véc tơ cảm ứng từ B r vuông góc với mặt phẳng hai thanh. Một thanh kim loại khác MN củng có chiều dài L trượt từ đỉnh hai thanh kia xuống dưới với vận tốc ban đầu v 0. Cho rằng trong[r]
Trang 1Bài 3:
Hai ơ tơ đồng thời xuất phát từ A và B chuyển động ngược chiều nhau Ơ tơ thứ nhất chạy với gia tốc khơng đổi trên 1/3 quãng đường AB, 1/3 quãng đường tiếp theo chuyển động đều và
1/3 quãng đường cịn lại chuyển động chậm dần với gia tốc cĩ độ lớn bằng gia tốc trên 1/3
quãng đường đầu tiên Trong khi đĩ ơ tơ thứ hai chuyển động nhanh dần đều trong 1/3 thời
gian đi từ B tới A, 1/3 thời gian chuyển động đều, và 1/3 thời gian chậm dần đều và dừng lại
ở A Vận tốc chuyển động đều của hai xe là như nhau và bằng 70km/h Tìm khoảng cách AB, biết rằng thời gian chạy của xe thứ nhất dài hơn xe thứ hai 2 phút
* Vận tốc trung bình của ơ tơ 1 trong 1/3 quãng đường đầu và cuối: ' 0
2
v
=
thời gian chạy của ơ tơ 1: 1
/ 3 / 3 / 3 5
t
* Tương tự vận tốc trung bình của ơ tơ 2 trong 1/3 thời gian đầu và cuối cũng là / 2v
2
v
* Mà 1 2
2
30 3.70 2.70 30
=
Bài 2: (2,0 điểm)
Một mol khí lí tưởng thực hiện chu trình 1 - 2 - 3 - 4 như
hình vẽ (H.3) Cho biết : T1 = T2 = 360K ; T3 = T4 = 180K ;
V1 =36dm3; V3 = 9dm3
Cho hằng số khí lý tưởng R = 8,31 J/mol.K
1) Tìm áp suất p ở các trạng thái 1, 2, 3, và 4
2) Vẽ đồ thị p-V của chu trình
Bài 2 : (2,00 điểm)
1) Nhận xét và rút được kết luận: Các quá trình 4-1 và 2-3 là đẳng áp vì V tỉ lệ với T;
Các quá trình 1-2 và 3-4 là đẳng nhiệt (1) 0,50 đ
Ta cĩ: T1 = 2T4 và T2 = 2T3 (2) 0,25 đ
4
36 18
V
V2 =2V3=18dm3 = V4 (3) 0,25 đ
5 1
1
8, 31.360
0, 036
RT
Pa V
2
8, 31.360
0, 018
RT
Pa V
2) Đồ thị p-V được vẽ như hình (H.2) 0,50 đ
Bài 3 : (3,0 điểm)
9
180
36
360
4
3
2
1
T(K)
V(dm 3 )
(H.3)
A
(H.2)
0,8
3
1,6
6
9
4
1
V(dm 3 ) p(10 5 P
)
Trang 2Một thanh đồng chất BC tựa vào tường thẳng đứng tại B
nhờ dây AC dài L hợp với tường một góc α như hình (H.4) Biết
thanh BC có độ dài d Hỏi hệ số ma sát giữa thanh và tường phải
thỏa điều kiện nào để thanh cân bằng?
Bài 3 : (3,00 điểm)
Phản lực của tường được phân tích: Q = N + fms (1)
Đặt AB=h và ABC = β; trọng lượng của thanhBC : P = mg; Hệ
quy chiếu Bxy Khi hệ cân bằng ta có:
P + T + N + fms = 0 (2)
By: fms = mg - T cosα (4) 0,50 đ
Cân bằng momen đối với trục quay B:
.sin
h
β
α
Áp dụng định lý hàm sin trong tam giác ABC:
.sin( )
+
Từ (5), (6) và (3) : .sin .sin sin
Từ (4) : 1 cos sin
2 sin( )
ms
α β
+
Để có cân bằng phải có ma sát nghỉ và fms ≤ k.N ; với k là hệ số ma sát
Từ (4) : 1 .cos sin .sin sin
Hay : 2.sin cos sin cos 2 1
+
(10) 0,25 đ
Từ (4): sin L.sin cos d2 L2.sin2
Từ (10) : 2 2 2.sin2 1
k
L
α
−
Bài 4: (4,0 điểm)
Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ (H.5) Cho biết:
R1= 16Ω ; R2 = R3= 24Ω, R4 là một biến trở Bỏ qua điện trở của
các dây nối Đặt vào hai đầu A, B của mạch điện một điện áp
UAB = 48V
1) Mắc vào hai điểm C, D của mạch một vôn kế có điện trở rất lớn
a) Điều chỉnh biến trở để R4= 20Ω Tìm số chỉ vôn kế Cho biết cực dương của vôn
kế phải mắc vào điểm nào?
