c) Lượng đồng bám vào Katôt trong thời gian 16 phút 5 giây. Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có véc tơ B vuông góc với mặt phẳng chứa MN và dây tr[r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT LƯU HOÀNG
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG
NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn thi: Vật lý - Lớp: 11
(Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề)
Bài 1 (4 điểm).
Cho mạch điện như hình vẽ Với E1 6 V , r1 r2 , 1 E2 2 V ,
R , R ,2 5 R là bình điện phân dung dịch CuSO3 4 có các điện
cực bằng đồng và có điện trở 3 Tính:
a) Hiệu điện thế UAB.
b) Cường độ dòng điện chạy qua các đoạn mạch.
c) Lượng đồng bám vào Katôt trong thời gian 16 phút 5 giây.
Bài 2 (3 điểm).
Trên đường thẳng xy cho bốn điểm O, A, B, C theo thứ tự từ trái qua phải, trong đó B là trung điểm của AC Đặt điện tích Q tại O Sau đó lần lượt đặt điện tích q tại A, B và C Biết rằng khi q đặt tại A và B thì lực tương tác giữa hai điện tích là F1 9.104N và F2 4.104N Tìm lực tương tác giữa các điện tích khi q đặt tại C.
Bài 3 (4 điểm).
Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, khối lượng của một đơn vị dài của dây là D=0,04
kg/m Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có véc
tơ B vuông góc với mặt phẳng chứa MN và dây treo, B=0,04 T Cho dòng điện I chạy
qua dây
a) Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng không?
b) Cho MN=25 cm, I=16 A có chiều từ N đến M Tính lực căng của mỗi dây treo
Bài 4 (4 điểm).
Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều ⃗E0, α=C B A=600, AB //⃗E0.
Biết BC= 6cm, UBC= 120V
a) Tìm UAC, UBA và cường độ điện trường E0.
b) Đặt thêm ở C điện tích q=9 10−10C Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A.
Bài 5 (5 điểm).
Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ E = 12V, r = 2
Cho R = 10 Tính công suất tỏa nhiệt trên R, nguồn,
a) Công suất của nguồn, hiệu suất của nguồn
b) Tìm R để công suất trên R là lớn nhất? Tính công suất đó?
c) Tính R để công suất tỏa nhiệt trên R là 36W
-HẾT -Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm!
Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Chữ ký giám thị coi thi số 1: Chữ ký giám thị coi thi số 2:
E1,
E2,r2 R2
R3
B
C
A
B
Hình bài 3
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 2SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT LƯU HOÀNG
HƯỚNG DẪN CHẤM
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG
NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn thi: Vật lý - Lớp: 11
I Hướng dẫn chung
II Đáp án và thang điểm
Bài 1
(4 điểm)
UAB= E1− I1( R1+r1)=6 −3 I1→ I1= 6 −UAB
UAB= E2− I2( R2+r2)=2 −6 I2→ I2= 2 −UAB
I=I1+ I2(4) ( 0,25 đ)
a) Thay (1), (2), (4) vào (3) ta có: UAB=2,8 (V ) (1đ)
b) Thay UAB vào (1), (2), (3) ta có: I1≈ 16
15 ( A ), I2≈ − 2
15 ( A ), I=0 , 93( A) (1đ)
c) Khối lượng Cu thu được là:
965.64.0,93
0,3( ) 96500.2
tAI
Fn
(1đ)
Bài 2
(3 điểm)
Lực tương tác: F1= k Q q
Tương tự: OC =
.
k q Q
F và OB = √ k q Q F2 , với F là lực tương tác khi đặt q ở C 1
F =
F1 F2
Bài 3
(4 điểm)
a) Để lực căng dây bằng 0 thì lực từ phải hướng lên và có độ lớn bằng P=mg
1
Áp dụng qui tắc bàn tay trái ta có dòng điện chạy từ M đến N
0,5
Vì F=BIl sin α=BIl → BIl=mg=D lg→ I= Dg
B =
0 ,04 10
0 , 04 =10 A 0,5
b) Khi dòng điện chạy từ N đến M: áp dụng qui tắc bàn tay trái ta được lực từ F hướng
xuống dưới (0,5đ)
Áp dụng điều kiện cân bằng ta được: 2 T =F+ mg→ T = F +mg
BIl+ D lg
2 (1đ)
ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC
Trang 3Thay số được: T = 0 , 04 16 0 , 25+0 , 04 0 , 25 10
2 =0 , 13 N (0,5đ)
Bài 4
(4 điểm)
a) AC vuông góc với đường sức nên VA=VChay UAC=0 1
UBA=VB−VA=VB−VC=UBC=120 V 0,5
B ¯ A cùng hướng với đường sức nên : UBA=E0 BA ⇒ E0= UBA
BA =
120
0 , 03 = 4000V/m
Với BA = BCcos600=6 cos600=3 cm=0 , 03 m
1
b) Khi đặt tại C điện tích q=9 10−10C thì tại A chịu đồng thời hai điện trường
+ Điện trường đều ⃗ E0
+ Điện trường ⃗ E gây bởi điện tích đặt tại C
Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường ta có: ⃗ EA=⃗ E0+ ⃗ E
0,5
Do ⃗ E có phương AC và chiều từ A đến C nên ⃗ E⃗E0
Độ lớn cường độ điện trương do q gây ra tại A là:
E=k q
AC2=9 10
99 10−10
¿ ¿ (V/m)
0,5
Vậy cường độ điện trường tổng hợp tại A : EA= √ E02
+ E2
Bài 5
(5 điểm)
Cường độ dòng điện chạy trong mạch: I= E
R +r =
12 10+2 =1 ( A)
a) Công suất của nguồn :Png= E I=12 1=12 (W )
Hiệu suất của nguồn : H= R
R +r =
10 10+2 ≈ 0 , 83=83%
1 b) Công suất trên điện trở R hay công suất mạch ngoài :
P=I2R= E
2
R
¿ ¿
Theo bất đẳng thức Cô-si (Cauchy), ta có:
PNmax khi
r R R
tức là khi R = r.=2 Ω
Dễ dàng tính được PNmax = E2
¿ ¿ =.122
8 =18 ( W ).
2
c) Do P = 36 W > PN max=18 W nen khong ton tai gia tri R nao thoa man 1