BOI DUONG HSG VAT LY THCS TOAN TAP

HuÊn luyÖn viÖn ch¹y ngîc chiÒu víi hä víi vËn tèc u <v .Mçi nhµ thÓ th¸âe quay l¹i ch¹y cïng chiÒu víi huÊn luyÖn viªn khi gÆp «ng ta víi vËn tèc nh tríc.. Thêi gian tõ lóc huÊn luyÖ[r]

Phần I: Chuyển động học I.Chuyển động hay nhiều vật đờng thẳng

1/.lúc giờ, ngời xe đạp xuất phát từ A B với vận tốc v1=12km/h.Sau

2 giê mét ngêi ®i bé tõ B vỊ A víi vËn tèc v2=4km/h BiÕt AB=48km/h

a/ Hai ngời gặp lúc giờ?nơi gặp cách A bao nhiªu km?

B/ Nếu ngời xe đạp ,sau đợc 2km ngồi nghỉ ngời gặp lúc giờ?nơi gặp cách A km?

c vẽ đồ thị chuyển động xe hệ trục tọa độ

d vẽ đồ thị vận tốc -thời gian hai xe cuàng hệ trục tọa độ

2/.Một ngời xe đạp từ A đến B với dự định t=4h quảng đờng sau ng-ời tăng vận tốc thêm 3km/h nên đến sớm dự định 20 phút

A/ Tính vận tốc dự định quảng đờng AB

B/ Nếu sau đợc 1h, có việc ngời phải ghé lại 30 ph.hỏi đoạn đờng lại ngời phải vơí vận tốc để đến nơi nh dự định ?

3/ Một ngời khởi hành từ C đến B với vận tốc v1=5km/h sau đợc 2h,

ngời ngồi nghỉ 30 ph tiếp B.Một ngời khác xe đạp khởi hành từ A (AC >CBvà C nằm AB)cũng B với vận tốc v2=15km/h nhng khởi hành

sau ngêi ®i bé 1h

a Tính quãng đờng AC AB ,Biết ngơì đến B lúc ngời bắt đầu ngồi nghỉ ngời xe đạp đợc 3/4 quãng đờng AC

b*.Vẽ đồ thị vị trí đồ thị vận tốc ngời hệ trục tọa độ

c Để gặp ngời chỗ ngồi nghỉ,ngời xe đạp phải với vận tốc bao nhiêu?

4/ Một thuyền đánh cá chuyển động ngợc dòng nớc làm rớt phao.Do không phát kịp,thuyền tiếp tục chuyển đọng thêm 30 ph quay lại gặp phao nơi cách chỗ làm rớt 5km Tìm vận tốc dịng nớc,biết vận tốc thuyền nớc không đổi

5/. Lúc 6h20ph hai bạn chở học với vận tốc v1=12km/h.sau đợc 10 ph

một bạn nhớ bỏ quên bút nhà nên quay lại đuổi theo với vận tốc nh cũ.Trong lúc bạn thứ tiếp tục đến trờng với vận tốc v2=6km/h hai bạn

gỈp t¹i trêng

A/ Hai bạn đến trờng lúc ? hay trễ học? B/ Tính quãng đờng từ nhà đến trờng

C/ Để đến nơi vào học ,bạn quay xe đạp phải với vận tốc bao nhiêu?Hai bạn gặp lúc giờ?Nơi gặp cách trờng bao xa?

6/. Hằng ngày ô tô xuất phát từ A lúc 6h B,ô tô thứ xuất phát từ B A lúc 7h xe gặp lúc 9h.Một hôm,ô tô thứ xuất phát từ A lúc 8h, ô tô thứ

vẫn khởi hành lúc 7h nên xe gặp lúc 9h48ph.Hỏi ngày ô tô 1đến B ô tô đến B lúc giờ.Cho vận tốc xe không đổi

7/. Hai ngời xe máy khởi hành từ A B.Sau 20ph xe cách 5km A/ Tính vận tốc xe biết xe thứ hết quảng đờng 3h,còn xe thứ 2h

B/.NÕu xe khëi hµnh tríc xe 30ph xe gặp sau xe thứ khởi hành?Nơi gặp cach A km?

C/.xe đến B trớc?Khi xe đến B xe cịn cách B km?

8*/Vào lúc 6h ,một xe tải từ A C,đến 6h 30ph xe tải khác từ B C với vận tốc xe tải 1.Lúc 7h, ô tô từ A C, ô tô gặp xe tải thứ 1lúc 9h, gặp xe tải lúc 9h 30ph.Tìm vận tốc xe tải ô tô Biết AB =30km

9/ Hai địa điểm A B cách 72km.cùng lúc,một ô tô từ A ngời xe đạp từ B ngợc chiều gặp sau 1h12ph Sau tơ tiếp tục B quay lại với vận tốc cũ gặp lại ngời xe đạp sau 48ph kể từ lần gặp trớc

a/ Tính vận tốc tơ xe đạp

b/ Nếu ô tô tiếp tục A quay lại gặp ngời xe đạp sau bao lâu( kể từ lần gặp thứ hai)

c*/ Vẽ đồ thị chuyển động ,đồ thị vận tốc ngời xe (ở câu b) hệ

trục tọa độ

10/ Một ngời từ A đến B.Trên

4

quảng đờng đầu ngời vơi vận tốc v1,nừa

thời gian lại với vận tốc v2 ,nữa quãng đờng lại với vận tốc v1 đoạn

cuối với vận tốc v2 tính vận tốc trung bình ngời qng đờng

11/ Cho đồ thị chuyển động xe nh hình vẽ x(km) a Nêu đặc điểm ca mi chuyn ng Tớnh thi 80

điểm vị trí hai xe gặp

b Để xe gặp xe bắt đầu khởi hành sau nghỉ vận tốc xe bao nhiêu? Vận tốc xe 40

bao nhiêu gặp xe hai lần c Tính vận tốc trung bình xe c¶ qu¶ng 20

đờng

Gợi ý ph ơng pháp giải

1 lp phng trình đờng xe:

a/ S1 =v1t; S2= v2(t-2)  S1+S2=AB  v1t+v2(t-2)=AB, gi¶i p/t  t s1,,S2 thời

điểm vị trí xe gỈp

b/ gọi t thời gian tính từ lúc ngời xe xuất phát đến lúc ngời 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

Trang 2

E C

F (II) (I)

thời điểm gặp T=10h 15 ph

nơigặp cách A: xn=S1=12(4,25-1)=39km

2 a/.lập p/t: 1/3, )

3 (

2  v  

AB v

AB

(1); AB=4v (2) giải p/t (1)và (2) v=15km/h; AB=60km/h

b/ lËp p/t AB=4.1+(t-1-0,5)v2v2=18km/h A E C D B

3 a .

khi ngời bắt đầu ngồi nghỉ D ngời xe đạp t2 =2h-1h=1h

Quảng đờng ngời 1h : AE=V2t2=1.15=15km

Do AE=3/4.AC AC= 20km

Vì ngời khởi hành trớc ngời xe 1hnhng lại ngồi ngỉ 0,5h nên tổng thời gian nời đibộ nhiều ngời xe 1h-0,5h = 0,5h.Ta cã p/t (AB-AC)/v1-AB/v2=0,5 

(AB-20)/5-AB/15=0,5 AB=33,75km

b.chọn mốc thời gian lúc ngời khởi hµnh tõ C 

Vị trí ngời A: Tại thời điểm 0h :X0=20km

Tại thời điểm 2h: X01=X0+2V1=20+2 5=30km

Tại thời điểm 2,5h: X01=30km

Sau 2,5 h X1= X01+(t-2,5)v1

Vị trí ngời xe A: X2=v2(t-1)

Ta cã b¶ng biÕn thiªn:

Biểu diễn cặp giá trị tơng ứng x, t len hệ trục tọađộ đề

vng góc với trục tung biểu diễn vị trí, trục hồnh biểu diển thời gian chuyển động ta có th nh hỡnh v

Bảng biến thiên vận tèc cña xe theo thêi gian

T giê 2,5

V1km/

h

5 5-0 0-5

V2km/h

0-15

15 15 15 Ta có đồ thị nh hình vẽ bên

T 2,5

X1 20 25 30 30 32,5

X2 0 15 22,5 30

c./ để gặp ngời vị trí D cách A 30km thời gian ngơì xe đạp đến D

phải thỏa mản điều kiện: km h v km h

v 2,5 12 / 15 /

30

2

  

 

