THÔNG TIN TÀI LIỆU
Bài tập vật lý nâng cao lớp C©u 1: Một bếp điện công suất P =1KW, đun lợng nớc có nhiệt độ ban đầu 200C Sau phút nhiệt độ nớc lên đến 450C Ngay sau bị điện phút Vì nhiệt độ nớc giảm xuống, 400C bếp lại tiếp tục đun nớc sôi Xác định: a Khối lợng nớc cần đun b Thời gian cần thiết từ bắt đầu đun nớc sôi 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 = Đèn Đ thuộc loại 6V-6W, Rx biến trở Bỏ qua điện RX A trở Ampekế dây nối A Đ B a Con chạy biến trở ë vÞ trÝ øng víi Rx = 2 R0 TÝnh số Ampekế Độ sáng đèn nh nào? Tìm công 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 ích) Câu 3: Cho mạch điện nh hình vẽ, UMN = 5V Công suất tiêu thụ Đ1 Đ2 đèn: P1=P4=4W, P2=P3=3W, P5=1W Bỏ qua điện Đ5 trở dây nối Tính điện trở bóng đèn cờng độ M dòng điện qua đèn Đ3 Bài Cho mạch điện hình BiÕt R1 = R3 = 30 ; R2 = 10 ; R4 biến trở Hiệu điện hai điểm A B UAB = 18V không ®ỉi R1 R2 Bá qua ®iƯn trë cđa d©y nèi vµ cđa ampe kÕ C a Cho R4 = 10 Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB cường độ dòng điện A mạch ? A b Phải điều chỉnh biến trở có điện trở để ampe kế 0,2A dòng điện R3 D R4 chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ? Đ4 B Hình Bài ) Cho mạch điện hình BiÕt : R1 = 8 ; R2 = R3 = 4 ; R4 = 6 ; UAB = 6V không đổi Điện trở ampe kế , khóa K dây nối không đáng kể R4 HÃy tính điện trở tương đương đoạn mạch AB R1 R2 vµ sè chØ cđa ampe kÕ hai trêng hỵp : C D K -1- N A Bài tập vật lý nâng cao lớp a Khãa K më b Khãa K ®ãng XÐt trường hợp K đóng : Thay khóa K ®iƯn trë R5 TÝnh R5 ®Ĩ cêng ®é dßng điện chạy qua điện trở R2 không ? Hình Bài Đặt mẩu bút chì AB = cm ( đầu B vót nhọn ) vuông góc víi trơc chÝnh cđa mét thÊu kÝnh héi tơ , A nằm trục ( hình ) Nhìn qua thấu kính người ta thấy ảnh AB bút chì chiều với vật cao gấp lần vật a Vẽ ảnh AB AB qua thấu kính Dựa vào hình vẽ chứng minh công thøc sau : 1 OF OA OA' B X F A H×nh O Y 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 hướng thẳng quang tâm O Lại nhìn qua thấu kính thấy ¶nh cđa bót ch× cịng n»m däc theo trơc chÝnh 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 thấu kính ( hình ) A' F A B»ng phÐp vÏ , hÃy xác định X Y quang tâm O tiêu điểm ảnh F thấu kính Hình Bi Một ấm đun nước điện có dây lị xo, có điện trở R=120 , mắc song song với Ấm mắc nối tiếp với điện trở r=50 mắc vào nguồn điện Hỏi thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến sôi thay đổi ba lò xo bị đứt? Bài7: *Lúc lò xo mắc song song: -2- Bài tập vật lý nâng cao lớp Điện trở tương đương ấm: R1 = R 40() Dòng điện chạy mạch:I1 = U R1 r Thời gian t1 cần thiết để đun ấm nước đến sôi: Q = R1.I2.t1 t1 Q R1I Q U R1 R1 r hay t1 = Q( R1 