Hì nh của một dây đôi điện thoại dài 4km, người ta nối phía đầu dây với nguồn điện có hiệu Để xác định vị trí chỗ bị chập điện thế 15V; một ampe kế có điện 3trở không đáng kể mắc trong m[r]
(1)SỞ GD & ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT NGUYỄN DUY TRINH ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG NĂM HỌC 2012-2013 MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài : 150 phút Câu Trong hộp kín X (hình bên) có mạch điện ghép các điện trở giống nhau, điện trở có giá trị R Người ta đo điện trở hai đầu dây và cho ta kết là R 24 = Sau đó, đo điện trở các 5R 2R cặp đầu dây còn lại, cho ta kết là: R12 = R14 = R23 = R34 = và R13 = Bỏ qua điện trở các dây nối Hãy xác định cách mắc đơn giản các điện trở hộp kín trên Câu 2(5 đ) Một tụ điện phẳng có hai cực hình vuông cạnh a = 30cm, đặt cách khoảng d = 4mm nhúng chìm hoàn toàn thùng dầu có số điện môi ε =2,4 (H.2).Hai cực nối với hai cực nguồn điện có suất điện động E = 24V, điện trở không đáng kể Tính điện tích tụ 2.Bằng vòi đáy thùng dầu, người ta tháo cho dầu chảy ngoài và dầu thùng hạ thấp dần với vận tốc v = 5mm/s Tính cường độ dòng điện chạy mạch quá trình dầu hạ thấp 3.Nếu ta bỏ nguồn điện trước tháo dầu thì điện tích và hiệu điện tụ thay đổi nào? Câu 3.Hai cầu nhỏ có điện tích và khối lượng là q 1, m1; q2, m2 Ban đầu chúng có vận tốc giống (cả hướng và độ lớn) Chúng bắt đầu chuyển động vào điện trường Sau khoảng thời gian người ta thấy hướng chuyển động cầu quay góc 60 o và độ lớn vận tốc giảm hai lần, còn hướng chuyển động cầu thì quay góc 90o a) Hỏi vận tốc cầu thay đổi bao nhiêu lần? b) Xác định tỷ số k 2= q2 m2 theo k 1= q1 m1 H.2 Câu 4.Có số đèn (3V- 3W) và số nguồn, nguồn có suất điện động = 4V, điện trở r = 1 a Cho đèn Tìm số nguồn ít và cách ghép đèn, ghép nguồn để đèn sáng bình thường Xác định hiệu suất cách ghép b Cho 15 nguồn Tìm số đèn nhiều và cách ghép đèn, ghép nguồn để đèn sáng bình thường Xác định hiệu suất cách ghép Câu 5: Cho mạch điện hình Tất các vôn kế giống nhau, tất các điện trở giống Vôn kế V 8V, vôn kế V3 10V Tìm số vôn kế V5 V V V V V V n Hì nh dây đôi điện thoại dài 4km, người ta nối phía đầu dây với nguồn điện có hiệu Để xác định vị trí chỗ bị chập điện 15V; ampe kế có điện 3trở không đáng kể mắc mạch phía nguồn điện thì thấy đầu dây bị tách thì Câu 6: ampe kế 1A, đầu dây bị nối tắt thì ampe kế 1,8A Tìm vị trí chỗ bị hỏng và điện trở phần dây bị chập Cho biết điện trở đơn vị dài dây là 1,25Ω/Km HẾT (2) ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSG TRƯỜNG LỚP 11 MÔN VẬT LÝ NĂM HỌC 2009-2010 Bài (2,00 điểm) Câu 224 = 01.nên Điện