5 a quảng đờng bạn 10 ph tức 1/6h AB= v1/6=2km

bạn xe đến nha ( 10 ph )thì bạn đến D :BD=v2/6=6/6=1km

k/c bạnkhi bạn xe bắt đầu đuổi theo : AD=AB+BD=3km thời gian từlúc bạn xe đuổi theođến lúc gặp ngời bbộ trờng là: t=AD/(v1-v2)= 3/6=1/2h=30ph

tỉng thêi gian ®i häc:T=30ph+2.10ph=50ph trÔ häc 10 ph

A B C D b quãng đờng từ nhà đến trờng: AC= t v1=1/2.12=6km

c.* gọi vận tóc xe đạp phải saukhi phát bỏ quênlà v1*

ta có: quảng đờng 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 đến D1 cách A AD1= AB+ v2 0,125=2,75km

*Thơi gian để ngời xe duổi kịpngời bộ: t2=AD1/(v1*-v2)= 0,275h=16,5ph

Thời điểm gặp nhau: 6h20ph+ 7,5ph + 16,5ph + 6h 54ph

* vị trí gặp cách A: X= v1*t2=16.0,125=4,4km c¸ch trêng 6-4,4=1,6km

6.gäi v1 ,v2 lµ vËn tèc cịae vµ xe ta cã:

thờng ngày gặp nhau, xe1 đợc t1-9-6=3h, xe đợc t2= 9-7=2h p/t

v1 t1+ v2t2=AB hay v1+2v2=AB (1)

hôm sau,khigặp nhau, xe t01= 1,8h,xe t02= 2,8h p/t

v1t01+ v2t02=AB hay 1,8v1+2,8v2=AB (2)

tõ (1) vµ (2) 3v1= 2v2.(3)

từ (3) (1)  t1=6h, t1=4h thời điểm đến nơi T1=6+6=12h, T2= 7+4=11h

7 gọi v1 , v2 lần lợt vận tốc xe.khi hết quảng đờng AB, xe t1=3h,

xe ®i mÊt t2=2h ta cã p/t v1t1=v2t2=AB v1/v2=t2/t1=2/3 (1)

mặt khác t(v1 v2)s v1-v2=5:1/3=15 (2)

tõ (1) vµ (2)  v1=30km/h,v2=45km/h

b quảng đờng xe thời gian t tính từ lúc xe bắt đầu xuất phát S1= v1t=30t, S2=v2(t-0,5)=45t-22,5

Khi xe gỈp nhau: S1=S2=  t=1,5h x Nơi gặp cách A x=s1=30.1,5=45km

c đáp số 15km

8 gọi vận tốc ô tô a, vận tốc xe tải b

Khi ô tô gặp xe tải xe tải 3h, xe ô tô

2h quảng đờng nên: 3.a=2.b (1) t Khi ô tô gặp xe tải xe tải 3h,cịn tơ 2,5 h tơ nhiều xe tải đoạn AB=30km nên : 2,5b-3a=30 (2)

tõ (1) vµ (2)  a=40km/h, b=60km/h

9 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 đ ợc quảng đờng dài xe dạp (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 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

Dạng đồ thị nh hình vẽ

**Bảng biến thiên vận tốc xe theo thời gian tÝnh tõ lóckhëi hµnh

T(h) 1,5 4,5

V1km/h 48 48 48

48 -48 48

48 -48

-48 V1km/h 12 12 12 12 12 12

chuyển động(Bài tập bổ xung)

I.VËn tèc trung b×nh

1.1.1.Một ngời quãng đờng S chia thành n chặng khơng nhau, chiều dài chặng lần lợt S1, S2, S3, Sn Thời gian ngời chặng đờng

t-ơng ứng t1, t2 t3 tn Tính vận tốc trung bình ngời tồn quảng đờng

S Chứng minh rằng:vận trung bình lớn vận tốc bé nhỏ vận tốc lớn

Giải: Vận tốc trung bình ngời qng đờng S là: Vtb=

t t

t

t s s s

s

n n

   

  

3

3

Gọi V1, V2 , V3 Vn vận tốc chặng đờng tơng ứng ta có:

T 1,5 4,5

X1 72 72

X2 72 54 36 18

; 1 t s

v  ;

2 2

t s

v  ;

3 3

t s

v  ; t s v n n n

giả sử Vklớn Vi bé nhÊt ( n ³ k >i ³ 1)ta ph¶i chøng minh Vk > Vtb >

Vi.ThËt vËy:

Vtb=

t t

t

t v t v t v t

t v n n n        3 2 1 = t t t t t v v t v v t v v t v v n n i n i i i        3 2 1 .Do v v i ; v v i v v i >1 nªn v v i

t1+ v v i

t2.+ v v i

tn> t1 +t2+ tn Vi< Vtb (1)

T¬ng tù ta cã Vtb=

t t

t

t v t v t v t

t v n n n        3 2 1 = t t t t t v v t vv t vv t vv n n k n k k k        3 2 1 .Do vvk

1 ;

vvk

vvk

1

<1 nªn vvk

1 t1+

vvk

t2.+ vvk

1

tn< t1 +t2+ tn Vk> Vtb (2) §PCM

2 Hợp vận tốc phơng

1.2.1 Các nhà thể thao chạy thành hàng dài l, với vận tốc v nh Huấn luyện viện chạy ngợc chiều với họ với vận tốc u <v Mỗi nhà thể tháõe quay lại chạy chiều với huấn luyện viên gặp ông ta với vận tốc nh trớc Hỏi tất nhà thể thao quay trở lại hết hàng họ dài bao nhiêu?

ph

ơng pháp giải: giả sử nhà thể thao cách nhau, khoảng cách nhà thể thao liên tiếp lúc ban đầu d=l/(n-1) Thời gian từ lúc huấn luyện viên gặp

nhà thể thao đến lúc gặp nhà thể thao t=d/( v+u) Sau gặp huấn luyện viên, nhà thể thao quay lại chạy chiều với ông ta thời gian t nói trên nhà thể thao nhanh huấn luyện viện đoạn đờng S= (v-u)t đây cũg khoảng cách nhà thể thao lúc quay lại chạy chiều Vậy cá nhà thể thao quay trở lại hết hàng họ dài L= S.(n-1)=(v-u)l/ v+u. 1.2.2 Một ngời dọc theo đờng tàu điện Cứ phút thấy có tàu vợt qua anh ta, Nếu ngợc chiều trở lại phút lại có tàu ngợc chiều qua Hỏi phút có tu chy

giải 1.3: gọi l khoảng cách tàu ta có

( vt-vn).7=l (1); (vt+vn).5=l (2).Tõ (1) vµ(2) suy vt=6vn  vt-vn=5/6vt Thay vµo

(1) đợc l=35vt/6  khoảng thời gian chuyến tàu liên tiếp

là:t=l/vt=35/6(phút).Nghĩa 35/6 phút lại có tàu xuất ph¸t

1.2.3 Một ngời bơi ngợc dịng sơng đến cầu A bị tuột phao, cứ tiếp tục bơi 20 phút bị phao quay lại tìm, đến cầu B tìm đợc phao Hỏi vận tốc dịng nớc bao nhiêu? biết khoảng cách cầu l 2km

Giải cách 1( nh 4)

Giải cách 2: Anh ta bơi ngợc dịng khơng phao 20 phút phao trơi đợc 20 phút  Quãng đờng Anh ta bơi cộng với quãng đờng phao trôi quãng đờng bơi đợc trng 20 phút nớc yên lặng Do quay lại bơi xi dịng để tìm phao, đuổi kịp phao 20 phút Nh từ lúc để tuột phao đến lúc tìm đợc phao 40 phút tức 2/3h vận tốc dòng nớc vn=SAB/t=2:2/3=3km

1.2.4 Từ điểm A sơng, lúc bóng trơi theo dịng nớc nhà thể thao bơi xi dịng Sau 30 phút đến cầu C cách A 2km, nhà thể thao bơi ngợc trở lại gặp bóng điểm cách A 1km

a T×m vËn tốc dòng nớc vận tốc nhà thể thao nớc yên lặng

b.Gi s sau gặp bóng nhà thể thao bơi quay lại đến cầu C lại bơi ngợc dịng gặp bóng , lại bơi quay lại cầu C cuối dừng lại bóng cầu C Tìm độ dài quãng đờng mà nhà thể thao ó bi c.( xem thi

HSG tỉnh năm 1996-1997)

1.2.5 Cho đồ thị chuyển động xe nh hình 1.2.5 a Nêu đặc điểm chuyển đọng xe

b Xe thứ phải chuyển động với vận tốc để gặp xe thứ lần

1.2.6. Cho đồ thị chuyển động xe nh hình 1.2.6

a Nêu đặc điểm chuyển động xe Tính thời điểm thời gian xe gặp nhau? lúc xe đợc quãng đờng

b Khi xe đến B xe cách A km?

c để xe gặp xe thứ lúc nghỉ xe phải chuyển động với vận tốc bao nhiêu?

1.2.7. Cho đồ thị h-1.2.7

a Nêu đặc điểm chuyển động xe Tính thời điểm vị trí xe gặp b Vận tốc xe xe phải để xe gặp xe nghỉ ki lơ mét 150 Thời điểm gặp lúc đó, vận tốc xe 2,5 lần vận tốc xe Tỡm tc mt xe?

Gợi ý giải 1.1.8:

b Đồ thi (I) phải nằm góc EM F, đồ thị phải nằm góc EN F  50 ³

v1 ³ 25; 150 ³ V2 ³ 50 vµ 150/ V2=100/V1 +  V2= 150V1/ ( 100+ V1) Khi

xe gỈp nhau, lúc V2= 2,5V1, nên ta có hệ phơng trình: V2=2,5V1; V1t=150-50

; V2( t-1)=150

 t= 2,5h; V1=40km/h; V2= 160km/h

Chuyển động tròn đều.

1.3.1.Lúc 12 kim kim phút trùng nhau( số 12) a Hỏi sau bao lâu, kim lại trùng

b lÇn thø hai kim trïng nhaulµ lóc mÊy giê?

1.3.2. Một ngời vận động viên xe đạp khởi hành địa điểm, chièu đờng tròn chu vi 1800m vận tốc ngời xe đạp 26,6 km/h, ngời 4,5 km/h Hỏi ngời đi đợc vịng gặp ngời xe đạp lần Tính thời gian địa điểm gặp nhau?.( giải tốn đồ thị tính tốn)

1.3.3.Một ngời vào buổi sáng, kim kim phút chồng lên khoảng số ngời quay nhà trời ngã chiều nhìn thấy kim giờ, kim phút ngợc chiều Nhìn kĩ ngời thấy kim nằm số Tính xem ngời vắng mặt

Gợi ý phơng pháp:

Giữa lần kim kim phút trùng liên tiếp, kim phút quay nhanh kim giờ vòng Và kim phút nhanh kim 11/12 vòng khoÃng thời gian lần kim kim phút gặp liên tiếp t=1: 11/12=12/11 giờ.

Tơng tự ta có khoảng thời gian lần kim kim phút ngợc chiều liên tiếp 12/11 h Các thời điểm kim trùng ngày Các thời diểm 2 kim ngợc chiều ngày luc là: ;

11

7 h giê, lóc vỊ lµ

; 11

7

13 h thời gian vắng mặt

phần II: Nhiệt học 1 nội truyền nhiệt

1.1 mt qu cu bng đồng khối lợng 1kg, đợc nung nóng đến nhiệt độ 1000C và

một cầu nhôm khối lợng 0,5 kg, đợc nung nóng đến 500C Rồi thả vào một

nhiệt lợng kế sắt khối lợng 1kg, đựng 2kg nớc 400C Tính nhiệt độ cuối cùng

cđa hƯ c©n b»ng

1.2 Có n chất lỏng khơng tác dụng hóa học với ,khối lợng lần lợt là:m1,m2,m3 mn.ở nhiệt độ ban đầu t1,t2, tn.Nhiệt dung riêng lần lợt

là:c1,c2 cn.Đem trộn n chất lỏng với nhau.Tính nhiệt độ hệ có cân

bằng nhiệt xảy ra.( bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trờng)

1.3 Mét c¸i nồi nhôm chứa nớc t1=240C.Cả nồi nớc có khối lợng kg ,ngời

ta thờm vào lít nớc sơi nhiệt độ hệ cân 450C Hỏi phải đổ

thêm nớc sơi nhiệt độ nớc nồi 600C.(bỏ qua mất

nhiÖt cho m«i trêng)

1.4 Một miếng đồng có nhiệt độ ban đầu 00C,tính nhiệt lợng cần cung cấp cho

miếng đồng để thể tích tăng thêm 1cm3 biết nhiệt độ tăng thêm 10C

thì thể tích miếng đồng tăng thêm 5.10 5 lần thể tích ban đầu lấy KLR

và NDR đồng : D0=8900kg/m3, C= 400j/kg độ

1.5 Để sử lí hạt giống ,một đội sản xuất dùng chảo gang có khối lợng 20kg,để đun sơi 120lít nớc 250C Hiệu suất bếp 25%.Hãy tính xem muốn đun sơi 30

ch¶o nớc nh phải dự trù lợng than bùn tối thiểu ? Biết q=1,4.107j/kg; c

1=460j/kg.K; C2=4200j/kgđộ

1.6 Đun ấm nớc bếp dầu hiệu suất 50%, phút đốt cháy hết 60/44 gam dầu Sự tỏa nhiệt ấm không khí nh sau: Nếu thử tắt bếp phút nhiệt độ nớc giảm bớt 0,50C ấm có khối lợng m

1=100g, NDR C1=6000j/kg độ, Nớc

có m2=500g, C2= 4200j/kgđộ, t1=200C

a Tìm thời gian để đun sơi nớc b Tính khối lợng dầu hỏa cần dùng

1.7.Ngời ta trộn hai chất lỏng có NDR, khối lợng ,nhiệt độ ban đầu lần lợt là:m1,C1,t1;; m2,C2,t2 Tính tỉ số khối lợng chất lỏng trờng hợp sau:

a Độ biến thiên nhiệt độ chất lỏng thứ gấp đôi độ biến thiên nhiệt độ chất lỏng thứ 1sau có cân nhiệt xảy

b Hiệu nhiệt độ ban đầu chất lỏng so với hiệu nhiệt độ cân nhiệt độ đầu chất lỏng thu nhiệt tỉ số

b a

1.8/ Dùng bếp dầu đun lít nớc đựng ấm nhơm có khối lợng 300g,thì sau 10 phút nớc sơi Nếu dùng bếp ấm để đun lít nớc điều kiện nớc sơi Biết nhiệt bếp cung cấp đặn,NDR nớc nhôm lần lợt là: C=1=4200j/kgđộ, c2=880j/kgđộ

1.9/ Có2 bình, bình đựng chất lỏng Một học sinh múc ca chất lỏng bình trút vào bình ghi lại nhiệt độ bình sau lần trút: 200C,350C,bỏ xót, 500C Tính nhiệt độ cân lần bỏ xót nhiệt độ ca

chất lỏng lấy từ bình Coi nhiệt độ khối lợng ca chất lỏng lấy từ bình nh nhau, bỏ qua mt nhit cho mụi trng

Phần III: Điện học A/ Tãm t¾t kiÕn thøc

1/ Muèn duy trì dòng điện lâu dài vật dẫn cần duy trì điện trờng

trong vt dẫn Muốn cần nối đầu vật dẫn với cực nguồn điện thành mạch kín

Càng gần cực dơng nguồn điện cao Quy ứơc điện cực dơng nguồn điện , điện lớn , điện cực âm nguồn điện Quy ớc chiều dịng điện chiều chuyển dời có hớng hạt mang điện tích d-ơng, Theo quy ớc bên ngồi nguồn điện dịng điện có chiều từ cực dd-ơng, qua vật dẫn đến cực âm nguồn điện (chiều từ nơi có điện cao đến nơi có diện thế thấp)

Độ chênh lệch điện điểm gọi hiệu điện điểm : VA-VB=

UAB Muốn trì dịng điện lâu dài vật dẫn cần trì HĐT đầu vật dẫn ( U=0  I =0)

2/ Mạch điện:

a Đoạn mạch điện mắc song song:

*Đặc điểm: mạch điện bị phân nhánh, nhánh có chung điểm đầu điểm cuối Các nhánh hoạt động độc lập.

*TÝh chÊt: Uchung

cờng độ dòng điện mạch trổng cờng độ dịng điện mạch rẽ

I=I1+I2+ +In

3.Nghịch đảo điện trở tơng đơng tổng nghịch đảo điện trở thành phần

R=R1+R2+ +Rn

-Từ t/c công thức định luật ôm 

.I1R1=I2R2= =InRn=IR

- từ t/c Đoạn mạch gồm n điện trở có giá trị r điện trở đoạn mạch mắc song song lµ R=r/n

- từ t/3 điện trở tơng đơng đoạn mạch mắc song song nhỏ hn mi in tr thnh phn

b Đoạn mạch ®iƯn m¾c nèi tiÕp:

r r rr

3

1 

I I I I r r I I r r

II

3 4 2

1  ;  ;  ; 

;

4

r r rr 

*Đặc điểm:các phận (các điện trở) mắc thành dãy liên tục cực nguồn điện ( phận hoạt động phụ thuộc nhau)

*tÝnh chÊt: 1.I chung

U=U1+U2+ +Un

R=R1+R2+, Rn

*Từ t/c công thức định luật ụm I=U/R U1/R1=U2/R2= Un/Rn (trong

đoạn mạch nối tiếp, hiệu điện đầu vật dẫn tØ lƯ thn víi ®iƯn trë cđa chóng) Ui=U Ri/R

Từ t/s  có n điện trở giống mắc nối tiếp điện trở đoạn mạch R =nr Cũng từ tính chất  điện trở tơng đơng đoạn mạch mắc nối tiếp luôn lớn điện trở thành phần

C.Mạch cầu :

Mạch cầu cân b»ng cã c¸c tÝnh chÊt sau:

- điện trở: ( R5 đờng chéo cầu)

-VỊ dßng: I5=0

-vỊ HĐT : U5=0

suy

Mạch cầu không cân bằng: I5 khác 0; U5khác

* Trờng hợp mạch cầu có 1 số điện trở có giá trị 0; để giải tốn cần áp dụng quy tắc biến đổi mạch điện tơng đơng ( phần dới )

*Trờng hợp điện trở khác xét sau 3/ Một số quy tắc chuyển mạch:

a/ chập điểm điện thế: "Ta chập hay nhiều điểm có điện thành điểm biến đổi mạch điện tơng đơng."

(Do VA-Vb = UAB=I RAB  Khi RAB=0;I 0 hc RAB 0,I=0 Va=VbTức A B

cùng điện thế)

Các trờng hợp cụ thể: Các điểm đầu dây nối, khóa K đóng, Am pe kế có điện trở khơng đáng kể Đợc coi có điện Hai điểm nút đầu R5 mạch

cầu cân

b/ B in tr: ta bỏ điện trở khác 0 khỏi sơ đồ biến đổi mạch điện tơng đơng cờng độ dòng điện qua điện trở bng 0.

Các trờng hợp cụ thể: vật dẫn nằm mạch hở; điện trở khác m¾c

song song với vật dãn có điện trở bằng 0( điện trở bị nối tắt) ; vơn kế có điện trở rất lớn (lý tởng)

4/ Vai trò am pe kế sơ đồ:

* NÕu am pe kÕ lý tëng ( Ra=0) , chức dụng cụ đo nã cßn cã vai trß

nh dây nối đó:

Có thể chập điểm đầu am pe kế thành điểm bién đổi mạch điện t-ơng đt-ơng( am pe kế điểm sơ đồ)

Nếu am pe kế mắc nối tiếp với vật đo cờng độ d/đ qua vậtđó

Khi am pe kế mắc song song với vật điện trở bị nối tắt ( nói trên) Khi am pe kế nằm riêng mạch dịng điện qua đợc tính thơng qua các dịng nút mà ta mắc am pe kế ( theo định lý nút)

* Nếu am pe kế có điện trở đáng kể, sơ đồ ngồi chức dụng cụ đo am pe kế có chức nh điện trở bình thờng Do số cịn đợc tính cơng thức: Ia=Ua/Ra

5/ Vai trị vơn kế s :

a/ trờng hợp vôn kế có ®iƯn trá rÊt lín ( lý tëng):

*Vơn kế mắc song song với đoạn mạch số vôn kế cho biết HĐT đầu đoạn mạch đó:

UV=UAB=IAB RAB

*TRong trờng hợp mạch phức tạp, Hiệu điện điểm mắc vơn kế phải đợc tính cơng thức cộng thế: U =V -V =V - V + V - V =U +U

4 d2 

s l

 S

l R

*có thể bỏ vơn kế vẽ sơ đồ mạch điện tơng đơng

*Những điện trở mắc nối tiếp với vôn kế đợc coi nh dây nối vôn kế

( sơ đồ tơng đơng ta thay điện trở điểm dây nối), theo công thức định luật ơm cờng độ qua điện trở coi nh , ( IR=IV=U/=0)

b/ Trờng hợp vơn kế có điện trở hữu hạn ,thì sơ đồ chức dụng cụ đo vơn kế cịn có chức nh điện trở khác Do số vơn kế cịn đợc tính cơng thức UV=Iv.Rv

6/.Định lý nút :Tổng dòng điện vào nút tổng dịng điện khỏi nút

7/ Công thc điện trở: R =? ; 8/ Định luật ôm: I = U/R

B Bài tập

I Công thức điện trở

1.1Mt dây dẫn đồng tính có chiều dài l Nếu gấp lại làm đơi, gập lại làm bốn, điện trở sợi dây chập phần điện trở sợi dây ban đầu ( Đ/S:R1=1/16R)

1.2 Một đoạn dây chì có điện trở R Dùng máy kéo sợi kéo cho đờng kính dây giảm lần , điện trở dây tăng lên lần.(ĐS: 16 lần)

1.3 Điện trở suất đồng 1,7 10-8 m, nhôm 2,8.10-8 m.Nếu thay một

dây tải điện đồng , tiết diện 2cm2 dây nhơm, dây nhơm phải có tiết

diện bao nhiêu? khối lợng đờng dây giảm lần (D đồng=8900kg/m3, D

nh«m= 2700kg/m3).

1.4 Một cuộn dây đồng đờng kính 0,5 mm,quấn quanh lõi hình trụ dài 10cm, đờng kính lõi 1cm đờng kính đĩa đầu lõi 5cm Biết vòng dây đợc quán sát Hãy tính điện trở dây

1.5 Một dây nhơm có khối lợng m=10kg, R=10,5 .Hãy tính độ dài đờng kính dây

1.6 Một bình điện phân đựng 400cm3 dung dịch Cu SO

4 điện cực đồng

đặt đối diện nhau, cách 4cm ,nhng sát đáy bình.Độ rộng 2cm, độ dài phần nhúng dung dịch 6cm, điện trở bình 6,4 

a tÝnh ®iƯn trë st cđa dung dịch dẫn điện

b Đổ thêm vào bình 100cm3 níc cÊt, th× mùc d/d cao them 2cm TÝnh ®iƯn trë cđa

b×nh

c Để điện trở bình trở lại giá trị ban đầu,phải thay đổi khoảng cách bao nhiêu, theo hớng no?

Gợi ý cách giải

1.1 in tr dây dẫn tỉ lệ thuận với chiêù dài, tỉ lệ nhịch với tiết điện dây Theo đề bài, chiều dài giảm lần,làm điện trở giảm lần mặtkhác tiết diện lại giảm lần làm điện trở giảm thêm lần điện trở sợi dây chập giảm 16 lần so với dây ban đầu

1.4 Tính số vịng lớp: n=100/0,5=200 Tính độ dày phần quấn dây: (5-1): 2.10=20m Số lớp p=20: 0,5=40( lớp)

Tổng số vòng dây: N=n.p=8000 vòng

Đờng kính t/b vòng: d=(5+1):2=3cm Chiều dài củadây: l= dn=753,6m

Tiết diện t/b cđa d©y: S =

Điện trở dây: R =

1.6 a.diện tích miếng đồng ngập d/d:S1=a.h điện trở suất dây ban đầu

= R1S1/11

b thể tích d/d ban đầu v1=400cm3, thể tích d/d lúc sau v2=500cm3 tỉ số

nng d/d lúc đầu lúc sau:

Trang12

Trang 12

2

1

 



= 5/4 (nồng độ d/d cao khả dẩn điện tốt, suất điện trở bé)

TiÕt diƯn d©y dÈn lúc sau: S2= a.( h+0,02)= điểntở bình R2= 2.l/S2=6 

c lx=R1 S2/2=4,27m

II.ghÐp ®iÖn trë-tÝnh ®iÖn trë-®o ®iÖn trë II.1.ghÐp ®iÖn trë

2.1. Có điện trở giống hệt nhau, hỏi tạo đợc giá trị điện trở khác

Nếu điện trở có giá trị khác R1, R2, R3 tạo đợc bao nhiêu?

2.2. Có hai loại điện trở: R1=20 , R2=30 Hỏi cần phải có điện trở

mi loại để mắc chúng:

a Nối tiếp đợc đoạn mạch có điện trở R=200 ?

b Song song đợc đoạn mạch có điện trở R= (S 121/nc9)

2.3**. Có điện trở loại r=5 Cần , phải mắc

chỳng nh th no, để đợc điện trở cá giá trị nguyên cho trớc? Xét trờng hợp X=6, 7,8,9( )

2.4. Phải lấy điện trở r=  để mắc thành đoạn mạch có điện trở R=0,6  (S121/nc9)

2.5 Cho mạch điện nh hình vẽ 1.8 ;UBD khơmg đổi 220v, R1=170 ,

Am pe kÕ chØ 1A R lµ mét bé gồm 70 điện trở nhỏ mắc nối tiếp, thuộc loại khác nhau: 1,8 , , 0,2 .Hỏi loại có chiếc?

2.6*Mt cỏi hp kín (gọi hộp đen) chứa tồn điện trở, điện trở đợc nối

với chốt A,B,C nhơ ngồi Đo điện trở cặp điểm ta đợc:RAB=12

, RBC=16,5 

RAC= 28,5  Hỏi hộp chứa tối thiểu điện trở, tính điện trở vẽ sơ đồ

cách mắc chúng vào điểm A,B,C?

đoạn mạchđiện hình tam giác,hình (quy đoạn mạch song nối tiếp) 2.7** Ba điện trở x,y,z làm thành cạnh tam giác ABC hình vẽ.

Điển trở mạng đo theo ba cạnh AB, BC, CA lần lợt a,b,c Tính x,y,z Xét trêng hỵp

1/ a=5 , b= , c=  1/ x=6, y= 12,

§S z=18

2/ a=8 , b= 18 , c= 20  2/ x=9, y=27,

z=4 5

2.8** Một hộp đen ( tơng tự nh 1.6) Cã R

AB= 20 , RBC==45 , RAC=50 .X¸c

định điện trở vẽ sơ đồ cách mc chỳng vo im A,B,C

mạch điện vô hạn tuần hoàn phía, phía.

(xem cácbài 2.9*, 2.10*,2.11* NC9/ĐHQG)

Mch điện có tính chất đối xứng ( đối xứng trục).Xem tập 2.7; 2.8 NC9/ ĐHQG

 C¸c tập khác (về quy tắc chuyển mạch ):xem tập 2.2;2.3; 2.3; 2.4; 2.5NC9 /ĐHQG

II 2.Đo ®iƯn trë: ( Bµi tËp thùc hµnh)

2.9 Dùng am pe kế có điện trở nhỏ, điện trở biết trớc trị số r, ắc quy số dây nối Hãy xác định điện trở vật dẫn X.( cho

Trang 13

ắc quy nối với mạch hiệu điện cực khơng thay đổi); (S/121/nc9)

2.10 Cho am pe kế, vôn kế, ắc quy số dây nối.Hãy xác định điện trở vật dẫn x Xét trờng hợp

a Am pe kế có điện trỏ nhỏ, vôn kÕ cã ®iƯn trá rÊt lín ( Am pe kÕ vôn kế lí t-ởng)

b Am pe k có điện trở đáng kể,vơn kế có điện trở hữu hạn

2.11.Dùng vơn kế có điện trở lớn,một điện trở biết trớc điện trở r,một ắc quy 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 dụng cụ: am pe kế, vôn kế, ắc quy,thớc đo chiều dài, thớc kẹp số dây nối khác (S/121)

2.12.Ba c¸i điện trở mắc với hộp kín nh hình vẽ HÃy tìm điện trở R1,R2,R3 Dụng cụ gồm cã: mét v«n kÕ, mét am pe kÕ, mét bé ắc quy số dây

nối (S/121/nc9)

2.13 Nêu phơng án xác định giá trị điện trở Rx với dụng cụ sau đây:

Một Am pe kế,một điện trở r1 biết trớc giá trị, Một đoạn dây dẫn có suất in tr

khá lớn, số dây nối(có suất ®iƯn trë bÐ) bé pin, thíc th¼ng cã thang ®o

2.14 Cho vôn kế , vôn kế có điện trở R0 biết, cịn vơn kế có điện trở

Rx cha biết, nguồn điện chiều, điện trở R Hãy xác định Rx vôn kế vôn

kÕ

2.15 Cho điện trở R1và R2 , am pe kế , nguồn điện không đổi.Tinh giá trị

điện trở

2.16 Làm đo đợc HĐT mạng điện cao 220 v , có vôn kế với thang đo đến 150V? ( điện trở vôn kế nh nhau)

2.17.Cho hộp đen (hình 2.10) có cực ra, vơn kế, am pe kế, nguồn điện dây nối Biết hộp có điện trở mắc hình Hãy xác định đọ lớn điện trở

2.18 Trong hộp kín A có bóng đèn pin, hộp kín B có điện trở Làm

thế biết bóng đèn nằm hộp

( xem bµi 117 /S121/nc9)

2.19 Bằng cách nào, nhúng dây dẩn nối với cực nguồn điẹn vào cốc nớc, có thểnhận biết đợc có tồn hay khơng chúng hiệu điện thế?

2.20 Để xác định xem cực nguồn điện cực dơng cực cực âm, thực tế ngời ta thờng đặt vào cốc nớc đầu dây dẫn nối với cực quan sát thấy gần dâỷ dẩn tỏa nhiều khí Theo số liệu làm xác định đợc cực cực âm?

2.21.* Cho nguồn điện có hiệu điện thé U nhỏ khơng đổi,một in tr r cha

biết mắc đầu vào mét cùc cđa ngn, mét ampekÕ cã ®iƯn trë Ra kh¸c cha

biết, biến trở có giá trị biết trớc Làm để xác định đợc hiệu điện ( nc8)

2.22.** Có am pe kế lí tởng , với giới hạn đo khác cha biết, nhng đủ đảm bảo

không bị hỏng Trên mặt thang chia độ chúng có vạch chia, khơng có chữ số Dùng am pê kế với nguồn có hiệu điện không đổi,cha biết, điện trỏ mẫu R1 biết giá trị nối để xác định điện trở Rx cha

biết.Hãy nêu phơng án thí nghiệm (có giải thích) Biết độ lệch kim am pe kế tỉ lệ thuận với cờng độ dòng điện chy qua nú (cn8)

( hÃy giải lại toán có ampekế)

III.Định luật ôm cho đoạn mạch- cho toàn mạch

Định luật ôm cho toàn mạch- mạch điện có nhiều nguồn

Tóm tắt lí thuyết:

Cho mạch điện gồm điện trở R mắc cực cđa ngn ®iƯn mét chiỊu cã st ®iƯn

R R

R R R

x 3 1.    R R

R R R

z 3 2.    R R

R R R

y 2 1.   

độngE, điện trở r (h-A).gọi cờng độ dòng điện mạch I ta có

R r E I   (1)

 Từ công thức * định luật ơm cho tồn mạch  E=I(.r+R)hay E=I.r+I.R (2)

 Dấu E I mạch điện có nhiều nguồn ( hình B):Trongmạch điện có nhiều nguồn,để viết dấu nguồn cờng độ dòng điện chạy qua đoạn mạch ta làm nh sau:

- Chọn chiều dòng điện đoạn m¹ch( chän tïy ý)

-Chọn chiều xét mạch kín quan tâm - lấy dấu (+) cho nguồn E chiều xét qua có chiều từ cực âm (-) sang cực dơng (+ ) , lấy dấu (+) cho cờng độ dòng điện I chiều dòng điện

chạy qua điện trở ( hay đoạn mạch) với chiều tính mà ta chọn

Ví dụ:ở hình-B tạm quy ớc chiều dòng điện mạch nh hình vẽ,xét mạch kín CABC( theochiều C A  B  C) th×: E1 lÊy

dÊu(+), E2 lấy dấu (-),I1 I2 lấy dấu (+)nên ta có

phơng trình E1-E2=I1r1+I2r2

Bài tập vËn dơng:

3 1.1 Cho mạch điện nh hình vẽ3.1.1 Trong E1=12V, r1= , r2 = 

a tìm E2 để khơng có dịng điện qua R?

b Giả sử cho R=1 , E2=6 V,khi dịng điện qua R khác tính cờng độ dịng

điện UAB

c UAB=? NÕu R=0, R rÊt

lín ?

Bài tập khác: Đề thi HSG tỉnh ( 2001-2002),Bài ( trang 86 CC), bµi 100 ( trang 23/cc)

Mạch cầuTỏng quát. Tóm tắt lí thuyết:

*Quy tắc biến đổi mạch hình thành mạch hình tam giác:

R1=

z zx yz xy 

, R1=

x zx yz xy 

, R1= y zx yz

xy 

*Quy tắc chuyển mạch hình tam giác thành hình sao:

 Bµi tËp

mÉu:Xem vÝ dơ trang 66 sách vật lí nâng cao 9-ĐHQG

Bài tập vận dụng

3.2.1: Cho mạch điện nh hình vẽ 3.3.1 , R1 = R2 = , R3 =2 ,R4=3 ,R5=4 .,

UAB=5,7V Tìm cờng độ dịng điện điện trở tơng đơng mạch cầu

3.2.2 Cho mạch điện nh hình 3.3.1, R1 = R2 = , R3 =2

,R4=3 ,R5=4  ,I5=0,5A có chiều từ C đến D Tìm

HiƯu ®iƯn thếgiữa điểm A B

3.2.3 Cho mạch điện nh hình 3.3.1, R1 = R2 = , R3 =2 ,R4=3 ,R5=4,I5=0,5A

T×m HiƯu điện điểm A B

3.2.4 Chomạch điện nh hình 3.2.2.trong R1 = R4 = , R3 =R2=3 ; R5

bóng ốn loi (3V-1,5W)ng sỏng bỡnh thng.tớnh UAB?

Phơng pháp giải: Bài 3.2.1:

*cỏch 1: t n s l U1 U3;U5 Dựa vào cơng thức cộng tính U2,U4 theo U1

U3 ( đặt ẩn U1và U4 )

lập phơng trình dịng nút C D theo ẩn số chọn;  giải phơng trình tính đợc U1, U3  cờng độ dòng điện chạy điện trở mạch

 điện trở tơng đơng đoạn mạch

*Cách 2: đặt ẩn số I1 I3, tính I2và I4 theo ẩn số chọn Lập phơng trình tính

hiƯu ®iƯn thÕ AB ,giải hệ phơng trình I1 I2 I3, I4,I  RAB

*Cách 3: biến đổi mạch điện tơng đơng( tam giác thành ngợc lại), tính điện trở tơng đơng đoạn mạch, tính cờng độ dịng điện mạch tính I1

I3 tõ hệ phơng trình I1+I3=I (1), I1R1 +I5R5=I3R3

Bài 3.2.2: Chọn cách giải

Đặt ẩn U1 U4 ( U1 U3 ) vận dơng c«ng thøc céng thÕ, viÕt c«ng

thøc tÝnh U2 vµ U3 theo U1 vµ U4,  LËp tiÕp phớng trình tính UAB theo nhánh

ACDB: UAB= U1 + I5 R5 + U4 =UAB (1) LËp thªm phơng trình dòng nút

C D: (2)

2

1

R U U

U R

U AB



 (3)

2

4

R U U

U R

U AB 





Giải hệ phơng trình ẩn tìm đợc UAB (từ lại tìm đợc đại

l-ợng khác lại )

bi 3.2.3: gii tơng tự nh 3.3.2 nhng cha cho biết chiều dịng điện I5

cần phải xác định chiều I5 trớc ( chọn sai, dẫn đến UAB <0  vơ lí)

Mạch điện có am pe kế, vôn kế:

3.3.1 Cho mạch điện nh hình 3.1, điện trở Giống nhau, có giá trị r ; điện trở am pe kế khơng đáng kể; UAB có giá trị U0 không đổi Xác định số

c¸c am pe kÕ

a.cả khóa đóng Chốt (+) am pe kế mắc vào đâu? b khóa mở?

3.3.2 Cho mạch điện nh hình 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 mắc vào đâu

3.3.3.Mt ampek cú Ra c mắc nối tiếp với

®iƯn trë R0 =20 , vào điểm M,N có UMNkhông

i thỡ s làI1=0,6A Mắc song song

thêm vào ampekế điện trở r=0,25 , số am pekế I2=0,125A.Xác định Io bỏ

ampekÕ ®i?

3.3.4. ( 95NC9) Cã ampekÕ ®iÖn trë lầ lợt R1 ,

R2 , điện trë

R=3 , nguồn điện không đổi U.Nếu mc ni

tiép ampekế

R vào nguồn số ampekế 4,05A.Nếu m¾c ampekÕ song song víi råi míi m¾c nối tiếp với R vào nguồn Ampekế thứ chØ 3A, AmpekÕ thø chØ 2A

a.TÝnh R1 vµ R2 ?

b.Nếu mắc trực tiếp R vào nguồn cờng độ dịng điện qua R bao nhiêu?

3.3.5. Cho mạch điện nh ình vẽ 3.3 Trong R/=4R, vơn kế có điện trở R v, UMN

không đổi Khi k đóng K mở , số vơn kế có giá trị lần l ợt 8,4V 4,2 V Tính U Rv theo R ( 98/nc9/XBGD)

3.3.6*.Một mạch điện gồm ampekế có điện trở R

a, điện trở R=10

vôn kế co điện trở Rv=1000V,mắc nối tiếp.Đặt vào đầu đoạn mạch hiệu điện

thế U, số vôn kế 100V mắc vôn kế song song với R số nã vÉn lµ 100V TÝnh Ra vµ U ( 107/NC9/ XBGD)

3.3.7. (xem bài1- đề 9Trang 90 CC9)

3.3.8**. Có k điện trở giống hệt có giá trị r, mắc nối tiếp với vào một

mạnh điện có hiệu điện khơng đổi U mắc vôn kế song song với điện trở vơn kế U1

a.Chøng tá mắc vôn kế song song với k-1 điện trở số vôn kế Uk-1 =(k-1)U1

b Chøng tá r»ng: sè chØ cđa v«n kÕ mắc song song với k-p điện trở gấp kpp lần so với mắc song song với p điện trë (víik,p  Z+; K > P )

3.3.9. Hai điện trở R1 , R2 đợc mắc nối tiếp với vào điểm A B có hiệu

điện UAB không đổi Mắc vôn kế song song với R1 , số lU1

mắc vôn kế song song với R2 số U2

a Chøng minh : U1 /U2 =R1 /R2

b BiÕt U=24V, U1 =12V, U2 = 8V TÝnh c¸c tỉ số

Rv/R1 ;Rv/R2 ;điện trở Rv vôn kế,và hiệu điệnthế

thực tế đầu R1 vµ R2 ? (NC9/XBGD)

3.3.10..Để đo cờng độ dòng điện qua điện trở R=250 , ngời ta đo gián tiếp qua vôn kế mắc nối tiếp( hình 3.3.10).Vơn kế V1 có R1 =5k, số U1

=20V, vơn kế V2 có số U2 =80V.Hãy xác định cờng độ dịng điện mạch

Cờng độ mạch tìm đợc chịu sai số ảnh hởng dụng cụ đo %? ( trích đề thi HSG tỉnh năm 2002-2003)

 Một số toán đồ thị

3.4.1. Cho mạch điện nh hình vẽ 3.4.1.a: ampe kế lí tởng, U=12V Đồ thị biểu diễn phụ thuộc

của cờng độ dịng điện chạy qua ampekế(Ia)

vµo giá trị biến trở Rx có

dạng nh h×nh 3.4.1.b.T×m R1 , R2 , R3 ?

(đề thi tuyển sinh vào lớp 10 chuyên lí ĐHTN)

3.4.2 Xem 142( NC9/ XBGD)

IV.Điện năng-Công suất dòng điện:

Tớnh cụng sut cc i:

4.1 Ngời ta lấy điện từ nguồn MN có hiệu điện U chốt A,B qua điện trở r đặt hộp nh hình vẽ 1.1

) ( 2 R r R u P   ) ( 2 r RU R P   H

PPtp i mắc vào A B

a Xỏc định giá trị R để mạch ngồi có cơng suất cực đại Tính giá trị cực đại đó?

b Chứng tỏ rằng, cơng suất mạch ngồi nhỏ cơng suất cực đại(Pcđ) điện

trë R ứng với giá trị R1 R2 R1.R2 =r2

Phơng pháp:

Thiết lập phơng trình tính công suất mạch ngoµi theo r vµ R :  

P măc R=r giá trị Pmăc

 Tõ (1) suy PR2 -(U2-2rP)2 +r2P=0  tính =4r2P

cđ( Pcđ P) tìm điều kiện

củađể phơng trình bậc có2 nghiệm phân biệt  kết luận.  Các tập khác: Bài 82, 84(S121 / NC8)

Cách mắc đèn ( toỏn nh mc)

4.2 (bài77/121):Cho mạch Nh hình vẽ bªn:UMN=24v, r=1,5 

a.Hỏi điểm AB mắc tối đa bóng đèn loại 6V-6w để chúng sáng bình thờng

b.Nếu có 12 bóng đèn loại 6V-6w phải mắc để chúng sỏng bỡnh thng?

Phơng pháp giải

a Tính cơng suất cực đại mạch ngồi  số bóng tối đa b.- (Xét cách mắc đối xứng M dãy, dãy có n điện trở mắc nối tiếp có phơng pháp)

-Lập phơng trình dịng:I=U/(r+R) Theo ẩn số m n,Trong đó m+n=12

-đặt phơng trình cơng suất:P=PAB+PBN Theo biến số m n m+n=12

-Đặt phơng trình thế: U=UMB+Ir theo biến số m,n m+n=12

4.3:Cho nguồn điện có suất điện động E khơng đổi , r=1,5  Có cách mắc đèn 6V-6W vào điểm A B để chúng sáng bình thờng? Cách mắc có lợi hơn? sao?

Phơng pháp: a.cỏch mc s búng ốn.

