Bai tap nang cao vat ly 9

Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở v hi à ệu điện thế giữa hai đầu mỗi điên trở.[r]

Đ1 Đ

2

Đ5

Câu 1: Một bếp điện công suất P =1KW, đun lợng nớc có nhiệt độ ban đầu là 200 C Sau 5

phút thì nhiệt độ nớc lên đến 45 0 C Ngay sau đó bị mất điện trong 3 phút Vì vậy

nhiệt độ nớc giảm xuống, khi còn 40 0 C bếp lại tiếp tục đun cho đến khi nớc sôi.

Xác định:

a Khối lợng nớc cần đun.

b Thời gian cần thiết từ khi bắt đầu đun cho tới khi nớc sôi.

Biết nhiệt lợng nớc toả ra môi trờng tỷ lệ thuận với thời gian; cho Cn = 4200J/kg.độ

.

Câu2:) Cho mạch điện nh hình vẽ UAB = 9V, R0 = 6W.

Đèn Đ thuộc loại 6V-6W, Rx là biến trở Bỏ qua

điện trở của Ampekế và dây nối.

a Con chạy của biến trở ở vị trí ứng với Rx = 2W.

Tính số chỉ Ampekế Độ sáng của đèn nh thế

nào? Tìm công suất tiêu thụ của đèn khi đó.

b Muốn đèn sáng bình thờng cần di chuyển con

chạy biến trở về phía nào? Tính Rx để thoả mãn điều kiện đó.

c Khi đèn sáng bình thờng Tính hiệu suất của mạch điện (coi điện năng làm

sáng đèn là có ích)

Câu 3: Cho mạch điện nh hình vẽ, UMN = 5V Công suất tiêu thụ

trên các đèn: P1=P4=4W, P2=P3=3W, P5=1W Bỏ qua điện

trở của dây nối Tính điện trở các bóng đèn và cờng độ

dòng điện qua mỗi đèn.

Bài 4

= 18V không đổi

Bỏ qua điện trở của dây nối và của ampe kế

của đoạn mạch AB và cờng độ dòng điện

mạch chính khi đó ?

b Phải điều chỉnh biến trở có điện trở bằng

bao nhiêu để ampe kế chỉ 0,2A và dòng điện

chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ?

Hình 2

Bài 5 )

không đổi Điện trở của ampe kế , khóa K và các dây nối

không đáng kể

1 Hãy tính điện trở tơng đơng của đoạn mạch AB

Đ

R 0

R X

A

R 1

A

R 4

R 1 R 2

D C

R 3

K

B A

và số chỉ của ampe kế trong hai trờng hợp :

a Khóa K mở

b Khóa K đóng

2 Xét trờng hợp khi K đóng :

Hình 3

Bài 6

Đặt một mẩu bút chì AB = 2 cm ( đầu B vót nhọn ) vuông góc với trục chính của

một thấu kính hội tụ , A nằm trên trục chính ( hình 4 ) Nhìn qua thấu kính ng ời ta

thấy ảnh A’B’ của bút chì cùng chiều với vật và cao gấp 5 lần vật

a Vẽ ảnh A’B’ của AB qua thấu kính Dựa vào hình vẽ chứng minh công thức sau :

'

1 1 1

OA OA

Hình 4

Khi mẩu bút chì dịch chuyển dọc theo trục chính lại gần thấu kính thì ảnh ảo của nó

dịch chuyển theo chiều nào ? Vì sao ?

b Bây giờ đặt mẩu bút chì nằm dọc theo trục chính của thấu kính , đầu A vẫn nằm

ở vị trí cũ, đầu nhọn B của nó hớng thẳng về quang tâm O Lại nhìn qua thấu kính

thì thấy ảnh của bút chì cũng nằm dọc theo trục chính và có chiều dài bằng 25cm

Hãy tính tiêu cự của thấu kính

c Dịch chuyển đầu A của mẩu bút chì đến vị trí khác Gọi A’ là ảnh ảo của A qua

thấu kính , F là tiêu điểm vật của

thấu kính ( hình 5 )

