Kỳ thi chọn học sinh giỏi trường lớp 11 năm học 2009 - 2010

m 4D + Nhìn vào công thức ta thấy tất cả các đại lượng đưa vào công thức là như nhau đối 0,5đ với cả hai vòng dây.Do đó dòng điện cảm ứng trong hai vòng dây là giống nhau...[r]

Së GD&§T NGhÖ an TRƯỜNG THPT NGUYỄN SĨ SÁCH Kú thi chän häc sinh giái TRƯỜNG líp 11 n¨m häc 2009 - 2010 M«n thi: VẬT LÍ THPT - BẢNG A,B Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) C©u 1((4 điểm) a/ Mét qu¶ cầu nhỏ tích điện , có khối lượng m , treo đầu sợi mảnh,  điện trường E có phương nằm ngang và có cường độ điện trường E, cho gia tốc rơi tự là g,thì dây treo hợp với phương thẳng đứng góc α=450 TÝnh gãc lÖch cña d©y treo ®iÖn tÝch cña qu¶ cÇu chØ cßn 9/10 ®iÖn tÝch ban ®Çu? b/ Cho khối lượng m=0,1g , g=10m/s2 E= 103V/m, dây treo hợp với phương thẳng đứng góc α=100 TÝnh ®iÖn tÝch qu¶ cÇu? Câu 2( điểm) Cho mạch tụ hình vẽ (H1): C1=1  F; C2=3  F; C3=6  F; C4=4  F; Ban đầu các tụ chưa tích điện và khóa K mở a)Nối hai đầu A,B mạch điện vào nguồn điện có hiệu điện không đổi UAB =U=80 V Tính điện tích và hiệu điện tụ điện ? D C1 A C2 K C3 E B C4 H.1 b)Đóng khóa K Tính điện tích và hiệu điện tụ điện Tìm số lượng và chiều dịch chuyển các electron qua khóa K đóng E1,r1 Câu 3( điểm) Cho mạch điện hình vẽ (H2): đó E1 = 6V; r1=1Ω; r2=3Ω; R1=R2=R3=6Ω a)Vôn kế V (điện trở lớn) 3V Tính suất điện động E2 b)Nếu đổi chỗ hai cực nguồn E2 thì vôn kế V bao nhiêu? A HS bảng B không phải làm ý b câu R1 D V E2,r2 R3 B C R2 Câu 4( điểm) Một động điện chiều có điện trở r = 2Ω Một sợi dây không co giãn có đầu vào trục động cơ, đầu buộc vào vật có khối lượng m = 10 kg treo thẳng đứng (H.3) Khi cho dòng điện có cường độ I = 5A qua thì động kéo vật lên thẳng đứng với vận tốc không đổi v = 1,5 m/s a)Tính công suất tiêu thụ điện và hiệu suất động b)Bộ nguồn cung cấp dòng điện ( I = 5A) cho động gồm nhiều acquy, acquy có suất điện đông e = 8V và điện trở r0= 0,8Ω Tìm cách mắc các nguồn thành đối xứng để động có thể kéo vật trên mà dùng số acquy ít Tính số acquy đó Cho g = 10m/s2, dây có khối lượng không đáng kể H.2 H.3 Cõu 5( điểm) Hai vòng dây dẫn tròn có bán kính khác đặt cùng mặt phẳng và cùng từ trường có cảm ứng từ tăng theo thời gian B = B0 + kt ( B0, k là số) Véc tơ cảm ứng tõ hîp víi ph¸p tuyÕn vßng d©y mét gãc  Dßng ®iÖn c¶m øng vßng d©y nµo sÏ lín h¬n nÕu khối lượng hai vòng dây là và chế tạo cùng vật liệu? Lop11.com đáp án thang điểm HƯỚNG DẪN GIẢI CÂU Câu 4đ a/VÏ h×nh ph©n tÝch ®­îc c¸c lùc t¸c dông lªn vËt Có trọng lực, lực căng sợi dây, lực điện trường  §iÒu kiÖn c©n b»ng cña qu¶ cÇu: a) đ 0,5® Tanα =F/P =1(1) 0,5® Tanα’= F’/P (2) b)1 đ b Câu (4đ) a)1.5đ F' tanα=0,9=>α’  420 F Ta có : C12= C1.C2 = 0,75(  F) C1  C2 Điện tích các tụ điện C1và C2 là : Q1=Q2 = Q12= C12.U= 60  C U1=60 V; U2 =20 V Điện tích các tụ điện C3và C4 là : Q3=Q4 = Q34= C34.U= 192  C U3=32 V; U4 =48 V C13 = C1+C3= (  F) C24 = C2+C4= (  F) Điện tích tụ điện là Q/13= Q/24 = Qb= CABU= 280  C Hiệu điện tụ là : U/ 1= U/3= U13 = Q/13/C13 =40 