ĐÊ KHẢO SÁT NĂNG LỰC 16 Câu (4 điểm): Một vật dạng bán cầu, bán kính R đặt cố định mặt phẳng nằm ngang Trên đỉnh bán cầu có đặt vật nhỏ khối lượng m tích điện +Q, đặt hệ thống vào điện trường Bỏ qua ma sát vật m bán cầu, gia tốc trọng trường g a Nếu véc tơ cường độ điện trường nằm ngang, cường độ điện trường có giá trị cho lực điện trọng lực tác dụng lên vật có độ lớn Tìm vị trí vật m bắt đầu rời khỏi bán cầu b Nếu véc tơ cường độ điện trường có hướng thẳng đứng xuống, có cường độ điện trường lớn Vật m bắt đầu trượt xuống với vận tốc ban đầu khơng đáng kể Tìm vị trí vật m bắt đầu rời khỏi bán cầu Câu (4 điểm): Cho mạch điện hình vẽ: Hai điốt giống nhau, điện trở thuận điốt điện trở ngược vơ lớn Các nguồn điện có suất D2 D1 điện động E1 =0,8V, E2 = 1,6V điện trở khơng đáng kế Tìm R để cơng suất tỏa nhiệt cực đại Câu (4 điểm): Cho mạch điện hình vẽ, giá trị: E1, E2, r1 = r2 = r, R, R1, R2, C biết E1>E2, ban đầu tụ điện chưa tích điện Đóng K 1: a Thời điểm hiệu điện tụ điện cường độ dịng điện qua R bao nhiêu? b Tìm nhiệt lượng tỏa R sau tụ điện nạp đầy điện? K chuyển sang 2: a Tìm cường độ dịng điện cực đại qua nguồn E2? b Tìm nhiệt lượng tỏa mạch từ K bắt đầu chuyển sang đến điện tích tụ điện ? R E1 E2 K E1,r R1 E2,r R C Câu (4 điểm): Một sợi dây có chiều dài l =1m đầu treo vật có điện tích điểm Q =10-4C khối lượng m = 100g, đầu lại treo cố định điểm O từ trường có cảm ứng từ B = 103T Đưa vật lệch khỏi vị trí cân để phương sợi dây hợp với phương thẳng đứng góc thả nhẹ để vật chuyển động mặt phẳng vng góc với đường cảm ứng từ g = 10m/s2 a = 300 tìm lực căng dây treo vật qua vị trí thấp cao trình chuyển động b có giá trị thỏa mãn điều kiện sợi dây ln căng Bài (4 điểm):Một vật có khối lượng m = 0,5kg gắn vào với hai lò xo có độ cứng K1, K2 hình vẽ Hia lị xo có chiều dài lo = 80cm K1 = K2 Khoảng cách MN = 160 cm Kéo vật theo phương MN tới vị trí cách M đoạn 76cm thả nhẹ cho vật dao động điều hòa Sau thời gian t = 30 (s) kể từ lúc buông ra, vật quãng đường dai 6cm Tính K1 K2 Bỏ qua mát khối lượng lị xo, kích thước củae vật Cho biết độ cứng hệ lò xo K = K1 + K2 M K m N R2 HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ THI 11 Câu Nội dung a Điể m - Áp dụng định luật bảo tồn q trình chuyển động từ vị trí đầu đến vị trí có góc lệch hình vẽ ta có : = mgR(1-cos) + qERsin (1) - Theo định luật Newton : mgcos - qE sin - N = (2) - Từ (1) (2) mg = qE ta có : mgcos -mgsin - N = 2mg(1-cos) + 2mgsin 3mgcos -3mgsin-2mg = N Để vật m bắt đầu rời mặt cầu N=0 cos-sin = => cos(+ ) = 0,5 b Lực điện trường tác dụng lên vật hướng với trọng lực gọi P’là hợp lực hai lực trên, có phương thẳng đứng, chiều xuống nên ta coi vật m chuyển động trọng trường