r ) (1) U R1 *Lúc lò xo mắc song song: (Tương tự ta có ) R 60() U I2 = R2 r R2 = Q( R2 r ) t2 = (2) U R2 Lập tỉ số t1 t R ( R r ) 60(40 50) 243 ta được: *Vậy t1 t2 t2 t R1 ( R2 r ) 40(60 50) 242 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? Bài8: Điện trở bóng: Rđ= U d2 4() Pd Số bóng đèn cần dùng để chúng sáng bình thường: n= U 40 (bóng) Ud Nếu có bóng bị cháy điện trở tổng cọng bóng cịn lại là: R = 39Rđ = 156 ( ) -3- Bài tập vật lý nâng cao lớp Dòng điện qua đèn bây giờ: I= U 240 1,54( A) R 156 Cơng suất tiêu thụ bóng là: Pđ = I2.Rđ = 9,49 (W) Công suất bóng tăng lên so với trước: Pđm - Pđ = 9,49 - = 0,49 (W) Nghĩa tăng lên so với trướclà: 0,49.100 % 5,4% Bài 9:(2,5điểm) RV Cho mạch điện hình vẽ V U1=180V ; R1=2000 ; R2=3000 song với R1, vôn kế U1 = 60V.Hãy xác R2 R1 a) Khi mắc vôn kế có điện trở Rv song A C B định cườngđộ dòng điện qua điện trở R1 + R2 b)Nếu mắc vôn kế song song với điện trở R2,von ke chi bao nhiêu? U Bài 10: (2,5điểm) Dùng nguồn điện có hiệu điện khơng đổi U0 = 32V để thắp sáng bóng đèn loại (2,5V-1,25W).Dây nối đèn có điện trở khơng đáng kể Dây nối từ bóng đèn đến nguồn điện có điện trở R=1 a) Tìm cơng suất tối đa mà bóng tiêu thụ -4b) Tìm cách ghép bóng để chúng sáng M A n N B Bài tập vật lý nâng cao lớp Bài 10: a)Gọi I dòng điện qua R, công 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 cơng suất : Khi đèn sáng bình thường : I d 0,5( A) I = m I d 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 m 10 11 12 59 54 49 44 39 34 29 24 19 *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 : 14 nRd 5n Và I = m I d = 0,5m m m U0 32 32m Mặt khác : I = 5n m 5n R R AB 1 m 32m Hay : 0,5m = 64 = 5n + m m 5n RAB = 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? -o U o + b Mắc bóng đèn với biến trở có chạy vào hiệu điện cũ (U = 18V) Đ2 -5- Đ1 Bài tập vật lý nâng cao lớp 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 Pdm1 = = 0,75(A) U dm1 12 P = dm = = 0,5(A) U dm => Iđm1 = Iđm2 Ta thấy Iđm1 Iđm2 nên khơng thể mắc nối tiếp để đèn sáng bình thường b Để đèn sáng bình thường thì: U1 = Uđm1 = 12V; I1 = Iđm1 = 0,75A 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) Giá trị điện trở biến trở lúc bằng: Rb = Ub = = 24 ( ) Ib 0,25 c Theo đề ta có: P1 = 3P2 I12.R1 = 3I22.R2 I I2 3R2 I U dm Pdm1 2.9 = = = = => = 2I1 = 3I2 (1) R1 I2 12 U dm1 Pdm 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 = 62 U dm = = 24 ( ) Pdm 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 ghép song song, Pnt công suất tiêu thụ ghép nối tiếp Chứng minh : Pss Pnt Cho biết: R1 + R2 R1 R2 -6- Bài tập vật lý nâng cao lớp Câu 12: (2,0 điểm) U2 - Công suất tiêu thụ đoạn mạch hai điện trở mắc song song: Pss R1R2 R1 R2 - Công suất tiêu thụ đoạn mạch hai điện trở mắc nối tiếp: Pnt - Lập tỷ số: U2 R1 R2 Pss ( R1 R2 ) ; Pnt R1 R2 - Do : R1 R2 R1 R2 => (R1 + R2)2 ( R1 R2 )2 , nên ta có: Pss 4( R1R2 ) Pnt R1 R2 Pss 4 Pnt 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 thấu kính Bài 13 : điểm B I B B F’ A A2 A A O B1 * Vật ví trí : 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) OA1=d’1 (khoảng cách ảnh vật vị trí (1) đến thấu kính) OF=OF’ = f (tiêu cự) Ta có : OAB OA1B1 nên: A1B1 OA1 d1' AB OA d1 -7- (1) Bài tập vật lý nâng cao lớp F’OI F’A1B1 A1B1 F ' A1 OA1 F 'O d1' f ' OI FO F 'O f nên: d '1 d1' f d1 f Mà OI = AB ,do từ (1) & (2) ta có: (2) f = d1.d1' d1 d1' (a) * Vật dời đến vị trí : 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 F’OI F’A2B2 A2 B2 OA2 d 2' A' B' OA' d nên: (3) A2 B2 F ' A2 OA2 F 'O d 2' f ' OI FO F 'O f nên: d '2 d 2' f d2 f Mà OI = A’B’ ,do từ (3) & (4) ta có: (4) f = d d 2' d 2' d (b) Vì tiêu cự thấu kính khơng thay đổi nên từ biểu thức (a) ,(b) Ta có : d1.d1' d d 2' = d1 d1' d 2' d Mặt khác ảnh có độ lớn ,nên : Từ (1) ,(2) có : d1' d 2' d1 d d1' d1 (5) A1B1 A2 B2 AB A' B ' d 2' 20 600 cm 30 d2 30 a 30 a Thay giá trị d1 , d’1 ,d2 , d’2 vào biểu thức (5) biến đổi ta phương trình : a2 – 110a + 1800 = -8- Bài tập vật lý nâng cao lớp ∆ = (-110)2 – 4.1800 = 4900= 702 a1,2 = a1 90cm (110) 702 a2 20cm a = AA’ = 90 cm > OA =d1 = 30 cm (loại nghiệm a = 90cm) 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 = 10.20 d d 2' = 20cm ' d2 d2 20 10 Câu 14: Cho mạch điện hình vẽ: U = 12V; R1 = 6; R2 = 6; R3 = 12; R4 = 6 a Tính cường độ dòng điện qua điện trở hiệu điện hai đầu điên trở b Nối M N vơn kế (có điện trở lớn) vơn kế bao nhiêu? Cực dương vơn kế phải mắc với điểm nào? c Nối M N ampe kế (có điện trở khơng đáng kể) ampe kế bao nhiêu? Câu14: R R M A B R R N + U - a Tính được: I1 = I3 = A; 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 (dịng I3), ta có Ia = I1 – I3 = 0,85 – 0,58 = 0,27A Vậy ampe kế 0,27A -9- Bài tập vật lý nâng cao lớp Câu 15: G (1,5 điểm) Cho hai gương phẳng G1 G2 vng góc với Đặt điểm sáng S điểm sáng M trước hai gương cho SM song song với gương G2 (hình vẽ bên) S O M G2 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 vẽ tia sáng câu a Câu 15: G1 x S1 S M I O K S2 G2 M’ 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 - 10 - Bài tập vật lý nâng cao lớp 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 A R1 = ; Ra = ; RV vô lớn ; RMN = Con chạy đặt vị trí ampe kế 1A Lúc V - + M A D N B vôn kế bao nhiêu? Bài 16 *Vì điện trở ampe kế Ra = nên: UAC = UAD = U1 = I1R1 = 2.1 = ( V ) ( (0,5đ)*Gọi điện trở phần MD x thì: Ampe kế dịng qua R1 2 I x ; I DN I I x x x 2 U DN x x 2 U AB U AD U DN 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 vơn kế vôn ( Vôn kế đo UDN - 11 - Bài tập vật lý nâng cao lớp Baøi 17: Cho mạch điện hình vẽ: R M D A2 + A1 A3 _N A4 C Các empekế M giống có điện trở RA , ampekế A3 giá trị I3= 4(A), ampekế A4 giá trị I4= 3(A) Tìm số cịn 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 dịng điện điqua A2 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 Bài12:Gọi I cường độ dịng 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 ≥ - 12 - Bài tập vật lý nâng cao lớp => P ≤ 36 => Pmax = 36W Câu18: (2,5 điểm) Cho mạch điện hình vẽ: U R0 C B Rb Trong R0 điện trở toàn phần biến trở, Rb điện trở bếp điện Cho R0 = Rb , điện trở 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 Bài18:Điện trở RCB = ( R0.R0/2 )/ (R0 + R0/2) = R0/3 Cường độ dịng điện chạy mạch chính: I= U/(R0/2 +R0/3) = 6U/ 5R0 Công suất tiêu thụ bếp : P= U2CB/ R0 = 4U2/25R0 Hiệu suất mạch điện : H = P/UI = ( 4U2 /25R0) : (U.6U/ 5R0) = 2/15Vậy H = 13,3 % Baứi 19:.) Hai dây dẫn hình trụ đồng chất khối lượng làm từ loại vật liệu Đường kính dây thứ lần ®êng kÝnh d©y thø hai BiÕt d©y thø nhÊt cã điện trở R1 = Xác định điện trở tương đương hai dây dẫn chúng mắc song song víi R1 = l1 l ; R2 = S1 S2 R1 l1S l1S1 S 22 V1 S 22 V1 d 24 R2 l2 S1 l1S S12 V2 S12 V2 d14 d Theo đề: V1 = V2 d1 R1 R2 = 16R1 = 64 R2 16 Rtđ = R1R2 = 3,76 R1 R2 Baứi 20 Cho mạch điện hình vÏ: (h×nh 1) UAB = U = 6V; R1 = 5,5; R2 = 3; R lµ mét biÕn trë Khi R = 3,5, tìm công suất tiêu thụ đoạn mạch AM Với giá trị biến trở R công suất tiêu thụ đoạn mạch AM đạt giá trị lớn Tìm giá trị lớn Hình - 13 - Bi vt lý nâng cao lớp a/ I = U ( R2 R ) U PAM = I2.(R2 + R) = ( R2 R R1 ) R2 R R1 Thay số: PAM = b/ PAM = 62.(3 3,5) 1,625W (3 3,5 5,5) U2 R12 ( R2 R ) R1 ( R2 R ) R12 R12 Côsi: ( R2 R) R1 ( R2 R) 2R ( R2 R) ( R2 R ) 4R1 U2 PAM 4R1 PAM Max = U2 62 18 = W 1,64W R1 4.5,5 11 R2 + R = R1 R = R1 - R2 = 2,5 - 14 - ... = 9, 49 (W) Công suất bóng tăng lên so với trước: Pđm - Pđ = 9, 49 - = 0, 49 (W) Nghĩa tăng lên so với trướclà: 0, 49. 100 % 5,4% Bài 9: (2,5điểm) RV Cho mạch điện hình vẽ V U1=180V ; R1=2000 ;... 5n ; m, n nguyên dương (1) Giải phương trình (1) ta có 12 nghiệm sau : n m 10 11 12 59 54 49 44 39 34 29 24 19 *Giải theo phương trình :U0 =UAB + IR với : UAB = 2,5n ; IR = 0,5m.1 = 0,5m Ta phương... 1800 = -8- Bài tập vật lý nâng cao lớp ∆ = (-110)2 – 4.1800 = 490 0= 702 a1,2 = a1 90 cm (110) 702 a2 20cm a = AA’ = 90 cm > OA =d1 = 30 cm (loại nghiệm a = 90 cm) Vậy vật dời đoạn a =20cm
Ngày đăng: 02/05/2021, 15:49
Xem thêm: