Đề cương lý 10 chuyên KHTN học kì 2 giải chi tiết

Tìm hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ điện nếu các tụ đó được ghép nối tiếp với nhau.. Khoảng cách giữa hai bản tụ là 1mm, môi trường giữa chúng là chân không.[r]

Trang 1

TRUONGHOCSO | HAI NGUYEN 1

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP HỌC LỲ 2 LÝ 10 CHUYÊN

KHOA HỌC TỰ NHIÊN

A TỤ ĐIỆN

Bài 1: Cho 3 tụ điện có điện dung lần lượt là C C1; 2vàC3 Nếu mắc chúng nối tiếp thì điện dung của bộ tụ là 1nF Nếu mắc chúng song song thì điện dung tương đương của bộ tụ là 11nF Tính điện dung của các tụ Biết rằng C2 3C1

Bài 2: Cho bộ tụ mắc như hình vẽ: C11F, C2 3F, C36F,

4 4

C  F, U AB 20V Tính điện dung của bộ tụ, điện tích và hiệu điện

thế của mỗi tụ, nếu:

a K mở

b K đóng

Bài 3: Tụ phẳng không khí có điện dung C500pF được tích đến hiệu

điện thế U300V

a Tính điện tích Q của tụ điện

b Ngắt tụ khỏi nguồn Nhúng tụ vào chất điện môi lỏng có  2 Tính điện dung C1; điện tích Q1 và hiệu điện thế U1 của tụ lúc đó

c Vẫn nối tụ với nguồn Nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng  2 Tính C Q U2, 2, 2 của tụ

Bài 4: Hai tụ điện có điện dung và hiệu điện thế giới hạn lần lượt là C15F, U gh1500V, C2 10F,

2 1000

gh

U  V Tìm hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ điện nếu các tụ đó được ghép nối tiếp với nhau

Bài 5: Một tụ điện hai bản phẳng, các bản tiết diện hình chữ nhật có kích thước 9 cm x 4cm Khoảng cách giữa hai bản tụ là 1mm, môi trường giữa chúng là chân không Tụ điện được tích điện đến điện tích Q6C

a Tính điện dung của tụ điện

b Tìm lực hút giữa hai bản tụ

c Một electron bật ra khỏi bản cực dương của tụ điện theo phương vuông góc với bản tụ với vận tốc đầu bằng bao nhiêu thì nó vừa đủ đến được bản cực âm của tụ? Biết e1, 6.1019C; m e9,1.1031kg

Bài 6: Cho ba tụ điện mắc thành bộ theo kiểu C1/ /C ntC2 3rồi tráo đổi vị trí các tụ điện cho nhau ta thu

được ba bộ tụ với các điện dung tương đương là 6,6 F , 11 F và 12, 75 F Xác định các giá trị tụ điện

1, C2

C và C3

Bài 7: Mắc tụ không khí điện dung C10F vào hiệu điện thế U 10V Tính độ thay đổi năng lượng của tụ khi chúng ta tách hai bản tụ ra xa nhau gấp đôi khoảng cách cũ trong hai trường hợp

a Tụ vẫn nối vào nguồn

b Ngắt tụ khỏi nguồn trước khi tách

Bài 8: Cho mạch tụ có C1/ /C2 nt C3/ /C4trong đó C11F; C2 C32F; C4có điện dung biến thiên Đặt vào hai đầu mạch hiệu điện thế U = 10V

a Vẽ mạch tụ Tính điện dung tương đương của bộ tụ nếu C4 4F

b Giữ hiệu điện thế trên hai đầu mạch không đổi, C4 tăng lên thì điện tích trên từng tụ tăng giảm như thế nào

K

Trang 2

A

B DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI – ĐỊNH LUẬT ÔM CHO TOÀN MẠCH

Bài 9: Cho mạch R nt R1  2/ /R ntR3 4trong đó R4  10 và công suất tỏa nhiệt trên cả 4 điện trở đó là bằng nhau Tính R R R1, 2, 3

Bài 10: Cho mạch điện như hình vẽ

Cho biết R1 R2 R3R4 R5  10 , U AB 30V Điện trở

Ampe kế và dây nối không đáng kể

a Tính điện trở R ABcủa mạch điện

b Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở và số của của Ampe

Bài 11: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ E6V, r 1 , R10,8,

2 2

R  , R3  3 Tính hiệu điện thế hai cực của nguồn điện và cường độ

dòng điện chạy qua các điện trở

Bài 12: Nguồn điện (E,r) thắp sáng bình thường 4 bóng đèn loại (6V-3W) khi

chúng được ghép song song hay nối tiếp vào các cực của nguồn

a Tính E và r

b Với nguồn này có thể thắp sáng bình thường tối đ abao nhiêu đèn (6V-3W)