(H.5)
B D
C
R 3
R 2
R 1
B
C d
L
α
Trang 3b) Điều chỉnh biến trở cho đến khi vôn kế chỉ số 0 Tìm hệ thức giữa các điện trở R1,
R2, R3, R4khi đó và tính R4
2) Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trở RA= 12Ω Điều chỉnh biến trở để R4 = 24Ω Tìm điện trở tương đương của mạch AB, cường độ dòng điện qua các điện trở và số chỉ của ampe kế Chỉ rõ chiều của các dòng điện
Bài 4 : (4,00 điểm)
1) Số chỉ vôn kế, cách mắc vôn kế (1,50 điểm)
Nếu hai điểm C, D được mắc vôn kế có điện trở rất lớn:
a) Điều chỉnh biến trở để R4= 20Ω
Dòng điện qua R1 và R3: 13
48
1, 2
16 24
AB
U
UAC = I13.R1 = 1,2.16 = 19,2V (2)
Dòng điện qua R2 và R4: 24
48
1, 09
24 20
AB
U
UAD = I24.R2= 1,09.24 ≈ 26,2V
Vôn kế chỉ: UDC = UAD – UAC = 26,2 – 19,2 = 7V
Cực dương phải mắc vào điểm D (4) 0,50 đ
b) Điều chỉnh biến trở để vôn kế chỉ 0 nên: UDC = 0
Vậy: UAD= UAC ⇔I24.R2 =I R13 1 (5) Hay: 4 3
2 3
4 1
24.24
36 16
R R R
R
2) Điện trở tương đương, số chỉ của ampe kế, giá trị các cường độ dòng điện, chiều dòng điện (2,50 điểm)
BÀI 7 : ( 2,5 điểm )
Xác định suất điện động của một nguồn điện bằng hai vôn kế khác nhau có điện trở trong chưa biết và không lớn lắm
Dụng cụ : Hai vôn kế, nguồn điện, các dây nối
Hãy trình bày phương án tiến hành thí nghiệm, vẽ sơ đồ các mạch điện, lập công thức
để xác định suất điện động của nguồn điện
BÀI 7 : ( 2,5 điểm )
- Phương án :
Lập các sơ đồ mạch điện, mắc và đọc các số chỉ trong mỗi sơ đồ: U1, U2, U1’, U2’ 0,25 đ
- Vẽ 3 sơ đồ mạch điện Gọi E là suất điện động của nguồn điện;
RV1 , RV2 là điện trở của hai vôn kế 0,50 đ
- Lập công thức : Theo định luật Om cho mạch kín, ta có :
v1
U
R
+ = + (2) 0,25 đ
v2
U
R
+ = + (3) 0,25 đ
Sơ đồ thứ 3 , hai vôn kế mắc nối tiếp ta có :
(H.5)
B
D
C
A R 4
R 3
R 2
R 1
Trang 42 v2
'
R U
U = R (4) 0,25 đ Khử r trong (2) và (3) kết hợp với (4) ta được :
R
hay :
'
'
Ta tìm được suất điện động : 1 2 '2 1'
1 2 2 1
( - ) E
đ
Kết luận : Dùng 3 sơ đồ mạch điện được khảo sát và đọc các số chỉ trên hai vôn kế ta tìm được suất điện động của một nguồn điện
Câu 3 (2,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ: E = 6V,
r = R3 = 0,5Ω , R1= 3Ω , R2 = 2Ω , C1 = C2 = 0,2 µF, độ lớn điện tích electron e = 1,6.10
-19C Bỏ qua điện trở các dây nối
a) Tìm số electron dịch chuyển qua khóa K và chiều dịch
chuyển của chúng khi khóa K từ mở chuyển sang đóng?
b) Thay khóa K bằng tụ C3 = 0,4 µF Tìm điện tích trên tụ
C3trong các trường hợp sau:
- Thay tụ C3khi K đang mở
- Thay tụ C3khi K đang đóng
a)
+ Cường độ dòng điện trong mạch chính khi K đóng hay K mở là:
6
1( )
3 2 0, 5 0, 5
E
+ Khi K mở : C1nối tiếp với C2nên điện tích của hệ các bản tụ nối với M: qM = 0
Dấu điện tích của các bản tụ như hình vẽ ………
+ Khi K đóng: dấu điện tích trên các bản tụ như hình
1 1 AM 1 AB 1 .( 1 2) 1( )
q =C U =C U =C I R +R = µC
2 2 NM 2 NB 2 2 0, 4( )
q =C U =C U =C I R = µC
,
1 2 1, 4( )
M
q = − −q q = − µC
B
C 1
C 2
R 3
N
K
E, r
C 1
C 2
R 3
N
K
E, r
+
+
-
-
C 1
C2
R 3
M
N
K
E, r
+ -
- +
Trang 5+ Các electron di chuyển từ B→K →M; +Số hạt
6
12 19
1, 4.10
8, 75.10
1, 6.10
e
n
−
−
b)
Thay tụ C3khi K mở, K đóng:
Gọi điện tích của các tụ lúc này là: q1M,q2M,q3M và có dấu như
hình vẽ
2 0, 2
MN
U
C
= − = − (1)
1 1
0, 2
C
= + = − + = − + (2)
2 3
0, 4
C
= + = − = − (3)
Từ (1), (2), (3) ta được:
1M 2M 3M 0,8 MN 0, 2
− − + = + (4)
- Khi K mở, thay tụ C3 thì : −q1M −q2M +q3M = ⇒0 U MN = −0, 25( )V
Do đó q3M =0, 7µC ………
- Khi K đóng, thay tụ C3 thì: −q1M −q2M +q3M = −1, 4⇒U MN = −2( )V
Do đó UMB = 0 (V), q3M = ……… 0
Câu 2 (2,0 điểm): Đầu trên của hai thanh kim loại thẳng, song song cách nhau L đặt thẳng
đứng nối với hai cực của tụ có điện dung C như hình vẽ Hiệu điện thế
đánh thủng tụ điện là UT Hệ thống được đặt trong một từ trường đều có
véc tơ cảm ứng từ Br vuông góc với mặt phẳng hai thanh Một thanh kim
loại khác MN củng có chiều dài L trượt từ đỉnh hai thanh kia xuống dưới
với vận tốc ban đầu v0 Cho rằng trong quá trình trượt MN luôn tiếp xúc và
vuông góc với hai thanh kim loại Giả thiết các thanh kim loại đủ dài và bỏ
qua điện trở của mạch điện, ma sát không đáng kể
a) Hãy chứng minh rằng chuyển động của thanh MN là chuyển động
thẳng nhanh dần đều và tìm gia tốc của nó
b) Hãy tìm thời gian trượt của thanh MN cho đến khi tụ điện bị đánh
thủng
a) (1,25 điểm)
Vì R=0 nên suất điện động cảm ứng trên thanh MN luôn bằng hiệu điện thế giữa hai bản tụ
E=U ⇔BLv=U (1) ……
Phương trình Định luật II Newton cho chuyển động của thanh MN
t
P−F =ma⇔mg−BLI =ma (2) ……
Với Ftlà lực từ tác dung lên thanh, a là gia tốc của thanh, I là cường độ dòng điện qua mạch trong
khoảng thời gian t∆
Ta có q U C
∆
∆
Từ (1) suy ra ∆U =BL v∆ thay vào (3) ta được:
A
C 1
C
R3
B M
N
C 3
E, r
+ -
+
- +
-
+
C
N
M
Br
0
vr
Hình cho câu 2
Trang 6t
∆
Thay (4) vào (2) ta được: a mg2 2
m CB L
Điều đó chứng tỏ thanh MN chuyển động nhanh dần đều
b) (0,75 điểm)
Thanh MN trượt nhanh dần đều với vận tốc 0 0 2 2
mg
m CB L
+ (5)… Khi UC = UTthì tụ bị đánh thủng, khi đó vận tốc của thanh là U T
v BL
= (6)…
Từ (5) và (6) suy ra thời gian trượt của thanh cho đến khi tụ bị đánh thủng là:
0
1 U T
mg BL