, 500C Tính nhiệt độ cân lần bỏ xót và nhiệt độ ca chất lỏng lấy từ bình Coi nhiệt độ và khối lượng ca chất lỏng lấy từ bình là nhau, bỏ qua nhiệt cho môi trường PhÇn III: §iÖn häc A/ Tãm t¾t kiÕn thøc 1/ Muèn tr× mét dßng ®iÖn l©u dµi mét vËt dÉn cÇn tr× mét ®iÖn trường vật dẫn đó Muốn cần nối đầu vật dẫn với cực nguồn ®iÖn thµnh m¹ch kÝn NguyÔn V¨n Tó Trang11 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (12) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang 12 Càng gần cực dương nguồn điện càng cao Quy ứơc điện cực dương nguồn điện , điện là lớn , điện cực âm nguồn điện b»ng Quy ước chiều dòng điện là chiều chuyển dời có hướng các hạt mang điện tích dương, Theo quy ước đó bên ngoài nguồn điện dòng điện có chiều từ cực dương, qua vật dẫn đến cực âm nguồn điện (chiều từ nơi có điện cao đến n¬i cã diÖn thÕ thÊp) Độ chênh lệch điện điểm gọi là hiệu điện điểm đó : VA-VB= UAB Muèn tr× mét dßng ®iÖn l©u dµi mét vËt dÉn cÇn tr× mét H§T đầu vật dẫn đó ( U=0 I =0) 2/ M¹ch ®iÖn: a §o¹n m¹ch ®iÖn m¾c song song: *§Æc ®iÓm: m¹ch ®iÖn bÞ ph©n nh¸nh, c¸c nh¸nh cã chung ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi Các nhánh hoạt động độc lập *TÝh chÊt: Uchung cường độ dòng điện mạch chính trổng cường độ dòng điện c¸c m¹ch rÏ I=I1+I2+ +In 3.Nghịch đảo điện trở tương đương tổng các nghịch đảo các ®iÖn trë thµnh phÇn R=R1+R2+ +Rn -Từ t/c và công thức định luật ôm I1R1=I2R2= =InRn=IR - tõ t/c §o¹n m¹ch gåm n ®iÖn trë cã gi¸ trÞ b»ng vµ b»ng r th× ®iÖn trë cña ®o¹n m¹ch m¾c song song lµ R=r/n - từ t/3 điện trở tương đương đoạn mạch mắc song song luôn nhỏ ®iÖn trë thµnh phÇn b §o¹n m¹ch ®iÖn m¾c nèi tiÕp: *§Æc ®iÓm:c¸c bé phËn (c¸c ®iÖn trë) m¾c thµnh d·y liªn tôc gi÷a cùc cña nguån điện ( các phận hoạt động phụ thuộc nhau) *tÝnh chÊt: 1.I chung U=U1+U2+ +Un R=R1+R2+, Rn *Từ t/c và công thức định luật ôm I=U/R U1/R1=U2/R2= Un/Rn (trong ®o¹n m¹ch nèi tiÕp, hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a ®Çu c¸c vËt dÉn tØ lÖ thuËn víi ®iÖn trë cña chóng) Ui=U Ri/R Tõ t/s nÕu cã n ®iÖn trë gièng m¾c nèi tiÕp th× ®iÖn trë cña ®o¹n m¹ch lµ R =nr Cũng từ tính chất điện trở tương đương đoạn mạch mắc nối tiếp lu«n lín h¬n mçi ®iÖn trë thµnh phÇn C.M¹ch cÇu : M¹ch cÇu c©n b»ng cã c¸c tÝnh chÊt sau: - vÒ ®iÖn trë: r r ( R5 lµ ®êng chÐo cña cÇu) r r -VÒ dßng: I5=0 -vÒ H§T : U5=0 NguyÔn V¨n Tó Trang12 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (13) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý suy I I r r I I r r ; I M¹ch cÇu kh«ng c©n b»ng: r ; ; I I r 2 I r r ; Trang 13 I5 kh¸c 0; U5kh¸c * Trường hợp mạch cầu có số điện trở có giá trị 0; để giải bài toán cần áp dụng các quy tắc biến đổi mạch điện tương đương ( phần ) *Trường hợp điện trở khác xét sau 3/ Mét sè quy t¾c chuyÓn m¹ch: a/ chËp c¸c ®iÓm cïng ®iÖn thÕ: "Ta cã thÓ chËp hay nhiÒu ®iÓm cã cïng ®iÖn thÕ thành điểm biến đổi mạch điện tương đương." (Do VA-Vb = UAB=I RAB Khi RAB=0;I hoÆc RAB 0,I=0 Va=VbTøc A vµ B cïng ®iÖn thÕ) Các trường hợp cụ thể: Các điểm đầu dây nối, khóa K đóng, Am pe kế có điện trở không đáng kể Được coi là có cùng điện Hai điểm nút đầu R5 m¹ch cÇu c©n b»ng b/ Bỏ điện trở: ta có thể bỏ các điện trở khác khỏi sơ đồ biến đổi mạch điện tương đương cường độ dòng điện qua các điện trở này Các trường hợp cụ thể: các vật dẫn nằm mạch hở; điện trở khác mắc song song với vật dãn có điện trở 0( điện trở đã bị nối tắt) ; vôn kế có điện trở lớn (lý tưởng) 4/ Vai trò am pe kế sơ đồ: * Nếu am pe kế lý tưởng ( Ra=0) , ngoài chức là dụng cụ đo nó còn có vai trò dây nối đó: Có thể chập các điểm đầu am pe kế thành điểm bién đổi mạch điện tương đương( đó am pe kế là điểm trên sơ đồ) Nếu am pe kế mắc nối tiếp với vật nào thì nó đo cường độ d/đ qua vậtđó Khi am pe kế mắc song song với vật nào thì điện trở đó bị nối tắt ( đã nói trên) Khi am pe kÕ n»m riªng mét m¹ch th× dßng ®iÖn qua nã ®îc tÝnh th«ng qua c¸c dòng nút mà ta mắc am pe kế ( dưạ theo định lý nút) * Nếu am pe kế có điện trở đáng kể, thì sơ đồ ngoài chức là dụng cụ đo am pe kế còn có chức điện trở bình thường Do đó số nó cßn ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc: Ia=Ua/Ra 5/ Vai trò vôn kế sơ đồ: a/ trường hợp vôn kế có điện trỏ lớn ( lý tưởng): *V«n kÕ m¾c song song víi ®o¹n m¹ch nµo th× sè chØ cña v«n kÕ cho biÕt H§T gi÷a đầu đoạn mạch đó: UV=UAB=IAB RAB *TRong trường hợp mạch phức tạp, Hiệu điện điểm mắc vôn kế phải ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc céng thÕ: UAB=VA-VB=VA- VC + VC- VB=UAC+UCB *có thể bỏ vôn kế vẽ sơ đồ mạch điện tương đương *Nh÷ng ®iÖn trë bÊt kú m¾c nèi tiÕp víi v«n kÕ ®îc coi nh lµ d©y nèi cña v«n kÕ ( sơ đồ tương đương ta có thể thay điện trở điểm trên dây nối), theo công thức định luật ôm thì cường độ qua các điện trở này coi ,( IR=IV=U/ =0) NguyÔn V¨n Tó Trang13 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (14) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang 14 b/ Trường hợp vôn kế có điện trở hữu hạn ,thì sơ đồ ngoài chức là dụng cụ đo vôn kế còn có chức điện trở khác Do đó số vôn kế còn ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc UV=Iv.Rv 6/.§Þnh lý nót :Tæng c¸c dßng ®iÖn ®i vµo mét nót b»ng tæng c¸c dßng ®iÖn ®i khỏi nút đó 7/ C«ng thc ®iÖn trë: R =? ; 8/ §Þnh luËt «m: I = U/R B Bµi tËp I C«ng thøc ®iÖn trë R l S 1.1Một dây dẫn đồng tính có chiều dài l Nếu gấp nó lại làm đôi, gập lại làm bèn, th× ®iÖn trë cña sîi d©y chËp Êy b»ng mÊy phÇn ®iÖn trë sîi d©y ban ®Çu ( §/S:R1=1/16R) 1.2 Mét ®o¹n d©y ch× cã ®iÖn trë R Dïng m¸y kÐo sîi kÐo cho ®êng kÝnh cña d©y gi¶m ®i lÇn , th× ®iÖn trë cña d©y t¨ng lªn bao nhiªu lÇn.(§S: 16 lÇn) 1.3 Điện trở suất đồng là 1,7 10-8 m, nhôm là 2,8.10-8 m.Nếu thay dây tải điện đồng , tiết diện 2cm2 dây nhôm, thì dây nhôm phải có tiết diện bao nhiêu? khối lượng đường dây giảm bao nhiêu lần (D đồng=8900kg/m3, D nh«m= 2700kg/m3) 1.4 Một cuộn dây đồng đường kính 0,5 mm,quấn quanh cái lõi hình trụ dài 10cm, đường kính lõi là 1cm và đường kính đĩa đầu lõi là 5cm Biết các vòng dây quán và sát Hãy tính điện trở dây 1.5 Một dây nhôm có khối lượng m=10kg, R=10,5 .Hãy tính độ dài và đường kÝnh cña d©y 1.6 Một bình điện phân đựng 400cm3 dung dịch Cu SO4 điện cực là đồng đặt đối diện nhau, cách 4cm ,nhưng sát đáy bình.Độ rộng là 2cm, độ dài phần nhúng dung dịch là 6cm, đó điện trở bình là 6,4 a tÝnh ®iÖn trë suÊt cña dung dÞch dÉn ®iÖn b Đổ thêm vào bình 100cm3 nước cất, thì mực d/d cao them 2cm Tính điện trở b×nh c Để điện trở bình trở lại giá trị ban đầu,phải thay đổi khoảng cách là bao nhiêu, theo hướng nào? Gîi ý c¸ch gi¶i 1.1 §iÖn trë d©y dÉn tØ lÖ thuËn víi chiªï dµi, tØ lÖ nhÞch víi tiÕt ®iÖn cña d©y Theo đề bài, chiều dài giảm lần,làm điện trở giảm lần mặtkhác tiết diện lại giảm lần lµm ®iÖn trë gi¶m thªm lÇn n÷a thµnh thö ®iÖn trë cña sîi d©y chËp gi¶m 16 lÇn so víi d©y ban ®Çu 1.4 TÝnh sè vßng mçi líp: n=100/0,5=200 Tính độ dày phần quấn dây: (5-1): 2.10=20m Sè líp p=20: 0,5=40( líp) Tæng sè vßng d©y: N=n.p=8000 vßng §êng kÝnh t/b cña mçi vßng: d=(5+1):2=3cm ChiÒu dµi cñad©y: l= dn=753,6m2 TiÕt diÖn t/b cña d©y: S = d §iÖn trë cña d©y: NguyÔn V¨n Tó R= l s Trang14 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (15) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang 15 1.6 a.diện tích miếng đồng ngập d/d:S1=a.h điện trở suất dây ban đầu = R1S1/11 b thÓ tÝch d/d ban ®Çu lµ v1=400cm3, thÓ tÝch d/d lóc sau lµ v2=500cm3 tØ sè gi÷a nồng độ d/d lúc đầu và lúc sau: k v = 5/4 (nồng độ d/d càng cao khả dẩn điện càng tốt, suất điện k v trë cµng bÐ) b×nh R2= 2.l/S2=6 TiÕt diÖn d©y dÈn lóc sau: S2= a.( h+0,02)= ®iÓntë cña c lx=R1 S2/ 2=4,27m II.ghÐp ®iÖn trë-tÝnh ®iÖn trë-®o ®iÖn trë II.1.ghÐp ®iÖn trë 2.1 Cã ®iÖn trë gièng hÖt nhau, hái cã thÓ t¹o ®îc bao nhiªu gi¸ trÞ ®iÖn trë kh¸c NÕu ®iÖn trë cã gi¸ trÞ kh¸c R1, R2, R3 th× t¹o ®îc bao nhiªu? 2.2 Cã hai lo¹i ®iÖn trë: R1=20 , R2=30 Hái cÇn ph¶i cã bao nhiªu ®iÖn trë loại để mắc chúng: a Nèi tiÕp th× ®îc ®o¹n m¹ch cã ®iÖn trë R=200 ? b Song song th× ®îc ®o¹n m¹ch cã ®iÖn trë R= (S 121/nc9) 2.3** Cã c¸c ®iÖn trë cïng lo¹i r=5 CÇn Ýt nhÊt bao nhiªu c¸i , vµ ph¶i m¾c chúng nào, để điện trở cá giá trị nguyên cho trước? Xét các trường hợp X=6, 7,8,9( ) 2.4 Phải lấy ít bao nhiêu điện trở r= để mắc thành đoạn mạch có điện trở R=0,6 (S121/nc9) 2.5 Cho mạch điện hình vẽ 1.8 ;UBD khômg đổi 220v, R1=170 , 2 1 B H×nh1.8 A D Am pe kÕ chØ 1A R lµ mét bé gåm 70 chiÕc ®iÖn trë nhá m¾c nèi tiÕp, thuéc lo¹i kh¸c nhau: 1,8 , , 0,2 .Hái mçi lo¹i cã bao nhiªu chiÕc? 2.6*Mét c¸i hép kÝn (gäi lµ hép ®en) chØ chøa toµn ®iÖn trë, c¸c ®iÖn trë nµy ®îc nèi víi chèt A,B,C nh« ngoµi §o ®iÖn trë gi÷a tõng cÆp ®iÓm mét ta ®îc:RAB=12 , RBC=16,5 RAC= 28,5 Hỏi hộp chứa tối thiểu điện trở, tính các điện trở và vẽ sơ đồ c¸ch m¾c chóng vµo ®iÓm A,B,C? ®o¹n m¹ch®iÖn h×nh tam gi¸c,h×nh (quy vÒ ®o¹n m¹ch song vµ nèi tiÕp) 2.7** Ba ®iÖn trë x,y,z lµm thµnh c¹nh cña mét tam gi¸c ABC h×nh vÏ Điển trở mạng đo theo ba cạnh AB, BC, CA là a,b,c Tính x,y,z Xét các trường hợp 1/ a=5 , b= , c= 1/ x=6, y= 12, §S z=18 NguyÔn V¨n Tó Trang15 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (16) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý 2/ a=8 , b= 18 , c= 20 y=27, Trang 16 2/ x=9, z=45 2.8** Một hộp đen ( tương tự bài 1.6) Có RAB= 20 , RBC==45 , RAC=50 .Xác định các điện trở và vẽ sơ đồ cách mắc chúng vào điểm A,B,C m¹ch ®iÖn v« h¹n tuÇn hoµn vÒ mét phÝa, vÒ phÝa (xem c¸cbµi 2.9*, 2.10*,2.11* NC9/§HQG) Mạch điện có tính chất đối xứng ( đối xứng trục).Xem các bài tập 2.7; 2.8 NC9/ §HQG C¸c bµi tËp kh¸c (vÒ quy t¾c chuyÓn m¹ch ):xem c¸c bµi tËp 2.2;2.3; 2.3; 2.4; 2.5NC9 /§HQG II 2.§o ®iÖn trë: ( Bµi tËp thùc hµnh) 2.9 Dùng am pe kế có điện trở nhỏ, cái điện trở đã biết trước trị số r, ắc quy và số dây nối Hãy xác định điện trở vật dẫn X.