Tài liệu Bồi dưỡng HSG

Bài 4: Một bóng đèn 6V đợc mắc vào một nguồn điện qua một biến trở nh hình vẽ.. CA B M N Bài 5: Giữa hai điểm của một mạch điện có hai điện trở R1 và R2 mắc song song rồi nối tiếp với đ

PHẦN I: NHIỆT HỌC

Bài1: Nhiệt độ bình thờng của thân thể ngời là 36,60C Tuy nhiên ta không thấy lạnh khi nhiệt độ của không khí là 250C và cảm thấy rất nóng khi nhiệt độ không khí là 360C Còn trong nớc thì ngợc lại, khi ở nhiệt độ 360C con ngời cảm thấy bình th-ờng, còn khi ở 250C ngời ta cảm thấy lạnh Giải thích nghịch lí này nh thế nào?

Bài 2: Sự truyền nhiệt chỉ thực hiện đợc từ một vật nóng hơn sang một vật

lạnh hơn Nhng một chậu nớc để trong phòng có nhiệt độ bằng nhiệt độ của không khí xung quanh, lẽ ra nó không thể bay hơi đợc vì không nhận đợc sự truyền nhiệt từ không khí vào nớc Tuy vậy, trên thực tế , nớc vẫn cứ bay hơi Hãy giải thích điều nh

là vô lí đó

Bài 3: Ai cũng biết rằng giấy rất dễ cháy.Nhnng có thể đun sôi nớc trong

một cái cốc bằng giấy, nếu đa cốc này vào ngọn lửa của bếp đèn dầu đang cháy Hãy giải thích nghịch lí đó

Bài 4: Về mùa hè, ở nhiều xứ nóng ngời ta thờng mặc quần áo dài hoặc quấn

quanh ngời bằng những tấm vải lớn Còn ở nớc ta lại thờng mặc quần áo mỏng, ngắn Vì sao vậy?

Bài 5: Tại sao trong tủ lạnh, ngăn làm đá đợc đặt trên cùng, còn trong các

ấm điện, dây đun lại đợc đặt gần sát đáy?

Bài 6: Một quả cầu kim loại đợc treo vào một lực kế nhạy và nhúng trong

một cốc nớc Nếu đun nóng đều cốc nớc và quả cầu thì số chỉ lực kế tăng hay giảm? Biết rằng khi nhiệt độ tăng nh nhau thì nớc nở nhiều hơn kim loại

Bài tập về trao đổi nhiệt

Bài 1: Ngời ta thả vào 0,2kg nớc ở nhiệt độ 200C một cục sắt có khối lợng 300g ở nhiệt độ 100C và một miếng đồng có khối lợng 400g ở 250C Tính nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp và nêu rõ quá trình trao đổi nhiệt giữa các thành phần trong hỗn hợp

đó

Bài 2: Để có M = 500g nớc ở nhiệt độ t = 180C để pha thuốc rửa ảnh, ngời ta

đẵ lấy nớc cất ở t1= 600C trộn với nớc cất đang ở nhiệt độ t2= 40C Hoỉ đẵ dùng bao nhiêu nớc nóng và bao nhiêu nớc lạnh? Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với vỏ bình

Bài 3: Để xác định nhiệt độ của một chiếc lò, ngời ta đốt trong nó một cục

sắt có khối lợng m = 0,3kg rồi thả nhanh vàotrong bình chứa m1 = 4kg nớc có nhiệy độ ban đầu là t1 = 80C Nhiệt độ cuối cùng trong bình là t2 = 160C Hãy xác định nhiệt độ của lò Bỏ qua trao đổi nhiệt với vỏ bình Nhiệt dung riêng của sắt là c = 460J/kg.K

Bài 4: Một cục đồng khối lợng m1 = 0,5kg đợc nung nóng đến nhiệt độ t1 =

9170C rồi thả vào một chậu chứa m2 = 27,5kg nớc đang ở nhiệt độ t2 = 15,50C Khi cân bằng nhiệt độ thì nhiệt độ của cả chậu là t = 170C Hãy xác định nhiệt dung riêng của

đồng Nhiệt dung riêng của nớc c2 = 4200J/kg.K Bỏ qua trao đổi nhiệt với chậu nớc

Bài 5: Để có thể làm sôi m = 2kg nớc có nhiệt độ ban đầu t1 = 100C chứa trong một chiếc nồi bằng nhôm có khối lợng m1 cha biết, ngời ta đẵ cấp một nhiệt lợng

Q = 779 760J Hãy xác định khối lợng của nồi Biết nhiệt dung riêng của nhôm là c1 = 880J/Kg.K Xem nh không có nhiệt lợng hao phí

Bài 6: Một nhiệt lợng kế khối lợng m1 = 100g, chứa m2 = 500g nớccùng ở nhiệt độ t = 150C Ngời ta thả vào đó m = 150g hỗn hợp bột nhôm và thiếc đợc nung

thiếc có trong hỗn hợp Nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lợng kế, của nớc, nhôm, thiếc lần lợt là : c1 = 460J/kg.K ; c2 = 4200J/kg.K ; c3 = 900J/kg.K ; c4=230J/kg.K.

