Các bài toán phương án thí nghiệm dùng ôn thi HSG tỉnh thường gặp.

Trong các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, cấp khu vực hay quốc gia môn vật lý, vẫn thường có 1 câu phương án thí nghiệm, ... khá lạ lẫm cho những trường vùng nông thôn ít dạy thực hành. Tài liệu này tập hợp những câu phương án thí nghiệm như vậy, giúp quý thầy cô quen dần và lấy điểm được câu hỏi này trong đề thi.

Phương án thí nghiệm dùng ôn thi HSG tỉnh năm học 2010 –2011

Bài 1 Cho các dây nối, một bóng đèn dây tóc có hiệu điện thế định mức 12V, một bình acquy có suất điện động

12V và điện trở trong rất bé, một ôm kế, một vôn kế, một ampekế và một nhiệt kế Hãy đề xuất phương án thí nghiệm

để xác định nhiệt độ của dây tóc bóng đèn khi sáng bình thường Hệ số nhiệt độ điện trở của vônfam làm dây tóc đãbiết

Giải: Điện trở của vật dẫn kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ theo quy luật:

0

R R (1    t) (1)Như vậy nếu xác định được điện trở của dây tóc ở nhiệt độ đèn làm việc bình thường và ở nhiệt độ nào đó thì có thểsuy ra nhiệt độ của nó khi sáng bình thường

Giả sử ở nhiệt độ trong phòng (ứng với nhiệt độ t1) điện trở của dây tóc là:

2

U R

Từ đó có thể đưa ra phương án thí nghiệm theo trình tự như sau:

+ Đọc trên nhiệt kế để nhận được nhiệt độ trong phòng t1

+ Dùng ôm kế để đo điện trở của dây tóc bóng đèn khi đèn chưa thắp sáng để nhận được điện trở R1 Khi dùng ôm kếnhư vậy sẽ có một dòng nhỏ đi qua dây tóc nhưng sự thay đổi nhiệt độ của dây tóc khi đó là không đáng kể

+ Mắc mạch điện cho đèn sáng bình thường, trong đó ampe kế mắc nối tiếp và vôn kế mắc song song với bóng đèn.+ Đọc số chỉ của vôn kế ampe kế để nhận được U và I

+ Thay các số liệu nhận được vào công thức (4) để tính nhiệt độ của dây tóc

Bài 2.Cho các dụng cụ: Một cái bình dạng hình hộp chữ nhật trong suốt, một bình chứa chất lỏng, nguồn laze bán

dẫn để tạo ra chùm sáng đơn sắc hẹp, giá, thước thẳng, giấy kẻ ô tới m m, băng dính và bút chì

Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để xác định chiết suất n của chất lỏng trong bình

Giải:* Dùng băng dính dán ép thước thẳng đứng theo một mặt bên của bình như hình 12.15.

* Rót chất lỏng cần đo chiết suất vào bình sao cho mặt chất lỏng sát thành bình gần phẳng (không để mặt chất lỏng lồilên hoặc lõm xuống)

* Dùng tia laze chiếu vào mặt chất lỏng ở điểm tới gần như sát vào thành bình

đối với thước Tia sáng này được chia ra thành một tia phản xạ và một tia khúc

xạ Cả hai tia đều đập lên thước tạo thành các vệt sáng nhỏ trên đó

* Kí hiệu các kích thước trên hình 12.14 Gọi a, b tương ứng là khoảng cách từ

mặt chất lỏng đến vật sáng do tia phản xạ và tia khúc xạ tạo ra trên thành bình

(cũng là trên thước) khi đó:

Do điểm tới gần như sát thành bình nên D được coi là bề rộng của đáy bình

* Các góc  và  cũng chính là góc tới và góc khúc xạ của tia sáng tại mặt

chất lỏng và theo định luật khúc xạ áng sáng thì:

sin   nsin  (2)