Bài 13: Mạch điện gồm một nguồn điện (E,r), mạch ngoài là biến trở R x Khi R x  2 và R x  8 thì công suất mạch ngoài cùng bằng 32W

a Tính E và r

b Mắc thêm R0 song song với R x Thay đổi R x ta thấy công suất P xmax 18W Tính

0

R

Bài 14: Cho mạch như hình vẽ

Nguồn có suất điện động E = 21V, điện trở trong r 2 , các điện trở R1 10 ;

2 20

R  ; R3  30

a Tính cường độ dòng điện trong mạch

b Tính công suất của nguồn điện sinh ra trong 10 phút và công suất tỏa nhiệt trên R3

Bài 15: Mạch điện gồm nguồn (E = 12V, r 6 ) và mạch ngoài là bộ hai điện trở R0 và R x ghép song song Thay đổi R xta thấy khi R x R1 thì công suất trên nó đạt cực đại P xmax 4W

a Tính R1

b Dùng một Ampe kế để đo dòng qua R1 Tính điện trở của Ampe kế để sai số phép đo là 4%

C BỘ NGUỒN - DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

Bài 16: Cho bộ nguồn gồm các pin giống hệt nhau, mỗi pin có 1, 5V0, 5 và đèn 3V 3W Cần mắc bộ nguồn như thế nào để đèn sáng bình thường

Bài 17: Cho mạch như hình vẽ:

Các nguồn giống hệt nhau Mỗi nguồn có suất điện động E = 5V, điện trở trong r  2

Nguồn mắc với mạch ngoài có điện trở R 7 Tìm dòng điện qua mỗi nguồn

Trang 3

Bài 18: Cho mạch điện như hình vẽ:

Nguồn gồm 6 pin giống hệt nhau Mỗi pin có suất điện động E = 1,5V; điện trở trong

0,5

r  Đèn 3V3W sáng bình thường

a Tính điện trở của bình điện phân

b Tính khối lượng đồng giải phóng ta ở catot trong 16 phút 5 giây Bình điện phân đựng dung dịch CuSO4

có hai điện cực làm bằng đồng

Bài 19: Cho mạch như hình vẽ

Nguồn 1 có suất điện động E1 4V , điện trở trong r1 1

Nguồn 2 có suất điện độngE2 6V , điện trở trongr2  2

Nguồn 3 có suất điện độngE3 7V , điện trở trongr3  1

1 3

R  ; R2  8 Tìm dòng điện chạy qua từng nhánh

Nguồn 1 có suất điện độngE120V, điện trở trong r1 1

Nguồn 2 có quất điện độngE2 10V , điện trở trongr2  2

Các điện trởR1 4 ;R2  3 Ampe kế là lý tưởng

a) Hãy tìm giá trị của biến trở để ampe kế chỉ 0,5A

b) Mắc thêm vào giữa A và B một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có hai điện cực làm bằng đồng Khi tăng giá trị của R x thì lượng đồng bám vào catốt trong mỗi giây tăng hay giảm?

Trang 4

Hình 1

Hình 2

ĐÁP ÁN CHI TIẾT

A TỤ ĐIỆN

Bài 1: ta có { 1 2 3

nt

C C C C

/ / 1 2 3

C C C C

mà C2 3C1

 { 1 3

3

nt

C  C C

/ / 4 1 3

C  C C

 {

3 1

1 3

C C





1 3

114C C

 {3C C1 3 3C14C3

3 11 4 1

C   C

          C12nF hoặc 1 11

6

Với C1 2nF 

{

1 2

C  nF

2 6

C  nF

3 3

C  nF

hoặc với 1 11

6

{

1 11 6

2

11 2

3

11 3

Bài 2:

a Khi K mở mạch đện trở thành như hình 1 Bộ tụ mắc theo kiểu C ntC1 2 / / C ntC3 4

Ta có:

{

1 2 12

1 2

4

C C



3 4 34

3 4

5

C C



 12 34 3 12 63

4 5 20

b

Ta lại có: U12U34U AB 20V { Q1Q2 Q12C U12. 1215C

3 4 34 34 34 48

Q Q Q C U  C



{

1 1

1

15

Q

C

2 2

2

5

Q

C

3 3

3 8

Q

C

 

4 4

4 12

Q

C

 

b Khi K đóng mạch điện trở thành như hình 2 Bộ tụ mắc theo kiểu

Trang 5

C1/ /C nt C3  2 / /C4

Ta có: {C13C1C3 7F

24 2 4 7

C C C  F

13 24

2

b

C C



Ta lại có: Q13Q24Q b C U b AB 70C

{

13

1 3 13

13

10

Q

C

24

2 4 24

24

10

Q

C



{

1 1 1 10

Q C U  C

2 2 2 30

Q C U  C

3 3 3 60

Q C U  C

4 4 4 40

Q C U  C

Bài 3: a Có C500pF 5.1010F 10 7

b Khi ngắt tụ khỏi nguồn thì điện tích trên tụ không đổi nên Q1 Q 1,5.107C

Ta có

4

S

C

kd







Ban đầu tụ đặt ngoài không khí nên  1 Khi đưa vào chất lỏng có  2, mà các thông số khác giữ không đổi nên C12C2.5.1010 109F

1

1, 5.10

150 10

Q

C



c Vẫn nối tụ với nguồn thì hiệu điện thế trên tụ không đổi nên U2  U 300V

Tương tự câu b ta có 10 9

2 2 2.5.10 10

2 2 2 10 300 3.10

Bài 4: Khi các tụ ghép nối tiếp ta có:

5

1 2

nt

C C



Gọi hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ là U gh 1 2 5 

.10

3

gh

b nt gh

U





{

1

2 3

gh gh

U Q

C

2

2 3

gh gh

U Q

C



{

2 500 3

gh

U



1000 3

gh

U



 {

750

gh

3000

gh

 Chú ý: Nếu đề bài hỏi hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ nếu các tụ đó ghép song song với nhau thì ta có

{U ghU gh1

2

gh gh

500

gh

1000

gh

Bài 5:

a Ta có:  2 3  2

S     cm    m ; d = 1mm 3 

10 m

 và kk 1

Trang 6

9 3

3, 6 10

10

4 4 9.10 10

S

kd



b Ta có  62

2

10 3

6.10 W

180

2 2.10 10

Q



 

c Giữa hai bản tụ có một điện trường đều E hướng từ bản dương đến bản âm Khi e chuyển động từ bản

dương tới bản âm sẽ có một lực điện tác dụng lên e theo hướng cản trở chuyển động của e và có độ lớn

6

180 1, 6.10 4,8.10

6.10

d

F

Q



Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có: 1 2 2

2

d

F d

m

 

8

1, 03.10 m s/



Bài 6: Khi bộ mắc theo kiểu C1/ /C ntC2 3 ta có: 2 3

1 23 1

2 3

6, 6

b

C C



Khi bộ mắc theo kiểu C2/ /C ntC1 3 ta có: 1 3

2 13 2

1 3

11

b

C C



Khi bộ mắc theo kiểu C3/ /C ntC1 2 ta có: 1 2

2 12 3

1 2

12, 75

b

C C





{

1 2 2 3 3 1

2 3

6, 6

C C C C C C

F





1 2 2 3 3 1

1 3

11

C C C C C C

F



1 2 2 3 3 1

1 2

12, 75

C C C C C C

F





{

1 2 2 3 3 1

1 3

11

C C C C C C





 2 3  1 3

 1 3  1 2

11 C C 12, 75 C C



{

1 2 2 3 3 1

1 3

11

 





4, 4C 6, 6C 11C

1, 75C 11C 12, 75C



{

 

1 2 2 3 3 1

1 3

C C C C C C

F



 

3 1,5 2 2,5 1 2

 

1, 75C 11C 12, 75C 3

lấy (2) thế vào(3) ta có: 1, 75C111 1, 5 C22, 5C112, 75C2

5

39

   3 46 2

39

C  C thay vào (1) ta có: 5 22 46 22 230 22 11 5 2 46 2

 2219 2 187

1521C  13  2 284427

28847

{

1

2805 2219

3

4361214 375011

Bài 7: Năng lượng của tụ lúc đầu là:

4 0

10.10 10

CU

J



Có

4

S

C

kd





  Khi khoảng cách hai bản tụ tăng gấp đôi thì C sẽ giảm một nửa C'C/ 25F 5.106F

a Khi tụ vẫn nối với nguồn ta có U không đổi  U 10V

Trang 7

 Năng lượng lúc này của tụ là:

4 ' 5.10 10

C U

J



 Độ giảm năng lượng là: W0W2,5.10 J4

b Khi ngắt tụ khỏi nguồn trước khi tách thì Q không đổi Q' Q C.U10.10 10 106  4C

 Năng lượng lúc này của tụ là:  4 2

2

4 6

10

2 ' 2.5.10

Q

J C



 Độ tăng năng lượng là: W W 0 5.10 J4

Bài 8:

a Có {C12 C1C2 3F

34 3 4 6

C C C  F  12 34

12 34

2

3 6

b

C C

b Đặt C4 x F { 12 1 2

3

C C C  F

 

34 3 4 2

C C C  x F

12 34

3 2

5

b

x

C C

C



12 34

3 2 30 2

b b

Ta có C1/ /C2 {

1 2 12

Q Q Q

1 1

2 2

{

 

1 12

1 2

10 2 10

3

2

x



 

2 12

1 2

20 2

3

2

x



 khi x tăng thì Q1 và Q2 đều tăng

Ta lại có C3/ /C4  {

3 4 34

Q Q Q

3 3

4 4

{

 

3

3 34

3 4

x C



 

4

3 34

3 4

5

x



 khi x tăng thì Q3 giảm và Q4 tăng

B DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI – ĐỊNH LUẬT ÔM CHO TOÀN MẠCH

Bài 9: Ta có

2 2

U

R

 

Do R ntR3 4  I3 I4 I mà P3 P4 R3 R4  10 U34 U3U4 I R3 3I R4 4 20I V 

Ta lại có R2 / /R ntR3 4U2 U34 U3U4 20I

mà 2 2    2 2

20 10

4 40

Trang 8

A

M

N

M

Ta lại có R ntR1 234

1 234

2 3 4 234

2 3 4

20 1,5 40 3

R



 

40

1,5 9

R

Bài 10:

a Do điện trở của ampe kế là không đáng kể nên ta

có thể chập điểm N với B lại

Sau khi vẽ lại mạch ta có:

R2/ /R nt R1 3/ /R4 

Có 3 4

34

3 4

5

R R

R

  R134R1R34  15

2 134

6

10 15

AB

R R

R

b Ta có AB 5

AB AB

U

R

 

Do R2 / /R134U2 U134 U AB 30V

{

2 2 2 3

U

R

 

134 134 134

2

U

R

Mà R ntR1 34 I1 I34 I134 2A

Ta lại có R3/ /R4 U3 U4 U34I34.R342.5 10 V

{

3 3 3

1

U

R

4 4 4

1

U

R

Ta có I5 0 do U5 0

Để tìm số chỉ của ampe kế ta phải xác định được chiều của I4 Ta thấy I1 I3 dòng điện qua R4có chiều từ

M đến B I A  I2 I4 4A

Bài 11: Ta có điện trở của mạch ngoài bằng: 2 3

1

2 3

2

N

R R



Theo định luật ôm cho mạch kín: 2

N

E

r R



Hiệu điện thế hai cực của nguồn điện là: U I R N 2.24V

Bài 12: a Bóng đèn có U d 6V và P d 3W d 0,5

dm d

P

U

2

12

d d d

U R P

Khi 4 bóng đèn mắc nối tiếp ta có điện trở mạch ngoài bằng: R n 4R d  48

Do đèn sáng bình thường nên cường độ dòng điện qua các đèn bằng cường độ dòng điện đinh mức

0,5

nt dm

    U I R N 0,5.4824V E  Ir U 0,5r24 (1)

Trang 9

Khi 4 bóng đèn mắc song song ta có điện trở mạch ngoài bằng 3

4

d N

R

Do đèn sáng bình thường nên cường độ dòng điện qua các đèn bằng cường độ dòng điện đinh mức

/ / 4 dm 2

    U I R N 2.36VE  Ir U 2r6 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ {E0,5r24

2 6

12

r  

30

b.Giả sử các đèn mắc thành y dãy song song, mỗi dãy có x đèn nối tiếp

Cường độ dòng điện mạch chính là I  yI d

Theo định luật Ôm cho mạch kín:

n

E I

R r





30

12 12

d d

E

r

y y



5

  

Ta có số đèn là mx y (m phải nguyên)

Dùng bất đẳng thức cosi ta có: x y 2 xy  5 2 m m 6, 25 m 6

 {x y 5

x y  {

3

x

2

y hoặc {

2

x

3

y

Vậy tối đa mắc được 6 chiếc đèn

Bài 13: a Ta có công suất mạch ngoài là:

2

    

Khi R x 2 

2

N

 

        

Khi R x 8 

2

N

 

        

Từ (1) và (2) ta có hệ { E4r8

2 16

4

r 

24

b.Khi mắc R0 / /R x 0

0

x N

x

R R R



Theo định luật ôm cho mạch kín có:  

 0 

0

x x

x

I

R R

r



x



Ta có

2

Chia cả tử và mẫu cho R xta có

Trang 10

   

2 2 0

2 2

2 0

2

x

x x

E R P

r R

R



Áp dụng bất đẳng thức cosi ta có: 2 02  2 2 02  2  

2 2

576

 Chú ý: Bài này đề bài có thể cho R ntR0 xR N R0R x

Theo định luật ôm cho mạch kín có:

0

24 4

E I

Ta có

2

24 24

x

R

  Chia cả tử và mẫu cho R xta có

0

576 4

2 4

x

x x

P

R





  

Áp dụng bất đẳng thức cosi ta có:  2  2  

0

Bài 14: a Vẽ lại mạch ta có : 1 2 3

1 2 3

/ / / /

N

60

11

N

R

   Áp dụng định luật ôm cho mạch kín ta có:

231

82

N

E

r R



b 21.231.600 1455300 35

nguon

Bài 15: Bài này tương tự câu 13

a Khi mắc R0/ /R x 0

0

x N

x

R R R



Theo định luật ôm cho mạch kín có:  

 0 

0

x x

x

I

R R

r



x



Ta có

2

Trang 11

Chia cả tử và mẫu cho R xta có

   

2 2 0

2 2

2 0

2

x

x x

E R P

r R

R



Áp dụng bất đẳng thức cosi ta có: 2 02  2 2 02  2  

2 2

144

Dấu “=” xảy ra khi 2 02  2 0

0

4

x x x

b Nếu không có sai số ta có

 0

1

0 1 0 1

1

E R

 

Do trên ampe kế có điện trở nên ta có 1   0  

4 12 16 6

16

tt

R E

I

r

 

1

96 6 4 12 144 18

tt

I

Sai số của phép đo là 4% nên ta có  I 0, 04I1  I1 I1tt 0, 04I1I1tt 0,96I10,96A

0, 96



C BỘ NGUỒN - DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

Bài 16: Ghép bộ nguồn thành m dãy song song mỗi dãy có n nguồn nối tiếp ta có {

 

1, 5

b

E nE  n V

 

0,5

b

r

Ta có

2

3

d

U

R

P

dm d

P

U

 

Theo định luật ôm cho mạch kín ta có: 1,5 3

3

b

b d

I

n

m

Để đèn sáng bình thường thì 3 1 3 6

6

dm

mn



3 1

m

       



Do số nguồn phải là số nguyên nên 2 phải chia hết cho 3m1

3m 1 2 m 1

      n 3

Cần mắc bộ nguồn gồm 3 nguồn mắc nối tiếp với nhau

Bài 17: Bộ nguồn gồm 2 dãy mắc song song mỗi dãy có 3 nguồn ghép nối tiếp

Trang 12

b

2

b

r

Theo định luật ôm cho mạch kín ta có: 15 1, 5

3 7

b b

E

r R

Dòng điện qua mỗi nguồn là 0 0, 75

2

I

Bài 18: Có E b 6E9Vvà r b 6r 3

Có

2

Theo định luật ôm cho mạch kín ta có: 9

6

b

b b b

E I

Do đèn sáng bình thường 9 1 3



a Ta có 64.1.965 0,32

2.96500

AIt

nF

Bài 19: Giả sử chiều dòng điện như hình vẽ

ta có:

{

1

11 2

AB

 

2 2 2 1 6 4 2

AB

U E I r R   I

3 2 8 3

AB

U I R  I

Ta có I3  I1 I2 11 6 8

AB AB AB

AB

{

1 1, 5

I  A

2 0,5

I   A

3 1

I  A

Nguồn 1 có suất điện độngE120V, điện trở trong r1 1

Nguồn 2 có quất điện độngE2 10V , điện trở trongr2  2

Các điện trởR1 4 ;R2  3 Ampe kế là lý tưởng

a) Hãy tìm giá trị của biến trở để ampe kế chỉ 0,5A

b) Mắc thêm vào giữa A và B một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có hai điện cực làm bằng đồng Khi tăng giá trị của R x thì lượng đồng bám vào catốt trong mỗi giây tăng hay giảm?

a) Gỉa sử chiều dòng điện như hình vẽ

Ta có:

{

 

1 1 1 1 20 5 1

AB

U E I R r   I

2 2 2 2 10 5 2

AB

U E I R r   I

3

AB b

U I R

mà I A0,5AI2 0,5AU AB10 5 I2 7,5V

1 2,5

  I3  I1 I2 3AR b 2,5

Định dạng
Số trang	13
Dung lượng	804,1 KB