Kiểm tra vật lý 10 On thi tuyen sinh vao lop 10 mon vat li

Một học sinh xác định độ bội giác của một kính lúp bằng cách đặt một vật sáng AB hình mũi tên vuông góc với trục chính của kính, cách kính 16cm, A nằm trên trục chính và thu được ảnh t[r]

CHƯƠNG I ĐIỆN HỌC

I/ KIẾN THỨC CƠ BẢN

1 Định luật Ôm cho đoạn mạch riêng lẽ

R

U

I = (1)

Trong đó: + I là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đo bằng (A)

+ U là hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch đo bằng (V)

+ R là điện trở của đoạn mạch đo bằng (Ω) 1kΩ = 103 Ω, 1MΩ = 106 Ω Chí ý: Từ

Hoặc U = I R (1 // ) dùng để xác định U khi biết I và R

Đồ thị sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I và hiệu điện thế U là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ Khi biết đồ thị thì suy ra được I và U tại một điểm bất kì trên đồ thị

2 Định luật Ôm cho đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp

R

R

1

I

+ Nếu đoạn mạch gồm n điện trở

giống nhau mắc song song thì: I1 = I2 = = In, I = n I1

3 2 1

.

R R

R R R R

R

R AB AC CB

+ +

= +

1

3 2

R

R R

R

R

+ +

I

U

P

2 2

.

Chú ý: + Các giá trị định mức: Uđm, Pđm, Iđm

Khi sử dụng nếu U = Uđm => P = Pđm và I = Iđm thì dụng cụ hoạt động bình thường

Nếu U > Uđm => P > Pđm và I > Iđm thì dụng cụ hoạt động quá mức bình thường, có thể cháy

CC

Nếu U < Uđm => P < Pđm và I < Iđm thì dụng cụ hoạt động yếu hơn mức bình thường, có thể không hoạt động và bị cháy

+ Công suất tiêu thụ trên cả đoạn mạch bằng tổng công suất tiêu thụ trên các đoạn mạch thành phần

7 Điện năng – Công của dòng điện

t R

U t R I t I

Điện năng, công của dòng điện thường dùng đơn vị là Kw.h

Chú ý: Một số đếm của công tơ điện tương ứng với điện năng tiêu thụ là 1 kw.h = 3,6 106J

8 Định luật Jun – Len xơ

Q = I2.R.t = =U.I.t = t

R

U2

(J) (13) 1J = 0,24 cal

9 Một số công thức khác có liên quan:

Công thức tính nhiệt lượng mà vật thu vào khi tăng nhiệt độ từ t1đến t2:

i

Q

Q A

10 Phương pháp chung để giải bài toán vận dụng định luật Ôm:

- Bước 1 Tìm hiểu và tóm tắt đề bài, vẽ sơ đồ mạch điện

- Bước 2 Phân tích mạch điện, tìm các công thức có liên quan đến các đại lượng cần tìm

- Bước 3 Vận dụng các công thức liên quan để giải bài toán

- Bước 4 Kiểm tra, biện luận kết quả (nếu có)

II/ BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1

Ba đện trở R1, R2, R3 mắc nối tiếp với nhau vào hai đầu đoạn mạch có hiệu điện thế

44 V Biết R1 = 2R2 = 3 R3= Cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là 4A Tính giá trị các điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở

Giải:

Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

) ( 11 4

R R

R + + =

11

11 6 11

6

Gọi x và y là số điện trở 10Ω và 40Ω cần để mắc vào mạch điện ta có:

10 x + 40 y = 90 => x = 9 – 4y với x, y là số nguyên dương và x ≤ 9; y ≤ 2 nên ta có ba phương án để mắc các điện trở trên như sau:

+ y = 0 và x = 9 (9 điện trở 10Ω mắc nối tiếp với nhau)

+ y = 1 và x = 5 (1 điện trở 40Ω với 5 điện trở 10Ω mắc nối tiếp)

+ y = 2 và x = 1 (2 điện trở 40Ω và 1 điện trở

10Ω mắc nối tiếp)

Bài 3

(I)

(I

I(A)

4

a Khi U1 = U2 thì I2 > I1vậy (a) đúng

b Khi I1 = I2 thì U1 > U2vậy (b) sai

c

2

2 2 1

1

1 ;

I

U R I

U

R = = Khi I1 = I2 thì U1 > U2 => R1>R2 vậy(c) sai

Bài 4

Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó R2 = 2R1; vôn kế chỉ 12V; ampekế chỉ 0,8A

a Tính R1, R2và điện trở tương đương của đoạn mạch

b Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế khác có giá trị là 45V thì cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampekế là bao nhiêu?