V U/2= U/ 4= U24 = Q/24/C24 =40 V Từ đó điện tích tụ : Q/1=C1.U/1 = 40  C Q/2=C2.U/ = 120  C Q/3=C3.U/3 =240  C Q/4=C4.U/4 = 160  C Khi K mở , tích điện âm của C1và tích điện dương C2 nối với nút D thành vật dẫn , điện tích tổng cộng hai đó –Q1+ Q2 = Sau đó K đóng , đã có lượng điện tích dương di chuyển từ E qua khóa K đến hai đó ,lượng điện tích dương này có trị số :  Q= (-Q/1 + Q/2) – ( -Q1 + Q2) = 80  C Điều đó có nghĩa là đã có N electrôn qua K theo chiều từ D đến E Số electron này : N= 0,25 0,25 0,25 C C : CAB= 13 24 = 3,5(  F) C13  C24 1đ 0,5® 0,25 0,25 0,25 C C Ta lại có : C34= = 2,4(  F) C3  C4 b)1,5đ b) K đóng 0,5® 0,5® 0,5® 0,5® / Tanα =F/P mµ F=|q|E=> |q| =mgtanα/E  1,76.10-7C a) K mở 0,5® P +T +F =0  Khi q’ =(9/10)q th× F’=q’E d©y treo lÖch gãc α’: *Tõ vµ =>tanα’= ĐIỂM Q 80.106   5.1014 hạt 19 e 1, 6.10 Lop11.com 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0, 0,5 Câu 4đ a)2 đ a) Tính suất điện động E2 (3 đ) E1,r1 I A I1 R I2 D V E2,r2 R3 B C R2 H.1 R2 ( R1  R3 )  4 R2  R1  R3 I R2 I   I1  + I đến A rẽ thành hai nhánh:  I R1  R3 + Điện trở toàn mạch R  + UCD = UCA + UAD = -R1I1+ E1 – r1I1 = -3I 0,25 0,25 + -3I =  => I = 1A, I = 3A - Với I= 1A: E1 + E2 = ( R + r1 +r2 )I = => E2 = 2V - Với I = 3A: E1 + E2 =8 x3 = 24 => E2 = 18V b) Đổi chỗ hai cực nguồn E2 thì vôn kế bao nhiêu + Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối - Với E2 = 2V< E1 : E1 phát , E2 thu, dòng điện từ cực dương E1 E  E2 I  0,5 A R  r1  r2 0,25 0,25 0,25 0, 0, UCD = UCA + UAD =6 -3I = 4,5V 0, - Với E2 = 18V > E1: E2 là nguồn, , E1 là máy thu I 0,25 0,25 + U CD  3V b) ( đ) 0,25 E2  E1  1,5 A R  r1  r2 UCD = UCA + UAD = R1I1 + E1 +r1I = +3I = 10,5V Lop11.com 0,5 Câu 4đ a) ( đ) b) (2đ) a) tính công suất tiêu thụ điện và hiệu suất động cơ: + Công suất tiêu thụ động chia thành hai phần : P = Pcơ + Pnhiêt + Công suất kéo vật: Pcơ = T.v = mg.v = 150W + Công suất toả nhiệt: Pnhiệt = I2r = 50W + Công suất tiêu thụ: P = Pcơ + Pnhiệt = 200W - Hiệu suất động cơ: H=Pcơ/Pnhiệt = 75% b) Tìm cách mắc nguồn: - HĐT hai đầu động kéo vật: U = P/I = 40V - Bộ nguồn đối xứng: mdãy, dãy n nguồn: Eb= nE = 8n; rb =nr0/m Theo định luật Ôm : Eb = U + Irb - 0,5 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 4n 8n  40  m 10 2  n m 10 , là số nên tích hai số cực đại hai số nghĩa là n m 10 10 cực đại ( đó m.n cực tiểu)  n m n m Tổng hai số Giải m = 1, n = 10 C©u (4đ) + §Ó thuËn tiÖn ta chØ xÐt vßng cã b¸n kÝnh R mµ kh«ng ®ưa c¸c chØ sè “1” vµ “2” Theo điều kiện đề bài B  B0  kt , đó Bo và k là các số + Nếu α là góc không đổi pháp tuyến mặt phẳng vòng dây và cảm ứng từ B, 0.5® th× tõ th«ng göi qua mÆt ph¼ng khung d©y lµ: Ф = R ( B0  kt ) cos   0.5® +Suất điện động cảm ứng vòng dây: Ec    R k cos  t 1® Ec R k cos  + Dßng ®iÖn ch¹y vßng d©y: I   0,5® r r 2R m đó r   vµ s  So 2RD 0,5® 4 R D km cos  r + vµ I  m 4D + Nhìn vào công thức ta thấy tất các đại lượng đưa vào công thức là đối 0,5đ với hai vòng dây.Do đó dòng điện cảm ứng hai vòng dây là giống 0,5® Lop11.com