PHÒNG GIÁO DỤC KRÔNG ANA
KỲ THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN KHOÁ NGÀY 23/2/2006
Đáp án và biểu điểm
Môn : Vật lý lớp 9
Bài 1 : (4 điểm)
1) Sơ đồ của mạch điện :
- Gọi R là điện trở của biến trở
- Ta thấy rằng U = U 1 + U 2
Mặt khác cường độ định mức của
hai bóng đèn khác nhau
A R
U
12
18 1
1
A R
U
6
12 2
2
2 = = =
Suy ra I 2 > I 1
Vậy để 2 bóng đèn sáng bình thường thì phải mắc mạch điện (như hình vẽ) Trong đó biến trở mắc song song với đèn 2 và chúng mắc nối tiếp với đèn 1
2) Điện trở của biến trở :
Cường độ dòng điện qua biến trở
I bt = I 2 – I 1 = 2 – 1,5 = 0,5A
Điện trở của biến trở
Ω
=
=
5 , 0
18 1
bt
I
U R
Bài 2 : (4 điểm)
Đèn 1 : 3V – 1,5W vậy :
Ω
=
=
15
9
1
2 1 1
P
U
R
U
6
3 1
1 = =
=
Đèn 2 : 6V – 3W vậy :
Ω
=
=
3
36
2
2 2
2 P
U
R
U
12
6 2
2
2 = = =
Ta có hiệu điện thế giữa 2 đầu điện trở R4 (gọi U4 = UAC)
U 4 = U AB – U 2 = 15 – 6 = 9V
Cường độ dòng điện chạy qua R4 (gọi là I4) là :
A R
U
5 , 4
9 4
4
Cường độ dòng điện chạy qua R3 (gọi là I3) là :
I 3 = I 4 – I 2 = 2 – 0,5 = 1,5A
Trang 2Hiệu điện thế giữa 2 đầu R3 (gọi U3 = UCD) là :
U 3 = U 2 – U 1 = 6 – 3 = 3V
Vậy = = = 2 Ω
5 , 1
3 3
3 3
I
U R
- Đoạn mạch gồm bóng đèn 1 và R5 mắc song song
Ta có
5 1
5
I
I R
=
−
×
=
−
=
1
3 5 , 0 5 , 1
6 5 , 0
3
1 5
1 5
Í
Í Í
I I
R I I
R I R
Bài 3 : (6 điểm)
Gọi Q là nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho ấm nước, A là công của đòng điện (hay nhiệt lượng do bếp toả ra) trong thời gian t
R
U Pt A
3
2
=
−
Sự hao phí nhiệt lượng không đáng kể nên :
t R
U A
Q= = 2 hay U Q2 = R t 1) Nếu chỉ dùng dây R1 thì :
1
1
2 R
t U
Q
1) Nếu chỉ dùng dây R1 thì :
2
2
2 R
t U
Q
Từ (1) và (2) ta có :
2
2 1
1
R
t R
t
10
20 1 1
2
2 = t = =
R
R
2) Dùng 2 dây mắc nối tiếp :
Ta có :
2 1
3 3
t R
t U
Q
+
=
Từ (3) và (4) ta có :
2
2 1
1 2 1
3
R
t R
t R R
t
=
= + Hay
2 1
2 1 2 1
3
R R
t t R R
t
−
+
=
−
Vậy t 3 = t 1 + t 2 = 10 + 20 = 30 phút
3) Dùng 2 dây mắc song song
Gọi R1,2 là điện trở tương tương của R1 và R2 mắc song song
Ta có :
2 , 1
4
t U
Q
2 1
2 1
4
R R
R R
t U
Q
+
=
(5) Từ (1), (2), (4), (5) ta có :
Trang 32 1
2 1
4 2
1
3 2
2 1
1
Q R R
R R
t R
R
t R
t
R
t
= +
= +
=
=
2 1
2 1
4 2
1
3 2
2 1
1
Q R R
R R
t R R
t R
t R
t
= +
× +
=
×
2 1
4 3 2
1
2
.
.
.
t t t t R R
t t R
R
t
t
=
⇒
=
30
20 10
3
2
1
t
t
t
Bài 4 (6 điểm)
1 Hiệu điện thế trên dây dẫn là:
U1 = 220 – 210 = 10V
Điện trở của ấm là:
P =
Ram
U2
1000
220 2
Ω
=
Vì ấm và dây mắc nối tiếp nên
am
day am
day
R
R hay
R
R U
U
=
=
210
10
2 1
3 , 2 4 , 48 210
10 210
R day am
Chiều dài của dây:
4 4
2 2
2
day
xR d l d
l d
l S
π
=
x
x
x x
179 10
7
,
1
4
3 , 2 10 )
3
,
1
(
14
,
3
8
6 2
=
−
−
2 Hiệu điện thế qua bếp là 210V nên công suất tiêu thụ của bếp là: P’ = 911 , 16W
4
,
48
210 2
=
Gọi Q1 là nhiệt lượng để đun sôi 2 lít nước là:
Q1 = cm(t2 – t1) = 4200 x 2(100 – 20) = 672.000J
Hiệu suất là 80% nên nhiệt lượng toàn phần là:
80
100 672000 80
100
Từ công thức: A = P’x t hay Q = P’ x t
P
Q
9 , 921 16
, 911
000 840
3 Công toàn phần do dòng điện thực hiện là:
R
U
am
am 4 , 34
4 , 48
210
=
=
A = 220 x4,34 x 921,9 = 880230J
Công hao phí là:
A’ = 880230 – 672 000 = 208230J
3600000
208230
Kwh
=
