TÝnh sè chØ AmpekÕ. Bá qua ®iÖn trë cña d©y nèi vµ cña ampe kÕ.. H·y tÝnh tiªu cù cña thÊu kÝnh. Ấm được mắc nối tiếp với điện trở r=50 Ω và được mắc vào nguồn điện. Nếu có một bóng bị[r]
(1)§
1 §2
§
3 §4
§
Câu 1:Một bếp điện công suất P =1KW, đun lợng nớc có nhiệt độ ban đầu 200C Sau 5
phút nhiệt độ nớc lên đến 450C Ngay sau bị điện phút Vì vậy
nhiệt độ nớc giảm xuống, 400C bếp lại tiếp tục đun nớc sôi.
Xác nh:
a Khối lợng nớc cần đun
b Thời gian cần thiết từ bắt đầu ®un cho tíi níc s«i
Biết nhiệt lợng nớc toả môi trờng tỷ lệ thuận với thời gian; cho Cn = 4200J/kg.độ Câu2:) Cho mạch điện nh hình vẽ UAB = 9V, R0 = 6W Đèn Đ thuộc loại 6V-6W, Rx biến
trë Bỏ qua điện trở Ampekế dây nối
a Con ch¹y cđa biÕn trë ë vÞ trÝ øng víi Rx = 2W
Tính số Ampekế Độ sáng đèn nh nào? Tìm cơng suất tiêu thụ đèn
b Muốn đèn sáng bình thờng cần di chuyển chạy biến trở phía nào? Tính Rx để thoả mãn điều kiện
c Khi đèn sáng bình thờng Tính hiệu suất mạch điện (coi điện làm sáng đèn có ớch)
Câu 3: Cho mạch điện nh hình vẽ, UMN = 5V C«ng suÊt
tiêu thụ đèn: P1=P4=4W, P2=P3=3W,
P5=1W Bá qua ®iƯn trë
của dây nối Tính điện trở bóng đèn cờng độ dịng điện qua đèn
Bµi Cho mạch điện nh hình Biết R1 = R3 = 30W ; R2 = 10W ; R4 lµ mét biÕn trë HiƯu
điện hai điểm A B UAB = 18V không đổi
Bỏ qua điện trở dây nối ampe kế a Cho R4 = 10W Tính điện trở tơng đơng
của đoạn mạch AB cờng độ dịng điện mạch ?
b Phải điều chỉnh biến trở có điện trở để ampe kế 0,2A dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ?
Hình 2 Bài 5 )
Cho mạch điện nh hình Biết : R1 = 8W ; R2 = R3 = 4W ; R4 = 6W ; UAB = 6V không đổi
Điện trở ampe kế , khóa K dây nối không đáng kể
1 Hãy tính điện trở tơng đơng đoạn mạch AB số ampe kế hai trờng hợp :
a Khóa K mở b Khóa K đóng
2 Xét trờng hợp K đóng :
Thay khóa K điện trở R5 Tính R5 để cờng
độ dịng điện chạy qua điện trở R2 không ?
Hình 3
Bài 6
Đặt mẩu bút chì AB = cm ( đầu B vót nhọn ) vuông góc với trục chÝnh cđa mét thÊu kÝnh héi tơ , A n»m trục ( hình ) Nhìn qua thấu kính ngời ta thấy ảnh AB bút chì chiều với vật cao gấp lần vật
a VÏ ¶nh A’B’ cđa AB qua thÊu kính Dựa vào hình vẽ chứng minh công thức sau :
1 OF=
1 OA −
1 OA'
Hình 4 Đ
A B
A
R RX
A R1
C R2
R3 D R4
A B
A
R4
R1 R2
D C
R3
K
B A
O B
X F A Y
(2)Khi mẩu bút chì dịch chuyển dọc theo trục lại gần thấu kính ảnh ảo dịch chuyển theo chiều ? Vì ?
