Hãy mắc các dụng trên thành mạch điện sao cho khi khoá K đóng thì công suất tiếu thụ của đèn là 2,5W, khi khoá K mở thì công suất tiêu thụ của đèn là 1,6W... nước vừa đổ thêm vào nó.[r]
Trang 1Năm học 2009 – 2010 Môn thi: Vật lý 9 Thời gian: 150ph
Bài 1 (2đ)
Cho mạch điện như (h.vẽ) : R1 = 2Ω; RΩ; R2Ω; R = 4Ω; MN là một biến trở toàn phần phân Ω; MN là một biến trở toàn phần phân
bố đều theo chiều dài, có giá trị là Rb = 15 Ω ; C là con chạy di chuyển được trên MN ; UAB = 15V (không đổi) a/ Xác định vị trí con chạy C vôn kế chỉ số 0
b/ Tìm vị trí con chạy C để vôn kế chỉ 1V Cho điện trở vôn kế rất lớn Bỏ qua điện trở của các dây nối
Bài 2 (2đ)
Cho mạch điện như hình vẽ Mắc vào A và B một
hiệu điện thế UAB = 1,5V thì vôn kế mắc vào C, D chỉ giá trị
1V; nếu thay vôn kế bằng một ampe kế cũng mắc vào C, D
thì ampe kế chỉ giá trị 60mA
Nếu bây giờ thay đổi lại, bỏ ampe kế đi, mắc vào C,
D một hiệu điện thế 1,5V, còn vôn kế mắc vào A, B thì vôn
kế chỉ giá trị 1V Cho vôn kế và ampe kế là lý tưởng Xác
định R1, R2Ω; R và R3
Bài 3 (2đ)
Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Hiệu điện thế hai
đầu đoạn mạch được giữ không đổi là U = 7 V; các điện trở R1 =
3 , R2Ω; R = 6 ; MN là một dây dẫn điện có chiều dài l = 1,5 m,
tiết diện không đổi S = 0,1 mm2Ω; R, điện trở suất ρ = 4Ω; MN là một biến trở toàn phần phân 10 -7 m
Bỏ qua điện trở của ampe kế và của các dây nối
a, Tính điện trở R của dây dẫn MN
b, Xác định vị trí điểm C để dòng điện qua ampe kế theo chiều từ D đến C và có cường
độ 1/3 A
Bài 4 (2đ)
Cho một bóng đèn Đ(6V-3,6W), 1 khoá K ngắt, mở tự động sau mỗi 30 giây 2Ω; R điện trở R1, R2Ω; R và 1 nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 10V
a Hãy mắc các dụng trên thành mạch điện sao cho khi khoá K đóng thì công suất tiếu thụ của đèn là 2Ω; R,5W, khi khoá K mở thì công suất tiêu thụ của đèn là 1,6W Xác định R1, R2Ω; R
b Tính điện năng tiêu thụ của mạch trong 30phút
Bài 5 (2đ)
Dùng một ca múc nước ở thùng chứa nước A có nhiệt độ tA = 2Ω; R0 0C và ở thùng chứa nước B có nhiệt độ tB = 80 0C rồi đổ vào thùng chứa nước C Biết rằng trước khi đổ, trong thùng chứa nước C đã có sẵn một lượng nước ở nhiệt độ tC = 4Ω; MN là một biến trở toàn phần phân 0 0C và bằng tổng số ca
B V
C
D A
R 3
R 1
A
N
D
Trang 2nước vừa đổ thêm vào nó Tính số ca nước phải múc ở mỗi thùng A và B để có nhiệt độ nước ở thùng C là 50 0C Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường, với bình chứa và ca múc nước
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 R1
x =
R2 15− x
=> x = 5Ω (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=5V
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-5 suy ra x = 6
Nếu cực dương tại C ta có: UV = UAD-UAC tương đương 1 = 5-x suy ra x = 4Ω; MN là một biến trở toàn phần phân
Vậy có 2Ω; R vị trị để vôn kế chỉ 1V
Bài 2Ω; R: Vì vôn kế có điện trở vô cùng lớn nên khi mắc vôn kế vào 2Ω; R điểm C, D thì dòng điện qua R3 = 0 Khi đó mạch gồm R1ntR2Ω; R
Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2Ω; R U2Ω; R =UAB/(R1+R2Ω; R).R2Ω; R
Tương đương: U2Ω; R/UAB = R2Ω; R/(R1+R2Ω; R) = 1/1,5
Suy ra: R2Ω; R = 2Ω; RR1
Khi đặt hiệu điện thế giữa hai điểm C, D một hiệu điện thế 1,5V khi đó mạch gồm R3ntR2Ω; R Tương tự như trên ta có R2Ω; R= 2Ω; RR3 suy ra R1 = R 3 = R2Ω; R/2Ω; R
Khi mắc ampe kế vào hai điểm C, D mạch gồm (R3//R2Ω; R)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 = I2Ω; R.R2Ω; R hay I2Ω; R =I3.R3/R2Ω; R Thay vào ta được I 2Ω; R = I3/2Ω; R = 30mA
Cường độ dòng điện qua R1 và mạch chính: I1 = I2Ω; R+I3 = 90mA
Ta có: UAB = I1.R1 + I2Ω; R.R2Ω; R = I1.R1+I2Ω; R.2Ω; RR1 R1(I1+2Ω; RI2Ω; R)
R1 = UAB/(I1+2Ω; RI2Ω; R) = 1,5/(90+2Ω; R.30) = 10()
R2Ω; R = 2Ω; R0
Trang 3Bài 3.
a, Điện trở của dây MN : RMN =
l ρ
S =
7 7
4Ω; MN là một biến trở toàn phần phân 10 1,5 10
= 6 ()
b, Gọi I1 là cường độ dòng điện qua R1, I2Ω; R là cường độ dòng điện qua R2Ω; R 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 > I2Ω; R, ta có :
U = R I = 3I R 1 1 1 1; R 2Ω; R 2Ω; R 2Ω; R 1
1
U = R I = 6(I - )
3 ;
- Từ U MN = U MD + U = U + U = 7 (V) DN R 1 R 2Ω; R ,
ta có phương trình : 3I + 6(I - 1 1 1 ) = 7
3 I1 = 1 (A)
- Do R1 và x mắc song song nên :
1 1 x
I R 3
I = =
x x
- Từ UMN = UMC + UCN = 7
x + (6 - x)( + ) = 7
x2Ω; R + 15x – 54Ω; MN là một biến trở toàn phần phân = 0 (*)
- Giải pt (*) và lấy nghiệm dương x = 3 () Vậy con chạy C ở chính giữa dây MN
Bài 4Ω; MN là một biến trở toàn phần phân
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 = 0,4Ω; MN là một biến trở toàn phần phân A Điện trở tương đương cả mạch: R = U/I = 10/0,4Ω; MN là một biến trở toàn phần phân = 2Ω; R5
Điện trở R1 = 2Ω; R5 – 10 = 15
Tương tự khi K đóng ta tính được cường độ dòng điện qua đèn (cũng là mạch chính) = 0,5A Điện trở tương đương của cả mạch khi đó là 2Ω; R0
Điện trở gồm R1//R2Ω; R = 2Ω; R0 – 10 = 10 từ đây ta tính được R2Ω; R = 30
b Trong thời gian 1800s có 900s đèn tiêu thụ công suất P1 = 2Ω; R,5W và 900s đèn tiêu thụ công suất P2Ω; R = 2Ω; R,5W
Điện năng tiêu thụ với công suất P1 là: Q1 = P1.t = 2Ω; R,5.900 = 2Ω; R2Ω; R50J
Điện năng tiêu thụ với công suất P2Ω; R là: Q2Ω; R = P2Ω; R.t = 1,6.900 = 14Ω; MN là một biến trở toàn phần phân 4Ω; MN là một biến trở toàn phần phân 0J
Điện năng tiêu thu: A = Q1+Q2Ω; R = 3690J
Bài 5
- Gọi : c là nhiệt dung riêng của nước ; m là khối lượng nước chứa trong một ca ;
n1 và n2Ω; R lần lượt là số ca nước múc ở thùng A và thùng B ;
(n1 + n2Ω; R) là số ca nước có sẵn trong thùng C
- Nhiệt lượng do n1 ca nước ở thùng A khi đổ vào thùng C đã hấp thụ là :
Q1 = n1.m.c(50 – 2Ω; R0) = 30cmn1
- Nhiệt lượng do n2Ω; R ca nước ở thùng B khi đổ vào thùng C đã toả ra là :
Q2Ω; R = n2Ω; R.m.c(80 – 50) = 30cmn2Ω; R
- Nhiệt lượng do (n1 + n2Ω; R) ca nước ở thùng C đã hấp thụ là :
Q3 = (n1 + n2Ω; R)m.c(50 – 4Ω; MN là một biến trở toàn phần phân 0) = 10cm(n1 + n2Ω; R)
- Phương trình cân bằn nhiệt : Q1 + Q3 = Q2Ω; R
A
N
1 2Ω; R
D
Trang 4 30cmn1 + 10cm(n1 + n2Ω; R) = 30cmn2Ω; R 2Ω; Rn1 = n2Ω; R
- Vậy, khi múc n ca nước ở thùng A thì phải múc 2Ω; Rn ca nước ở thùng B và số nước đã có sẵn trong thùng C trước khi đổ thêm là 3n ca
Bài 2 (2 điểm)
a/ Một đèn Đ (110V, 4Ω; MN là một biến trở toàn phần phân 0W) Tính điện trở RĐ của đèn b/ Nguồn điện cung cấp có hiệu điện thế là 2Ω; R2Ω; R0V Để đèn hoạt động bình thường, thì phải thiết lập sơ đồ mạch điện như (h.vẽ) AB là một biến trở đồng chất,có tiết diện đều Cho điện trở của đoạn AC là RAC = 2Ω; R2Ω; R0Ω Tính điện trở RCB của đoạn CB và tỷ số CBAC là bao nhiêu ?
c/ Tính hiệu suất H của đoạn mạch điện : H = P d
P
Với Pd : công suất tiêu thụ của đèn ; P : công suất tiêu thụ của đoạn mạch Các dây nối có điện trở không đáng kể
220V
B A
C Đ