Về nguyên tắc thì chỉ cần đo các đại lượng D, a và b thì có thể xác định

được c tan  và c tanvà từ đó tính được n Tuy nhiên có thể giảm bớt phép đo bề rộng D của bình và tăng độchính xác của phép đo bằng cách đo nhiều lần với các góc tới khác nhau, ta cần chú ý thêm:

Tương tự:

2 2

2 2

D sin

Bài 3.Tính tỉ số các cảm ứng từ của hai nam châm

Thiết bị: Giá đỡ có kẹp (1)

Đĩa nhôm có trục quay (2)

2 nam châm Mỗi cái gồm hai cực (3) cách nhau một khe rộng hơn bề

dày đĩa Cảm ứng từ trong khe là đều có giá trị B1 và B2

2 quả cân, một nặng gấp đôi quả kia (4,5)

dây nhỏ để treo quả cân

Đồng hồ bấm giây, thước

-cô) xuất hiện và cản trở sự quay Quấn dây vào trục đĩa, đầu kia móc

quả cân và thả cho quả cân rơi thì đĩa quay và tăng tốc cho tới khi đạt

được một vận tốc không đổi Vận tốc này phụ thuộc vào nhiều yếu tố và

Giải

Ta tìm bằng lí thuyết liên hệ giữa vận tốc giới hạn (cuối) của

quả cân và cảm ứng từ

Gọi J là mômen quán tính của đĩa, r là bán kính của trục, m là

khối lượng quả cân, M là mômen cản do các dòng Phu - cô gây ra, Mms là momen cản do ma sát (không đổi)

T = m(g - a) là lực căng dây Phương trình quay của đĩa là:

a

r

  là gia tốc góc của đĩa Dòng cảm ứng I tỉ lệ với tốc độ biến đổi từ thông qua đĩa nghĩa là tỉ lệ với cảm ứng từ

B và vận tốc góc  Lực điện từ cản chuyển động lại tỉ lệ với B và với I, thành ra tỉ lệ với B2 và  Mômen cản M tỉ lệvới lực này nên có thể viết M = kB2, k là một hệ số tỉ lệ không đổi khi B có các giá trị B1 và B2 Đưa vào (1) ta cóJ = m(g - a) - kB2 - Mms

Khi đĩa quay đều  = 0, a = 0, vC

Ta thấy rằng vC là hàm bậc nhất của m

Với 3 giá trị của m, m = m1, m2, m1 + m2 ta đo các vận tốc cuối với nam châm B1 rồi nam châm B2 Đường

biểu diễn vC theo m là hai đường thẳng cùng cắt trục m ở điểm

Đo vận tốc cuối: Đo thời gian để quả cân đi khoảng 20cm cuối cùng Nhưng trước đó phải kiểm xem quả cânrơi một đoạn h bằng bao nhiêu thì đạt vận tốc cuối Trong bài này với quả can nhẹ h  1m với quả cân nặng h 1,3m

2

B 0,69 0,03

Bài 4: Có hai quả cầu có cùng kích thước, cùng khối lượng, bề ngoài hoàn toàn giống nhau Hai quả cầu làm từ hai

kim loại khác nhau (khối lượng riêng của chúng khác nhau), do vậy sẽ có một quả đặc, một quả rỗng bên trong, phầnrỗng có dạng hình cầu đồng tâm với vật Với một tấm ván phẳng, đủ rộng, không biến dạng (kích thước phù hợp theoyêu cầu của người làm thì nghiệm), một giá thí nghiệm phù hợp và một thước gắn dọc theo tấm ván, hãy lập phương

án thực nghiệm xác định tỉ số khối lượng riêng của hai quả cầu trên

Giải:- Gọi I1, I2 lần lượt là mômen quán tính của quả cầu đặc và quả cầu rỗng Nếu 2 quả cầu đặt trên mặt phẳng

- Để hai quả cầu ở độ cao khác nhau trên thước sao cho khi lăn xuống hai quả cầu chạm đất cùng lúc, khi đó tỉ

lệ quãng đường hai quả cầu di chuyển được sẽ chính là tỉ lệ về gia tốc (vì s = at2/2) Quãng đường đó chính là khoảngcách l1 và l2 từ vị trí thả hai quả cầu đến mặt đất, và có thể đo được

