Trên hai bóng đèn có ghi cùng hiệu điện thế và khác công suất.. Dây tóc của đèn nào dài hơn nếu tiết diện của chúng như nhau?. Cuộn dây được mắc vào giữa 2 điểm A và B có hiệu điện thế 6
Trang 1PHÒNG GD&ĐT GIA VIỄN
TRƯỜNG THCS GIA THỊNH ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2009 – 2010 MÔN VẬT LÍ
Thời gian làm bài: 150 phút.
Bài I
1 Trên hai bóng đèn có ghi cùng hiệu điện thế và khác công suất Dây tóc của đèn nào dài hơn nếu tiết diện của chúng như nhau?
2 Một cuộn dây gồm nhiều vòng, có điện trở suất của chất làm dây ρ = 1 , 6 10 − 6 Ωm, tiết diện của sợi dây S = 0,24mm2 Cuộn dây được mắc vào giữa 2 điểm A và B có hiệu điện thế 6V thì cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây đo được là 1A
a) Tính điện trở của dây
b) Tính chiều dài của sợi dây dùng làm cuộn dây
c) Muốn cho cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây này là 0,75A thì phải mắc thêm một điện trở như thế nào và bằng bao nhiêu, biết rằng hiệu điện thế giữa hai
điểm A, B vẫn bằng 6V
Bài II.
1 Một dây nhôm dạng hình trụ tròn được quấn thành cuộn có khối lượng 0,81 kg, tiết diện thẳng của dây là 0,15mm2 Tìm điện trở của cuộn dây đó biết rằng nhôm có khối lượng riêng và điện trở suất lần lượt là 2,7g/cm3 và 2,8.10-8 Ωm
2 Người ta thả một thỏi nhôm có khối lượng 0,105 kg được đun nóng ở nhiệt độ
1420C vào một bình nhiệt lượng kế có đựng nước ở 200C Sau một thời gian nhiệt độ của vật và nước trong bình đều bằng 420C Coi vật chỉ truyền nhiệt cho nước Tính khối lượng của nước
(Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là C1 = 880J/kg.K, của nước là 4200J/kg.K)
Bài III
1 Có hai bóng đèn với công suất là P1 = 40W, P2 = 60W, hiệu điện thế như nhau Nếu mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào mạch điện có cùng hiệu điện thế như ghi ở bóng đèn thì công suất tiêu thụ của các bóng đèn đó là bao nhiêu
2 Cho mạch điện (như hình vẽ) Biết R1 = R2 = 40Ω; R3 = 90Ω; UAB = 350V
a) Khi K mở, cường độ dòng điện
qua R4 là I4 = 2,25A Tính điện trở R4
b) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu
R4 khi K đóng
R1
K
A R4 B
R2 R3
Họ và tên thí sinh: ……… - Số báo danh: ………
Họ và tên giám thị số 1: ……… - Chữ ký: …………
Họ và tên giám thị số 2: ……… - Chữ ký: …………
Trang 2ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2009 – 2010 MÔN VẬT LÍ
Câu I
I/
1
- Theo công thức
R
U P
2
= , đèn nào có công suất nhỏ hơn thì điện trở lớn hơn (nếu cùng U)
- Theo công thức R= ρS l đèn nào có điện trở lớn hơn thì dây tóc dài
hơn (nếu cùng l và cùng ρ).
Vậy dây tóc của bóng đèn có công suất nhỏ sẽ dài hơn
(3 điểm)
0,5
0,5
2
a) Điện trở của sợi dây: 6 ( )
1
6 = Ω
=
=
I
U R
b) Từ công thức: R= ρS l suy ra 88
10 6 , 1
10 24 6
−
−
=
= ρ
RS
c) Theo định luật Ôm I =U R
Nếu U không đổi, muốn I giảm phải tăng R Vậy muốn I còn 0,75A,
phải mắc thêm R’ nối tiếp với dây R để điện trở đoạn mạch tăng lên:
75 , 0
6 '
' '
I
U R I
U R R
0,5 0,5
0,5 0,5
II/
1
- Thể tích của dây: 3 10 ( )
10 7 , 2
81 ,
D
m
- Chiều dài của cuộn dây: 2 10 ( )
10 15 , 0
10
6
4
m S
V
10 1 , 0
10 2 10 8 ,
6
3
=
S
l
(2,5 điểm)
0,5 0,5 2
- Nhiệt lượng do thỏi nhôm toả ra:
Q1 = m1c1(t1 – t) = 0,105.880.(142 – 42) = 9240 J
- Nhiệt lượng do nước hấp thụ:
Q2 = m2c2(t– t2) = m2.4200.(42 – 20) = 9240.m2
- Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2
9240 = 9240.m2
m2 = 0,1 kg
0,5 0,5
0,5
III/
1
+ Gọi công suất tiêu thụ của các bóng đèn khi mắc nói tiếp là P1 và P2:
2
2 1 1 2 1
'
1 = = R +R
U R I
R
2
2 1 2 2 2
'
2 = = R +R
U R I R
(4,5 điểm)
0,5
Trang 32 1 1
2
1
P
U R R
U
P = ⇒ = (3)
2
2 21 2
2
2
P
U R R
U
P = ⇒ = (4)
Thay (3) và (4) vào (1) ta được :
2 2 1
2 2 1
2 1 1 2 1 2
2 2
1
2 1
2
'
1 1
P P P P P
P P P P P
U P U
U P
U
P
+
=
+
=
+
=
Tương tự thay (3) và (4) vào (2) ta được : 2
2 1
2 1 2 2
) (
'
P P
P P P
+
=
Suy ra : 14 , 4 ( W)
) 60 40 (
60 40
+
=
P
9 , 6 (W)
) 40 60 (
40 60
+
=
P
0,5
0,5
0,5
2
a) + K mở: R1 và R4 mắc nối tiếp: R14 = R1 + R4 = 40 + x (x = R4)
UAC = R14I4(40 + x).2,25 = 90 + 2,25x
I2= 1 40
90
25 , 2 90
2
x x
R
U AC
+
=
+
=
I3 = I2 + I4 = 3 , 25
40 25 , 2 40
1 + x + = x +
UCB = I3R3 = + 3 , 25 ) = + 130 = 350 ⇒ = 40 Ω
40 (
b) + K đóng: R3 và R4 mắc song song: R34 = = = 20 Ω
2
40 2
3
R
+ R2 nt R34: R234 = R2 + R34 = 90 + 20 = 110 Ω
R
U
AB
110
350
=
=
+ U4 = R234I2 = 20.3,18 = 63,6 V
0,5
0,5
0,5 0,5 0,5
Lưu ý: Học sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa./.
Trang 4VG ra đề
Xác nhận của tổ CM TT
Xác nhận của BGH Phó HT