Bài 7 : Có hai bình cách nhiệt Bình 1 chứa m1 = 2kg nớc ở t1 = 400C Bình 2 chứa m2

= 1kg nớc ở t2 = 200C Ngời ta trút một lợng nớc m, từ bình 1 sang bình 2 Sau khi ở bình 2 nhiệt độ đẵ ổn định, lại trút lợng nớc m, từ bình 2 trở lại bình 1 nhiệt độ cân bằng ở bình 1 lúc này là t,

1 = 380C Tính khối lợng nớc m, trút trong mỗi lần và nhiệt

độ cân bằng t,

2 ở bình 2

Bài 8 : Có hai bình, mỗi bình đựng một chất lỏng nào đó Một HS lần lợt múc từng ca

chất lỏng ở bình 2 trút vào bình 1 và ghi lại nhiệt độ khi cân bằng ở bình 1 sau mỗi lần trút : 200C, 350C, rồi bỏ sót mất 1 lần không ghi, rồi 500C Hãy tính nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt ở lần bị bỏ sót không ghi, và nhiệt độ của mỗi ca chất lỏng lấy từ bình 2 trút vào Coi nhiệt độ và khối lợng của mỗi ca chất lỏng lấy từ bình 2 đều nh nhau Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trờng

Bài 9 : a) Một hệ gồm có n vật có khối lợng m1, m2, mn ở nhiệt độ ban đầu t1, t2, …tn, làm bằng các chất có nhiệt dung riêng c1, c2,… cn, trao đổi nhiệt với nhau.Tính nhiệt

độ chung của hệ khi có cân bằng nhiệt

b) Áp dụng : Thả 300g sắt ở nhiệt độ 100C và 400g đồng ở 250C vào 200g nớc ở

200C Tính nhiệt độ khi cân bằng nhiệt Cho nhiệt dung riêng của sắt, đồng, nớc lần lợt

là 460, 400 và 4200J/kg.K

Bài 10: Một thau nhôm có khối lợng 0,5kg đựng 2kg nớc ở 200C

a) Thả vào thau nớc một thỏi đồng có khối lợng 200g lấy ở lò ra Nớc nóng đến 21,20C tìm nhiệt độ của bếp lò? Biết NDR của nhôm, nớc, đồng lần lợt là: c1 = 880J/kg.K; c2 = 4200J/kg.K; c3 = 380J/kg.K Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trờng

b) Thực ra trong trờng hợp này, nhiệt lợng tỏa ra môI trờng là 10% nhiệt lợng cung cấp cho thau nớc Tìm nhiệt độ thực sự của bếp lò

c) nếu tiếp tục bỏ vào thau nớc một thỏi nớc đá có khối lợng 100g ở 00C nớc đá

có tan hết không? Tìm nhiệt độ cuối cùng của hệ thống hoặc lợng nớc đá còn sót lại nếu không tan hết Biết NNC của nớc đá là = 3,4.105J/kg

NĂNG SUẤT TOẢ NHIỆT của nhiên liệu và hiệu suẤt

Bài 2: Để có nớc sôi các nhà thám hiểm đẵ phải đun nóng chảy 1kg băng có

nhiệt độ ban đầu t1 = - 100C và đẵ dùng hết 4kg củi khô Hãy tính hiệu suất của bếp, biết rằng NSTN của củi là q = 107J/kg

Bài 3:Một ôtô chạy với vận tốc v = 54km/h thì công suất máy phải sinh ra là

P = 45kW Hiệu suất của máy là H = 30% Hỏi cứ đi 100km thì xe tiêu thụ hết bao nhiêu lít xăng?

Xăng có khối lợng riêng D = 700kg/m3 và NSTN q = 4,6.107J/kg

Bài 4: Một động cơ nhiệt hiệu suất H = 16%, công suất trung bình P =15kW,

mỗi ngày làm việc 6 h Hỏi với số xăng dự trữ là 3500lít, động cơ làm việc đợc bao nhiêu ngày? Cho biết khối lợng riêng và NSTN của xăng ở bài trên

Bài 5: Một ôtô đợc trang bị một động cơ tuabin hơi có công suất 125 sức

ngựa và hiệu suất 0,18 Hỏi cần bao nhiêu củi để ôtô đi đợc quãng đờng 1km với vận tốc 18km/h, và với công suất tối đa của động cơ NSTN của củi là 3.106cal/kg 1 sức ngựa bằng 736W, còn 1cal = 4,186J

Bài 6: a) Tính lợng dầu cần để đun sôi 2 lít nớc đựng trong một ấm bằng

nhômcó khối lợng 200g Biết NDR của nớc và ấm nhôm là c1=4200J/kg.K; c2 = 880J/kg.K, NSTN của dầu là q = 44.106J/kg và hiệu suất của bếp là 30%

b) Cần đun thêm bao lâu nữa thì nớc hóa hơi hoàn toàn Biết bếp dầu cung cấp nhiệt một cách đều đặn và kể từ lúc đun cho đến lúc sôi mất thời gian 15 phút Biết nhiệt hóa hơi của nớc L = 2,3.106J/kg

sự chuyển thể của các chất trong quá trình

trao đổi nhiệt

Bài 1: Một bếp dầu dùng để đun nớc Khi đun 1kg nớc ở 200C thì sau 10 phút nớc sôi Cho bếp dầu cung cấp nhiệt một cách đều đặn

a) Tìm thời gian cần thiết để đun lợng nớc trên bay hơihoàn toàn Cho NDR và NHH của nớc là c = 4200J/kg.K; L = 2,3.106J/kg Bỏ qua sự thu nhiệt của ấm nớc

b) Giải lại câu a nếu tính đến ấm nhôm có khối lợng 200g có NDR 880J/kg.K

ĐS: a 1h 18ph 27s b 1h 15ph 42s

Bài 2: Để có 50 lít nớc ở t = 250C, ngời ta đổ m1kg nớc ở t1 = 600C vào m2 kg nớc đá ở

t2 = - 50C Tính m1 và m2 Nhiệt dung riêng của nớc và nớc đá lần lợt là c1 = 4200J/kg.K ; c2 = 2100J/kg.K, Nhiệt nóng chảy của nớc đá là = 3,4.105J/kg

ĐS: 12,2kg và 37,8kg

Bài 3: Trong một bình đồng khối lợng m1 = 400g có chứa m2 = 500g nớc cùng ở nhiệt

độ t1 = 400C Thả vào đó một mẩu nớc đá ở t3 = -100C Khi có cân bằng nhiệt ta thấy còn sót lại m, = 75g nớc đá cha tan Xác định khối lợng ban đầu m3 của nớc đá Cho NDR của đồng là 400J/kg.K