Giải:

Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2mắc song song

a Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

) ( 15 8

U1

U(V

5

= +

2

1 1

1 1 2

1

2

R R

R R R

15

45 1

45 2

a Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

b Biết cường độ dòng điện qua điện trở R1 là 1A Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua điện trở R2 và R3và cường độ dòng điện qua mạch chính

Hướng dẫn:

a

3 2 1

2 1 3 1 3 2 3 2 1

111

1

R R R

R R R R R R R R R

R

++

=++

=

) ( 5 , 7 2 1 3 1 3

2

3 2

+ +

=

R R R R

R

R

R R

15 2

r r r

Cho mạch điện gồm 3 điện trở R1 = R2 = R3 = r = 36(Ω)

a Có mấy cách mắc ba điện trở này vào mạch? Vẽ sơ đồ các cách mắc đó

b Tính điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch nói trên

Giải:

a Vì 3 điện trở giống nhau nên có 4 cách mắc khác nhau Sơ đồ mắc như hình vẽ

b Điện trở tương đương:

(

).

+ +

r r r

r r r

Cách 4 RC4 = r + 54 ( )

2

36 36

2r = + = Ω

Bài 7

Cho mạch điện như hình vẽ

Biết r1= 5Ω, R2 = 15 Ω, R3 = 12 Ω, Rx có thể thay đổi

được UAB= 48V

a Khi Rx = 18Ω Xác định cường độ dòng điện

chạy qua Rx vàhiệu điện thế hai đầu điện trở R3

b Xác định giá trị điện trở Rxđể cho cường độ dòng điện chạy qua Rx nhỏ hơn hai lần cường độ dòng điện chạy qua R1 Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính khi đó và điện trở tương đương của toàn mạch

G iải

a Cường độ dòng điện chạy qua Rx

là: Ix = I3 =

) ( 6 , 1 30

48 3

3

A R

) ( 4 , 2 2

A R

8 , 4

Cho hai bóng đèn loại (24V – 0,8A) và (24V – 1,2A)

a Các kí hiệu trên cho biết điều gì?

b Mắc nối tiếp hai bóng đèn trên vào hiệu điện thế 48V Tính cường độ dòng điện chạy qua hai đèn và nêu nhận xét về độ sáng của mỗi đèn

c Để hai đèn sáng bình thường thì phải mắc chúng như thế nào và sử dụng hiệu điện thế là bao nhiêu?

Giải

a Con số 24V cho biết hiệu điện thế định mức của bóng đèn Khi sử dụng nếu hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn lớn hơn 24V thì đèn có thể bị cháy, nếu hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn nhỏ hơn 24V thì đèn sáng yếu hơống với khi nó sáng bình thường Con số 0,8A và 1,2A cho biết giá trị cường độ dòng điện định mức của bóng đèn Khi sử dụng bóng đèn đúng giá trị hiệu điện thế định mức thì cường độ dòng điện chạy qua đèn đúng bằng giá trị cường độ dòng điện định mức

b Điện trở của mỗi bóng đèn tính từ công thức:

) ( 30 8 , 0

4 , 2 1

4 , 2 2

Khi mắc nối tiếp: R = R1 + R2 = 30 + 20 = 50(Ω)

Cường độ dòng điện qua mỗi đèn:

I = I1 = I2 = 0 , 96 ( )

50

48

A R

I2 < Idm2nên bóng đèn 2 sáng yếu hơn so với bình thường

đương của toàn mạch

b Tính cường độ dòng điện qua các điện trở

c Tính các hiệu điện thế UAC và UAD

Giải:

a R23 = R2 + R3 = 10(Ω)

) ( 5 10 10

10 10

4 23

4 23

+

= +

75 , 8 4 4

1

AB AN

AB = Đặt vào hai dầu dây dẫn một hiệu điện thế UAB = 45V

Giải:

Gọi điện trở của các đoạn AB, MN, AN, MB lần lượt là RAB, RMN, RAN, RMB

Ta có thể coi dây dẫn AB gồm các điện trở RAM, RMN, RNBmắc nối tiếp với nhau Vì đoạn mạch mắc nối tiếp thì hiệu điện thế tỷ lệ với điện trở mà điện trở lại tỷ lệ thuận với chiều dài nên hiệu điện thế sẽ tỷ lệ thuận với chiều dài

a Ta có: MN =AB - (AM +NB) = AB – AB AB AB

15

7 ) 5 3

) ( 21 45 15

7 15

7 15

7

V U

U AB

MN R

R

U

U

AB MN

4 5

4

V U

U AB

AN

U

U

AB AN

AB

) ( 30 3

2 3

2

V U

U AB

MB

U

U

AB MB

U

U

2 , 1 2

, 1 30

a Khi dịch chuyển con chạy C về phía M thì

độ sáng bóng đèn thay đổi thế nào?

b Bóng đèn ghi (12V – 6W) Điện trở toàn

phần của biến trở là R = 52(Ω) và con chạy C nằm

chính giữa MN Hiệu điện thế do nguồn cung cấp

là 25V Bóng đèn sáng bình thường không? Tại

P

U R

Điện trở toàn mạch là: R = R + Rđ = 26 + 24 = 50(Ω)

C

+ -

Rđ

Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là: Iđ = I = 0 , 5 ( )

50

25

A R

P I

a Để đèn sáng bình thường thì phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu? Bỏ

qua điện trở dây nối

b Nếu biến trở có điện trở lớn nhất là 20(Ω) thì khi đèn sáng bình thường dòng điện chạy qua bao nhiêu % tổng số vòng dây của

A U

P I

922

A U

P I

b Vì R tỷ lệ thuận với l mà l tỷ lệ với số vòng dây nên R tỷ lê với số vòng dây có dòng điện chạy qua

20(Ω) chiếm 100% số vòng dây của biến trở

6(Ω) chiếm số % vòng dây biến trở là x Ta có: x

6W) Cần mắc hai bóng này với một biến trở vào

hiệu điện thế U = 18V để hai bóng đèn sáng bình

8 1

1

A U

6 2

2

A U

P

dm

dm = =

Cường độ dòng điện qua biến trở: Ib = I1 + I2 = 2/3 +1/2 = 7/6 (A)

Hiệu điện thế hai đầu biến trở: Ub = U – Uđ1= 18 – 12 = 6(V)

7

36 7

6 6

16 , 0 20

8 10 4 , 0

mm m

R

l S s

R1

U

Vì dây dẫn có tiết diện hình tròn nên: S = d d S 0 , 45mm

14 , 3

16 , 0 2 2

a Vẽ sơ đồ và nói rõ cách mắc nói trên

b Tính điện trở của biến trở khi đó

Giải:

a Nhận xét: Ta thấy U = U1 + U2 Mặt

khác cường độ dòng điện định mức qua hai

đèn không giống nhau: Iđm1 = Pđm1 / Uđm1 =

13,5 / 9 = 1,5(A); Iđm2 = Pđm2 /Uđm2 = 12 / 6 =

2(A) Ta thấy Iđm2 > Iđm1 Vậy để hai bóng sáng

bình thường phải mắc như hình vẽ trong đó (Rb// Đ1) nt Đ2

b UR = UĐ1 = 9V

Cường độ dòng điện chạy qua biến trở: Ib = I2 – I1 = Iđm2 – Iđm1 = 0,5(A)

Điện trở của biến trở khi đó: Rb =Ub / Ib = 9 / 0,5 = 18(Ω)

Bài 15

Trên hai bóng đèn ghi (110V – 60W) và (110V – 75W)

a Biết rằng dây tóc hai bóng đèn này làm bằng vônfram và có tiết dịên bằng nhau Hỏi dây tóc của bóng đèn nào lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần?

b Có thể mắc hai bóng đèn này nối tiếp với nhau vào hiệu điện thế 220V được không? Tại sao?

Giải:

a Từ công thức

P

U R R

U P

2 2

1

2 1

dm dm dm

dm

P

U R P

U

R = = Với Uđm1 = Uđm2 ta có:

25 , 1 60

75 1 2

Ib

I2

) ( 33 , 161 75

110 );

( 67 , 201 60

2

2 2 2

2 1

2

1

dm dm dm

dm

P

U R P

Nhận xét: U1= 123V > 110V nên Đ1 sáng quá mức bình thường

U2= 97V < 110V nên Đ2sáng yếu hơn so với bình thường

Như vậy không mắc hai bóng này nối tiếpvào hiệu điện thế 220V vì mắc như vậy thì Đ1 bị cháy

Bài 16

Một động cơ làm việc ở hiệu điện thế 220V, dòng điện chạy qua động cơ là 4,5A,

a Tính công của dòng điện sinh ra trong 3h

b Hiệu suất của động cơ là 80% Tính công mà động cơ thực hiện được trong thời gian trên

% 100

10692000

%.

80

% 100

b Tính nhiệt lượng mà bếp điện toả ra khi đó và thời gian đun sôi lượng nước trên

c Tính tiền điện phải trả khi sử dụng ấm điện trên trong 1 tháng (30 ngày) Biết mỗi ngày đun 2 ấm và giá 1kwh là 700 đồng

Hướng dẫn:

a Khối lượng 2lít nước là m = 2kg

Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 2 lít nước là:

Q1 = m.c(t2 – t1) = 1,8.1200(100 – 20) = 604800(J)

b Nhiệt lượng Q mà bếp điện toả ra là nhiệt lượng toàn phần, nhiệt lượng Q1 cần để đun sôi nước là nhiệt lượng có ích Ta có:

) ( 720000

% 84

% 100 640800

% 100

%

1

J H

Q Q Q

Q

Thời gian để đun sôi nước tính từ công thức:

ph s

P

Q t t

a Tính nhiệt lượng mà bếp toả ra trong 1phút

b Dùng bếp điện trên để đun sôi 2l nước ở nhiệt độ ban đầu là 220C thì thời gian đun

là 24 phút Coi rằng nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là có ích Tính hiệu suất của bếp Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K

% 4 , 62

% 100 1049760

- Nam châm hoặc dòng điện đều có khả năng tác dụng một lực từ lên kim nam châm đặt gần nó

- Không gian xung quanh nam châm và xung quanh dòng điện tồn tại một từ trường

- Cách nhận biết từ trường Người ta dùng kim nam châm (gọi là nam châm thử) để nhận biết từ trường: ở đâu có lực từ tác dụng lên kim nam châm thử thì ở đó có từ trường

- Từ phổ là hình ảnh cụ thể về các đường sức từ Có thể thu được từ phổ bằng cách rắc mạt sắt lên tấm nhựa đặt trong từ trường và gõ nhẹ

- Các đường sức từ có chiều nhất định ở bên ngoài thanh NC chúng là những đường cong đi vào ở cực Nam và đi ra ở cực Bắc của NC

- Từ phổ bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua giống từ phổ ở bên ngoài thanh nam châm

dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều đường sức từ trong lòng ống dây

- Sắt, thép, côban, niken và các vật liệu từ khác đặt trong từ trường đều bị nhiễm từ

- Sau khi bị nhiễm từ sắt non không giữ được từ tính còn thép vẫn giữ được từ tính

- Nam châm điện: Khi có dòng điện chạy qua ống dây có lõi sắt thì ống dây và lõi sắt trở thành một nam châm

- Có thể làm tăng tác dụng từ của nam châm điện bằng cách tăng cường độ dòng điện chạy qua ống dây hoặc tăng số vòng dây của ống dây

- Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên tác dụng của từ trường lên khung dây có

dòng điện chạy qua đặt trong từ trường

- Động cơ điện một chiều có hai bộ phận chính là nam châm để tạo ra từ trường và khung dây dẫn có dòng điện chạy qua

- Khi động cơ điện hoạt động, điện năng chuyển hoá thành cơ năng

- Có nhiều cách dùng nam châm để tạo ra dòng điện trong cuộn dây dẫn kín Dòng điện được tạo ra theo cách đó gọi là dòng điện cảm ứng

- Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

- Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên

- Chều dòng điện cảm ứng: Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi

số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng

- Cách tạo ra dòng điện xoay chiều: Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của NC hay cho NC quay trước cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều

- Máy phát điện xoay chiều có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn Một trong hai bộ phận đó đứng yên gọi là Stato, bộ phận còn lại quay gọi là rôto

xoay chiều

- Dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt, quang, từ , hóa học và sinh lí

- Lực từ đổi chiều khi dòng điện đổi chiều

- Dùng ampe kế và vôn kế xoay chiều có kí hiệu AC (hoặc ~) để đo giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều, khi mắc không cần phân biệt chốt +,-

- Khi truyền tải điện năng bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng toả nhiệt trên đường dây

- Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện tỷ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây 2

2

U

P R

U U = + Khi U 2 > U1 => máy tăng thế

+ khi U2 < U1 = > máy giảm thế

Câu 6 Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong trường hợp nào? Giải thích vì sao người

ta nói máy phát điện và máy biến thế là các ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ

Câu 7 Nêu các cách tạo ra dòng điện xoay chiều

Câu 8 Nêu các tác dụng của dòng điện xoay chiều? Mỗi tác dụng nêu một vài ứng dụng

Câu 9 Nêu nguyên nhân gây hao phí trên đường dây tải điện và phương án làm giảm hao phí trên đường dây

Câu 10 Nêu cấu tạo của máy biến thế Trong trường hợp nào máy biến thế làm tăng hiệu điện thế? Trong trường hợp nào máy biến thế làm giảm hiệu điện thế?

Bài 1

a Khi nào thì một đoạn dây dẫn chịu tác dụng của lực điện từ ?

b Hãy xác định và biểu diễn chiều của lực điện từ (ở hình a) ; chiều của dòng điện (ở hình b); các cực của nam châm (ở hình c)

Cho biết: Kí hiệu  chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng tờ giấy và có chiều từ phía trước ra phía sau

Kí hiệu  chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng tờ giấy và có chiều từ phía sau ra phía trước

F

N  S S N 

F Hình a Hình b Hình c

F

F Hình a Hình b Hình c

Bài 2

Hãy xác định lực điện từ tác dụng lên đoạn dây AB ở hình vẽ sau:

A

Xác định được chiều đường sức từ trong lòng ống dây

Xác định được chiều lực điện từ theo quy tắc bàn tay trái: Từ sau ra trước tờ giấy

Hãy tìm chiều dòng điện trong các trường hợp sau:

Bài 3

a Tìm

chiều của đường sức từ khi có dòng điện chạy qua dây AB và ống dây L, xác định cực của ống dây trên hình vẽ

b Tìm chiều dòng điện khi biết chiều đường sức từ và các cực của ống dây trong hình sau:

c Xác định chiều lực điện từ trong các trường

L

S

N

Bài 4

Đặt một khung dây hình chữ nhật ABCD vào trong từ trường đều sao cho các đường sức từ song song với mặt phẳng khung dây Khung có thể quay xung quanh trục OO/ , chiều dòng điện chạy qua khung như hình vẽ

a Xác định chiều lực điện từ tác dụng vào các cạnh của khung dây

b Khung sẽ chuyển động như thế nào dưới tác dụng của các lực này?

HD:

Các cạnh AD và BC song song với các đường sức từ nên không chịu tác dịng của lực từ

Các cạnh AB và CD chịu tác dụng của

lực từ áp dụng quy tắc bàn tay trái ta thấy

cạnh AB chịu tác dụng của lực từ F1 kéo AB

ra khỏi mặt phẳng hình vẽ Cạnh CD chịu tác

dụng của lực từ F2 kéo vào mặt phẳng hình

vẽ

c Dưới tác dụng của hai lực này khung

dây sẽ quay quanh trục OO/theo chiều

như hình vẽ

Khung quay cho đến khi mặt phẳng

khung dây vuông góc với các đường sức từ

thì cặp lực từ này cân bằng nhau nên không

có tác dụng làm cho khung quay nữa nhưng

khung vẫn tiếp tục quay theo chiều cũ do quán tính

Bài 5

Một máy biến thế mà số vòng dây của cuộn thứ cấp lớn hơn số vòng dây của cuộn

sơ cấp Nối hai đầu cuộn sơ cấp với một bộ ắc quy còn hai đầu cuộn thứ cấp thì nối qua

N

+

một điện trở R Hỏi khi đó có dòng điện chạy qua R hay không và có thể thu được hiệu điện thế lớn hơn hiệu điện thế của bộ ắc quy hay không?

HD:

Bộ ắc quy cho dòng điện không đổi trong cuộn sơ cấp Vì vậy từ trường xuyên qua cuộn thứ cấp là từ trường không đổi Do đó không thể xuất hiện dòng điện cảm ứng ở cuộn thứ cấp dù đó là mạch kín Vì vậy hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp bằng không Vậy ta không thể dùng biến thế để làm tăng hay giảm hiệu điện thế của bộ pin hay ắc quy (Hiệu điện thế không đổi)

Bài 6 Một máy phát điện xoay chiều cho một hiệu điện thế ở hai cực của máy là 1500V Muốn tải điện năng đi xa người ta phải tăng hiệu điện thế lên 30000V

a Hỏi phải dùng máy biến thế có các cuộn dây có số vòng theo tỷ lệ nào?

Cuộn dây nào mắc vào hai đầu máy phát điện

b Khi tăng hiệu điện thế lên như vậy , công suất hao phí giảm đi bao nhiêu

lần?

Giải:

a U1 / U2 = n1 / n2 = 1 / 20

cuộn dây có số vòng ít hơn được mắc vào hai đầu máy phát điện

b U tăng lên 20 lần => công suất hao phí do toả nhiệt giảm 202lần = 400lần