Ta có

2 2

- Giải phương trình (*) ta có thể tìm được x

Suy ra tỉ lệ khối lượng riêng hai quả cầu là:

Giải: Xác định điện trở R của một đoạn dây đồng có chiều dài l bằng chiều dài của căn phòng, bằng cách mắc một

mạch điện gồm ăcquy, đoạn dây dẫn đang xét, một ampe kế mắc nối tiếp và một vôn kế mắc song song với đoạn dây trên Ta có:

R

I S

  (1) (S là tiết diện ngang của dây,  là điện trở suất của đồng)

- Mặt khác, khối lượng m của đoạn dây dẫn trên có thể xác định bằng cân và được biểu diễn như một hàm của l, S và khối lượng riêng D của đồng: m DlS  (2)

- Nhân hai đẳng thức (1) và (2) ta được: 2

mU l

D I



- Các giá trị I, U, m xác định bằng các thực nghiệm Các giá trị  và D có thể tra cứu ở các bảng vật lý Bằng cách

đó, ta sẽ xác định được chiều cao, chiều rộng của căn phòng, từ đó xác định được thể tích của căn phòng là V= l3

- Nếu độ giảm hiệu điện thế trên đoạn dây có chiều dài (hoặc chiều rộng) của căn phòng là nhỏ và khó đo được bằngvôn kế thì cần phải mắc một đoạn dây có chiều dài (hoặc chiều rộng) bằng một số nguyên lần

3

Bài 6:Một vật rắn gắn với trục quay mảnh AB đi qua khối tâm của vật (Hình 3) Được dùng các dụng cụ thông

thường trong phòng thí nghiệm cơ học (như thước đo, giá đỡ, dây treo, các thanh kim loại mảnh, nhẹ, đồng hồ, cân

…), hãy nêu phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính của vật rắn này đối với trục quay AB

Giải: Gắn vật với 2 thanh kim loại mảnh

AD, BC có chiểu dài h rồi cho hệ dao động

tự do quanh trục DC nằm ngang (ma sát

không đáng kể) Đo chiều dài h, chu kì dao

động nhỏ T, cân khối lượng m của vật ta

tính được mô men quán tính IO đối với trục

AB Thật vậy: mô men quán tính đối với trục CD l: ICD   I0 mh2

Do đó:

2 0

Bài 7:(HSG NA năm 2008)Cho các dụng cụ: Một ống hình trụ (kích

th-ước và chiều cao đủ lớn), can lớn đựng đầy dầu nhớt, các viên bi xe đạp nhỏ, thth-ước kẹp (Panme), thth-ước dài, đồng hồ bấm giây, các vòng dây đàn hồi Biết khối lượng riêng thép là  và dầu nhớt là 0, gia tốc rơi tự do g Lực cản lên bi

được tính bởi biểu thức fC = 6Rv trong đó:  là hệ số ma sát nhớt, R là bán kính viên bi, v là vận tốc viên bi.

Yêu cầu và xây dựng phương án thí nghiệm:

-Trình bày cơ sở lý thuyết

6

R t m

Vg

e R

+Đổ dầu nhớt vào gần đầy ống

+Dùng 2 vòng dây lồng vào phần trên và phần dưới ống

+ Bước 1: Dùng thước kẹp đo đường kính viên bi một số lần, suy ra giỏ trị trung

bỡnh bán kính viên bi Ghi lại kết quả đo

+ Bước 2: - Thả thử 1 viên bi để xác định tương đối vị trí nó bắt đầu chuyển

động đều, vòng dây vị trí đó (vạch số 1) Vạch gần đáy (cách khoảng 7 - 10cm),

vạch số 2 Đo khoảng cách D1D2= l, ghi lại kết quả

+ Bấm đồng hồ khi bi đi từ vạch số 1 tới vạch số 2, ta đo được khoảng thời gian

chuyển động của bi là t, ghi lại kết quả

+Thay đổi vị trí D1 xuống gần D2 hơn, thả bi, đo lại l và t như trê

+Thay đổi D1 một số lần nữa và tiến hành như trước

+Sau mỗi lần đo ta ghi tất cả các kết quả tương ứng vào giấy

Vạch số 1

Vạch số 2

o o

+Ta thay các giá trị R, l, t tương ứng mỗi lần đo vào công thức (*)

4 Đánh giá sai số và nhận xét.

+Sau mỗi lần thay đổi l, t ta lại tìm được một giá trị .

+Tính  và sai số 

+Kết luận hệ số ma sát nhớt là :  = + 

+Sai số do : Đo kích thước bi và xác định vị trí vạch số 1 chưa chính xác, bấm đồng hồ đo thời gian không kịp thời

Bài 8:Xác định bán kính cong của hai mặt thấu kính hội tụ và chiết suất của vật liệu dùng làm thấu kính

Cho các dụng cụ và linh kiện:

- Một thước đo chiều dài chia tới milimet;

- Các vật liệu khác: kẹp, nước sạch (chiết suất nn = 4/3),

Yêu cầu xây dựng phương án thí nghiệm

a Trình bày phương án thí nghiệm xác định bán kính cong của hai mặt

thấu kính hội tụ và chiết suất của vật làm thấu kính

b Xây dựng các công thức liên quan

c Nêu những nguyên nhân gây sai số và các biện pháp khắc

11

n

f

1

(1) 2.Đặt mặt thứ nhất của thấu kính lên trên một tấm kính phẳng và cho

một giọt nước (n=1,333) vào chỗ tiếp xúc giữa thấu kính và mặt phẳng Đo

1f

5.Nguyên nhân sai số và cách khắc phục

Bài 9.Trình bày phương án thực nghiệm xác định giá trị của hai điện trở R1 và R2 với các dụng cụ sau đây:

* 1 nguồn điện có hiệu điện thế chưa biết

* 1 điện trở có giá trị R0 đã biết

* 1 ampe kế có điện trở chưa biết

* 2 điện trở cần đo: R1 và R2

* Một số dây dẫn có điện trở không đáng kể

Chú ý: Để không làm hỏng dụng cụ đo, không được mắc ampe kế song song với bất kì

Các công tắc điện và dây dẫn có điện trở không đáng kể.

HD:- Bố trí mạch điện như hình vẽ (hoặc mô tả đúng cách mắc).

- Bước 1: Chỉ đóng K1: số chỉ ampe kế là I1

Ta có: U = I1(RA + R0) (1)

- Bước 2: Chỉ đóng K2 và dịch chuyển con chạy để ampe kế chỉ I1 Khi đó

phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị bằng R0

- Bước 3: Giữ nguyên vị trí con chạy của biến trở ở bước 2 rồi đóng cả K1 và K2, số chỉ ampe kế là I2

A

U

I2R

2

Hình 5

A

U I

R1Hình 6

Bài 11: Cho một thanh gỗ thẳng dài có thể quay quanh một trục lắp cố định ở một giá thí nghiệm, một thước chia tới

milimet, một bình hình trụ lớn đựng nước (đã biết khối lượng riêng của nước), một bình hình trụ đựng dầu hỏa, một lọnhỏ rỗng, một lọ nhỏ chứa đầy cát có nắp đậy kín, hai sợi dây Hãy trình bày một phương án xác định khối lượngriêng của dầu hỏa

HD:- Lắp thanh gỗ vào trục quay để có 1 đòn bẩy Treo

lọ rỗng vào đòn bên phải, treo lọ đầy cát vào một vị trí ở

đòn bên trái sao cho đòn bẩy cân bằng nằm ngang

- Nhúng lọ đựng đầy cát ngập trong nước rồi tìm vị trí

treo nó sao cho đòn bẩy cân bằng:

