38

ĐỀ KHẢO SÁT NĂNG LỰC 38 Bài 1: Ba cầu trượt khơng ma sát cứng,mảnh nằm ngang.Biết khối lượng cầu m1  m2  m ;lị xo có độ cứng K khối lượng không đáng kể.Quả cầu có khối lượng l m3  m Lúc m đầu cầu 1,2 đứng n,lị xo có độ dài tự nhiên Truyền cho vận tốc đến va chạm đàn hồi vào cầu Sau va chạm,khối tâm G cuả cầu 1,2 chuyển động nào?Tìm vận tốc cuả G Chứng minh hai cầu dao động điều hồ ngược pha quanh vị trí cố định G.Tìm chu kỳ biên độ dao động cuả vật Bài 2: Ở mạch điện hình vẽ, nguồn điện có suất điện động E = 8V, điện trở r=2 Điện trở đèn R1=3; điện trở R2=3; điện trở ampe kế không đáng kể K A E ,r R1 D R B C A  K mở, di chuyển chạy C người ta nhận thấy: điện trở phần AC biến trở AB có giá trị đèn tối Tính điện trở tồn phần biến trở  Mắc biến trở khác thay vào chỗ biến trở cho đóng K Khi điện trở phần AC ampe kế 5/3A Tính giá trị tồn phần biến trở Bài 3: Một vật nhỏ khối lượng m, mang diện tích –q trượt khơng ma sát mặt phẳng nghiêng AB=l hợp với phương nằm ngang góc α Tại chân đường cao AH xuống mặt phẳng ngang BC có đặt diện tích +q (hình vẽ) A a) Tính vận tốc vật vật trượt đến B, biết vật bắt đầu trượt không vận α H từ A tốc đầu b) Để vận tốc giống khơng C điện tích q α bao nhiêu? B có Bài 4: (5 điểm) 1.Có số điện trở r = () Hỏi phải dùng tối thiểu điện trở để mắc thành mạch có điện trở () Xác định số điện trở r, vẽ sơ đồ mạch ? 2.Cho mạch điện hình vẽ : E1 = 6V; r1=1Ω; r2=3Ω; R1=R2=R3=6Ω a) Vôn kế V (điện trở lớn) 3V Tính suất điện động E2 b) Nếu đổi chỗ hai cực nguồn E2 vơn kế V bao nhiêu? E1,r D A R V C E2,r R B R Bài 5: (3 điểm) Phương án thí nghiệm: Cho nguồn điện khơng đổi (có điện trở trong), vơn kế khác có điện trở hữu hạn.Bằng kiến thức học, trình bày phương án xác định suất điện động nguồn điện số tối thiểu mạch điện dùng vôn kế B1 a.Chuyển động cuả khối tâm G: Vì cầu va chạm đàn hồi với cầu hệ kín nên động lượng(theo phương ngang) động bảo toàn.Gọi v1 , v3 vận tốc cầu sau va chạm,ta có: m v02 mv12 m v32   � 3v32  2v0 v3  v02 2 2 (2) (3) v 2v v3   v1  v  v (loại vơ lý) (4) (3) có nghiệm Đưa (4) vào (1) ta có: m m v0  mv1  v3 2 (1) Hệ hai cầu hệ cô lập nên khối tâm G chuyển động thẳng đều.Từ toạ độ khối tâm,ta có : xG  dx m1 x1  m2 x2 m v  m2 v2 � G  vG  1 m1  m2 dt m1  m2 (6) v1  2v0 v2  nên (6) cho ta: (0,25đ) 2v m1 m 2v0 3  v0 vG  m1  m2 = m  m (7) Sau va chạm: b.Dao động cuả cầu +Chọn trục toạ độ Ox nằm ngang,gốc O trùng với khối tâm G cuả hai cầu +Khi lò xo chưa biến dạng,gọi cầu.Toạ độ cuả khối tâm : 01 ,0 vị trí cân cuả hai cầu.Lúc x1 , x2 toạ độ cuả hai xG  m1 x1  m2 x2 l 0 x1  x2  m1  m2 m1  m2 Với Phương trình chuyển động cuả m1  m Do khối tâm đứng yên có là: mx ''   K ' x � x ''  x1  x2  K' x0 m (8) l nên ta coi G nơi buộc chặt cuả hai lắccó khối lượng l m1 , m2 chiều dài lò xo Độ cứng cuả lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài nên K’ = K,nên (8) viết là: x ''  2K x0 m Tần số góc cuả dao động : 1  2K m Chu kỳ dao động : T1  2 m  2 1 2K Tương tự,m2 có chu kỳ dao động : T2  2 m 2K Hai dao động ngược pha Vận tốc cuả cầu khối tâm: v1G  v1  vG  2v0 v0 v0   3 v2G  v2  vG   v0 v  3 Cơ bảo tồn nên biên độ dao động tính: m1v12G KA12 v  � A1  2 m 2K m2 v22G KA22 v  � A2  2 m 2K Bài 3: a) Gọi điện trở toàn phần biến trở R, điện trở toàn phần AC x Khi K mở, ta vẽ lại mạch điện hình vẽ E,r x Điện trở toàn mạch: R A R-x B C hay ; A B E,r R R’- C x=6 r D Cường độ dòng điện qua đèn Thay số vào, ta tính : Khi đèn tối tức I1 nhỏ hay mẫu số lớn Theo đèn tối x = 1Ω Vậy R = 3Ω b) Khi K đóng ta có mạch điện hình vẽ Điện trở toàn mạch R’ điện trở toàn phần biến trở Từ hình vẽ ta có : R k R D Theo đầu IA = I – IBC = A Thay biểu thức I IBC vào, ta được: R’ = 12Ω Bài 4: Chọn gốc trọng lực mặt BC gốc tĩnh điện ∞ - Năng lượng vật A gồm có:  Thế trọng lực mglsinα  Thế tĩnh điện : -q.VA = - Năng lượng vật tai B gồm có :  Thế tĩnh điện : -q.VB =  Động : - Áp dụng định luật bảo toàn lượng : mglsinα - K = - (*) - Nếu khơng có điện tích q vận tốc vật B V’ B tính sau : mglsinα =  (**) (*) (**) giống : – tgα =  α = 45o * Gọi điện trở mạch R Vì R < r nên điện trở r phải mắc song song Giả sử mạch gồm điện trở r mắc song song với mạch có điện trở X hình (a) Ta có : R = = X = 7,5 () Với X = 7,5 () ta có X có sơ đồ hình (b) Ta có : X = r + Y Y = X - r = 7,5 - = 2,5 () Để Y = 2,5 () phải có điện trở r mắc song song Vậy phải có tối thiểu điện trở r mắc hình (c) 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 a Tính suất điện động E2 0.25 E1,r D I + Điện trở toàn mạch + I đến A rẽ thành hai nhánh: I R1 A I V R3 B R2 H.1 + 0.25 + -3I = => I = 1A, I = 3A 0.25 Với I= 1A: E1 + E2 = ( R + r1 +r2 )I = => E2 = 2V - 0.25 C + UCD = UCA + UAD = -R1I1+ E1 – r1I1 = -3I - E2,r 0.25 Với I = 3A: E1 + E2 =8 *3 = 24 => E2 = 18V 0.25 b Đổi chỗ hai cực nguồn E2 vơn kế + Khi đổi chỗ hai cực hai nguồn mắc xung đối - Với E2 = 2V< E1 : E1 phát , E2 thu, dòng điện từ cực dương E1 0.25 UCD = UCA + UAD =6 -3I = 4,5V 0.25 0.25 - Với E2 = 18V > E1: E2 nguồn, , E1 máy thu UCD = UCA + UAD = R1I1 + E1 +r1I = +3I = 10,5V 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Gọi điện trở vôn kế X Y Gọi E r suất điện động điện trở nguồn đó: U1 X E r    1 U1 X (1) + mạch ngồi gồm X E X  r 0.5 (U1 số vôn kế X) U2 Y E r    1 U2 Y (2) + mạch ngồi gồm Y E Y  r 0.5 (U2 số vôn kế Y) E E 1    r.(  ) X Y (3) Từ (1) (2) ta có: U1 U +mạch ngồi gồm X song song với Y 0.5 U3  E 1  E 1 X Y  �   r.(  ) 1 X Y  r  r.(  ) U 1 X Y  X Y (4) 0.5 (U3 số vôn kế ) E E E     E  (*) 1 U1 U U   U U U3 Từ (3) (4) ta có 1.0