15

N k Q M ĐỀ K CC E1 , r1 E2 , r2 R2 R1 m Hình KHẢO SÁT NĂNG LỰC 15 Câu (5,0 điểm) Cho lắc lò xo hình Vật nặng khối lượng m=100g, lò xo nhẹ có độ cứng k = 40N/m lồng vào trục thẳng đứng, đầu lò xo gắn chặt với giá đỡ tại điểm Q Bỏ qua mọi ma sát Lấy g=10m/s2 Đưa vật đến vị trí lò xo bị nén một đoạn 4,5cm rồi thả nhẹ Chọn trục tọa đợ k M m Hình Ox theo phương thẳng đứng, gốc O ở vị trí cân bằng, chiều dương hướng lên và gốc thời gian (t = 0) lúc thả vật a Chứng minh vật dao đợng điều hòa và viết phương trình dao đợng vật b Tìm thời điểm lò xo bị nén một đoạn 3,5cm lần thứ 35 và quãng đường vật được đến thời điểm đó? c Viết biểu thức lực đàn hồi lò xo tác dụng lên giá đỡ theo thời gian Cho đầu lò xo gắn cố định vào vật có khối lượng M = m được đặt bàn nằm ngang hình Đưa vật m đến vị trí lò xo không biến dạng rồi truyền cho nó vận tốc ban đầu có v0 độ lớn =120cm/s hướng thẳng đứng xuống Chứng tỏ rằng đến một thời điểm vật M bắt đầu bị nhấc lên khỏi mặt bàn? Tính tốc độ m ở thời điểm đó? Câu (2,0 điểm) Một dây đồng, đường kính d = 0,2mm có phủ một lớp sơn cách điện mỏng được quấn thành N vòng xếp sát để tạo thành một ống dây dài, có chiều dài l và đường kính D = 5cm Cho dòng điện có cường độ I 0= 1A chạy qua ống dây, sau đó ngắt các đầu dây ống khỏi nguồn Hãy xác định điện lượng chuyển qua ống dây kể từ lúc bắt đầu ngắt điện? Cho biết điện ρ = 1,7.10 −8 (Ω.m) trở suất đồng Bài 3(4 điểm) Một electron bay với động ban đầu Wđ = 3000 eV vào một tụ điện phẳng không khí theo hướng hợp với bản dương một góc α = 30 o Cho biết chiều dài tụ điện là l = 10cm, khoảng cách hai bản là d = 2cm, bỏ qua tác dụng trọng lực 1) Viết phương trình quỹ đạo chuyển động electron điện trường 2) Tính hiệu điện thế hai bản tụ, biết rằng electron rời tụ điện theo phương song song với các bản tụ.Biết 1eV = 1,6.10-19J; sin2α = 2sinα.cosα Bài 4(6 điểm) Cho mạch điện hình vẽ bên Ng̀n B D E1 = 4,8V , r1 = 1, 2W R1 = 6W, R2 = 2WC1 = 1mF , C2 = 3mF , Điện trở ampe kế và các dây dẫn không đáng kể 1) Khi khóa K mở, di chuyển chạy đến vị trí P điện tích tụ bằng và bằng 2,88µC - Tính cường độ dòng điện chạy qua ampe kế và qua các điện trở - Tính RMN và RMP 2) Đóng khóa K, di chuyển chạy tới vị trí Q khơng có dòng điện chạy qua ampe kế Lúc đó điện tích tụ C1 bằng 3,3µC Tính điện tích tụ C2, RMQ và E2 Cho biết r2 = 0,55Ω Bài 5(4 điểm) Một động điện có r’ = 2Ω hoạt đợng bình thường cần mợt hiệu điện thế U = 9V và cường độ dòng điện là I = 0,75A 1) Tính công suất có ích và hiệu suất động Tính suất phản điện đợng hoạt đợng bình thường 2) Để cung cấp điện cho đợng hoạt đợng bình thường người ta dùng 18 nguồn nguồn có E = 2V, ro = 2Ω Hỏi phải mắc các nguồn thế nào và hiệu suất bộ nguồn là bao nhiêu? Bài 6(6 điểm) Thanh kim loại CDr chiều dài l = 20 cm khối lượng m = 100g đặt vuông góc với B hai ray song song nằm ngang