b Bây đặt mẩu bút chì nằm dọc theo trục thấu kính , đầu A nằm vị trí cũ, đầu nhọn B hớng thẳng quang tâm O Lại nhìn qua thấu kính thấy ảnh bút chì nằm dọc theo trục có chiều dài 25cm Hãy tính tiêu cự thấu kính
c Dịch chuyển đầu A mẩu bút chì đến vị trí khác Gọi A’ ảnh ảo A qua thấu kính , F tiêu điểm vật
thÊu kÝnh ( h×nh )
Bằng phép vẽ , xác định quang tâm O tiêu điểm ảnh
F’ cña thÊu kÝnh H×nh 5
Bài 7: Một ấm đun nước điện có dây lị xo, có điện trở R=120 Ω , mắc song song với Ấm mắc nối tiếp với điện trở r=50 Ω mắc vào nguồn điện Hỏi thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến sôi thay đổi khi ba lò xo bị đứt?
Hd *Lúc lò xo mắc song song:
Điện trở tương đương ấm: R1 = R3=40(Ω)
Dòng điện chạy mạch:I1 = RU
1+r
Thời gian t1 cần thiết để đun ấm nước đến sôi: Q = R1.I2.t1 ⇒t1=
Q R1I2
= Q
R1( U
R1+r)
hay t1 =
R1+r¿ ¿
Q¿ ¿
(1)
*Lúc lò xo mắc song song: (Tương tự ta có )
R2 = R2=60(Ω) , I2 = U
R2+r , t2 =
R2+r¿2 ¿
Q¿ ¿
( )
Lập tỉ số t1
t2
ta được:
R1+r¿2 ¿
R2+r¿2 ¿
40+50¿2 ¿
60+50¿2 ¿
40¿
60¿
R1¿
R2¿
t1 t2=¿
*Vậy t1 t2
Bài 8Để trang trí cho quầy hàng, người ta dùng bóng đèn 6V-9W mắc nối tiếp vào mạch điện có hiệu điện U=240V để chúng sáng bình thường Nếu có bóng bị cháy, người ta nối tắt đoạn mạch có bóng lại cơng suất tiêu thụ bóng tăng hay giảm phần trăm?
Y X
(3)Bài8: Điện trở bóng: Rđ= Ud2
Pd=4(Ω)
Số bóng đèn cần dùng để chúng sáng bình thường: n= UU
d
=40 (bóng)
Nếu có bóng bị cháy điện trở tổng cọng bóng cịn lại là: R = 39Rđ = 156 ( Ω )
Dòng điện qua đèn bây giờ: I = UR=240
156=1,54(A)
Cơng suất tiêu thụ bóng là: Pđ = I2.Rđ = 9,49 (W)
Cơng suất bóng tăng lên so với trước: Pđm - Pđ = 9,49 - = 0,49 (W) Nghĩa tăng lên so với trướclà:
0,49 100
9 %≈5,4 %
Bài 9:(2,5điểm)
Cho mạch điện hình vẽ U1=180V ; R1=2000W ; R2=3000W
a) Khi mắc vơn kế có điện trở Rv song
song với R1, vôn kế U1 = 60V.Hãy xác
định cườngđộ dòng điện qua điện trở R1
và R2
b)Nếu mắc vơn kế song song với điện trở R2,von ke chi bao nhiêu?
Bài 10:
a)Gọi I dịng điện qua R, cơng suất đèn :
P = U.I – RI2 = 32.I – I2 hay : I2 – 32I + P =
Hàm số có cực đại P = 256W
Vậy công suất lớn đèn Pmax = 256W
b)Gọi m số dãy đèn, n số đèn dãy: *Giải theo công suất :
U A
B R2
C R1
V
+
RV
n N
M
A B
Bài
10 : (2,5điểm)
Dùng nguồn điện có hiệu điện không đổi U0 = 32V để thắp sáng bóng đèn loại (2,5V-1,25W).Dây nối bộ đèn có điện trở khơng đáng kể Dây nối từ bộ bóng đèn đến nguồn điện có điện trở R=1W
A/ Tìm cơng suất tối đa mà bóng tiêu thụ.