ĐS: 0,32kg

Bài 4: Dẫn m1 = 0,5kg hơi nớc ở t1 = 1000C vào một bình bằng đồng có khối lợng m2 = 0,3kg trong đó có chứa m3 = 2kg nớc đá ở t2 = - 150C Tính nhiệt độ chung và khối l-ợng nớc có trong bình khi có cân bằng nhiệt Cho NDR của đồng là 400J/kg.K

ĐS: 580C và 2,5kg

Bài 5: Thực nghiệm cho thấy rằng nếu đun nóng hoặc làm lạnh nớc mà áp dụng một số

Trong một nhiệt lợng kế chứa m1 = 1kg nớc cóng có nhiệt độ t1 = -10 0C Ngời ta đổ vào đó m2 = 100g nớc đẵ đợc nấu quá đến t2 = +1200C Hỏi nhiệt độ cuối cùng trong nhiệt lợng kế bằng bao nhiêu? Vỏ nhiệt lợng kế có khối lợng M = 425g và NDR c = 400J/kg.K

ới của gơng phải là bao nhiêu nếu tầm cao của mắt là H1 = 1,68m?

Bài 2: Hai gơng phẳng G1, G2 làm với nhau

Bài 4: Hai gơng phẳng M1, M2 đặt song song

với mặt phản xạ quay vào nhau, cách nhau

một đoạn d Trên đờng thẳng song song với

hai gơng có hai điểm S, O với các khoảng

Bài 5: Hai mẩu gơng phẳng nhỏ nằm cách nhau

và cách một nguồn điểm những khoảng nh

nhau Góc ∝ giữa hai gơng phải bằng bao nhiêu

để sau hai lần phản xạ thì tia sáng

a) hớng thẳng về nguồn

b) quay ngợc trở lại nguồn theo đờng cũ.

. S

G1 G2

Chủ đề 2: Vận tốc chuyển động của ảnh qua G ơng.

Bài 6: Một ngời đứng trớc một gơng phẳng Hỏi ngời đó thấy ảnh của mình trong

a)Gơng lùi ra xa theo phơng vuông góc với mặt gơng với vận tốc v = 0,5m/s.

b)Ngời đó tiến lại gần gơng với vận tốc v = 0,5m/s.

Bài 7:

Điểm sáng S đặt cách gơng phẳng G một đoạn

SI = d (hình vẽ) Anh của S qua gơng sẽ dịch

chuyển thế nào khi:

a)Gơng quay quanh một trục vuông góc với

mặt phẳng hình vẽ tại S.

b)Gơng quay đi một góc ∝ quanh một trục

vuông góc với mặt phẳng hình vẽ tại I

S

G I

Chủ đề 3: Tìm ảnh của nguồn qua hệ g ơng Bài 8: Hai gơng phẳng đặt vuông góc với nhau ở khoảng trớc hai gơng có một

nguồn sáng S Hỏi nếu có một ngời cũng đặt mắt trớc hai gơng thì có thể thấy đợc mấy ảnh của nguồn trong hai gơng?

Bài 9: Hai chiếc gơng phẳng quay mặt phản xạ vào nhau Một nguồn sáng điểm

nằm ở khoảng giữa hai gơng Hãy xác định góc giữa hai gơng để nguồn sáng và các ảnh S1 của nó trong gơng G1 , ảnh S2 của nó trong gơng G2 nằm trên ba đỉnh của một tam giác đều.

Bài 10: Hai gơng phẳng hợp với nhau một góc ∝ Giữa chúng có một nguồn sáng

điểm Anh của nguồn trong gơng thứ nhất cách nguồn một khoảng a = 6cm, ảnh trong gơng thứ hai cách nguồn một khoảng b = 8cm, khoảng cách giữa hai ảnh là

c = 10 cm Tìm góc ∝ giữa hai gơng.

Bài tập ứng dụng ĐL truyền thẳng của ánh sáng.

Bài 11: Một ngời có chiều cao AB đứng gần

b) Chiều cao cột điện là 6,4m.Hãy tính

chiều cao của ngời?

D

B

B’ A C

PHẦN III: ĐIỆN HỌC

Bài tập về mạch điện nối tiếp song song và hỗn hợp

Bài 1: Có hai điện trở, Biết R1 =4R2 Lần lợt đặt vào hai đầu điện trở R1 và R2 một hiệu điện thế U =16V thì cờng độ dòng điện qua các điện trở lần lợt là I1 và I2 =I1 +6 Tính R1,R2 và các dòng điện I1,I2

Bài 2: Đặt vào hai đầu điện trở R hiệu điện thế U1 thì cờng độ dòng điện qua điện trở

là I1, nếu hiệu điện thế dặt vào hai đầu điện trở R tăng 3 lần thì cờng độ dòng điện lúc này là I2 =I1 +12 (A) Hãy tính cờng độ dòng điện I1

Bài 3: Từ hai loại điện trở R1 = 1 Ω và R2 = 4 Ω Cần chọn mỗi loại mấy chiếc để mắc thành một mạch điện nối tiếp mà điện trở tơng đơng của đoạn mạch là 9 Có bao nhiêu cách mắc nh thế?

Bài 4: Mắc hai điện trở R1,R2 vào hai điểm A,B có hiệu điện thế 90V Nếu mắc R1 và

R2 nối tiếp thì dòng điện mạch chính là 1A Nếu mắc R1,R2 song song thì dòng điện mạch chính là 4,5A Hãy xác định R1 và R2.

Bài 5:

Cho mạch điện nh hình vẽ

Trong đó R1 = 4 Ω, R2 = 10 Ω ,R3 = 15 Ω hiệu điện

thế UCB =5,4V

a) Tính điện trở tơng đơng RAB của đoạn mạch

b) Tính cờng độ dòng điện qua mỗi điện trở và

= 1,25Ω ; R5 = 5 Ω ở hai đầu đoạn mạch

AB có hiệu điện thế 6V Tính cờng độ dòng

điện đi qua mỗi điện trở

R1 R4

C

R2

A D B

R3 R5 E

Bài tập về công thức điện trở,biến trở, khóa k

Bài 1 : Hai dây dẫn có tiết diện nh nhau Dây bằng đồng ( ρđ = 1,7.10-8 Ω m) có

chiều dài bằng 15 lần dây bằng nikêlin( ρn = 0,4.10-6 Ω m) Dây đồng có điện trở 25

Ω Tính điện trở của dây nikêlin (41 Ω)

Bài 2 : Đặt vào hai đầu đoạn dây làm bằng hợp kim có chiều dài l, tiết diện S1 = 0,2mm2 một hiệu điện thế 32V thì dòng điện qua dây là I1 = 1,6A Nếu cũng đặt một hiệu điện thế nh vậy vào hai đầu đoạn dây thứ hai cũng làm bằng hợp kim nh trên, cùng chiều dài l nhng có tiết diện S2 thì dòng điện qua dây là I2 = 3.04A Tính tiết diện S2 của đoạn dây thứ hai (0,38mm2)

Bài 3 : Một bóng đèn 6V đợc mắc vào

một nguồn điện qua một biến trở Điện

trở của bóng đèn bằng 3 Ω Điện trở lớn

nhất của biến trở là 20 Ω Ampe kế chỉ

1,56A khi con chạy ở vị trí M.

a) Tính hiệu điện thế của nguồn điện

A A

M N B

Bài 4 : Một đoạn mạch nh trên sơ đồ đợc

mắc vào một nguồn điện 30V Bốn bóng

đèn D nh nhau, mỗi bóng có điện trở 3 Ω

và hiệu điện thế định mức 6V Điện trở R

= 3 Ω Trên biến trở có ghi 15 Ω - 6A.

Bài 5:

Một đoạn mạch đợc mắc nh trên sơ đồ

hình vẽ và nối với một nguồn điện 12V

Khi khóa K1 mở,K2 đóng vào B, ampe kế

chỉ 1,2A Khi khóa K1 đóng,K2 đóng vào

K2

BÀI TOÁN CHIA DềNG

Bài 1:Cho mạch điện nh sơ đồ hình vẽ:

qua mỗi điện trở và hiệu điện thế giữa hai

đầu mỗi điện trở.

R1 R4

R2

b) Nếu đóng K và UCD = 12V Hỏi cờng

độ dòng điện qua R3 là bao nhiêu?

A K R3 B

R2

R1 R4

Bài 4:

Cho mạch điện nh hình vẽ, trong đó hiệu

điện thế U = 12V, các điện trở có giá trị :

Bài 5:

Cho mạch điện nh hình vẽ, trong đó ba

ampe kế A1, A2 A3 có cùng giá trị Biết

rằng ampe kế A1 chỉ 0,2A; ampe kế A2

chỉ 0,8A Hỏi ampe kế A3 chỉ bao nhiêu?

Bài 2: Hai bóng 110V – 100W và 110V – 25W đợc mắc vào hiệu điện thế 220V Để các đèn

sáng bình thờng phải dùng 1 hoặc hai điện trở phụ ghép thêm vào bộ bóng Hãy đề suất sơ đồ và tính các điện trở phụ Cách ghép nào có hiệu suất cao hơn?

Bài 3: Một phòng học có 10 bóng đèn loại 220V – 60W đợc mắc vào mạng điện 220V Nếu dây

dẫn bằng đồng có tiết diện 0,5mm2 thì có đảm bảo an toàn không? Biết rằng dây dẫn có tiết diện 1,5mm2 chịu đợc dòng điện tối đa là 10A

Bài 4: Một bóng đèn 6V đợc mắc vào một nguồn điện qua một biến trở nh hình vẽ Điện trở của

bóng đèn là 3Ω Điện trở lớn nhất của biến trở là 20 Ω Ampe kế chỉ 1,56A khi con chạy ở vị trí M.a) Tính hiệu điện thế của nguồn điện

b) Phải điều chỉnh biến trở nh thế nào để

bóng đèn sáng bình thờng? CA B

M N

Bài 5: Giữa hai điểm của một mạch điện có hai điện trở R1 và R2 mắc song song rồi nối tiếp với

điện trở R3 = 6 Ω Điện trở R1 nhỏ hơn R2 và có giá trị R1 = 6 Ω Biết công suất tiêu thụ trên R2

là 12W Tính R2, biết hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch là 30V

Bài 6: Có 4 bóng đèn loại 110V, công suất 25W, 40W, 60W,75W.

a) Tính điện trở của mỗi bóng đèn và cờng độ dòng điện đi qua nó khi nó đợc mắc đúng hiệu

điện thế định mức

b) Có thể mắc 4 bóng đèn đó vào lới điện 220V nh thế nào để chúng vẫn sáng bính thờng?

c) Các bóng đèn đợc mắc nh câu b, bóng đèn 25W bị cháy Các bóng đèn khác sáng nh thế nào?

Bài 7: Phòng làm việc của một ban biên tập có 6 máy vi tính, mỗi máy có công suất 150W,12

bóng đèn, mỗi bóng 40W và một máy điều hòa nhiệt độ có công suất 1200W hoạt động liên tục trong 8 giờ Hỏi trong một tháng(30 ngày) phòng làm việc của Ban tốn bao nhiêu tiền điện biết rằng 1kWh có giá 500 đồng

Đ5

N

Bài 9: Trong sơ đồ mạch điện ở bài 8 nếu các bóng có cùng công suất Cho R4 = 1 Ω Hãy tính R1 ; R2;R3; R5

Bài 10: Một bếp điện có ghi 220V – 1000W đợc dùng ở hiệu điện thế 220V.

a) Vẽ đồ thị công suất của bếp điện theo thời gian t = 5 phút

b) Do bị sụt thế nên hiệu điện thế chỉ còn 200V Tính công suất của bếp điện khi đó

Bài 11: Có mạch điện nh hình vẽ Cho biết Đ1 (220V –

Bài 12: Dùng một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 5,5V để thắp sáng bình thờng hai

bóng đèn 3V – 3W và 2,5V – 0,5W Hãy nêu sơ đồ, tính điện trở phụ để cả hai bóng sáng bình thờng Chọn sơ đồ nào có lợi nhất?