P l - l

V l

- Lặp lại thí nghiệm bằng cách thay nước bằng dầu hỏa,

tìm vị trí l " treo lọ cát để đòn bẩy cân bằng

- Ta có: ddầu =

"

"

P l - l

V l

- Suy ra ddầu = dnước

" ' ' "

(l - l)l (l - l)l hay Ddầu = Dnước

" ' ' "

(l - l)l (l - l)l

Bài 12.Bằng các dụng cụ: Một biến trở có con chạy; một điện trở R0 đã biết giá trị, một nguồn điện có hiệu điện thếkhông đổi, một vôn kế không lí tưởng, một thước milimét, dây nối, giá

đỡ đủ dùng Hãy nêu phương án thí nghiệm để xác định điện trở của các

bóng đèn với số mạch điện và số lần đo ít nhất

HD: Mắc lần lượt các bóng đèn Đ1, Đ2, điện trở R0, biến trở R và vôn

kế V vào nguồn điện có hiệu điện thế không đổi như sơ đồ mạch điện

(hình II.11.7)

- Dịch chuyển con chạy C của biến trở R, khi vôn kế V chỉ giá

trị không 0 thì dừng lại Khi đó ta có mạch cầu cân bằng

- Dùng thước milimét đo chiều dài của các đoạn: AC = l1, l1' ;

Bài 13.Cho một nguồn điện có hiệu điện thế U nhỏ và không đổi Một

điện trở r chưa biết mắc một đầu vào một cực của nguồn, một ampe kế có

điện trở RA ≠0 chưa biết, một biến trở có giá trị biết trước Làm cách nào để

xác định được hiệu điện thế?

HD: Sơ đồ như hình I.4.9a.

Theo định luật Ôm:

A A

R

1 I

1 I

1 I

Bài 14: Xác định khối lượng riêng của dầu

Cho một ống nghiệm tiết diện chỉ đều trong một khoảng tính từ miệng ống đến vạch được đánh dấu Một cốc to bằngthủy tinh, trong có một cái thước Một can nước có khối lượng riêng 0 = 1g/cm2 Một chai dầu có khối lượng riêng .Bằng những dụng cụ này hãy thiết kế phương án đo khối lượng riêng của dầu Không được phép đổ nước và dầu lẫnvào nhau

Giải:+ Cơ sở lý thuyết:

- Để giải bài toán này ta sử dụng định luật Archimede cho vật rắn trong chất lỏng

- Với những dụng cụ đã cho ở trên ta có thể thực hiện theo phương pháp hồi quy

tuyến tính

- Ta thay đổi mực nước trong ống lấy số liệu vẽ đồ thị và xác định hệ số a, b tương

ứng

+ Phương pháp tiến hành thí nghiệm:

TN1: - Lúc đầu cho nước vào ống một phần và để ống nghiệm nổi cân bằng trong

cốc thuỷ tinh chứa nước, chú ý không làm nước tràn ra khỏi cốc

- Dùng thước đo chiều cao mặt thoáng nước trong ống nghiệm và cốc đến hết phần tiết diện đều của ống nghiệm là x

và y

- Gọi tiết diện ngoài miệng ống nghiệm là Sn diện tích trong miệng ống nghiệm là St; thể tích ngoài phần không đều là

Vn; thể tích trong phần không đều là Vt; khối lượng ống nghiệm M

- Từ điều kiện cân bằng trọng lực và lực đẩy Archimede ta có phương trình:

Mg + 0Vtg + 0xStg = 0Vng + 0ySng

 y =

n

n t n

t

S

) V V ( M x

) V V ( M

S

V V

M0

S

x ; b2 =

n

n t

S

V V

M0

Từ các thí nghiệm trên chúng ta thay đổi mực nước trong ống lấy các số liệu X và Y (sử dụng khoảng 7 số liệu) nhưsau:

TN1: Thay đổi lượng nước, thay đổi x từ đó ta dùng đồ thị hoặc hồi quy tuyến tính được hệ số góc a1 =

n

tS

Nhận xét: - Ta luôn đưa bài toán về dạng tuyến tính với hệ số đơn giản

- Hầu hết các bài toán ta gặp cần xử lý hệ số góc a, còn không quan tâm đến hệ số tự do b Do vậy các đại lượngkhông biết và không thay đổi trong bài toán hoặc trong thí nghiệm được đưa vào trong thành phần của hệ số b

- Hối quy tuyến tính cho phép ta xử lý những bài toán tưởng chừng rất phức tạp với các tình huống khá đặc biệt nhưbài toán nêu trên

Bài 15.Cho một lưới rộng vô hạn được hàn từ những thanh kim loại khác nhau do đó điện trở mỗi thanh tạo nên một

cạnh hình vuông bé nhất là khác nhau (hình 3) Chỉ dùng một Ôm kế và các dây nối (điện trở dây không đáng kể).Hãy xác định điện trở rx của một thanh IK trên hình vẽ mà không được cắt ra

`x

HD:Dùng các dây nối các điểm A, B, C gần K nhất với nhau Lúc đó mạch điện trở thành (rx nối tiếp bộ điện trở RKB’

) // R

.Trong đó R là tổng điện trở tương đương của các điện trở còn lại B' là điểm chập của A, B và K

Mạch điện được vẽ lại như hình bên

.Tiến hành ba lần đo như sau:

- Lần 1: Dùng dây nối K và B' rồi mắc

- Lần 2: Dùng dây nối I và K rồi mắc

Ôm kế vào K và B Đọc số chỉ Ôm kế

Bài 14: Xác định mômen lực phát động của động cơ và xác định mômen cản của trục quay

Cho các dụng cụ và linh kiện:

- Trục quay của động cơ điện được gắn một đĩa kim loại có khoét 2 lỗ nhỏ Đĩa kim loại có bán kính

R, khối lượng M Các lỗ nhỏ có bán kính r, tâm của chúng cách tâm của đĩa một khoảng là a, như hình vẽ;

ánh sáng thành tín hiệu điện;

- Một máy đếm tần số cho phép xác định số vòng quay;

- Một đồng hồ (để đo thời gian);

- Các dây nối, cái đảo mạch,

Yêu cầu xây dựng phương án thí nghiệm

Chỉ xét các quá trình động cơ chuyển động biến đổi

đều.

thích.

MP của động cơ và mômen cản MC của trục quay Từ đó đưa

ra các bước thực nghiệm để đo MP và MC.

- Lập các biểu bảng cần thiết Giải thích về biểu

bảng đã lập.

- Xây dựng các biểu thức tính sai số của các phép đo đại lượng MP và MC.

Bài 15:(Trọng trường kế)

Trọng trường kế là dụng cụ dùng để xác định độ cao của một nơi so với mặt biển dựa vào việc xác định

độ biến thiên của gia tốc trọng trường.

1.Muốn cho sai số về độ cao cần xác định là 5 m thì độ chính xác  g của gia tốc trọng trường phải bằng bao nhiêu? Lấy g0 = 9,8 m/s2 và bán kính Trái Đất R = 6400 km.

r

B M

D

k A

l

l l

O m C

2.Có thể dùng con lắc đơn làm trọng trường kế được không? Tại sao?

3.Hình bên là sơ đồ của một trọng trường kế dùng quả

nặng, có thể dùng để xác định độ cao với sai số là 5m Ba thanh OB, OC, OD có cùng chiều dài l, trọng

lượng không đáng kể, được gắn với nhau thành một khung cứng; ba điểm B, O, D thẳng hàng; OC vuông góc với BD Điểm B được gắn vào đầu một đinh vít A của giá máy nhờ một lò xo có độ cứng k ở các đầu C

và D có gắn các quả nặng có khối lượng lần lượt là m và M Khung

BCD được đặt nằm trong mặt phẳng thẳng đứng và có thể quay không ma sát quanh một trục đi qua O vuông góc với mặt phẳng khung Góc quay của thanh BOD có thể xác định chính xác đến 0,50.

a Nêu nguyên tắc hoạt động của trọng trường kế này.

b Cho l = 20 cm; m = 100 g Tìm hệ thức giữa M và k.

Bài 16:Một cốc đong trong thí nghiệm có dạng hình trụ đáy tròn, khối lượng M, thể tích bên trong của

cốc là V0 Trên thành cốc, theo phương thẳng đứng người ta khắc các vạch chia để đo thể tích và đo độ cao của chất lỏng trong cốc Coi đáy cốc và thành cốc có độ dày như nhau, bỏ qua sự dính ướt Được dùng một chậu to đựng nước, hãy lập phương án để xác định độ dày d, diện tích đáy ngoài S và khối lượng riêng c

của chất làm cốc Yêu cầu:

1 Nêu các bước thí nghiệm Lập bảng biểu cần thiết.

2 Lập các biểu thức để xác định d, S theo các kết quả đo của thí nghiệm (cho khối lượng riêng của

- Một nguồn điện xoay chiều 3 pha (biết tần số).

Hãy trình bày một phương án thí nghiệm (trong đó có sử dụng cả ba pha) để xác định hệ số tự cảm L của cuộn dây Vẽ sơ đồ thí nghiệm và tìm biểu thức tính L.

Bài 19: 1 Mục đích thí nghiệm:

Khi đo điện trở nhỏ, điện trở tiếp xúc gây sai số lớn đến kết quả đo Hãy xác định điện trở suất của ruột bút chì.

2 Thiết bị thí nghiệm:

- ruột bút chì bằng graphit được tách khỏi vỏ gỗ;

- thước chia đến milimet;

- các dây dẫn điện bằng đồng đã được loại bỏ lớp cách điện ở 2 đầu;

- pin 1,5 V đặt trong hộp có các chốt để nối dây điện ra ngoài;

- hai đồng hồ đo điện đa năng;

- một đoạn chỉ khâu mảnh;

- giấy kẻ ô milimet.

3 Yêu cầu xây dựng phương án thí nghiệm:

a) Đưa ra phương án đo và sơ đồ đo tối ưu.

b) Nêu rõ và giải thích các nguyên tắc các phép đo sẽ tiến hành.

c) Nêu các bước sẽ tiến hành và kết quả từng bước, biểu thức tính.

d) Nêu các nguyên nhân dẫn đến sai số; ước lượng độ lớn sai số.

e) Những điều cần chú ý để phép đo chính xác.

Bài 20: Đo độ ẩm tỷ đối của không khí

a Cho hai nhiệt kế giống nhau, có độ chia đến 0,10C Hãy đề xuất một phương án thí nghiệm chỉ dùng hai nhiệt kế ấy và một số vật liệu thông thường khác để có thể nhận biết được sự thay đổi độ ẩm tỷ đối của không khí trong phòng Nhiệt độ không khí coi như không đổi.

b Biết rằng áp suất hơi bão hoà của nước tuân theo gần đúng công thức Clapeyron-Clausius:

dT T(v  v )

trong đó L2240J / glà nhiệt hoá hơi của nước; vhvà vLlần lượt là thể tích của 1g hơi nước bão hoà và

1g nước ở nhiệt độ T Hãy lập biểu thức tính độ ẩm tỷ đối của không khí theo các thông số đo được bằng các dụng cụ nói trên (coi áp suất và thể tích của hơi nước bão hoà tuân theo phương trình trạng thái khí lí tưởng) Lập bảng cho phép suy ra độ ẩm tỷ đối của không khí (trong khoảng từ 80% đến 100%) theo các số

đo mà các dụng cụ trên đo được Cho nhiệt độ phòng là 270C

c Nêu nguyên nhân sai số của phép đo và hướng khắc phục.

a) Nguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng và tần số không đổi.

b) Ampe kế nhiệt có điện trở rất nhỏ.

c) Một số tụ điện.