a) Tìm cách ghép bóng để chúng sáng bình
(4)Khi đèn sáng bình thường : Id=0,5(A) I = m Id=0,5m
Từ : U0 I = RI2 + 1,25m.n Hay 32 0,5m = (0,5)2 = 1,25m.n
⇒ 64 = m + 5n ; m, n nguyên dương (1) Giải phương trình (1) ta có 12 nghiệm sau :
n 10 11 12
m 59 54 49 44 39 34 29 24 19 14
*Giải theo phương trình :U0 =UAB + IR
với : UAB = 2,5n ; IR = 0,5m.1 = 0,5m
Ta phương trình (1) biết 64 = 5n + m *Giải theo phương trình dịng điện :
RAB =
nRd m =
5n
m Và I = m Id = 0,5m Mặt khác : I =
U0 R+RAB=
32 1+5n
m
=32m
m+5n
Hay : 0,5m = 32mm
+5n ⇔ 64 = 5n + m
Câu11:
Cho bóng đèn Đ1 (12V - 9W) Đ2 (6V - 3W).
a Có thể mắc nối tiếp bóng đèn vào hiệu điện U = 18V để chúng sáng bình thường khơng? Vì sao?
b Mắc bóng đèn với biến trở có chạy vào hiệu điện cũ (U = 18V) hình vẽ phải điều chỉnh biến trở có điện trở để đèn sáng bình thường? c Bây tháo biến trở thay vào điện trở R cho công suất tiêu thụ đèn Đ1 gấp lần công suất tiêu thụ đèn Đ2.
Tính R? (Biết hiệu điện nguồn không đổi) Câu 11: (3,0 điểm)
a Cường độ dòng điện định mức qua đèn: Pđm1 = Uđm1.Iđm1
=> Iđm1 =
Pdm1 Udm1 =
9
12 = 0,75(A) Iđm2 =
Pdm2 Udm2 =
3
6 = 0,5(A) Ta thấy Iđm1 Iđm2 nên mắc nối tiếp
để đèn sáng bình thường b Để đèn sáng bình thường thì:
U1 = Uđm1 = 12V; I1 = Iđm1 = 0,75A
và U2 = Uđm2 = 6V; I2 = Iđm2 = 0,5A
Do đèn Đ2 // Rb => U2 = Ub = 6V
Cường độ dòng điện qua biến trở:
I1 = I2 + Ib => Ib = I1 – I2 = 0,75 – 0,5 = 0,25(A)
1 Đ
2 Đ
Rb U
o o+
(5)Giá trị điện trở biến trở lúc bằng: Rb =
Ub Ib =
6
0,25 = 24 ( Ω )
c Theo đề ta có: P1 = 3P2 I12.R1 = 3I22.R2
(II1
2)
= 3RR2
1 =
U2dm2.P
dm1
U2dm1.P
dm2
=
2
122 =
9 =>
I1 I2 =
3
2 2I1 = 3I2 (1) Mà I1 = I2 + IR nên (1) 2(I2 + IR) = 3I2 2I2 + 2IR = 3I2 => I2 = 2IR (2)
Do đèn Đ2 // R nên U2 = UR I2.R2 = IR.R
Thay (2) vào ta 2.IR.R2 = IR.R => R = 2R2 = U 2dm2
Pdm2 =
62
3 = 24 ( Ω )
Câu 12: Hai điện trở R1 R2 mắc vào hiệu điện không đổi cách ghép
song song với ghép nối tiếp với Gọi Pss công suất tiêu thụ đoạn mạch
khi ghép song song, Pnt công suất tiêu thụ ghép nối tiếp Chứng minh :
4
ss nt
P
P .
