K mở: Ta có sơ đồ mạch điện tương đương như hình –4... 0,5 0,5 4 a, Khi K đúng dũng điện chạy vào ống dõy như hỡnh vẽ Áp dụng quy tắc nắm tay phải ta xỏc định được chiều đường sức từ tr
Trang 1UBND HUYỆN LẠNG GIANG
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN
Năm học 2012 – 2013
Môn thi: Vật lí 9
Ngày thi: 03/01/2013
Thời gian làm bài: 150 phút
HƯỚNG DẪN CHẤM
1
Câu1: (4 điểm)
a) Giả sử dòng điện trong mạch có chiều như hình 2.1
- Vì ampe kế có điện trở rất nhỏ nên gộp A với N, P với B,
ta được mạch hình 2.2 {R2 // (R1 nt [RĐ // R3])}
- Cường độ D Đ định mức của đèn: đm P
U
Điện trở của đèn
2 Đ
U
P
- +) Điện trở tương đương của đoạn mạch: 3
3
4
R R R
§ 3§
§
+) R13Đ = R1 + R3Đ = 10 t 2 13
6
R R R
§
®
§
- Vì đèn sáng bình thường nên U3 = UĐ =Uđm= 6 V và IĐ = Iđm = 0,5A
+) Cường độ dòng điện chạy qua R3: 3 PB
3
U
R
+) Cường độ dòng điện chạy qua R1: I1 = I3 + IĐ = 1,5A.= I13D
+) Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch: U = U2 = U13Đ = I13DR13Đ = 1,5.10 = 15V
+) Cường độ dòng điện chạy qua machj chính: I R U 156 2,5(A)
td
+) Quay về sơ đồ gốc Số chỉ của ampe kế IA = I – I3 = 1,5A
b) Khi thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn thì mạch điện trở thành
R1 // (R2 nt RĐ) nt R3 (hình 2.3)
- Giả sử dòng điện trong mạch có chiều như hình 2.3
- Tính các điện trở:
+) R2Đ = R2 + RĐ = 27Ω.Ω
1
54 11
R R R
2§
§
2§
+) Rtđ = R3 + R12Đ = 120
- Cường độ dòng điện mạch chính
tđ
U
+) UMP = I 12Đ R12Đ = 6,7Ω.5V
0,25
0,25
0,5
0,25 0,25
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
0,5
0,25
I Đ
R 2
R 3
P M
I 2
R 1
I 3
I 1 R Đ
N
=A
Hình 2.2
I
I A
I 3
A Đ
B
R 1
R 2
R 3
Hình 1
P N
M
A
Đ
R 1
R 3
M
R 2
Đ N
V v
Trang 2
+) Cường độ dòng điện qua R2 và đèn: 2 Đ MP
2Đ
U
R
Số chỉ của vôn kế UV = UĐ + U3 = 11,25V
0,25
0,25 0,25
2
a, Điện trở của dây MN : RMN = l
ρ
S =
7Ω.
7Ω.
4.10 1,5 10
= 6 ()
b, Gọi I1 là cường độ dòng điện qua R1, I2 là cường độ dòng điện qua R2 và Ix là cường độ dòng
điện qua đoạn MC với RMC = x
- Do dòng điện qua ampe kế theo chiều từ D đến C nên :
I1 > I2, ta có :
U = R I = 3IR1 1 1 1;
2
1
U = R I = 6(I - )
3 ;
- Từ UMN = UMD+ U = U + U = 7Ω (V)DN R1 R2 ,
ta có phương trình : 3I + 6(I - 1 1 1 ) = 7Ω.