( cho ắc quy nối với mạch ngoài hiệu điện cực nó không thay đổi); (S/121/nc9) 2.10 Cho mét am pe kÕ, mét v«n kÕ, mét bé ¾c quy vµ mét sè d©y nèi.H·y x¸c định điện trở vật dẫn x Xét trường hợp a Am pe kÕ cã ®iÖn trá rÊt nhá, v«n kÕ cã ®iÖn trá rÊt lín ( Am pe kÕ vµ v«n kÕ lÝ tưởng) b Am pe kế có điện trở đáng kể,vôn kế có điện trở hữu hạn 2.11.Dùng vôn kế có điện trở lớn,một cái điện trở đã biết trước điện trở nó là r,một ắc quy và số dây nối Hãy xác định điện trở vật dẫn x (S/121/nc9) 2.12:Xác định điện trở xuất chất làm dây dẩn với các dụng cụ: am pe kế, vôn kế, ắc quy,thước đo chiều dài, thước kẹp và số dây nối khác (S/121) 2.12.Ba c¸i ®iÖn trë m¾c víi hép kÝn nh h×nh vÏ H·y t×m c¸c ®iÖn trë R1,R2,R3 Dông cô gåm cã: mét v«n kÕ, mét am pe kÕ, mét bé ¾c quy vµ mét sè d©y nèi (S/121/nc9) 2.13 Nêu phương án xác định giá trị điện trở Rx với các dụng cụ sau đây: Một Am pe kế,một điện trở r1 đã biết trước giá trị, Một đoạn dây dẫn có suất điện trở khá lớn, số dây nối(có suất điện trở bé) pin, thước thẳng có thang đo 2.14 Cho vôn kế , vôn kế có điện trở R0 đã biết, còn vôn kế có điện trở Rx chưa biết, nguồn điện chiều, điện trở R Hãy xác định Rx vôn kế v«n kÕ 2.15 Cho điện trở R1và R2 , am pe kế , nguồn điện không đổi.Tinh giá trị điện trở đó 2.16 Lµm thÕ nµo ®o ®îc H§T cña m¹ng ®iÖn cao h¬n 220 v , nÕu cã nh÷ng v«n kế với thang đo đến 150V? ( điện trở các vôn kế nhau) 2.17.Cho mét hép ®en (h×nh 2.10) cã cùc ra, v«n kÕ, am pe kÕ, nguån ®iÖn c¸c dây nối Biết hộp có điện trở mắc hình Hãy xác định đọ lớn các điện trở đó NguyÔn V¨n Tó Trang16 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (17) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang 17 2.18 Trong hộp kín A có bóng đèn pin, hộp kín B có điện trở Làm thÕ nµo biÕt bãng đèn n»m ë hép nµo ( xem bµi 117 /S121/nc9) 2.19 B»ng c¸ch nµo, nhóng d©y dÈn nèi víi cùc cña mét nguån ®iÑn vµo cốc nước, có thểnhận biết là có tồn hay không chúng hiệu ®iÖn thÕ? 2.20 Để xác định xem cực nào nguồn điện là cực dương còn cực nào là cực âm, trên thực tế người ta thường đặt vào cốc nước các đầu dây dẫn nối với cực và quan sát thấy gần dâỷ dẩn nào đó tỏa nhiều khí Theo số liệu đó làm nào xác định cực nào là cực âm? 2.21.* Cho nguồn điện có hiệu điện thé U nhỏ và không đổi,một điện trở r chưa biÕt m¾c mét ®Çu vµo mét cùc cña nguån, mét ampekÕ cã ®iÖn trë Ra kh¸c cha biết, biến trở có giá trị biết trước Làm nào để xác định hiệu điện ( nc8) 2.22.