Download Đề và đáp án thi HSG Vật lý lớp 9 đề 5

Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2.[r]

Đề 04 Bài 1

a/Xác định vị trí của con chạy C để vôn kế chỉ số 0

Đặt RMC = x ( 0 < x < 15Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng ) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng R1

x =

R2 15− x

=> x = 5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng (có thể dùng cách giải khác để tìm ra: UV = UDA+UAC =UAC-UDA từ đó lập phương trình liên quan để tìm ra x)

b/ Xác định vị trí con chạy C để vôn kế chỉ 1V

Vì điện trở vôn kế vô cùng lớn nên :U1 = UAD = 2+ 42 UMN=5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng V

Gọi x là giá trị điện trở đoạn MC để vôn kế chỉ 1V

Hiệu điện thế giữa hai điểm M,C: UMC= x

Theo đầu bài ta có: 1 = x-5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng suy ra x = 6 

Nếu cực dương tại C ta có: UV = UAD-UAC tương đương 1 = 5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng -x suy ra x = 4 

Vậy có 2 vị trị để vôn kế chỉ 1V

Bài 2: Vì vôn kế có điện trở vô cùng lớn nên khi mắc vôn kế vào 2 điểm C, D thì dòng điện qua R3 = 0 Khi đó mạch gồm R1ntR2

Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2 U2 =UAB/(R1+R2).R2

Tương đương: U2/UAB = R2/(R1+R2) = 1/1,5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng

Suy ra: R2 = 2R1

Khi đặt hiệu điện thế giữa hai điểm C, D một hiệu điện thế 1,5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng V khi đó mạch gồm R3ntR2 Tương tự như trên ta có R2= 2R3 suy ra R1 = R 3 = R2/2

Khi mắc ampe kế vào hai điểm C, D mạch gồm (R3//R2)ntR1

Khi đó ampe kế chỉ cường độ dòng điện qua R3 = 60mA

Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch song song ta có: I3.R3 = I2.R2 hay I2 =I3.R3/R2 Thay vào ta được I 2 = I3/2 = 30mA

Cường độ dòng điện qua R1 và mạch chính: I1 = I2+I3 = 90mA

Ta có: UAB = I1.R1 + I2.R2 = I1.R1+I2.2R1 R1(I1+2I2)

R1 = UAB /(I1+2I2) = 1,5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng /(90+2.30) = 10()

R2 = 20

Bài 3

a, Điện trở của dây MN : RMN =

l ρ

S =

7 7

4.10 1,5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng 10



 = 6 ()

b, Gọi I1 là cường độ dòng điện qua R1, I2 là cường độ dòng điện qua R2 và Ix là cường độ dòng điện qua đoạn MC với RMC = x

- Do dòng điện qua ampe kế theo chiều từ D đến C nên :

I1 > I2, ta có :

U = R I = 3I R 1 1 1 1; R 2 2 2 1

1

U = R I = 6(I - )

3 ;

- Từ U MN = U MD + U = U + U = 7 (V) DN R 1 R 2 ,

ta có phương trình : 3I + 6(I - 1 1 1 ) = 7

3  I1 = 1 (A)

A

N

D

- Do R1 và x mắc song song nên :

x

- Từ UMN = UMC + UCN = 7 

x + (6 - x)( + ) = 7

 x2 + 15Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng x – 5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng 4 = 0 (*)

- Giải pt (*) và lấy nghiệm dương x = 3 () Vậy con chạy C ở chính giữa dây MN

Bài 4

Mạch điện có sơ đồ như hình vẽ

Điện trở của đèn là: Rđ = 10

Khi K mở mạch gồm ĐntR1 do Pđ = 1,6W vậy cường độ dòng điện qua đèn và R1 = 0,4A Điện trở tương đương cả mạch: R = U/I = 10/0,4 = 25Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng 

Điện trở R1 = 25Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng – 10 = 15Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng 

Tương tự khi K đóng ta tính được cường độ dòng điện qua đèn (cũng là mạch chính) = 0,5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng A Điện trở tương đương của cả mạch khi đó là 20

Điện trở gồm R1//R2 = 20 – 10 = 10 từ đây ta tính được R2 = 30

b Trong thời gian 1800s có 900s đèn tiêu thụ công suất P1 = 2,5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng W và 900s đèn tiêu thụ công suất P2 = 2,5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng W

Điện năng tiêu thụ với công suất P1 là: Q1 = P1.t = 2,5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng 900 = 225Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng 0J

Điện năng tiêu thụ với công suất P2 là: Q2 = P2.t = 1,6.900 = 1440J

Điện năng tiêu thu: A = Q1+Q2 = 3690J

Bài 5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng

- Gọi : c là nhiệt dung riêng của nước ; m là khối lượng nước chứa trong một ca ;

n1 và n2 lần lượt là số ca nước múc ở thùng A và thùng B ;

(n1 + n2) là số ca nước có sẵn trong thùng C

- Nhiệt lượng don1 ca nước ở thùng A khi đổ vào thùng C đã hấp thụ là :

Q1 = n1.m.c(5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng 0 – 20) = 30cmn1

- Nhiệt lượng don2 ca nước ở thùng B khi đổ vào thùng C đã toả ra là :

Q2 = n2.m.c(80 – 5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng 0) = 30cmn2

- Nhiệt lượng do (n1 + n2) ca nước ở thùng C đã hấp thụ là :

Q3 = (n1 + n2)m.c(5Ω) Vôn kế chỉ số 0 => mạch cầu cân bằng 0 – 40) = 10cm(n1 + n2)

- Phương trình cân bằn nhiệt : Q1 + Q3 = Q2

 30cmn1 + 10cm(n1 + n2) = 30cmn2  2n1 = n2

- Vậy, khi múc n ca nước ở thùng A thì phải múc 2n ca nước ở thùng B và số nước đã có sẵn trong thùng C trước khi đổ thêm là 3n ca