tíchđầu của2 tụ:(2 đ)4 nối với dây dẫn mà không có điện trở R0 nào Vì R và đầu đ- Vì R13 = 2R0/3 < R0 nên đầu và đầu phải có mạch mắc song song εS nên ta chọn−mạch 10 - Vì mạch giản C= =4,8 10 F song song có hai nhánh, số điện trở + đơn nhánh là x vàKy4 πd (a) (x, y: nguyên dương) + Q =E.U = 115.10-10C Tính I: (3 xR đ) yR0 R0 tụ ló + Gọi x là độ cao dầu : x = vt, dầu tụt xuống tụ trở thành tụ mắc 3ra khỏi xR yR0 xy 2( x y ) ; - Ta có: song song - Để đơn giản, ta chọn x = 1, thay vào biểu thức ε ax ε a vt C1 có điẹn môi không khí: C1 = = trên ta có:+yTụ = d Vậy mạch 1-3 có dạng đơn giản hình vẽ (a) d εε a(a − x ) εε a( a − vt ) 00/3 - Vì: + R12Tụ= CR14có= điện R23 =môi R34 là = 5R 0/3 = R0 + 2R dầu: C = = 2 Nên các mạch 1-2, 1-4, 2-3, 3-4 gồm điện trở R d0 d mắc nối tiếp với mạch 1-3 trên Vậy sơ đồ cách mắc vt(ε −1) đơn giản hộp X trên hình vẽ (b) ¿+C =C − + Điện dung tụ tháo dầu: + Điện tích tụ tháo dầu: [ εa ] 1¿ C=C¿ vt (ε − 1) , , Q =C E=Q − εa | ΔQ| |Q, − Q| v (ε −1) −10 + Dòng điện: I = = =Q =1 ,12 10 A Δt t εa [ 0,50 0,5 0,5 3 0,50 0,5 0,50 0,5 0,50 0,5 0,5 0,5 ] 0,5 Nếu bỏ bỏ nguồn thì Q và U thay đổi nào: ( đ) + Nếu bỏ nguồn: Q không thay đổi, vì C thay đổi nên U thay đổi Q U = >U , C − vt( ε − 1) εa + Khi tháo hết dầu thì : vt=a, U , =εU U ,= Chú ý: Nếu Bài (2,00 điểm) o a) Gọi vo là vận tốc đầu cầu.v1 là vận tốc cầu quay góc 60 v2 là vận tốc cầu thí sinh giải theo cách quay góc 90o khác mà vo đúng thì Theo đề bài cho v 1= cho điểm tối đa Gia tốc cầu là không đổi quá trình chuyển động Chọn hệ trục Oxy hình (với Oy vo) Xét cầu 1: ¿ vo o o v o − cos 60 q1 E x ( − v cos 60 ) − ( − v o ) a1 x = = = (1) m1 Δt Δt vo o sin 60 o q E v sin 60 a1 y = y = = (2) m1 Δt Δt ¿{ ¿ ¿ q2 E x − ( − v o ) v o a2 x = = = (3) m2 Δt Δt Xét cầu 2: q2 E y v2 a2 y = = (4) m2 Δt v1 q1 60 o vo (3) Giải: *Tìm tỷ số R/RV + V3 = V1 +RI1 + R(I1+ IV2) = RI1+RIV2 (1) + IV2 = (8+ RI1)/RV (2) và I1 = 8/RV (3) + (1),(2),(3) 4x2 +12x-1= (4) với x =R/RV + Giải (4) x = 10 *Tìm số V5 + V5 = V3 +RI3 + R(I3+ IV4) = 10+2RI3 +RIV4 (5) +IV4 = (10+ RI3)/RV (6) + I3 = 10/RV +16/RV + 8R/ RV2 (7) + Thay (6),(7) vào (5) và chú ý x = 10 V5 = 1 10 V 2 Giải: + Mô tả mạch tương đương Gọi L là chiều dài dây điện thoại , x là khoảng cách từ chỗ hỏng đến nguồn, R là điện trở phần cách điện chỗ bị hỏng + Khi đầu dây bị tách ( mạch điện tương đương với khóa k mở) U = (2xα + R)I1 2,5x + R = 15 (1) + Khi đầu dây bị nối tắt (trong mạch điện tương đương với khóa k đóng ) R.2 L x U 2 x I2 R L x 3,75x2 – 27,5x-R+50 = (2) + Từ (1) & (2) 3,75x2 – 25x +35 = (3) + Giải (3) x = 2km (1) R = 10km x + - A R L K (4)