Bài 13: Có 4 bóng đèn cùng hiệu điện thế 110V, nhng công suất lần lợt là 60W, 50W, 50W và

40W có cách nào mắc chúng vào mạch 220V để cho các đèn sáng bình thờng?

a) Dựa vào lí luận về công suất

b) Thử lại bằng định luật Ôm

Bài 14: Trong mạch điện ở hình vẽ cho biết các đèn Đ1

(6V – 6W) ; Đ2 (12V – 6W) Khi mắc hai điểm A và B

vào một hiệu điện thế U0 thì các đèn sáng bình thờng

Hãy xác định:

a) Hiệu điện thế định mức của các đèn Đ3; Đ4 ;Đ5

b) Công suất tiêu thụ của cả mạch, biết công suất tiêu

thụ của đèn Đ3 là 1,5W và tỉ số công suất định

mức của hai đèn cuối cùng là 5/3

Đ1 C Đ2

A B Đ3

Đ4 D Đ5

Bài 15: Có 3 bóng đèn Đ1 (6V – 6W) ; Đ2 (6V – 3,6W) và Đ3 (6V – 2,4W)

a) Tính điện trở và cờng độ dòng điện định mức của mỗi bóng đèn

b) Phải mắc ba bóng đèn nói trên nh thế nào vào hiệu điện thế U = 12V để cả ba bóng đèn

đều sáng bình thờng? Giải thích?

Bài 16: Hai bóng đèn Đ1 (6V–3W) và Đ2 (6V– W)

cùng biến trở Rx đợc mắc vào hiệu điện thế U nh hình vẽ K Đ2

a-Khóa K mở, đèn Đ1 sáng bình thờng Xác định hiệu

điện thế U và tính công suất tiêu thụ của đèn Đ2

a) Tìm hiệu điện thế định mức của bộ.

b) Khi đó công suất định mức của mỗi bóng là bao nhiêu?

2) Hỏi nh câu 1 nếu cả 3 bóng trên ghép song song?

Bài 2: Cho 3 bóng đèn

Bóng 1: 110V -100W ; Bóng 2: 110V - 25W; Bóng 3: 220V -60W Tìm hiệu điện thế định mức của bộ bóng khi chúng đợc ghép nh sau:

a) Ghép song song b) Ghép nối tiếp.

c) Bóng 1 ghép song song với bộ hai bóng kia ghép nối tiếp nhau.

d) Bóng 1 nối tiếp với bộ song song của bóng 2 và bóng 3.

Bài 3: Tìm định mức của bộ bóng sau:

1) Bóng 220V–60W ghép song song với bộ 2 bóng 110V-100W và 110V-25W nối tiếp.

2) Bóng 220V – 60W nối tiếp với bộ song song hai bóng trên.

Bài 4: Cho các dụng cụ sau: một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 12V, hai bóng

đèn Đ1 (6V – 0,4A) và đèn Đ2 (6V – 0,1A) và một biến trở Rx.

a) Có thể mắc chúng nh thế nào để hai đèn sáng bình thờng? Vẽ sơ đồ mạch điện và tính điện trở của biến trở Rx ứng với mỗi cách mắc.

b) Tính công suất tiêu thụ của biến trở Rx ứng với mỗi sơ đồ, từ đó suy ra nên dùng sơ

đồ nào?

Bài 5: Có hai bóng đèn loại 120V – 60W và 120V – 45W.

a) Tính điện trở dây tóc và cờng độ dòng điện định mức của mỗi bóng khi chúng sáng bình thờng.

b) Mắc hai bóng vào hiệu điện thế U = 240V theo hai cách nh hình vẽ Tính R1 và R2 để hai bóng sáng bình thờng.

TOÁN ĐỊNH MỨC

Bài 1: Dùng nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U0 = 32V thắp sáng bình thờng một bóng đèn cùng loại (2,5V – 1,25W) Dây nối trong bộ bóng không đáng kể Dây nối từ bộ bóng có điện trở không đáng kể Dây nối từ bộ bóng đến nguồn có điện trở là R = 1 (2,5V – 1,25W) .

a) Tìm công suất tối đa mà bộ bóng có thể tiêu thụ.

b) Tìm cách ghép bóng để chúng sáng bình thờng.

Bài 2: Trong hình vẽ 4.21, nếu U0 = 15V,

điện trở dây nối Rd = 5/3 Ω , bộ bóng loại

(2,5V – 1,25W).

a) Công suất lớn nhất mà nguồn hiệu

điện thế này có thể cung cấp cho bộ

bóng là bao nhiêu?

b) Nếu có 15 bóng thì ghép nh thế nào

để chúng sáng bình thờng?

c) Nếu cha biết số bóng thì phải dùng

bao nhiêu bóng và ghép nh thế nào để

chúng sáng bình thờng và có hiệu suất

cao nhất?