biếu kiến có gia tốc rơi tự có hướng thẳng đứng xuống - Áp dụng định lý động vận tốc vật vị trí có góc hình vẽ là: v2 = 2g’R(1 - cos)(1) mv N R - Định luật II Niu tơn: mg’cos (2) - Từ (1) (2) suy ra: N =mg’(3cos -2) 0.5 � cos - Vật bắt đầu rời mặt cầu N = Trong trường hợp vị trí vật bắt đầu rời mặt cầu khơng phụ thuộc độ lớn cường độ điện trường Giá sử điốt mở, dịng điện mạch có chiều hình vẽ Áp dụng định luật kiecsop -E1 +i1r + iR = D1 D2 -E2 + i2r +iR = i i i1 +i2 =i I 1 r =4 điện trở điốt thuận Giải hệ phương trình ta có: R E1 E21 i1 = ; i = ; i = ta thấy i2>0 với R nên D2 mở Còn D1 xãy hai trường hợp Trường hợp : R4 i1 nên D1 đóng Cơng suất tỏa nhiệt R : P = = (theo bất đẳng thức côsy) Pmax = = 0,16W R = r =4 Trường hợp : R < điốt mở cơng suất tỏa nhiệt R lúc : P’ = i2R = = P’max = 0,18W R= Vậy R = cơng suất tỏa nhiệt R đạt giá trị cực đại : PRmax= P’ = 0,18W K đóng a Xét thời điểm tụ điện nạp điện đến hiệu điện u = , áp dụng định luật ơm cho mạch ta có : i = = = b Tụ điện nạp đầy điện điện tích tụ q = CE1 Năng lượng tụ WC = Nguôn thực công W = CE Theo định luật bảo toàn lượng W = WC+ Q nhiệt lượng tỏa mạch Q = Nhiệt lượng toả R : Q’ = K chuyển sang a Cường độ dòng điện mạch cực đại tụ điện bắt đầu phóng điện : Imax = b Khi chuyển K từ sang tụ điện xãy hai giai đoạn: - giai đoạn đầu tụ điện phóng điện từ điện tích CE1 qua giá trị Tại thời điểm q = điện lượng qua nguồn q = CE1 Áp dụng định luật bảo toàn q.E2 + = +Q’ => Q’ = CE1E2 - + - giai đoạn sau tụ điện tích điện từ qua giá trị đến CE2 (tụ điện đổi dấu) điện lượng qua nguồn q’ = CE1 + Áp dụng định luật bảo tồn lượng ta có: (CE1 + )E2 + = +Q’’ => Q’’ = CE1E2 ++ 1 1 a - Ở vị trí cao vận tốc vật không nên vật chịu tác dụng trọng lực P lực căng T nên : T = Pcos = 0,866N - Ở vị trí thấp vị trí cân nên vận tốc vật cực đại : v= = 0,518m/s, Lực lorenxo f = qBv = 0,518N qua vị trí cân vật chuyển động qua, lại Giả sử qua từ trải qua phải lực lorenxo hướng lực căng dây theo định luật Newton ta có : T + f – P = => T = 0,51N Khi qua chiều ngược lại lực lorenxo ngược hướng lực căng lực căng T’ lúc : T’ = f + P + = 1,79N b dây treo chùng lực lorenxo hướng lực căng dây Xét vị trí có lực lorenxo lớn : T + f – P = 1 1 => T = - + 0,1()2 Để dây khơng chùng : - + 0,1()2 Đặt t ==> t2 -10t + 100 => cos0,9194 Bài 5: ( điểm) Lược thuật lại đáp án Bài Lập luận tính tính biên độ A = 4cm ( điểm ) T Xác định thời gian t = Tính Chu Kì T = 10 Tính 20(rad/s) Giải hệ : K1 = 150N/m ; K2 = 50N/m 1đ 1đ 0,5đ 0,5đ 1d ... Trường hợp : R4 i1 nên D1 đóng Cơng suất tỏa nhiệt R : P = = (theo bất đẳng thức cơsy) Pmax = = 0,16W R = r =4 Trường hợp : R < điốt mở cơng suất tỏa nhiệt R lúc : P’ = i2R = = P’max = 0,18W R=