Bằng phép vẽ , hãy xác định

quang tâm O và tiêu điểm ảnh

F’ của thấu kính Hình 5

B i 7 ài 7

Một ấm đun nước bằng điện cú 3 dõy lũ xo, mỗi cỏi cú điện trở R=120 W , được mắc

song song với nhau Ấm được mắc nối tiếp với điện trở r=50 W v ài 7 được mắc v o ài 7

nguồn điện Hỏi thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến khi sụi sẽ thay đổi

như thế n o khi m ài 7 ột trong ba lũ xo bị đứt?

Bài7:

*Lỳc 3 lũ xo mắc song song:

Điện trở tương đương của ấm:

R

1

Y X

O B

Thời gian t1 cần thiết để đun ấm nước đến khi sôi:

Q = R1.I2.t1

2 1 1

2 1 1





















r R

U R

Q I

R

Q t

hay t1 =

1 2

2

(

R U

r R

(1)

*Lúc 2 lò xo mắc song song: (Tương tự trên ta có )

R

I2 =

r R

U

 2

t2 =

2 2

2

(

R U

r R Q





( 2 )

Lập tỉ số

2

1

t

t

242

243 )

50 60 ( 40

) 50 40 ( 60 ) (

) (

2

2 2

2 1

2 1 2 2

1

















r R R

r R R t

t

*Vậy t 1  t 2

Bài 8Để trang trí cho một quầy h ng, ngàng, ng ười ta dùng các bóng đèn 6V-9W mắc nối tiếp v o àng, ng mạch điện có hiệu điện thế U=240V để chúng sáng bình thường Nếu có một bóng bị cháy, người ta nối tắt đoạn mạch có bóng đó lại thì công suất tiêu thụ của mỗi bóng tăng hay giảm

đi bao nhiêu phần trăm?

Bài8:

2

W



d

d

P

U

d

U

U

(bóng)

Dòng điện qua mỗi đèn bây giờ:

156

240

A R

U





Công suất tiêu thụ mỗi bóng bây giờ l :àng, ng

Pđ = I2.Rđ = 9,49 (W)

Công suất mỗi bóng tăng lên so với trước:

Pđm - Pđ = 9,49 - 9 = 0,49 (W)

Nghĩa là tăng lên so với trướclà:

% 4 , 5 %

9

100

.

49

,

0



Bài 9:(2,5điểm)

Cho mạch điện như hình vẽ

U 1 =180V ; R 1 =2000W ; R 2 =3000W

a) Khi mắc vơn kế cĩ điện trở R v song song với R 1 , vơn kế chỉ U 1 = 60V.Hãy xác

định cườngđộ dịng điện qua các điện trở R 1

v R àng, ng 2 b)Nếu mắc vơn kế song song với điện trở R2,von ke chi bao nhiêu?

B i 10 ài 7 :

a)Gọi I l dịng àng, ng điện qua R, cơng suất của bộ đèn l : àng, ng

P = U.I – RI2 = 32.I – I2 hay : I2 – 32I + P = 0

H m sàng, ng ố trên cĩ cực đại khi P = 256W

Vậy cơng suất lớn nhất của bộ đèn l Pàng, ng max = 256W

b)Gọi m l sàng, ng ố dãy đèn, n l sàng, ng ố đèn trong một dãy:

*Giải theo cơng suất :

Khi các đèn sáng bình thường : I d 0,5(A) v I = m àng, ng I d  0 , 5m

U

A

B

R2

C

R1 V

R

V

B i ài 7 10 : (2,5 i m)điểm) ểm)

Dùng nguồn điện cĩ hiệu điện thế

đèn cùng loại (2,5V-1,25W).Dây nối trong bộ

đèn cĩ điện trở khơng đáng kểm) Dây nối từ bộ

a) Tìm cơng suất tối đa mà bộ bĩng cĩ

thểm) tiêu thụ

b) Tìm cách ghép bĩng đểm) chúng sáng bình

thường

M

Giải phương trình (1) ta có 12 nghiệm sau :