Cho biết: R1 + R2 2 √R1.R2 Câu 12: (2,0 điểm)
- Công suất tiêu thụ đoạn mạch hai điện trở mắc song song:
2
1
1
ss
U P
R R R R
- Công suất tiêu thụ đoạn mạch hai điện trở mắc nối tiếp:
2
1
nt
U P
R R
- Lập tỷ số:
2
1
1
( )
ss nt
P R R P R R
; - Do : R1R2 2 R R1 => (R
1 + R2)2 ( √R1.R2 )2 , nên ta có:
2 2
4( )
ss nt
R R P
P R R
ss nt
P
P
Bài 13: Vật AB đặt cách thấu kính hội tụ đoạn 30cm.Ảnh A1B1 ảnh thật.Dời vật đến
vị trí khác,ảnh vật ảnh ảo cách thấu kính 20cm.Hai ảnh có độ lớn Tính tiêu cự của thấu kính
Bài 13 : điểm
* Vật ví trí 1 : ảnh A1B1 vật ảnh thật ,chứng tỏ vật AB đặt khoảng tiêu
cự
Đặt : OA=d1=30cm (khoảng cách từ vật vị trí (1) đến thấu kính)
B' ’ A A2 ,
F
A’ B
B 2
I
F’ A
1
(6)OA1=d’1 (khoảng cách ảnh vật vị trí (1) đến thấu kính)
OF=OF’ = f (tiêu cự)
Ta có : OAB OA1B1 nên:
A1B1
AB = OA1
OA =
d1
'
d1 (1)
F’OI F’A1B1 nên: A1B1
OI = F'A1
F'O=
OA1− F'O
F'O = d1'− f
f (2)
Mà OI = AB ,do từ (1) & (2) ta có: d'1 d1=
d1
'
− f f
f = d1.d1 '
d1+d1
' (a)
* Vật dời đến vị trí 2 : ảnh cho ảnh ảo nên vật phải dời đến gần thấu kính nằm khoảng tiêu cự f Giả sử vật dời đoạn AA’ = a
Đặt : OA’ = d2 = 30-a (khoảng cách vật từ vị trí đến thấu kính)
OA2= d’2 = 20cm (khoảng cách ảnh vật vị trí đến thấu kính)
Ta có : OA’B’ OA2B2 nên:
A2B2
A ' B '= OA2
OA'= d2
'
d2 (3)
F’OI F’A2B2 nên: A2B2
OI = F'A2
F'O=
OA2+F'O
F'O = d2'+f
f (4)
Mà OI = A’B’ ,do từ (3) & (4) ta có: d'2
d2
=d2 '
+f f
f = d2.d2 ' d2'− d
2
(b) Vì tiêu cự thấu kính khơng thay đổi nên từ biểu thức (a) ,(b)
Ta có : d1.d1
' d1+d1' =
d2.d2
'
d2'− d2 (5)
Mặt khác ảnh có độ lớn ,nên : A1B1
AB = A2B2 A ' B '
Từ (1) ,(2) có : d1'
d1= d2'
d2 d1
'
=d1.d2
'
d2=30 20 30− a=
600
30− a cm
Thay giá trị d1 , d’1 ,d2 , d’2 vào biểu thức (5) biến đổi ta phương trình :
a2 – 110a + 1800 = 0
∆ = (-110)2 – 4.1800 = 4900= 702
a1,2 =
¿ ¿−(−110)±√70
2
2 =
⟨a1=90 cm
⟨a2=20 cm ¿
(7)
Vậy vật dời đoạn a =20cm vào khoảng tiêu cự thấu kính
OA’ = d2 = 30 – a = 30 – 20 = 10 cm
Thay d2 = 10 cm , d’2 = 20 cm vào biểu thức (b)
f = d2.d2 '
d2'− d
2
= 10 2020−10=20 cm
Câu 14:
Cho mạch điện hình vẽ:
U = 12V; R1 = 6W; R2 = 6W; R3 = 12W; R4 = 6W
a Tính cường độ dòng điện qua điện trở và hiệu điện hai đầu điên trở. b Nối M N vơn kế (có điện trở rất lớn) vơn kế bao nhiêu? Cực dương của vôn kế phải mắc với điểm nào?