và nới với ng̀n điện r hình vẽ bên Hệ thống B được đặtAtrong từ trường đều có B = 0,2T và hướng thẳng đứng từ xuống Hệ số ma sát CD và ray là μ = 0,1 Bỏ qua điện trở các ray, điện trở tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng mạch 1) Biết CD trượt sang trái với gia tốc a = 3m/s Xác định chiều và độ lớn dòng điện I 2) Nâng đầu AB ray lên để các ray hợp với mặt phẳng ngang mợt góc α = 300 Tìm hướng và gia tốc chuyển động CD Biết CD chuyển động không vận tốc đầu Câu Y (5,0đ ) 1a Nội dung ∆l0 = Ở VTCB lò xo nén một đoạn mg = 2,5(cm) k Vật ở vị trí có tọa độ x Theo định luật II Niu tơn: k ⇔ − kx = mx ,, ⇔ x ,, = − x = −ω2 x m ω= Vậy vật dao động điều hòa có: Điê m 0,25 k(∆l0 − x) − mg = mx ,, k = 20(rad / s) m 0,75 x = A cos(ωt + ϕ) Phương trình dao đợng có dạng: ⇒ v = x , = −ωAsin(ωt + ϕ) Tại t=0 thì: 0,75  x = A cos ϕ = ∆l0 − ∆l = −2cm A = 2cm ⇒   v = −Aωsin ϕ = ϕ = π(rad) x = 2cos(20t + π)(cm) Vậy phương trình dao đợng là: 1b T= x n = ∆l0 − ∆l' = −1(cm) 0,25 2π π = (s) ω 10 0,25 Tọa độ lò xo bị nén: , chu kì: Từ mới liên hệ dao đợng điều hòa và chuyển động tròn đều ta thấy vật qua vị trí có tọa độ xn lần thứ 35 vào thời điểm: t= 35 − T 103π T + = (s) ≈ 5,39(s) 60 0,75 S = 17.4A + Quãng đường vật được đến thời điểm đó: A = 137(cm) 0,25 − 0,8cos(20t + π)(N) 1c Lực đàn hồi tác dụng lên vật m: Fđh = mg + ma = Lực đàn hồi lò xo tác dụng lên giá Q: Fdh' = −Fdh = 0,8cos(20t + π) − 1(N) 0,5 v02 A = ∆l + = 6,5(cm) ω Biên độ dao động m là: 0,25 F = mg − mω A cos(ωt + ϕ) ' dh Lực đàn hồi lò xo tác dụng lên M: Để M đứng yên áp lực nó tác dụng lên bàn thỗ mãn điều kiện: N ≥ ⇔ Mg + mg − mω2 A cos(ωt + ϕ) ≥ ∀ t M.g (M + 2m) v M+m ⇔ v02 ≤ ⇔ v0 ≤ 50 3(cm / s) ⇔ ∆l + ≤ k.m ω m.ω v0 > g 0,25 0,25 2 0,25 M(M + 2m) km Vì nên đến mợt thời điểm M bắt đầu bị nhấc lên khỏi bàn Thời điểm M bắt đầu bị nhấc lên khỏi mặt bàn lò xo phải giãn ∆l một đoạn , đó lực đàn hồi và trọng lực tác dụng lên nó cân bằng Mg Mg = k∆l ⇒ ∆l = = 2,5(cm) k nên: Lúc này vật m có toạ độ x=5cm Tốc độ vật m đó là: 0,25 v = ω A − x = 20 6,52 − 52 (cm / s) ≈ 83,1(cm / s) (2,0đ) Khi ngắt điện, ống dây xuất hiện suất điện động tự cảm etc đó có dòng e I = tc R điện qua ống dây: e tc ∆t ∆t ∆q ∆t R Điện lượng chuyển qua ống dây thời gian là: =I = ∆φ ∆φ φ2 − φ1 e tc = − ⇒ ∆q = − ⇒ ∆q = − ∆t R R Với φ2 φ2 là từ thông qua ống dây I=0 suy ra: =0 φ1 φ1 = L.I0 là từ thông qua ống dây I=I0 suy ra: L.I ⇒ ∆q = R (1) 2 N N πD L = µ0 S = µ0  4 Đới với một ống dây: (2) ′ 4′ R=ρ =ρ S′ πd Mặt khác điện trở ống dây: (3) N 2π 2d2D2 q = µ0 I0 16ρ′ ∆ Thay (2) và (3) vào (1) ta được: (4) ′ = NπD  = Nd Với chiều dài dây (5), chiều dài ống dây (6) Thay (5) và (6) vào (4) ta c: Dd ì5 ì102 ì2 ì104 q = I = 4π×10−7 ×1 ≈ 1, 45 ×10−4 C 16 ρ 16 ×1, ×10−8 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Định dạng
Số trang	5
Dung lượng	174,53 KB