M N

Rd

A B

Bài 3: (Tìm loại bóng, số bóng và cách ghép để bóng sáng bình thờng)

Ngời ta dùng một nguồn hiệu điện thế không đổi U0 = 12V để thắp sáng các bóng đèn có hiệu điện thế định mức Uđ = 6V, có công suất đợc chọn trong khoảng từ 1,5W đến 3W Dãy nối các điện trở Rd = 2 Ω Biết rằng chỉ dùng một loại bóng có công suất xác định Hỏi phải dùng loại nào bao nhiêu bóng và ghép nh thế nào để chúng sáng bình thờng? (Chú ý rằng bóng phải ghép đối xứng, ta chỉ xét bộ bóng gồm m dãy song song, mỗi dãy có n bóng nối tiếp)

Bài 4: Trong hình vẽ ở bài 2 , nếu U0 = 12V, Rd = 2 Ω , các bóng có Uđm = 3V, công suất

định mức có thể tự chọn trong khoảng 1,5 đến 3W Hãy tìm số bóng, loại bóng và cách ghép để các bóng cùng sáng bình thờng ( Chỉ dùng cùng một loại công suất).

Bài 5: Mạch điện gồm hai loại bóng đèn có ghi (6V – 3W) và (3V – 1W) đợc mắc thành

5 dãy song song, rồi mắc nối tiếp với một điện trở R Điện trở R là một cuộn dây gồm 125 vòng quấn thành một lớp trên lõi hình trụ bằng sứ, có đờng kính tiết diện là 2cm Dây làm bằng chất có điện trở suất là 3.10-7 Ωm và có đờng kính tiết diện là 1mm Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện không đổi và bằng 12V.

a) Hãy xác định số lợng bóng đèn đẵ sử dụng theo từng loại, khi các bóng đèn đều sáng bình thờng.

b) Nếu không có điện trở R thì ta có thể mắc các bóng đèn theo những cách nào để tất cả các đèn đều sáng bình thờng, khi hiệu điện thế hai đầu mạch vẫn là 12V Biết rằng điện trở các dâu nối không đáng kể, điện trở các bóng đèn luôn luôn không đổi.

Tác dụng nhiệt của dòng điện

Bài 1: Giải và biện luận bài toán sau đây:

Ngời ta cho vào nhiệt lợng kế một hỗn hợp m1 kg nớc đá ở nhiệt độ t1 và m2 kg nớc ở nhiệt

độ t2, bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trờng và nhiệt dung riêng của nhiệt lợng kế Hãy xác định nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp.

Bài 2: Ngời ta dùng một bếp điện loại 800W – 220V hoạt động dới lới điện có hiệu điện

thế 165V, để đun 1kg nớc đá từ nhiệt độ ban đầu t1 = -200C.

1 Tính công suất toàn phần của bếp điện.

2 Tính công suất có ích của bếp nếu hiệu suất H = 80%.

3 Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của nhiệt lợng kế, sự tỏa nhiệt ra môi trờng xung quanh Xác định nhiệt độ cuối cùng của nớc đá nếu thời gian đun là :

a t = 100s

b t = 200s

c t = 20 phút

Cho nhiệt dung riêng của nớc đá là 2100J/kg.K, của nớc là 4200J/kg.K

Bài 3 : Để đun sôi một ấm nớc ngời ta dùng hai dây dẫn R1, R2 Nếu chỉ dùng R1 thì sau 10 phút nớc sôi, chỉ dùng R2 thì sau 15 phút nớc sôi, Hỏi thời gian đun sẽ là bao nhiêu nếu: a) Dùng hai dây trên ghép song song.

b) Dùng hai dây trên ghép nối tiếp.

Biết rằng hiệu điện thế của nguồn điện không đổi, bỏ qua sự tỏa nhiệt từ ấm ra môi ờng.

tr-Bài 4 : Trong bài 3 nếu khi ta dùng hai điện trở nối tiếp thời gian đun là 15 phút, khi hai

điện trở ghép song song thời gian đun là 3 phút 20 giây Hỏi thời gian đun là bao nhiêu khi

ta chỉ dùng một trong hai điện trở ?

Bài 5 : Dùng một bếp điện loại 200V – 1000W hoạt động ở hiệu điện thế U = 150V để

đun sôi ấm nớc Bếp có hiệu suất là 80% Sự tỏa nhiệt từ ấm ra không khí nh sau : Nếu thử

ngắt điện thì sau 1 phút nớc hạ xuống 0,50C ấm có m1 = 100g, c1 = 600J/kg.K, nớc có m2 = 500g, c2 = 4200J/kg.K, nhiệt độ ban đầu là 200 C Tìm thời gian cần thiết để đun sôi.

Bài 6 : Ngời ta đun sôi một ấm nớc bằng một bếp điện ấm tỏa nhiệt ra không khí trong đó

nhiệt lợng hao phí tỉ lệ với thời gian đun Khi hiệu điện thế U1= 200V thì sau 5 phút nớc sôi, khi hiệu điện thế U2= 100V thì sau 25 phút nớc sôi Hỏi nếu khi hiệu điện thế U3= 150V thì sau bao lâu nớc sôi ?

Bài 7 : Một ấm đun nớc bằng điện có ghi 220V – 1,1kW và có dung tích 1,6l Nhiệt độ

3.Khung dây nhỏ ABCD có dòng điện I đặt

trong từ trờng của dòng điện I0 nh hình vẽ

a) Xác định chiều của cảm ứng từ gây ra bởi

ABCB tạo thành đờng tròn với AB là đờng

kính) Hãy xác định từ trờng tại tâm O Từ trờng

này sẽ có hớng nh thế nào nếu nhánh ACB đợc

làm từ dây dẫn bằng đồng còn nhánh ADB đợc

làm từ dây nhôm có cùng tiết diện.

B

C O D

A

5 Trên hình vẽ chỉ ra sơ đồ ứng dụng rơ - le điện

d d’

từ để bảo vệ thiết bị điện đối với sự quá điện áp

Rơ le gồm nam châm điện ND, tấm sắt P, các

công tắc K và vật liệu dẫn điện có điện trở R mắc

song song với các công tắc Sau khi nghiên cứu sơ

đồ hãy trả lời các vấn đề sau:

a) Nam châm điện đợc mắc nh thế nào với thiết bị

(đèn L)

b) hiện tợng gì sẽ xảy ra nếu hiệu điện thế trong

mạch vợt quá giá trị qui định? Tại sao thiết bị L

không bị h hỏng trong trờng hợp quá điện áp?

c) Thiết bị (đèn) có hoạt động trở lại không khi

hiệu điện thế trong mạch trở nên bình thờng?

CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

1 Một dòng điện thẳng có vị trí cố định và khung

dây dẫn ABCD chuyển động.

a) Xác định phơng, chiều dòng điện cảm ứng trong

khung khi nó chuyển động:

- Ra xa dòng điện

- Dọc theo chiều dòng điện.

- Quay xung quanh trục quay trùng với dòng điện

b) Khi khung chuyển động ra xa dòng điện, chứng tỏ

rằng lực từ tác dụng lên khung dây chống lại chuyển

2 Nam châm vĩnh cửu có thể quay tự do xung

quanh trục quay d, một khung kim loại có thể

quay tự do quanh trục d’ Hai trục độc lập nhau

nhng cùng chung một giá (nằm dọc theo một

đờng thẳng).

Khi quay nam châm xung quanh trục d thì

khung ABCD quay theo trục d’ Giải thích hiện

tợng?

S

B C

A D

N

3 Thanh kim loại uốn theo hình chữ U là xABy,

dựng đứng trong mặt phẳng hình vẽ Từ trờng có

chiều vuông góc với mặt phẳng, hớng đi vào Một

thanh trợt kim loại MN luôn bám vào hai thanh Ax

4 Nam châm vĩnh cửu đứng yên, cuộn dây đi lên

Hãy dùng qui tắc bàn tay phải xác định chiều dòng

cảm ứng chạy trong cuộn dây.

S

N

G

Bài tập về máy biến thế, truyền tải điện năng đi xa.

1 Từ một trạm thuỷ điện nhỏ cách nhà trờng 5km, ngời ta dùng một dây tải điện có đờng

kính 4mm, điện trở suất 1,57 10-8 Ω m Nhà trờng cần lới điện 200V, tiêu thụ công suất 10kW.

a) Tính điện trở của dây tải điện.

b) Tính hiệu điện thế đầu đờng dây do máy cung cấp.

c) Tính độ sụt thế trên đờng dây, công suất hao phí trên đờng dây và hiệu suất của đờng dây.

d) Nếu muốn có hiệu suất 80% thì dây phải có tiết diện bao nhiêu ?

( Giả thiết là các dụng cụ điện đều có tính chất điện trở)

2 Ngời ta cần truyền tải một công suất diện 100kW đi xa 100km, với điều kiện hao phí

điện năng do toả nhiệt trên đờng dây không vợt quá 3% công suất truyền tải Ngời ta dùng dây bằng đồng ( p = 1,7 10-8 Ω m ; D = 8800kg/m3)

Tính khối lợng của dây dẫn khi truyền điện năng với hiệu điện thế 6 000V.

3 Có hai cụm dân c cùng sử dụng 1 trạm điện

và dùng chung 1 đờng dây nối tới trạm Hiệu

điện thế tại trạm không đổi và bằng 220V Tổng

công suất tiêu thụ ở hiệu điện thế định mức

220V của các đồ dùng điện ở hai cụm là nh

nhau và bằng P0 = 55kW Khi chỉ có một cụm

dùng điện thì thấy công suất tiêu thụ thực tế của

cụm này chỉ là P1 = 50,688kW.

a) Tính PHP trên dây tải từ trạm tới cụm 1.

b) Khi cả hai cụm cùng dùng điện, cầu dao k

đóng) thì Ptt thực tế ở cụm 2 là 44,55kW.Hỏi

khi đó hiệu điện thế thực tế ở cụm 1 là bao

nhiêu ?

Trạm điện Cụm 1 Cụm 2

4 Từ nơi sản xuất điện năng đến nơi tiêu thụ là hai máy biến thế và hai đờng dây tải điện

nối hai biến thế với nhau Máy tăng thế A có tỉ số vòng dây là n1A/n2A = 1/10 Đờng dây tải

điện có điện trở tổng cộng là Rd = 10 Ω Máy hạ thế B có tỉ số vòng dây là n1B / n2B =1 5 Nơi tiêu thụ là mạng điện 120V – 12kW.

Bỏ qua hao phí điện năng trong hai máy biến thế và điện trở trong của các cuộn dây.

a) Tính hiệu điện thế trên cuộn sơ cấp của máy tăng thế.

b) Tính hiệu suất của sự vận tải điện năng này.

c) Nếu giữ nguyên đờng dây và nhu cầu nơi tiêu thụ là 120V – 12kW Bỏ hai máy biến thế.

• c.1: Hỏi đờng dây phải có công suất P0 , hiệu điện thế đầu đờng dây U0 là bao nhiêu?

• c.2: Hao phí điện năng tăng lên bao nhiêu lần?

• C.3: Hiệu suất giảm bao nhiêu lần?

5 Tại xã A có trạm điện cung cấp một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị coi nh không

đổi là 220V bất kể công suất sử dụng tăng giảm nh thế nào Để truyền tải điện từ đó đến xã B (có 100 hộ dân) ngời ta sử dụng 20km dây đồng tải điện ( tất nhiên phải có cột

điện), đờng dây điện dài 10km Dây đồng cỡ tơng đối lớn : tiết diện 1cm2 Mỗi hộ xã B dùng 1 bóng điện loại 220V – 100W (điện trở suất của dây là 1,6 10-8 Ω m)

a) Tính điện trở của dây tải điện.

b) Tính điện trở của mạng đèn sử dụng tại xã B.

c) Tính cờng độ dòng điện trên dây tải điện.

d) Hiệu điện thế sụt trên đờng dây tổng bằng bao nhiêu ?

e) Hiệu điện thế làm việc của các đèn ở xã B bằng bao nhiêu ? Đèn sáng nh thế nào ? g) Nếu trạm điện có máy biến thế tăng hiệu điện thế từ 220V lên 365V để truyền tải về xã B thì sao?