c Nối M N ampe kế (có điện trở khơng đáng kể) ampe kế bao nhiêu? Câu14:
a Tính được: I1 = I3 =
2
3A; I2 = I4 = 1A; U1 = 4V; U3 = 8V; U2 = U4 = 6V b UAM = UAN + UNM => UNM = UAM – UAN = – = -2V hay UMN = 2V
Vậy vôn kế 2V cực dương vôn kế mắc vào điểm M c Lập luận tính được: I1 = 0,85V; I3 = 0,58A
Do I1>I3 nên dòng I1 đến M phần rẽ qua ampe kế (dòng Ia) phần qua R3 (dòng I3), ta
có Ia = I1 – I3 = 0,85 – 0,58 = 0,27A
V y ampe k ch 0,27A ậ ế ỉ Câu 15:
(1,5 điểm) Cho hai gương phẳng G1
G2 vng góc với Đặt điểm
sáng S điểm sáng M trước hai gương sao cho SM song song với gương G2 (hình
vẽ bên).
a) Hãy vẽ đường tia sáng từ S tới gương G1 phản xạ tới gương G2 qua M Giải
thích cách vẽ.
b) Nếu S hai gương có vị trí cố định điểm M phải có vị trí để có
th v ể ẽ được tia sáng nh câu a.ư
A
N
B
+ U
M R
3 R
1
R
2 R4
-G
1
G2
S M
(8)Câu 15:
a)Vẽ hình :
Vẽ S1 ảnh S qua G1; S1 điểm đối xứng S qua mặt phẳng gương G1
Vẽ S2 ảnh S1 tạo G2 ; S2 điểm đối xứng S1 qua mặt gương G2
Vì G1 vng góc với G2 nên S2 điểm xuyên tâm S qua O
Nhận xét: Giả sử ta vẽ tia sáng theo yêu cầu toán SIKM xuất phát từ S, phản xạ G1 I đến K, tia phản xạ IK I G1 coi xuất phát từ ảnh S1 Tia phản xạ KM
K G2 coi xuất phát từ ảnh S2
Từ nhận xét ta suy cách vẽ đường truyền tia sáng sau: - Lấy S1 đối xứng với S qua mặt G1;
- Lấy M’ đối xứng với M qua mặt gương G2;
- Lấy S2 đối xứng với S1 qua mặt gương G2;
- Nối MS2 cắt G2 K;
- Nối S1 với K cắt G1 I;
- Nối SIKM ta đường tia sáng cần tìm
b) Để vẽ tia sáng câu a S2M phải cắt G2 K.Muốn M phải nằm đoạn Sx
Bài 16: Cho mạch điện hình vẽ Biết UAB = 10V;
R1 = 2W ; Ra = 0W ; RV vô lớn ; RMN = 6W
Con chạy đặt vị trí ampe kế 1A Lúc này vôn kế bao nhiêu?
Bài 16
*Vì điện trở ampe kế Ra = nên:
UAC = UAD = U1 = I1R1 = 2.1 = ( V ),(Ampe kế dòng qua R1 (0,5đ)
*Gọi điện trở phần MD x thì:
x DN x
DN
AB AD DN
2
I ;I I I
x x
2
U x
x
2
U U U x 10
x
*Giải x = Con chạy phải đặt vị trí chia MN thành hai phần MD có giá trị Ω DN có giá trị Ω Lúc vôn kế vôn ( Vôn kế đo UDN
B ài 1 7:
G1 x
S1 S M
I
O G
2
K
S2 M’
V A R1
+
(9)Cho mạch điện hình vẽ:
Các empekế giống có điện trở RA , ampekế A3 giá trị I3= 4(A), ampekế A4 giá trị I4=
3(A) Tìm số lại? Nếu biết UMN = 28 (V) Hãy tìm R, R A Bài17:*Tìm I1 I2:
Ta có dịng điện vào chốt M chốt N Do U3 = 4RA
U4 = 3RA tức :UCN >UDN hay VC > VD
Nên dòng điện điquaA2 có chiều từ C sang D
UCN = UCD +UDN = 4RA =I2RA + 3RA
=>I2 = (A )
Xét nút D ta có : I1 + I2 = I4 = I1 + = (A)
=>I1 = (A)
*Tìm R, RA:
Ta viết phương trình hiệu điện UMN = UMD + UDN = 28 = 2RA + 3RA
RA = 5,6 (Ω)
Tương tự ta có : UMN= UMC + UCN
28 = 5.R + 4.5,6 ( IR = I2 + I3 =1+4 = A RA = 5,6 Ω )
=> 5R = 5,6 => R= 1,12 (Ω)
Câu17:(2 điểm) Hai điện trở R= 4Ω r mắc nối tiếp vào hai đầu hiệu điện U=24V Khi thay đổi giá trị r cơng suất tỏa nhiệt r thay đổi đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại đó.