3) Yêu cầu xây dựng phương án thí nghiệm:

a) Trình bày cơ sở lý thuyết Viết các công thức cần thiết.

b) Trình bày một phương án thí nghiệm mà em cho là tối ưu nhất.

.Thay các giá trị R1, R2, R3 đã biết ở 3 lần đo trên vào (4) ta tìm được điện trở rx của thanh IK

Bài 16.Cho các dụng cụ sau:

Một hộp điện trở mẫu cho phép tuỳ chọn điện trở có trị số nguyên từ 10  đến vài M

Một nguồn điện xoay chiều có tần số f đã biết và có hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai cực không đổi

Một nguồn điện một chiều

Một máy đo điện cho phép đo được cường độ dòng điện và hiệu điện thế (một chiều, xoay chiều)

Các dây nối, các ngắt điện có điện trở không đáng kể

Một đồng hồ đo thời gian

Hãy lập ba phương án xác định điện dung của một tụ điện

Yêu cầu nêu: nguyên tắc lí thuyết của phép đo, cách bố trí thí nghiệm, cách tiến hành thí nghiệm, các công thức tính toán, những điều cần chú ý để giảm sai số của phép đo

Giải: Nêu 3 trong các phương án sau:Phương án 1: Mắc tụ với nguồn một chiều cho tích điện đầy rồi cho phóng

điện qua điện trở lớn Đo hiệu điện thế U0 của nguồn và hiệu điện thế trên tụ bằng vôn kế, đo t bằng đồng hồ và đọc trị

C

RU

UC



 Phương án 3: Dùng máy đo vạn năng (Để ở nấc đo cường độ ) mắc nối tiếp

với tụ để đo I qua tụ, tính C =

0

fU2

I

Phương án 4: Mắc sơ đồ như hình vẽ Dùng hộp điện trở như một biến trở điều

chỉnh sao cho khi chuyển khoá K giữa hai chốt kim ampe kế đều chỉ như nhau

Lúc đó dung kháng của tụ bằng điện trở R.(Bỏ qua điện trởcủa dụng cụ đo) Vậy

Trục động cơ

r

Cho các dụng cụ và linh kiện:

- Trục quay của động cơ điện được gắn một đĩa kim loại có khoét 2 lỗ nhỏ Đĩa kim loại có bán kính R, khốilượng M Các lỗ nhỏ có bán kính r, tâm của chúng cách tâm của đĩa một khoảng là a, như hình vẽ;

- Một Điốt laser;

- Một nguồn để nuôi động cơ;

- Một photođiot được sử dụng làm phần tử cảm biến chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện;

- Một nguồn điện 5 V một chiều;

- Một máy đếm tần số cho phép xác định số vòng quay;

- Một biến trở;

- Một đồng hồ (để đo thời gian);

- Các dây nối, cái đảo mạch,

Yêu cầu xây dựng phương án thí nghiệm

Chỉ xét các quá trình động cơ chuyển động biến đổi đều.

- Hãy nêu phương án đo gia tốc góc  và giải thích.

- Xây dựng biểu thức tính mômen lực phát động MP của động cơ và mômen cản MC của trục quay Từ đó đưa

ra các bước thực nghiệm để đo MP và MC

- Lập các biểu bảng cần thiết Giải thích về biểu bảng đã lập

- Xây dựng các biểu thức tính sai số của các phép đo đại lượng MP và MC

Giải: Sơ đồ đo vận tốc góc  như hình vẽ

Góc quay  của đĩa có giá trị  = n

Có thể dùng công thức

2

t t 2

Cần tính I (dùng định lí Huyghen – Sterno)

Kí hiệu s mật độ khối lượng theo bề mặt

Từ bảng số liệu tính được gia tốc góc 

Phương trình tính MP và MC (mômen hat động và mô men cản):

R

5

Sơ đồ đo vận tốc góc của đĩa quay