14

ĐỀ KHẢO SÁT NĂNG LỰC 14 Bài 1(3,5 điểm) Một hạt khơng mang điện tích, đứng n bị vỡ từ r trường B thành hai mảnh khối lượng m1 m2, mang điện tích tương ứng q –q Biết sau khoảng thời gian t kể từ vỡ hai mảnh gặp Bỏ qua tương tác Culông hai mảnh lực cản mơi trường Tìm khoảng thời gian t Bài 2(4,0 điểm) Cho mạch điện hình vẽ : U = 60V (không đổi), a b C1 = 20µF, C2 = 10µF K Ban đầu tụ điện chưa tích điện Khóa K vị trí b, chuyển sang + C2 C1 U a lại b Tính điện lượng qua R R Sau chuyển K sang a lại b Tính điện lượng qua R lần chuyển thứ Hình 3 Tính tổng điện lượng qua R sau n lần chuyển khóa Bài 3(3,0 điểm) Hai ray dẫn điện dài nằm song song R P với nhau, khoảng cách hai ray l = 0,4m MN M PQ hai dẫn điện song song với gác tiếp v 2v xúc điện lên hai ray, vng góc với hai ray (Hình vẽ 4) Điện trở MN PQ r = 0,25, C R = 0,5, tụ điện C = 20µF ban đầu chưa tích điện, bỏ qua Q điện trở hai ray điện trở tiếp xúc Tất hệ thống N Hình r đặt từ trường có véc tơ B vng góc với mặt phẳng hình vẽ chiều vào , độ lớn B = 0,2T Cho MN trượt sang trái với vận tốc v = 0,5m/s, PQ trượt sang phải với vận tốc 2v Tìm cơng suất tỏa nhiệt điện trở R Tìm điện tích tụ , nói rõ tích điện dương ? Bài 4(5,5 điểm) Cho mạch điện hình Nguồn điện có suất điện động E =12V, điện trở r = 0,6 , AB biến trở chạy có điện trở tồn phần R =  Ba ắc quy nhau, có suất điện động e điện trở r0 = 0,5  Gọi điện trở phần AC x Khi x =  ắc quy nạp điện dịng qua ắc quy 0,4A Tính suất điện động ắc quy công suất tỏa nhiệt tồn biến trở Bộ ắc quy ( ba ắc quy nối tiếp) nạp đầy điện dùng để thắp sáng bình thường tối đa bóng đèn loại 1,5V-1,5W Nói rõ cách mắc đèn Ba ắc quy nạp đầy điện mắc vào mạch hình Hai điốt giống có điện trở thuận rD =  , điện trở ngược vô lớn , R biến trở Điều chỉnh giá trị R để công suất điện tiêu thụ biến trở cực đại , tìm giá trị cực đại E,r e0,r A C D B Hình e0,r0 R D 2e0,2r Hình B i , đ Theo định luật bảo toàn động lượng : m1v1 = m2v2 (1) sau vỡ hai hạt chuyển động ngược chiều Nếu hướng chuyển động mảnh hợp với véc tơ cảm ứng từ góc  �90 quỹ đạo hai mảnh đường xoắn ốc hướng xa nên hai mảnh không gặp Khi   90 hai mảnh chuyển động theo quỹ đạo trịn với tốc độ khơng đổi tác dụng lực Lorenxơ mv mv R1  1 R2  2 qB qB (2) Bán kính : kết hợp (1) (2) ta R1= R2= R Do hai điện tích trái dấu nên hai mảnh chuyển động đường trịn hai phía ngược đến gặp Khoảng thời gian từ vỡ đến gặp : t B i , đ 1, đ 0,5đ 0,5đ 0,25đ Lần 1, K chốt a tụ C1 tích điện Q1 = C1U Khi chuyển K từ chốt a sang chốt b lần điện tích tụ điện là: U11  U 21 � � Q11  Q21  C1U � 0,25đ 0,25đ Điện lượng dịch chuyển qua điện trở R là: 1, đ 0,5đ 0,5đ � C12 Q11  U �Q11 Q21 � C1  C2 �  � �� �C1 C2 CC � � Q21  U Q11  Q21  C1U � � C1  C2 � 0,5đ 0,5đ 2 m1m2 2 R  v1  v2 qB  m1  m2  Q1  Q1  Q11  0,5đ 0,5đ C2 C1U  400 C C1  C2 b) Khi chuyển K từ chốt a sang chốt b lần ta có: U12  U 22 � � C1C2 � �Q12  Q22  C1U  C  C U � � C12 C2 �Q12 Q22  Q  U (1  ) 12 � �C C1  C2 C1  C2 � C2 � E,r �� �� �Q  Q  C U  C1C2 U �Q  C1C2 U (1  C2 ) 12 22 22 � � C1  C2 C1  C2 C1  C2 � � I C Điện lượng dịch chuyển qua R lần là: A I1 I2 e0,r0 0,5đ 0,5đ B � C � C12 C2 400 