Cách2: Từ phơng trình thế:E=UAB+I r Theo biến m n, phơng tr×nh

m.n=N( N số bóng đợc mắc, m số dãy, n số bóng dãy)  phơng trình: m=16-n ( *), biện luận *n<4  n= { }; m={ }.

b Cách lợi hơn? xét hiệu suất Trong đóPi=Pđmn, Ptp=Pi+I2r

hay Ptp=PI +(mIđ)2r So sánh hiệu suất mạch điện c¸c c¸ch  kÕt luËn

4.4.( 4.23 nc9):Cho mạch điện nh hình vẽ, UMN=10V,r =2 , HĐT định mức

bóng Uđ=3V, Công suất định mức

bóng tùy chọn từ 1,5  3W Tím số bóng,loại bóng, cách ghếp bóng để chúng sáng bình thờng?

Phơng pháp giải: Xét cách mắc N bóng đèn thành m dãy, dãy có n bóng mắc nói tiếp

*Đặt phơng trình thế:UMN=UMA+UAB 12=UAM+nUđ  khoảng xác định

n={1,2,3} (1)

* Đặt phơng trình cơng suất: PAB=NPđ NPđ=15n-4,5n2  khoảng xác định

N:

tìm số dÃy m: m=N/n (3) Tìm Pđ= (4) lập bảng giá trị N,m Pđ Trong trờng hợp n=1;

n=2, n=3. ỏp s

Trang 18

A E r B

) ( , , 15 ,

15 n2 n n2

Q Q

Q n

  

1

Pt UIt t R

u2  

4.5:Có bóng đèn hiệu điện định mức 110v,công suất chúng lần lợt 10,15,40, 60, 75 oát.Phải ghép chúng nh để mắc vào mạch điện 220v chúng đềi sáng bình thờng?

Phơng pháp giải:Điều kiện để đèn sáng bình thờng làUđ=110V  phải mắc

các đèn thành cụm cho công suất tiêu thụ chúng bắng từ giả thiết 10+15+75=40+60  cách mắc đèn

4.6: Có loại đèn hiệu điện định mức 6V, nhng có cơng suất 3w,và w hỏi

a phải mắc chúng nh vào hiệu điện 12V để chúng sáng bình thờng? b Các đèn sáng bình thờng, đèn bị hỏng độ sáng đèn cịn lại tăng hay giảm nh nào? ( xem 120 nc9)

Phơng pháp giải:

a.Khụng th mc ni tiếp loại đèn với nhau( sao?)  mắc m bóngđèn loại 3w song song với thành cum n bóng đèn wsong song với nhau thành cụm,rồi mắc cụn đèn nối tiếp cho hiệu điện đầu các cụm đèn 6V  công suất tiêu thụ điện cụm đèn phải  phơng trình: 3m = 5n  nghiệm củaphơng trình

(* phơng án 2:Mắc2 loại đèn thành cụm , cụm có loại đèn

*phơng án 3: mắc loạiđèn thành m dãy, dãy có đèn loại mắc nối tiếp )

b giả thiết đèn cụm đèn 3Wbị cháy  điện trở củatoàn mạch ? cờng độ dịng điện mạch chính?hiệu điện đầu cụm đèn nào?  kết luận độ sáng đèn?

(Chu ý: muốn biết đèn sáng nh cần phải so sánh hiệuđiện thực tế ở 2 đầu bóng đèn với hiệu điện định mức)

4.7: để thắp sáng bình thờng cùnglúc 12 đèn 3V-3 đèn 6V- ,ngời ta dùng nguồn điện có suất điện động không đổi E=24V.dây dẫn nối từ nguồn đến nơitieu thụ có điện trở tồn phần r=1,5 

a số bóng đèn phải mắc nh no?

b Tính công suất hiệu suất nguån? ( xem bµi 128 NC9)

Ph

ơng pháp giải :

a T gi thit cờng độ dòng điện định mức đèn  có thể mắc nối tiếp bóng đèn khác loại với , Có thể thay12 bóng đèn 3V-3W bằng bóng đèn 6V-6W  để tìm cách mắc đèn theo dề ta tìm cách mắc 6+6=12bóng đèn 6V-6W(đã xét trớc) nghiệm m={12;4} dãy; n={ 1;3} bóng  từ kết cách mắc 12 đền 6V-6W, tìm cách thay đèn 6V-6Wbằng 2 đèn 3V-3Wta có đáp số tốn.( có cách mắc )

b Chó ý - c«ng suất nguồn(là công suất toàn phần): Ptp=EI hayE=mIđ.; công

suất có ích tổng cơng suất tiêu thụ điện đèn:Pi=mn.Pđ; H=Pi/Ptp cách

nào cho hiệu suất bé cách mắc lợi hơn( kinh t hn).

V.Định luật giun - len xơ  Tãm t¾t lý thut:

 Cơng thức định luật: Q=I2Rt (j)

 hc Q= 0,24 I2Rt (cal)

Các công thức suy ra: Q=

Trong đoạn mạch: Q=Q1+Q2+ +Qn

Trong đoạn mạch mắc song song:

Q1R1=Q2R2= =QnRn

Trong đoạn mạch mắc nối tiếp :



 H=Qi/Qtp

 Với dây điện trở xác định: nhiệt lợng tỏa dây tỉ lệ thuận với thời gian dũng in chy qua Q1/t1=Q2/t2= Qn/tn=P

Bài tâp :

5.1 Một ấm đun nớc điện loại(220V-1,1KW), có dung tích1,6lít Có nhiệt độ ban đầu t1=200C

a.Bỏ qua nhiệt nhiệt dung ấm Hãy tính thời gian cần để đun sơi ấm nớc? điện trở dây nung giá tiền phải trả cho 1lít nớc sơi ? (xem 109NC9)

b Giả sử ngời dùng ấm bỏ quên sau phút tắt bếp hỏi lúc lại bao nhiªu níc Êm?( C=4200j/kg.k; L=2,3.106j/kg)

5 2.Một bếp điện hoạt động HĐT 220V, Sản công học Pc=321W Biết điện

trở động r=4 .Tính cơng suất động cơ.( xem 132NC9) Phơng pháp:-Lập phơng trình cơng suất tiêu thụ điện động cơ:UI=I2r+P

c 

4r2-220+321=0 (*) Giải(*)vaf loại nghiệm không phù hợp đợc T=1,5A công

suất tiêu thụ điện động cơ:P=UI( cơng suất tồn phần)  Hiệu suấtH=Pc /P

( ý công suất nhịêt động cơng sút hao phí).

5.3 Dùng bếp điện loại (220V-1KW), Hoạt đọng HĐT U=150V, để đun sôi ấm nớc Bếp cóH=80%, Sự tỏa nhiệt từ ấm khơng khí nh sau: Thử ngắt điện, phút sau nớc hạ xuống 0,50C ấm có khối lợng m

1=100g, C1=600j/kg.k,níc cã

m2=500g, C2=4200j/kg.k,t1=200c.tính thới gian để đun nớc sơi? (xem4.26*NC9)

 Bµi tËp ë nhµ: 4.23; 4.24; 25; 27 (NC9) 145a(BTVLnc9)

VI BiÐn trë- To¸n biƯn ln:

6.1. Một biến trở AB có điện trở tồn phần R1 đợc mắc vào đoạn mạch MN, lần lợt

theo sơ đồ( hình 6.1) Gọi R điện trở đoạn mạch CB (0  R  R1 )

a.Tính điện trở đoạn mạch MN sơ đồ

b.Với sơ đồ điện trở lớn nhỏ bao nhiêu? ứng với vị trí C?

c Sơ đồ 6.1c có đáng ý sơ đồ khác?

6.2 Cho mạch điện nh hình vẽ 6.2 R=50 , R1 =12 , R2 =10  , hai v«n kÕ V1 , V2

có điện trở lớn, khóa K dây nối có điện trở khơng đáng kể, UAB không đổi

a Để số Am pe kế nhau, phải đặt chạy C vị trí nào?

b Để số V1,V2 , khơng thay đổi K

đóng nh k mở, phải đặt C vị trí nào? c Biết U=22V, tính CĐDĐ qua khóa K Khi K đóng U1 = U2 U1 =12V ( xem 82

NC9/xbGD)

6.3Trong bóng đen lắp hình 6.3 Các bóng đèn có điện trở R Biết cơng suất bóng

thứ t P1=1W

Tìm công suất bóng lại

(xem 4.1/NC9/ ĐHQG) 6.4. Cho mạch điện nh hình vẽ 6.4 biến trở có điện trở toàn phần R0 =12

, ốn loi (6V-3W), UMN=15V Tìm vị trí chạy C để đèn sáng

b×nh thêng

( xem: 4.10 /NC/ §HQG)

6.5.Trong mạch điện 6.4, kể từ vị trí C mà đèn sáng bình thờng, ta từ từ dich chuyển chạy phía A, độ sáng đèn cờng độ dòng điện rẽ qua AC/ thay đổi nh nào?