** Có am pe kế lí tưởng , với giới hạn đo khác chưa biết, đủ đảm bảo không bị hỏng Trên mặt thang chia độ chúng có các vạch chia, không có chữ số Dùng am pê kế trên cùng với nguồn có hiệu điện không đổi,chưa biết, điện trỏ mẫu R1 đã biết giá trị và các đây nối để xác định điện trở Rx chưa biết.Hãy nêu phương án thí nghiệm (có giải thích) Biết độ lệch kim am pe kế tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy qua nã (cn8) ( h·y gi¶i l¹i bµi to¸n chØ cã mét ampekÕ) III.§Þnh luËt «m cho ®o¹n m¹ch- cho toµn m¹ch §Þnh luËt «m cho toµn m¹ch- m¹ch ®iÖn cã nhiÒu nguån Tãm t¾t lÝ thuyÕt: m¾c cực nguồn điện chiều có suất điện độngE, điện trở r (h Cho m¹ch ®iÖn gåm mét ®iÖn trë R E A).gọi cường độ dòng điện mạch là I ta có I (1) rR Từ công thức * định luật ôm cho toàn mạch E=I(.r+R)hay E=I.r+I.R (2) DÊu cña E vµ I m¹ch ®iÖn cã nhiÒu nguån ( h×nh B):Trongm¹ch điện có nhiều nguồn,để viết dấu nguồn và cường độ dòng điện chạy qua các đoạn mạch ta lµm nh sau: - Chän chiÒu cña dßng ®iÖn c¸c ®o¹n m¹ch( chän tïy ý) -Chän chiÒu xÐt cña m¹ch kÝn ®ang quan t©m lÊy dÊu (+) cho nguån E nÕu chiÒu ®ang xÐt qua nã cã chiều từ cực âm (-) sang cực dương (+ ) , lấy dấu NguyÔn V¨n Tó Trang17 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (18) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang 18 (+) cho cường độ dòng điện I chiều dòng điện chạy qua điện trở ( hay đoạn mạch) cùng với chiều tính mà ta đã chọn VÝ dô:ë h×nh-B t¹m quy íc chiÒu dßng ®iÖn m¹ch nh h×nh vÏ,xÐt m¹ch kÝn CABC( theochiÒu C A B C) th×: E1 lÊy dÊu(+), E2 lÊy dÊu (-),I1 vµ I2 lấy dấu (+)nên ta có phương trình E1-E2=I1r1+I2r2 Bµi tËp vËn dông: 1.1 Cho mạch điện hình vẽ3.1.1 Trong đó E1=12V, r1= , r2 = a tìm E2 để không có dòng điện qua R? b Giả sử cho R=1 , E2=6 V,khi đó dòng điện qua R khác tính cường độ dòng điện đó và UAB c UAB=? NÕu R=0, R rÊt lín ? Bµi tËp kh¸c: §Ò thi HSG tØnh ( 2001-2002),Bµi ( trang 86 CC), bµi 100 ( trang 23/cc) M¹ch cÇuTáng qu¸t Tãm t¾t lÝ thuyÕt: *Quy tắc biến đổi mạch hình thành mạch hình tam giác: R1= xy yz zx xy yz zx xy yz zx , R1= , R1= y z x *Quy t¾c chuyÓn m¹ch h×nh tam gi¸c thµnh h×nh sao: x R R R R R 1 z 3 R R R R R y 3 R R R R R 1 2 Bµi tËp mÉu:Xem vÝ dô trang 66 s¸ch vËt lÝ n©ng cao 9-§HQG Bµi tËp vËn dông 3.2.1: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ 3.3.1 , R1 = R2 = , R3 =2 ,R4=3 ,R5=4 ., UAB=5,7V Tìm cường độ dòng điện và điện trở tương đương mạch cầu , R3 3.2.2 Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh 3.3.1, R1 = R2 = đến D =2 ,R4=3 ,R5=4 ,I5=0,5A vµ cã chiÒu tõ C T×m HiÖu ®iÖn thÕgi÷a ®iÓm A vµ B , R3 3.2.3 Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh 3.3.1, R1 = R2 = =2 ,R4=3 ,R5=4,I5=0,5A T×m HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a ®iÓm A vµ B R4 = 3.2.4 Chomạch điện hình 3.2.2.trong đó R1 = , R3 =R2=3 ; R5 là bóng đèn loại (3V-1,5W)đấng sáng bình thường.tính UAB? NguyÔn V¨n Tó Trang18 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (19) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang 19 Phương pháp giải: Bµi 3.2.1: *cách 1: đặt ẩn số là U1 và U3;U5 Dựa vào công thức cộng tính U2,U4 theo U1 và U3 ( có thể đặt ẩn là U1và U4 ) lập phương trình dòng các nút C và D theo các ẩn số đã chọn; giải phương trình tính U1, U3 cường độ dòng điện chạy các điện trở và mạch chính điện trở tương đương đoạn mạch *Cách 2: đặt ẩn số là I1 và I3, tính I2và I4 theo ẩn số đã chọn Lập phương trình tính hiệu điện AB ,giải hệ phương trình I1 và I2 I3, I4,I RAB *Cách 3: biến đổi mạch điện tương đương( tam giác thành ngược lại), tính điện trở tương đương đoạn mạch, tính cường độ dòng điện mạch chính tính I1 và I3 từ hệ phương trình I1+I3=I (1), và I1R1 +I5R5=I3R3 Bµi 3.2.2: Chän c¸ch gi¶i §Æt Èn lµ U1 vµ U4 ( hoÆc U1 vµ U3 ) vËn dông c«ng thøc céng thÕ, viÕt c«ng thức tính U2 và U3 theo U1 và U4, Lập tiếp phướng trình tính UAB theo nhánh ACDB: UAB= U1 + I5 R5 + U4 =UAB (1) Lập thêm phương trình dòng các nót C vµ D: U U U (2) U U U (3) R U AB R R U AB R Giải hệ phương trình ẩn trên tìm UAB (từ đây lại có thể tìm các đại lượng khác còn lại ) bài 3.2.3: giải tương tự bài 3.3.2 vì chưa cho biết chiều dòng điện I5 đó cần phải xác định chiều I5 trước ( chọn sai, có thể dẫn đến UAB <0 v« lÝ) M¹ch ®iÖn cã am pe kÕ, v«n kÕ: 3.3.1 Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh 3.1, c¸c ®iÖn trë Gièng nhau, cã gi¸ trÞ lµ r ; ®iÖn trë các am pe kế không đáng kể; UAB có giá trị U0 không đổi Xác định số c¸c am pe kÕ a.cả khóa cùng đóng Chốt (+) am pe kế mắc vào đâu? b c¶ khãa cïng më? 3.3.2 Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh 3.3.2 ; R1=R4= ; R2=R3=3 ; R5= 0,5 ; UAB= v a Xác định số am pe kế? Biết Ra=0 b Chèt (+) cña am pe kÕ m¾c vµo ®©u 3.3.3.Mét ampekÕ cã Ra ®îc m¾c nèi tiÕp víi ®iÖn trë R0 =20 , vµo ®iÓm M,N cã UMNkhông đổi thì số nó làI1=0,6A Mắc song song thªm vµo ampekÕ mét ®iÖn trë r=0,25 , thì số am pekế là I2=0,125A.Xác định Io bá ampekÕ ®i? 3.3.4 ( 95NC9) Có ampekế điện trở lầ lượt là R1 , R2 , mét ®iÖn trë R=3 , mét nguån điện không đổi U.NÕu m¾c nèi tiÐp c¶ ampekÕ vµ R vµo nguån th× sè chØ cña mçi ampekÕ lµ 4,05A.NÕu m¾c ampekÕ NguyÔn V¨n Tó Trang19 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (20) Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trang 20 song song víi råi míi m¾c nèi tiÕp víi R vµo nguån th× AmpekÕ thø nhÊt chØ 3A, AmpekÕ thø chØ 2A a.TÝnh R1 vµ R2 ? b.Nếu mắc trực tiếp R vào nguồn thì cường độ dòng điện qua R là bao nhiêu? 3.3.5 Cho mạch điện ình vẽ 3.3 Trong đó R/=4R, vôn kế có điện trở Rv, UMN không đổi Khi k đóng và K mở , số vôn kế có giá trị là 8,4V và 4,2 V TÝnh U vµ Rv theo R ( 98/nc9/XBGD) 3.3.6*.Mét m¹ch ®iÖn gåm mét ampekÕ cã ®iÖn trë Ra, mét ®iÖn trë R=10 vµ mét v«n kÕ co ®iÖn trë Rv=1000V,m¾c nèi tiÕp.§Æt vµo ®Çu ®o¹n m¹ch mét hiÖu ®iÖn thÕ U, th× sè chØ cña v«n kÕ lµ 100V nÕu m¾c v«n kÕ song song víi R th× sè chØ cña nã vÉn lµ 100V TÝnh Ra vµ U ( 107/NC9/ XBGD) 3.3.7 (xem bài1- đề 9Trang 90 CC9) 3.3.8** Cã k ®iÖn trë gièng hÖt cã gi¸ trÞ lµ r, m¾c nèi tiÕp víi vµo mét mạnh điện có hiệu điện không đổi U mắc vôn kế song song với c¸c ®iÖn trë th× v«n kÕ chØ U1 a.Chøng tá r»ng m¾c v«n kÕ song song víi k-1 ®iÖn trë th× sè chØ cña v«n kÕ lµ Uk-1 =(k-1)U1 b Chøng tá r»ng: sè chØ cña v«n kÕ m¾c song song víi k-p ®iÖn trë gÊp kp lÇn p so víi m¾c song song víi p ®iÖn trë (víik,p Z+; K > P ) 3.3.9 Hai ®iÖn trë R1 , R2 ®îc m¾c nèi tiÕp víi vµo ®iÓm A vµ B cã hiÖu điện UAB không đổi Mắc vôn kế song song víi R1 , th× sè chØ cña nã lµU1 m¾c v«n kÕ song song víi R2 th× sè chØ cña nã lµ U2 a Chøng minh : U1 /U2 =R1 /R2 b BiÕt U=24V, U1 =12V, U2 = 8V TÝnh c¸c tØ sè Rv/R1 ;Rv/R2 ;®iÖn trë Rv cña v«n kÕ,vµ hiÖu ®iÖnthÕ thùc tÕ gi÷a ®Çu R1 vµ R2 ? (NC9/XBGD) 3.3.10 Để đo cường độ dòng điện qua điện trở R=250 , người ta đo gián tiếp qua v«n kÕ m¾c nèi tiÕp( h×nh 3.3.10).V«n kÕ V1 cã R1 =5k, vµ sè chØ lµ U1 =20V, vôn kế V2 có số U2 =80V.Hãy xác định cường độ dòng điện mạch chính Cường độ mạch chính tìm chịu sai số ảnh hưởng dụng cụ đo là bao nhiêu %? ( trích đề thi HSG tỉnh năm 2002-2003) Một số bài toán đồ thị 3.4.1 Cho mạch điện hình vẽ 3.4.1.a: ampe kế lí tưởng, U=12V Đồ thị biểu diÔn sù phô thuéc cña cường độ dßng ®iÖn ch¹y qua ampekÕ(Ia) vµo gi¸ trÞ cña biÕn trë Rx cã d¹ng nh NguyÔn V¨n Tó Trang20 Lop8.net Trường THCS Thanh Mỹ (21)