Ta được phương trình (1) đã biết 64 = 5n + m

*Giải theo phương trình dòng điện :

RAB =

m

n m

 V I = m.àng, ng I d = 0,5m

m m

n R

R

U

32 5

1

32

0











Hay : 0,5m =

n m

m

5

32

Câu11:

Cho 2 bóng đèn Đ 1 (12V - 9W) v ài 7 Đ 2 (6V - 3W).

a Có thể mắc nối tiếp 2 bóng đèn n y v o hi ài 7 ài 7 ệu điện thế U = 18V để chúng sáng bình thường được không? Vì sao?

b Mắc 2 bóng đèn n y cùng v ài 7 ới 1 biến trở

có con chạy v o hi ài 7 ệu điện thế cũ (U = 18V)

như hình vẽ thì phải điều chỉnh biến trở có

điện trở l bao nhiêu ài 7 để 2 đèn sáng bình thường?

c Bây giờ tháo biến trở ra v thay v o ài 7 ài 7 đó

l 1 ài 7 điện trở R sao cho công suất tiêu thụ trên

đèn Đ 1 gấp 3 lần công suất tiêu thụ trên đèn Đ 2

Tính R? (Biết hiệu điện thế nguồn vẫn không đổi)

Câu 11: (3,0 điểm)

a Cường độ dòng điện định mức qua mỗi đèn:

Pđm1 = Uđm1.Iđm1

=> Iđm1 =

1

1

dm

dm

U

P

= 129 = 0,75(A)

Iđm2 =

2

2

dm

dm

U

P

= 63 = 0,5(A)

Ta thấy Iđm1  Iđm2 nên không thể mắc nối tiếp

để 2 đèn sáng bình thường

b Để 2 đèn sáng bình thường thì:

U1 = Uđm1 = 12V; I1 = Iđm1 = 0,75A

Đ

1

Đ

2

R

b

U

-v Uàng, ng 2 = Uđm2 = 6V; I2 = Iđm2 = 0,5A

Do đèn Đ2 // Rb => U2 = Ub = 6V

Cường độ dòng điện qua biến trở:

I1 = I2 + Ib => Ib = I1 – I2 = 0,75 – 0,5 = 0,25(A)

b

b

I

U

= 0,625 = 24 (W)

c Theo đề ra ta có: P1 = 3P2  I1 R1 = 3I2 R2



2

2

1













I

I

=

1 2

3

R

R

= 3

2 1 2

1 2 2

.

.

dm dm

dm dm P U

P

U

= 3

3 12

9 6

2

2 =

4

9

=>

2

1

I

I

=

2

3

 2I1 = 3I2 (1)

M Iàng, ng 1 = I2 + IR nên (1)  2(I2 + IR) = 3I2  2I2 + 2IR = 3I2 => I2 = 2IR (2)

Do đèn Đ2 // R nên U2 = UR  I2.R2 = IR.R

Thay (2) v o ta àng, ng được 2.IR.R2 = IR.R => R = 2R2 = 2

2

2 2

dm

dm P

U

= 2

3

6 2

= 24 (W)

Câu 12: Hai điện trở R 1 v R ài 7 2 được mắc v o m ài 7 ột hiệu điện thế không đổi bằng cách ghép song song với nhau hoặc ghép nối tiếp với nhau Gọi P ss l ài 7 công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi ghép song song, P nt l công su ài 7 ất tiêu thụ khi ghép nối tiếp Chứng minh : ss 4

nt

P

Cho biết: R 1 + R 2  2 R1.R2

Câu 12: (2,0 điểm)

- Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi hai điện trở mắc song song:

2

1 2

ss

U P

R R

R R





- Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi hai điện trở mắc nối tiếp:

2

nt

U P

R R



- Lập tỷ số:

2

1 2

ss nt



 ;

- Do : R1R2  2 R R1 2 => (R1 + R2)2  4 ( R1.R2 )2 , nên ta có:

2

1 2

1 2

4( )

ss nt

R R P

ss nt

P

P 

B i 13 ài 7 : Vật AB đặt cách thấu kính hội tụ một đoạn 30cm.Ảnh A 1 B 1 l ài 7 ảnh thật.Dời vật đến vị trí khác,ảnh của vật l ài 7 ảnh ảo cách thấu kính 20cm.Hai ảnh có cùng độ lớn Tính tiêu cự của thấu kính

B i 13 ài 7 : 2 điểm

* Vật ở ví trí 1 : vì ảnh A1B1 của vật l àng, ng ảnh thật ,chứng tỏ vật AB sẽ được đặt ngo i khoàng, ng ảng tiêu cự

OA1=d’1 (khoảng cách ảnh của vật ở vị trí (1) đến thấu kính) OF=OF’ = f (tiêu cự)

Ta có : OAB   OA1B1 nên:

1

' 1 1 1

1

d

d OA

OA AB

B A



 (1)

F’OI  F’A1B1 nên:

f

f d O

F

O F OA O F

A F OI

B









' 1 '

' 1 '

1

' 1

M OI = AB ,do àng, ng đó từ (1) & (2) ta có: d d d f f

' 1 1

1 '

 f = '

1 1

' 1

1

d d

d d

 (a)

Ta có : OA’B’   OA2B2 nên:

2

' 2 2 2

2

' '

d OA

OA B

A

B A



 (3)

F’OI  F’A2B2 nên:

f

f d O

F

O F OA O F

A F OI

B









' 2 '

' 2 '

2

' 2

B '’

F

A’

B

B2

I

B

1

O

M OI = A’B’ ,do àng, ng đó từ (3) & (4) ta có: d d d f f

' 2 2

2 '

 f =

2

' 2

' 2

2

d d

d d

 (b)

Vì tiêu cự của thấu kính không thay đổi nên từ biểu thức (a) ,(b)

Ta có : '

1 1

' 1

1

d d

d d

 =

2

' 2

' 2

2

d d

d d

 (5)

Mặt khác do 2 ảnh có độ lớn như nhau ,nên :

' '

2 2 1 1

B A

B A AB

B A

Từ (1) ,(2) có :

2

' 2 1

' 1

d

d d

d

d d d











30

600 30

20 30

2

' 2 1

'

Thay các giá trị d1 , d’1 ,d2 , d’2 v o biàng, ng ểu thức (5) v biàng, ng ến đổi ta được phương trình :

a2 – 110a + 1800 = 0

∆ = (-110)2 – 4.1800 = 4900= 702

 a1,2 =

cm a

cm a

20

90 2

70 )

110 (

2 1 2













Thay d2 = 10 cm , d’2 = 20 cm v o biàng, ng ểu thức (b)

 f =

2

' 2

' 2

2

d d

d d

 = 20cm

10 20

20 10



Câu 14:

Cho mạch điện như hình vẽ:

U = 12V; R 1 = 6W; R 2 = 6W; R 3 = 12W; R 4 = 6W

a Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

v hi ài 7 ệu điện thế giữa hai đầu mỗi điên trở. A

N

B

3

R

1

R

2

R

4

b Nối M v N b ài 7 ằng một vôn kế (có điện trở

rất lớn) thì vôn kế chỉ bao nhiêu? Cực dương của

vôn kế phải được mắc với điểm n o? ài 7

c Nối M v N b ài 7 ằng một ampe kế (có điện trở

không đáng kể) thì ampe kế chỉ bao nhiêu?