Gọi I cường độ dòng điện qua mạch Hiệu điện hai đầu r:
Ur = U – RI = 24 – 4I
Công suất tiêu thụ r: P = Ur.I = (24 – 4I) I
4I2 – 24I + P = (1)
∆ = 242 – 4P
Vì phương trình (1) ln có nghiệm số nên ∆ ≥ => 242 – 4P ≥
=> P ≤ 36 => Pmax = 36W
Câu18: (2,5 điểm) Cho mạch điện hình vẽ:
Trong R0 điệntrở tồn phần biến trở, Rb điện trở bếp điện Cho R0 = Rb , điện trở
của dây nối không đáng kể, hiệu điện U nguồn không đổi Con chạy C nằm biến trở.Tính hiệu suất mạch điện Coi hiệu suất tiêu thụ bếp có ích.
Điện trở RCB = ( R0.R0/2 )/ (R0 + R0/2) = R0/3
R
A3
D A2
M _N
+
A4
A1
C M
U R0
C Rb
(10)Cường độ dịng điện chạy mạch chính: I= U/(R0/2 +R0/3) = 6U/ 5R0
Công suất tiêu thụ bếp : P= U2
CB/ R0 = 4U2/25R0
Hs mạch điện : H = P/UI = ( 4U2 /25R
0) : (U.6U/ 5R0) = 2/15Vậy H = 13,3 %
Baứi 19:.) Hai dây dẫn hình trụ đồng chất khối lợng đợc làm từ loại vật liệu Đờng kính dây thứ lần đờng kính dây thứ hai Biết dây thứ có điện trở R1 = 4 Xác định điện trở tơng đơng hai dây dẫn chúng mắc song song với nhau.
R1 = ρ
l1
S1 ; R2 =
ρ l2
S2
R1
R2= l1S2
l2S1= l1S1
l1S2 S22
S12=
V1
V2 S22
S12=
V1
V2 d24
d14
Theo đề: V1 = V2
d2 d1
=1
2
RR1
2
=
16 R2 = 16R1 = 64W Rtđ =
R1R2
R1+R2 = 3,76W
Bi 20 Cho mạch điện nh hình vẽ: (hình 1)
UAB = U = 6V; R1 = 5,5W; R2 = 3W; R lµ mét biÕn trë
1 Khi R = 3,5W, tìm công suất tiêu thụ ®o¹n m¹ch AM
2 Với giá trị biến trở R cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AM đạt giá trị lớn nhất Tìm giá trị lớn
a/ I = R U
2+R+R1 PAM = I
.(R2 + R) =
R2+R+R1¿2 ¿
U2(R2+R) ¿
Thay số: PAM =
3+3,5+5,5¿2 ¿ ¿
62.(3+3,5) ¿
1,625W
b/ PAM =
U2 (R2+R)+ R1
2 (R2+R)
+2R1
Côsi: (R2+R)+ R1
(R2+R)≥2R1 (R2+R)+
R1
(R2+R)+2R
4R1
PAM U
4R1
PAMMax = U
4R1
=
2
4 5,5 = 18
11 W 1,64W
R2 + R = R1 R = R1 - R2 = 2,5W