3 I1 = 1 (A)
- Do R1 và x mắc song song nên : 1 1
x
- Từ UMN = UMC + UCN = 7Ω 3 3 1
x + (6 - x)( + ) = 7Ω
2 + 15x – 54 = 0 (*)
- Giải pt (*) và lấy nghiệm dương x = 3 () Vậy con chạy C ở chính giữa dây MN
1
0,5
0,5
0,5
0,5
1 K đóng:
a Khi C ≡ N , RMN bị nối tắt bỏ ra khỏi
sơ đồta có sơ đồ mạch điện:
Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 là:
UAC = U1 = I.R1 = 4.3 = 12(V)
Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2
U2 = UCB = U – U1 = 21-12 = 9(V)
Cường độ dòng điện qua đèn là:
3
§
9 2( ) 4,5
CB
U
R
Cường độ dòng điện qua R2 là: I2 = I – I3 = 4-2 = 2(A)
Điện trở R2 là: 2
2
9
4, 5( ) 2
CB
U R I
b Hiệu suất sử dụng điện của mạch điện:
0, 786 78, 6%
21.4 84
H
0,5
0,5
0,5
1
2 K mở: Ta có sơ đồ mạch điện
tương đương như hình –4
Điện trở tương đương toàn mạch
điện:
4, 5(9 )
13, 5
CN CB
CN
R
x x
2 1
4, 5(9 ) 81 6 3
13,5 13, 5
Cường độ dòng điện qua mạch chính: 21.(13, 5 2)
81 6
AB
I
0,5
A
N
+ U _
D
A
Hình - 3
1
R
§
2
I
3
I I
B
A
Hình - 4
1
R
§
CM
R
CN
R
N M
3
I
2
I I
Trang 3Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch CB:
21.(13, 5 2) 4, 5(9 ) 94, 5.(9 2)
Cường độ dũng điện chạy qua đốn:
CB CNB
I
Để độ sỏng của đốn yếu nhất thỡ I3 min Û 90 - (x-3)2 max Û x = 3 Hay RMC = 3
0,5
0,5
4
a, Khi K đúng dũng điện chạy vào ống dõy như hỡnh vẽ
Áp dụng quy tắc nắm tay phải ta xỏc định được chiều đường sức từ trong lũng ống dõy như hỡnh
vẽ đầu ống dõy bờn trỏi là cực bắc
Áp dụng quy tắc bàn tay trỏi ta xỏc định được chiều lực điờn từ tỏc dụng lờn dõy như hỡnh vẽ => Dõy Ab bị kộo vào trong mặt phẳng tờ giấy
b Kớ hiệu hai thanh lần lượt là A, B Đặt thanh A nằm ngang rồi đưa một đầu thanh B lại gần
đầu thanh A và giữa thanh A Nếu:
+ Thanh B hỳt thanh A ở hai vị trớ như nhau thỡ thanh B là thanh nam chõm
+ Thanh B hỳt thanh A ở đầu mạnh hơn ở giữa thanh thỡ thanh A là thanh nam chõm
0,25 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 0,5
Điện trở và CĐ D Đ định mức của mỗi đốn là :
R1= 15 ), Iđm1= 0,4 A; R2 = 6), Iđm2= 1A
Vỡ cỏc đốn sỏng bt nờn U, I, P đạt cỏc giỏ tri định mức
Mà U1=U2=6V, U=12V ; I1 < I2 nờn ta cú thể mắc theo hai cỏch sau:
TH 1: (Đ1//Rx)nt Đ2
Ux=U1=6V
Ix=I2-I1= 1-0,4=0,6A => Rx= 6/0.6=10
TH 2: (Đ1// Đ2)nt Rx
Ux=U- U1=6V
Ix=I2+I1= 1+0,4=1,4A => Rx= 6/1,4= 4,29
b/Cụng suất tiờu thụ của biến trở trong mỗi cỏch mắc Nờn dựng theo cỏch mắc nào?
TH1: P1= U1I1 = 3,6W
TH2: P2= U2I2 = 8,4W
Thấy P1 <P2 => Nờn mắc thao cỏch 1
0,5
1
1
0,5 0,5 0,5
6
Giải
Nhiệt lượng tỏa ra của ấm: Q1 = P t = 1000 600 = 600 000 (J)
Nhiệt lượng nước thu vào:
Q2 = . 1
100%
H Q
= 90%.600000
Mà
Q2 = m.c.(100 – 30) = 4200.m.7Ω.0 = 294 000.m (2)
Từ (1), (2) giải ra ta được m 1,82 (kg)
0,5
0,5 0,5
- Học sinh có thể giải bài theo cách khác đúng kết quả cho điểm tối đa
- Thiếu đơn vị mỗi lần trừ 0,5 điểm; toàn bài thiếu hoặc sai đơn vị trừ không quá 1 điểm
- Điểm bài thi là tổng điểm các câu không làm tròn
A
B
+
-K Hỡnh 4
F
B
x
Đ
1
D
Đ2
x
Đ
1
D
Đ2 N