6 Một máy phát điện công suất 500kW, U = 10kV cung cấp điện cho hộ tiêu thụ cách

đó 5km Tính tiết diện tối thiểu của dây đồng để độ sụt thế trên đờng dây không vợt quá 2% Muốn hao phí công suất giảm 100 lần thì phải tăng U lên bao nhiêu lần? Cho điện trở suất của đồng là 1,7 10-8 Ω m

K

7 Mạng điện trong 1 khu nhà gồm 1 loạt bóng đèn 110V mắc song song Đờng dây tải

điện nối tới trạm biến thế cách xa 1,2km gồm 2 dây nhôm có điện trở suất 2,5 10-8 Ω m tiết diện 80mm2 Coi hiệu điện thế ra từ trạm biến thế không đổi và bỏ qua điện trở các dây nối trong khu nhà.

a) Khu nhà dùng 44 đèn loại 60W, các đèn sáng bình thờng.

+ Tính công suất hao phí trên đờng dây và hiệu suất của mạng đèn.

+ Nếu cắm thêm một bếp điện thì độ sáng các đèn thay đổi nh thế nào? Tại sao?

b) Nếu khu nhà muốn dùng 56 bóng đèn gồm các loại 40W, 60W, 150W mà vẫn sáng bình thờng thì cần bao nhiêu đèn mỗi loại?

8 Điện năng đợc tải từ nơi phát điện (A) đến nơi tiêu thụ (T) trên đờng dây điện có tổng

b) Tính hiệu điện thế ở hai đầu vào và ra của máy tăng thế.

c) Tính hiệu suất của sự vận tải điện năng từ (A) đến (T)

Bài tập phần điện học

Bài 1: Một ấm đun nước bằng điện cú 3 dõy lũ xo, mỗi cỏi cú điện trở R=120Ω, được mắc song song với nhau Ấm được mắc nối tiếp với điện trở r=50Ω và được mắc vào nguồn điện Hỏi thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến khi sụi sẽ thay đổi như thế nào khi một trong ba lũ xo bị đứt?

Bài 2: Để trang trớ cho một quầy hàng, người ta dựng cỏc búng đốn 6V-9W mắc nối tiếp vào

mạch điện cú hiệu điện thế U=240V để chỳng sỏng bỡnh thường Nếu cú một búng bị chỏy, người ta nối tắt đoạn mạch cú búng đú lại thỡ cụng suất tiờu thụ của mỗi búng tăng hay giảm đi bao nhiờu phần trăm?

B

ài 3: Cho 2 búng đốn Đ1 (12V - 9W) và Đ2 (6V - 3W)

a Cú thể mắc nối tiếp 2 búng đốn này vào hiệu điện thế U = 18V để chỳng sỏng bỡnh thường được khụng? Vỡ sao?

b Mắc 2 búng đốn này cựng với 1 biến trở

cú con chạy vào hiệu điện thế cũ (U = 18V)

như hỡnh vẽ thỡ phải điều chỉnh biến trở cú

điện trở là bao nhiờu để 2 đốn sỏng bỡnh thường?

c Bõy giờ thỏo biến trở ra và thay vào đú

là 1 điện trở R sao cho cụng suất tiờu thụ trờn

đốn Đ1 gấp 3 lần cụng suất tiờu thụ trờn đốn Đ2

Tớnh R? (Biết hiệu điện thế nguồn vẫn khụng đổi)

Đ1

Đ2

Rb

U

o o+ -

Bài 4: : Hai điện trở R1 và R 2 được mắc vào một hiệu điện thế khụng đổi bằng cỏch ghộp song song với

a Tớnh cường độ dũng điện qua mỗi điện trở

và hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điờn trở.

b Nối M và N bằng một vụn kế (cú điện trở

rất lớn) thỡ vụn kế chỉ bao nhiờu? Cực dương của

vụn kế phải được mắc với điểm nào?

c Nối M và N bằng một ampe kế (cú điện trở

khụng đỏng kể) thỡ ampe kế chỉ bao nhiờu?

Bài 6: Cho 3 bbóng đèn có ghi 6V- 3W, 6V- 6W, 6V- 8W, một biến trở con chạy và một nguồn điện

một chiều 12V Hãy nêu cách mắc những linh kiện trên thành mạch điện sao cho cả 3 đèn trên đều sáng bình thờng Tính điện trở của biến trở trong mỗi trờng hợp?

Bài 7: Cho mạch điện nh hình vẽ:

Bài 8: Một mạch điện gồm một nguồn điện và một đoạn mạch nối hai cực của nguồn Trong đoạn mạch

có một dây dẫn điện trở R, một biến trởvà một ampe kế mắc nối tiếp Hiệu điện thế của nguồn không

đổi, ampe kế có điện trở không đáng kể, biến trở con chạyghi ( 100 Ω -2A)

a) Vẽ sơ đồ mạch điện và nêu ý nghĩa những con số ghi trên biến trở

b) Biến trở này làm bằng dây nikêlin có điện trở suất0,4.10-6Ωmvà đờng kính tiết diện 0,2mm Tính chiều dài của dây làm biến trở

c) Di chuyển con chạy của biến trở, ngời ta they ampe kế chỉ trong khoảng từ 0,5 A đến 1,5 A Tìm hiệu

điện thế của nguồn điện và điện trở R

Bài 9: ( 5 đ ) Cho mạch điện ( hình vẽ ) Biết R1 = R3 = R4= 4Ω, R2= 2Ω, U = 6 V

a Nối A, D bằng một vôn kế có điện trở rất lớn Tìm chỉ sốcủa vôn kế?

b Nối A, D bằng một Ampe kế có điện trở không đáng kể Tìm số chỉ của Ampe kế và điện trở t