Q2  Q1  Q12  C1U  U (1  )  � �C1U  C C1  C2 C1  C2 C  C �1 � 0,5đ 1, đ c) Sau chuyển K sang chốt b lần ta được: 2 � C � � C � C12 Q13  U (1  � � � �) C1  C2 �C1  C2 � �C1  C2 � � C � � C � CC Q23  U (1  � � � �) C1  C2 �C1  C2 � �C1  C2 � 0,25đ Điện lượng dịch chuyển qua R lần là: � C1 � C C C Q3  Q1  Q13  C1U � 1 (1  ( )1  ( ) ) � ( )3 C1U C1  C2 C1  C2 � C1  C2 � C1  C2 Sau chuyển K sang chốt b lần thứ n ta được: n 1 � � C2 � � C2 � C12 � Q1n  U (1  � �  � �) C1  C2 � �C1  C2 � �C1  C2 � � n 1 � C2 � � C2 � � C1C2 Q2 n  U (1  � �  � �) � C1  C2 �C1  C2 � �C1  C2 � � 0,25đ Điện lượng dịch chuyển qua R lần n là: Qn  � C1C2 C1 C2 C2 n  � C2 n U� 1 (1  ( )   ( ) ) � ( ) C1U C1  C2 � C1  C2 C1  C2 C1  C2 � C1  C2 0,25đ Vậy tổng điện lượng qua R sau n lần K chuyển sang chốt b là: n �C � C2 � � C2 � � C2 �� Q  Q1  Q2   Qn  � � C1U � � �  � �� C  C2 �C1  C2 � �C1  C2 � � �C1  C2 �� �1 � C2 n  (1  ( ) )C2U  (1  n ).6.10 4 C C1  C2 0,25đ 0,25đ B i , 1, đ Suất điện động cảm ứng xuất dẫn MN PQ : E1 = Blv ; E2 = 2Blv E  E2 3Blv I  R  2r R  2r Cường độ dòng điện mạch: 0,5đ 0,5đ đ 0,5đ �E  E2 � �3Blv � P  I 2R  � �.R  � �.R R  r R  r � � � � Công suất tỏa nhiệt R: 2 9.0, 0, 0,5 P 0,5  7, 2.10 3 �0, 0072(W)  0,5  0,5  1, đ 0,25đ Điện tích tụ điện C là: Q  C.U MN 0,25đ 3Blv � � Q  C  E1  I r   C �Blv  r � 2.10 7 (C ) R  2r � � 0,5đ Bản tích điện dương tụ nối phía điểm M B i , đ 2, đ 0,5đ Chiều dòng điện hình vẽ Tại nút A: I = I1 + I2 (I1 = 0,4 A) Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch ta có: UAC = I2.x = 6I2 UAC = E – I(r + RCB) = 12 – 3,6I UAC = 3e0 + 3r0I1 = 3e0 + 0,6 Giải hệ bốn phương trình ta được: I2 = 1,1A; I = 1,5A; e0 = 2V Từ đó: 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ P  PAC  PCB  R I  RCB I  14, 01(W) AC 2 1, đ 0,5đ Đèn có cường độ định mức điện trở Iđ = 1A; Rđ = 1,5Ω Bộ nguồn có Eb = 6V; rb = 1,5Ω Để đèn sáng bình thường phải mắc chúng hỗn hợp đối xứng Gọi số đèn mắc nối tiếp dãy x, số dãy đèn mắc song song với y Với x, y nguyên, dương 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ x.Rd 1,5 x RN   y y Ta có điện trở đèn 0,25đ Cường độ dòng điện chạy mạch I Eb   y.I d  y RN  rb 1,5 x  1,5 y 0,25đ 0,25đ � x + y = Suy số đèn tối đa x.y = 1, Vậy phải mắc đèn thành dãy song song, dãy gồm đèn e0,r mắc nối tiếp C Giả sử ốt mở dịng điện có chiều hình vẽ Xét vịng mạch ABDA, DCBD vài1nútB B ta cóRhệ phương trình i i2 D A 2e0,2r D đ i1  2  4,5i1  iR  0(1) � � 4  5i2  iR  0(2) � � i1  i2  i (3) � 0,25đ Giải hệ ta được: 0,25đ 20  R 36+4R 56 i2  i 45  19R ; 45  19R ; 45  19R Do i2 >0 với R ốt D2 mở Ta thấy R ≥ 5Ω � i1 ≤ điốt D1 đóng Cơng suất điện trở R PR  4e R 4e �  0,16(W)  R  rD  2r0  � R  rD  2r0 �  rD  2r0  � � R � � Khi R < 5Ω � i1 > điốt D1 mở  4e 2 Công suất điện trở R � � � � 56 56 � � PR  i R  � R  � � � �45  19 R � �45  19 R � � � �R � � PRmax ≈ 0,917 (W) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ ... I2 = 1,1A; I = 1,5A; e0 = 2V Từ đó: 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ P  PAC  PCB  R I  RCB I  14, 01(W) AC 2 1, đ 0,5đ Đèn có cường độ định mức điện trở Iđ = 1A; Rđ = 1,5Ω Bộ nguồn có Eb = 6V;