Câu14:

a Tính được: I1 = I3 =2

3A; I2 = I4 = 1A; U1 = 4V; U3 = 8V; U2 = U4 = 6V

b UAM = UAN + UNM => UNM = UAM – UAN = 4 – 6 = -2V hay UMN = 2V

Vậy vôn kế chỉ 2V v càng, ng ực dương của vôn kế được mắc v o àng, ng điểm M

c Lập luận v tính àng, ng được: I1 = 0,85V; I3 = 0,58A

R3 (dòng I3), ta có Ia = I1 – I3 = 0,85 – 0,58 = 0,27A

Vậy ampe kế chỉ 0,27A

Câu 15:

v G ài 7 2 vuông góc với nhau Đặt một

điểm sáng S v ài 7 điểm sáng M trước

hai gương sao cho SM song song với

gương G 2 (hình vẽ bên).

rồi qua M Giải thích cách vẽ.

để có

thể vẽ được tia sáng như câu a.

G

1

G2

O

Câu 15:

a)

Vẽ hình đúng :

Vẽ S1 l àng, ng ảnh của S qua G1; ở đây S1 l àng, ng điểm đối xứng của S qua mặt phẳng

Vẽ S2 l àng, ng ảnh của S1 tạo bởi G2 ; S2 l àng, ng điểm đối xứng của S1 qua mặt gương G2

Vì G1 vuông góc với G2 nên S2 l àng, ng điểm xuyên tâm của S qua O

Nhận xét: Giả sử ta vẽ được tia sáng theo yêu cầu của b i toán l SIKM xuàng, ng àng, ng ất phát

ảnh S1 Tia phản xạ KM tại K trên G2 được coi như xuất phát từ ảnh S2

Từ nhận xét trên ta suy ra cách vẽ đường truyền tia sáng như sau:

- Nối S1 với K cắt G1 tại I;

b)

trên đoạn Sx

B i 16 ài 7

Cho mạch điện như hình vẽ Biết U AB = 10V;

R 1 = 2 W ; Ra = 0 W ; R V vô cùng lớn ; R MN = 6 W

Con chạy đặt ở vị trí n o thì ampe k àng, ng ế chỉ 1A Lúc n y àng, ng

vôn kế chỉ bao nhiêu?

S1

S

G1

2

I

M

K

x

V A

R1

B i 16 ài 7

UAC = UAD = U1 = I1R1 = 2.1 = 2 ( V ) ( Ampe kế chỉ dịng qua R1

(0,5đ)*Gọi điện trở phần MD l x thì: àng, ng

 

 

DN

AB AD DN

2

x

2

x

   

giá trị

2 Ω v DN cĩ giá tràng, ng ị 4 Ω Lúc n y vơn kàng, ng ế chỉ 8 vơn ( Vơn kế đo UDN.

Bài 17:

Cho mạch điện như hình vẽ:

Các empekế giống nhau v cĩ àng, ng điện trở RA , ampekế A3 chỉ giá trị I3= 4(A),

Hãy tìm R, R A Bài17:*Tìm I1 v Iàng, ng 2:

Ta cĩ dịng điện đi v o chàng, ng ốt M v àng, ng đi ra chốt N

Do đĩ U3 = 4RA

U4 = 3RA tức l :Uàng, ng CN >UDN hay VC > VD

UCN = UCD +UDN = 4RA =I2RA + 3RA

=>I2 = 1 (A )

Xét tại nút D ta cĩ : I1 + I2 = I4 = I1 + 1 = 3 (A)

=>I1 = 2 (A)

Ta viết phương trình hiệu điện thế

UMN = UMD + UDN = 28 = 2RA + 3RA

Tương tự ta cũng cĩ :

UMN= UMC + UCN

28 = 5.R + 4.5,6 ( vì IR = I2 + I3 =1+4 = 5 A v Ràng, ng A = 5,6 Ω )

=> 5R = 5,6 => R= 1,12 (Ω)

A3

A4

A2

A1

R

D

C

M

Cõu17: (2 điểm) Hai đ i ệ n tr ở R= 4 Ω v r m ài 7 ắ c n ố i ti ế p v o hai ài 7 đầ u hi ệ u đ

i ệ n th ế U=24V Khi thay đổ i giỏ tr ị c ủ a r thỡ cụng su ấ t t ỏ a nhi ệ t trờn r thay đổ

i v ài 7 đạ t giỏ tr ị c ự c đạ i Tớnh giỏ tr ị c ự c đạ i đ ú

Baứi12:Gọi I cường độ dũng điện qua mạch.