(4.11NC9)

6.6. Trong mạch điện hình 6.6, UMN=12V,

A V lí tởng, vơn kế V 8v, đèn loại (6V-3,6W)sáng bình thờng

a tÝnh: R1 , R2 , R

b Giảm R2 , số vơn kế, am pe kế độ sáng đèn thay đổi nh

nµo?( xem 4.13NC/XBGD)

6.7. Cho mạch điện nh hình vẽ 6.7 R=4 , R1 đèn

loại (6V-3,6W), R2 biến trở, UMN =10 V không đổi

a Xác định R2 để đèn sángbình thờng

b Xác định R2 để công suất tiêu thụ R2 cực đại

c.Xác định R2 để công suất tiêu thụ mạch mắc

song song cực đại ( Xem 4.14 nc9/XBGD)

6.8.Cho mạch điện nh hình vÏ 6.8: U=16V, R0=4 , R1

=12 , Rx biến trở đủ lớn, Ampekế dây nối có

điện trở khơng đáng kể

A tÝnh R1 cho Px=9 W , vµ tÝnh hiƯu st mạch

điện Biết tiêu hao lợng Rx, R1 có ích,

trên R0 v« Ých

b Với giá trị Rxthì cơng suất tiêu thụ cực đại Tính cơng suất ấy?

(Xem 149 NC9/ XBGD)

6.9** Cho mạch điện nh hình 6.9 Biến trở có điện trở toàn phần R

0 , Đ1 loại 3V-3W

, Đ2 loại 6V-6W

a.Cỏc ốn sỏng bỡnh thng.Tỡm R0 ?

b**.Từ vị trí dèn sáng bình thêng( ë c©u a), ta di chun

con chạy C phía B Hỏi độ sáng đèn thay i th no?

6.10: Cho mạch điện nh hình (6.10) UMN=36V không

i, r= R2 =1,5 , R0 =10 , R1 = , Hiệu điện

định mức đèn đủ lớn(đẻ đèn không bị hỏng).Xác định vị trí chạy để :

a Công suất tiêu thụ đèn Đ2 nhỏ nht.Tỡm P2 ?

b Công suất đoạn mạch MB nhỏ

6.11**. Cho mạch điện h-6.11 Biến trở có điện trở toàn

phn R0 =10 , đèn đ loại (6V-3W),UMN = 15V không đổi, r=2 

a.Tìm vị trí chạy C để đèn sáng bình thờng

b Nếu từ vị trí đèn sáng bình thờng, ta đẩy chạy C phía A độ sáng đèn thay đổi nh nào?

 Các tập khác:Đề thi lam sơn (1998-1999); đề thi lam sơn (2000-2001).

-bài 4.18; 4.19( NC9/ ĐHQG). Tài liệu cần có: Sách 121 NC9

Sách tập nâng cao vậtlí nha xuất giáo dục (XBGD) Sách vật lí nâng cao (ĐH quốc gia Hà nội- ĐH khoa học tự nhiên khối PT

chuyªn lÝ

Bộ đề thị học sinh giỏi tỉnh; lam sơn, ĐH tự nhiên Hànội

 Làm lại hết tập sách 121 NC9( tự tìm theo chủ đề trờn )

Gợi ý phơng pháp gi¶i

Bài 6.4gọi giá trị phần biến trở AC x: điện trở đèn Rđ =Uđ2:Pđ=12   RMC=

x x

12 12

,RCN=R0-x=12-x.

đèn sáng bình thờng  Uđ=6v  UCN=9V

TÝnh I®, tÝnh I AC, TÝnh I CN( theo biến x) phơng trình Iđ+IAC=ICN giải phơng

trình x Bài 6.5:Tính RMC=

x x

12 12

,RCN=R0-x=12-x RMN CĐmạch UMC=f(x)

(*)vµ

IAC=f1(x)(**) BiƯn ln * vµ **.

§iƯn häc:

21.1 Một điện kế có điện trở g=18  đo đợc dịng điện có cờng độ lớn Im=1mA

a mn biÕn ®iƯn kÕ thành Ampekế có thang đo 50mA 1A phải mắc cho sơn bao nhiêu?

b Muốn biến điện kế thành vôn kế có thang đo 10V 100V phải mắc cho điện trở phụ bao nhiªu

21.2 Một điện kế có điện trở g=19,6  thang chia có 50 độ chia, độ chia ứng với 2mA

a Cờng độ dòng điện lớn cho qua điện kế bao nhiêu?

b.nếu mắc cho điện kế sơn S1=0,4 ( Sơn đợc mắc song song với điện kế)

c-ờng độ dịng điện lớn đo đợc bao nhiêu?

c Để cờng độ dịng điện lớn đo đợc 20A, phải mắc thêm sơn S2 mắc nh nào?

21.3 Một Ampekế A , vôn kế V1 điện trở R, đợc mắc

theo sơ đồ 21.3 A 0,5A V1 13,5V Ngời ta mắc

thêm vôn kế V2 nối tiếp với V1( hình 21.3b), điều chỉnh lại cờng

dũng in trờn mạch A 0,45A Khi số V1, V2 lần lợt 8,1V 5,4V

hỏi : để mở rộng thang đo V1, V2 lên 10 lần phải mắc

chóng với điện trở phụ lần lợt bao nhiêu?

21.4 Một vôn kế có hai điện trở phụ R1=300  vµ

R2=600  đợc dùng để đo hiệu điện U=12V

NÕu dïng ®iƯn trë phụ R1 kim vôn kế lệch 48

chia, dùng R2 kim vơn kế lệch 30 độ chia

a.nếu dùng hai R1, R2 nối tiếp thang đo có

100 chia thỡ hiệu điện lớn đo đợc bao nhiêu?

b để với hiệu điện U trên, kim lệch

100 độ chia, ngời ta phải mắc thêm cho R1 điện trở R hi R bng bao nhiờu v

phải mắc nh nào?

lời giải bài 21.1:

a Thang đo 50mA cho biết cờng độ dòng điện lớn mạch đo theo thang đo tức gấp 50 lần Im cho qua điện kế.

Đặt k=50 ( k đợc gọi hệ số tăng độ nhạy, hệ số mở rộng thang đo hệ số tăng giá độ chia), ta có:

I s /Ig= g/s k = I/Ig=(g+s)/s = 50 hay g/s +1 =50 g/s=49  s=g/49=19/49

Tơng tự với thang đo 1A I=1A, Ig=0,001A nên g/s1=999 nên S1=2/111 .

b mắc vào hiệu điện 10 V, độ lệch kim điện kế cực đại ,tức cờng độ dịng điện qua điện kế Ig=1mA= 0,001A, tổng trở ca in k v in tr ph

phải là:

R=U/I=10/0.001=10 000

Giá trị điện trở phụ cần mắc thêm: Rp= R- g=10 000-18=9982 

21.2.

a Dòng điện lớn có cờng đọ Im dịng điện làm cho kim điện kế lệch cả

thang chia, đó.

Im=50i=50.2=100mA=0,1A

b.Khi mắc sơn S1 // g th× ta cã:

Is/Ig=g/S1  Ic/Im=(g+S1)/g  Ic = Im( g+s1)g= 5A.

c hệ số độ k2= Ic2/Im= 200 suy g/S12=199 S12=0,1 

S12 < S1 phải mắc S2 //S1 cho 1/S12=1/S1+ 1/S2,  S2 0,13 .

21.3 gäi R1 vµ R2 lần lợt điện trở đoạn mạch a b.

Theo sơ đồ a ta có phơng trình: R1=RRv1/(R+Rv1)

UCN=Ia1.R1  13,5=0,5 RRv1/ (R+Rv1) (1)

Theo sơ đồ b ta có: R2 = R(Rv1+Rv2)/(R+Rv1+Rv2).và

U'

CN = Ia2 R2 8,1+ 5,4 =0,45 R(Rv1+Rv2)/(R+Rv1+Rv2) (2)

Mặt khác sơ đồ b Rv1 nt Rv2 nên Rv1/ Rv2=8,4/5,4=3/2 (3)

Tõ (1) vµ (2)  Rv1 =3 Rv2 (4)

Tõ vµ  R=36 , Rv1 =108 , Rv2 =72 .

Để mở rộng thang đo lên 10 lần, cần mắc thêm cho vôn kế V1 V2 một

điện trở phụ là: Rp1=9 Rv1= =

Rp2= 9Rv2= =