Cho các dây nối, một bóng đèn dây tóc có hiệu điện thế định mức 12V, một bình acquy có suất điện động 12V và điện trở trong rất bé, một ôm kế, một vôn kế, một ampekế và một nhiệt kế.. Hã[r]
(1)TRƯỜNG THPT TỔ VẬT LÝ – CÔNG NGHỆ ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHON ĐỘI TUYỂN OLYMPIC 2013 MÔN THI: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 180 phút Bài 1(4 điểm) Ở hai đầu nhẹ cách điện có gắn hai viên bi nhỏ A,B có khối lượng m1, m2 và dang tích điện q1, q2 tương ứng Thanh có thể quay không ma sát quanh trục nằm ngang vuông góc với thanh,trục quay cách viên bi A, B lần luơtj l1, l2 tương ứng Hệ thống dặt điện trường E có phương thẳng đứng hướng từ lên.Ban đầu người ta giữ cho nằm ngang, buông ko vận tốc a.Muốn cho nằm ngang thì cường độ điên trường E0 bao nhiêu b.Giả sử cường độ điện trường là E0/2 Tính vận tốc viên bi B qua vị trí thẳng đứng Bài 2(4 điểm): Một tụ phẳng gồm kim cách khoảng d =5cm đặt nằm ngang Cho tụ điện tích điện: trên tích điện dương, tích điện âm, đến hiệu điện U=100V Bên có hạt bụi tích điện khối lượng m=10-3g nằm lơ lửng a Tìm dấu và điện tích hạt bụi b Đột nhiên hạt bụi phần điện tích và chuyển động nhanh dần xuống với gia tốc a= 2m/s Tìm lượng điện tích c Nếu sau điện tích muốn hạt bụi lơ lửng thì phải tăng hay giảm hiệu điện kim loại Cho g=10m/s2 Bài 3(5 điểm) Cho mạch điện hình vẽ: Nguồn điện có E = 8V, r = 2Ω Đèn có điện trở R1 = 3Ω, R2 = Ω, điện trở ampe kế không đáng kể a) K mở di chuyển chạy C đến vị trí mà RBC = 1Ω thì đèn tối Tính điện trở toàn phần biến trở RAB b) Thay RAB = 12Ω di chuyển chạy C đến (trung điểm AB) A đóng K Tìm số ampe kế lúc này Bai (5 điểm): Cho mạch điện hình vẽ bên: R1=r, R2 = 2r, R3=3r Lúc đầu K đóng, dòng điện mạch đã ổn định người ta thấy Vôn kế R1 + E,r R2 K G Uv = 27(V) R V a) Tìm suất điện động nguồn điện R3 V C b) Cho K mở, dòng điện đã ổn định, xác định số Vôn kế lúc này B c) Xác định chiều và số lượng Electron qua điện trở R sau K mở Biết C = 1000(F) Bài 5.(2 điểm) Cho các dây nối, bóng đèn dây tóc có hiệu điện định mức 12V, bình acquy có suất điện động 12V và điện trở bé, ôm kế, vôn kế, ampekế và nhiệt kế Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để xác định nhiệt độ dây tóc bóng đèn sáng bình thường Hệ số nhiệt độ điện trở vônfam làm dây tóc đã biết HẾT D (2) Bai ên bi chịu tác dung lực tính hợp lực hai lực E0 m1l1 m2l2 g q1l1 q2l2 Muốn cân thi mômen tác dụng lên cân Từ đó: b Khi thẳng đứng viên bi B có vận tốc v2 thì bi A có vận tốc v1 = v2l1/l2 (Tốc độ quay hai viên nhau) Gọi điện điện trường nằm ngang (tại trục quay) là V , Khi thẳng đứng A và Blaf V1 và V2 Ta có: V0 – V1 = E.l1 V2 – V0 = El2 Áp dụng định luật bảo toàn lượng hệ điện tích điện trường hai trạng thái: q1V0 +q2V0 +W12 = q1V1 + q2 V2 + W12 + 1/2m1v12 + 1/2m2v22 + m1gl1 – m2gl2 (thees trọng trường) l2 thay cac giá trị trên vào và tìm v2 = m2l2 m1l1 g m1l12 m2l22 Bai Giải: a) Tính điện trở toàn phần biến trở RAB - Hình vẽ Đặt: RAB = R ; RCD = ( x+ 3) x+ RAD =R− x+ I= RBC = x ; RAC = R – x Khi K mở mạch điện vẽ lại sau 3(x +3) ; x +6 8( x+ 6) E = R AD +r − x +( R −1)x +21+6 R I1 = U CD I R CD = ⇒ x + R1 x + R1 I1 = 24 y I1 = 24 − x +(R− 1) x+ 21+ R Khi đèn tối thì I1 nhỏ Đặt y = -x2 + (R - 1)x + 21 + 6R x=− Cường độ dòng điện qua đèn B R −1 = 2A ymax Theo đề: ; I1 y max : x = 1Ω , R = 3Ω b) Tìm số ampe kế lúc này Khi K đóng chạy C – Hình vẽ R3 = RAC = 6Ω R4 = RBC = 6Ω RAD = R234 R1 =2 Ω R234 = 6Ω R234 + R1 A R R R (3) E I2 = U AD = A R234 I= E =2 A R AD +r UAD = I RAD = 4V , I =I 4= A I =I A + I I A = A ⇒ số ampe kế là A Bai 4: - Khi K đóng: I I1 I , U AD I1R1 I R Xét cho toàn mạch: E I.r U AB I.r I1.r I.3r hay U AD I1r I2 2r U DB U Vv 3r 3r r Giải E = 42(V)- Khi K mở: Khi dòng đã ổn định Mà E I1 0;I' R2 R3 r r , U C U AB I' (R R ) 35(V) I Trước K mở điện tích trên tụ Sau K mở, điện tích trên tụ điện + M Q C.U ' 35.10 (C) Lượng điện tích đã qua R là Electron từ G qua R1 sang A P Q Q1 ne 5.1016 e Số lượng electron qua R1 là: Bài 5: Điện trở vật dẫn kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ theo quy luật: R R (1 t) E, r R1 F R2 R5 K C D R3 R4 Hình (1) Như xác định điện trở dây tóc nhiệt độ đèn làm việc bình thường và nhiệt độ nào đó thì có thể suy nhiệt độ nó sáng bình thường Giả sử nhiệt độ phòng (ứng với nhiệt độ t1) điện trở dây tóc là: R R1 R (1 t1 ) R 1 t1 (2) Khi đèn sáng bình thường, giả sử hiệu điện và cường độ dòng điện qua đèn tương ứng là U và I thì điện trở bóng đèn đó là: R2 U I (3) Thay các biểu thức (2) và (3) vào (1), ta nhận được: R 1 U R (1 t ) t (1 t1 ) 1 t1 IR1 (4) Từ đó có thể đưa phương án thí nghiệm theo trình tự sau: + Đọc trên nhiệt kế để nhận nhiệt độ phòng t1 + Dùng ôm kế để đo điện trở dây tóc bóng đèn đèn chưa thắp sáng để nhận điện trở R Khi dùng ôm kế có dòng nhỏ qua dây tóc thay đổi nhiệt độ dây tóc đó là không đáng kể + Mắc mạch điện cho đèn sáng bình thường, đó ampe kế mắc nối tiếp và vôn kế mắc song song với bóng đèn + Đọc số vôn kế ampe kế để nhận U và I + Thay các số liệu nhận vào công thức (4) để tính nhiệt độ dây tóc N Q (4) (5)