De thi va dap an thi HSG cap truong nam 2013

Câu 4: 2 điểm Một tấm kim loại có diện tích bề mặt là 40cm2 được đem mạ niken bằng phương pháp điện phân.. Cường độ dòng điện qua bình điện phân là 2A, thời gian điện phân là 30 phút.[r]

SỞ GD&ĐT BẮC GIANG TRƯỜNG THPT LỤC NGẠN SỐ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2012 -2013 Môn: Vật lí 11 Thời gian làm bài:180 phút Họ và tên:………………………… Số báo danh :………………………………… ĐỀ BÀI A Câu 1(1 điểm) : Hai cầu nhỏ mang điện đặt chân không cách đoạn R = 1m, đẩy lực 1,8 N Điện tích tổng cộng hai cầu là 3.10 -5 C Tính điện tích cầu 6 q1 36.10  C q  4.10 C đặt hai điểm A và Câu 2: (3 điểm) Cho hai điện tích và B chân không, biết A và B cách đoạn 100cm a Tính cường độ điện trường tổng hợp C, biết C là trung điểm đoạn thẳng AB b Tính cường độ điện trường tổng hợp D, biết A, B, D tạo thành tam giac c Xác định điểm M mà đó cường độ điện trường tổng hợp không Câu 3: (3 điểm) Cho mạch điện hình vẽ có: E  24V, r  1, 6 , R1 R4 4, R2 16, R3 8 a Tính cường độ dòng điện chạy mạch chính và cường độ dòng điện qua các điện trở b Tính hiệu điện điểm M,N c Nếu nối MN dây dẫn Hãy tính cường độ dòng điện qua dây nối MN R1 R2 E,r M N R3 R4 B Câu 4: (2 điểm) Một kim loại có diện tích bề mặt là 40cm2 đem mạ niken phương pháp điện phân Cường độ dòng điện qua bình điện phân là 2A, thời gian điện phân là 30 phút Biết niken có A = 58, n = và có khối lượng riêng là 8,9.103kg/m3 a Tính khối lượng niken bán vào kim loại b Tính chiều dày lớp niken trên tâm kim loại, coi niken bám lên mặt tâm kim loại Câu 5: (1 điểm) Một dây dẫn dài vô hạn có đoạn uốn thành vòng tròn bán kính R = cm, dây dẫn có dòng điện I = 5A chạy qua( hình vẽ ) Xác định cảm ứng từ dây dẫn gây tâm vòng tròn - HẾT -Ban giám hiệu duyệt Tổ trưởng chuyên môn duyệt Người đề ……………………………… …………………………… ……………………… HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI Nội dung Câu q1 , q2 là điện tíc cầu - Do cầu đẩy và có độ lớn điện tích là 3.10-5 C nên cầu đó mang điện tích dương - Gọi - Theo định luật Cu – Lông ta có: 1,8.12 q1.q2  2.10  10 9.10 Thay số: (1) F k q1.q2 F R  q q  R2 k Từ và ta suy  10 q1.q2 2.10  5 q1  q2 3.10  q1 2.10 C ; q2 10 C a A  E2 0,25 0,25 ( ngược lại) B C + q 0,25 0,25 5 - Mặt khác theo bài ta có : q1  q2 3.10 (2) Điểm 0,25   EE1 q2 - Gọi E1, E2 là cường độ điện trường q1và q2 gây C   E - Ta biễu diễn , E hình vẽ Ta có - Cường độ điện trường q1 gây C là E1 k 6 q1 36.10  9.10 1, 296.106 2 r1 0,5 (v/m) - Cường độ điện trường q2 gây C là E2 k 6 q2 4.10  9.10 0,144.106 2 r2 0,5 (v/m) 0,25 0,25 - Vậy cường độ điện trường tổng hợp q1và q2 gây C là    E E1  E E E1  E2 1,152.106 - Về mặt độ lớn b    E E E1 0,25 D r3 A 0,25 (v/m) r4 B - Cường độ điện trường q1,q2 gây D biễu diễn