Hiệu điện thế hai đầu r:

Cụng suất tiờu thụ trờn r:

P = Ur.I = (24 – 4I) I

∆ = 242 – 4P

Vỡ phương trỡnh (1) luụn cú nghiệm số nờn ∆ ≥ 0

=> 242 – 4P ≥ 0

=> P ≤ 36

=> Pmax = 36W

Cõu18: (2,5 điểm) Cho m ạ ch đ i ệ n nh ư hỡnh v ẽ :

Trong đ ú R 0 l ài 7 đ i ệ n tr ở to n ph ài 7 ầ n c ủ a bi ế n tr ở , R b l ài 7 đ i ệ n tr ở c ủ a b ế p đ

i ệ n Cho R 0 = R b đ , i ệ n tr ở c ủ a dõy n ố i khụng đ ỏng k ể , hi ệ u đ i ệ n th ế U c ủ a ngu ồ n khụng đổ i Con ch ạ y C n ằ m ở chớnh gi ữ a bi ế n tr ở .Tớnh hi ệ u su ấ t

c ủ a m ạ ch đ i ệ n Coi h i ệ u su ấ t tiờu th ụ trờn b ế p l cú ớch ài 7 Baứi18:Điện trở RCB = ( R0.R0/2 )/ (R0 + R0/2) = R0/3

Cụng suất tiờu thụ của bếp l : P= Uàng, ng 2

CB/ R0 = 4U2/25R0

Hiệu suất của mạch điện l : H = P/UI = ( 4Uàng, ng 2 /25R0) : (U.6U/ 5R0) = 2/15Vậy H

= 13,3 %

Baứi 19:.) Hai dây dẫn hình trụ đồng chất khối lợng bằng nhau đợc làm từ cùng

một loại vật liệu Đờng kính dây thứ nhất bằng 2 lần đờng kính dây thứ hai Biết dây thứ nhất có điện trở R1 = 4  Xác định điện trở tơng đơng của hai dây dẫn trên khi chúng mắc song song với nhau

R1 =

1

1

S

l

 ; R2 =

2

2

S

l



4 1

4 2 2

1 2 1

2 2 2

1 2 1

2 2 2 1

1 1

1

2

2

1

2

1

d

d V

V S

S V

V S

S S l

S l

S

l

S

l

R

R









Theo đề: V1 = V2 v àng, ng 12

1

2



d d

U

R 0

R b C

B



16

1

2

1



R

R

Rtđ =

2

1

2

1

R

R

R

R

Baứi 20 Cho mạch điện nh hình vẽ: (hình 1)

UAB = U = 6V; R1 = 5,5W; R2 = 3W; R là một biến trở.

1 Khi R = 3,5W, tìm công suất tiêu thụ của đoạn mạch AM.

2 Với giá trị nào của biến trở R thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AM đạt giá trị lớn nhất Tìm giá trị lớn nhất đó

a/ I =

1

2 R R

R

U



  PAM = I2

1 2

2 2

) (

) (

R R R

R R U











 2

2

) 5 , 5 5 , 3 3 (

) 5 , 3 3 (

6

1,625W

b/ PAM =

1 2

2 1 2

2

2 ) (

)

R R

R R

R

U









2

2 1

) (

)

R R

R R





R R

R R

) (

) (

2

2 1





4R1

PAM 

1

2

4R

U

PAM Max =

5 , 5 4

6 4

2 1

2



R

U

=

11

18

W  1,64W

 R2 + R = R1  R = R1 - R2 = 2,5W

Hình 1