hình vẽ Ta có - Cường độ điện trường q1 gây D là q 36.10 E1 k 12 9.109 3, 24.105 r3 (v/m) - Cường độ điện trường q2 gây D là q 4.10 E2 k 22 9.109 0,36.105 r4 (v/m) 0,25 0,25 - Vậy cường độ điện trường tổng hợp q1và q2 gây C là    E E1  E 0,25 E  E  E  E E cos120  2 - Về mặt độ lớn KQ c - Gọi E1, E2 là cường độ điện trường q1và q2 gây M - Gọi E là cường độ điện trường tổng hợp q1và q2 gây M    E E1  E = ( theo giả thuyết ) - Ta có:   E2 - hay E1    - Suy ra: E1 , E cùng nằm trên đường thẳng và ngược chiều nên điểm M phải nằm trên đường thẳng AB và khoảng AB Về mặt thì E1 E2 (1) - Gọi x ( x  ) là khoảng cách từ q1 đến M , suy khoảng cách từ q2 đến M là d  x ( d = AB ) - Ta có - Cường độ điện trường q1 gây M là E1 k 0,25 q1 x2 - Cường độ điện trường q2 gây M là q2 E2 k (d  x) - Từ (1) E1 E2  k 0,25 0,25 q2 q k 12  q2 x q1 (d  x ) 2 (d  x) x 0,25 2 - Thay số suy ra: x 36(1  x )  x  x  0 x  KQ a Ta có: - ( R1 nt R3 )//( R2 nt R4 ) - R13 R1  R3 4  12 - R24 R2  R4 16  20 - Điện trở tương đương mạch ngoài là R R 12.20 RN  13 24  7,5 R13  R24 12  20 0,25 - Cường độ dòng điện chạy mạch chính I E 24  2, 64( A) RN  r 7,5  1, 0,25 - Hiệu điện điểm AB là U AB I RN 2, 64.7,5 19,8(V ) - Cường độ dòng điện qua R1 và R3 là U 19,8 I1 I3 I13  AB  1, 65( A) R13 12 - Cường độ dòng điện qua R2 và R4 là 0,25 U 19,8 I I I 24  AB  0,99( A) R24 20 0,25 b Ta có : U MN U MA  U AN U AN  U AM Mà - U AN I R2 0,99.16 15,84(V ) - U AM I1.R1 1, 65.4 6, 6(V ) Vậy hiệu điện điểm M,N là: U MN U AN  U AM 15,84  6, 9, 24(V ) 0,25 0,25 0,25 0,25 c Khi nối M, N dây dẫn thì coi chập điểm M,N làm và đó mạch ta trở thành ( R1 / / R2 )nt ( R3 / / R4 ) - R12  R1.R2 4.16  3, 2 R1  R2  16 R34  R3 R4 8.4  2, 7 R3  R4  RN R12  R34 3,  2, 5,9 U AM I R12 3, 2.3, 10, 24(V ) U 10, 24 I1  AM  2,56( A) R1 - - Điện trở tương đương mạch ngoài là RN R12  R34 3,  2, 5,9 - Cường độ dòng điện chạy mạch chính I E 24  3, 2( A) RN  r 5,9  1, - Hiệu điện điểm AM là U AM I R12 3, 2.3, 10, 24(V ) 0,25 - Cường độ dòng điện qua R1 là 0,25 U 10, 24 I1  AM  2,56( A) R1 - Hiệu điện điểm MB là U MB I R34 3, 2.2, 8, 64(V ) - Cường độ dòng điện qua R2 là U 8, 64 I  MB  1, 08( A) R3 Vậy cường độ dòng điện qua dây nối MN là 0,25 0,25 I I1  I 2,56  1, 08 1, 48( A) a - Khối lượng niken bán vào kim loại là Áp dụng định luật Fa-ra-đây A m  It KQ F n b Chiều dày lớp niken trên kim loại là Ta có m  V  d s  d  m KQ  s Cảm ứng từ là tổng hợp cảm ứng từ B1 đoạn dây bị uốn cong gây và cảm ứng từ B2 dây dẫn dài vô hạn gây - Áp dụng quy tác bàn tay phải và quy tắc vào nam bắc ta thấy  B hướng ) B1 và B2 ngược chiều ( B1 hướng   vào  - Vậy cảm ứng từ là: B B1  B Về mặt độ lớn: Trong đó B1 2 10 B  B1  B2 I KQ R I KQ R B  B1  B2  KQ 0,25 0,25 B2 2.10 0,25 Vậy 0,25