Bai Tap vat Ly 9 Nang cao

Bỏ qua điện trở của Ampekế và dây nối.. Tính hiệu suất của mạch điện coi điện năng làm sáng đèn là có ích.. Bỏ qua điện trở của dây nối.. Tính điện trở các bóng đèn và cờng độ dòng đ

- 1 -

Đ5

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

phút thì nhiệt độ nớc lên đến 450C 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 lượng 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 = 6 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 = 2

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

Cho mạch điện như hình 2 Biết R 1 = R 3 = 30 ; R 2 = 10 ;

R 4 là một biến trở Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là U AB = 18V không đổi

Bỏ qua điện trở của dây nối và của ampe kế

a Cho R 4 = 10 Tính điện trở tương đương

của đoạn mạch AB và cường 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 )

Cho mạch điện như hình 3 Biết : R 1 = 8 ; R 2 = R 3 = 4 ; R 4 = 6 ; U AB = 6V

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

không đáng kể

1 Hãy tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB

và số chỉ của ampe kế trong hai trường hợp :

Đ

R0

RX

A

R1

A

R4

D C

R3

K

B A

- 2 -

a Khóa K mở

b Khóa K đóng

2 Xét trường 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 người 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 hướng 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

Bài 7

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

với nhau Ấm được mắc nối tiếp với điện trở r=50  và được mắc vào nguồn điện Hỏi thời gian

cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến khi sụi sẽ thay đổi như thế nào khi một trong ba lũ xo bị

đứt?

Bài7:

*Lỳc 3 lũ xo mắc song song:

Y X

O B

- 3 -

Điện trở tương đương của ấm:

R

r R

U

 1

1 1

2 1 1





















r R

U R

Q I

R

Q

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 hàng, người ta dùng các bóng đèn 6V-9W mắc nối tiếp vào 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





d

d

P

U

d

U

U

(bóng)

Nếu có một bóng bị cháy thì điện trở tổng cọng của các bóng còn lại là:

- 4 -

Dịng điện qua mỗi đèn bây giờ:

156

240

A R

U





Cơng suất tiêu thụ mỗi bĩng bây giờ là:

Pđ = I2.Rđ = 9,49 (W)

Cơng suất mỗi bĩng 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 =2000 ; R 2 =3000

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

định cườngđộ dịng điện qua các điện trở R 1

và R 2

b)Nếu mắc vơn kế song song với điện trở R2,von ke chi bao nhiêu?

U

A

B

R2

C

R1

V

RV

Bài 10: (2,5điểm)

Dùng nguồn điện cĩ hiệu điện thế

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

bộ đèn cĩ điện trở khơng đáng kể Dây nối từ

bộ bĩng đèn đến nguồn điện cĩ điện trở là

a) Tìm cơng suất tối đa mà bộ bĩng cĩ

thể tiêu thụ

b) Tìm cách ghép bĩng để chúng sáng

bình thường

M

- 5 -

Bài 10:

a)Gọi I là dòng điện qua R, công suất của bộ đèn là :

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

Hàm số trên có cực đại khi P = 256W

Vậy công suất lớn nhất của bộ đèn là Pmax = 256W

b)Gọi m là số dãy đèn, n là số đèn trong một dãy:

*Giải theo công suất :

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

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

Mặt khác : I =

n m m m

n R

R

U

32 5

1

32 0











Hay : 0,5m =

n m

m

5

32

Câu11:

a Có thể mắc nối tiếp 2 bóng đèn này vào hiệu điện thế U = 18V để chúng sáng bình thường được không? Vì sao?

b Mắc 2 bóng đèn này cùng với 1 biến trở

có con chạy vào hiệu điện thế cũ (U = 18V)

Đ1

Đ2

U

o o+

6

như hình vẽ thì phải điều chỉnh biến trở có

điện trở là bao nhiêu để 2 đèn sáng bình thường?

c Bây giờ tháo biến trở ra và thay vào đó

là 1 điện trở R sao cho công suất tiêu thụ trên

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

=

12

9

= 0,75(A)

Iđm2 =

2 2

dm

dm

U

P

=

6

3

= 0,5(A)

để 2 đèn sáng bình thường

b Để 2 đèn sáng bình thường thì:

U1 = Uđm1 = 12V; I1 = Iđm1 = 0,75A

và U2 = 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

=

25 , 0

6

= 24 ()

c Theo đề ra ta có: P1 = 3P2  I12.R1 = 3I22.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)

Mà I1 = 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) vào ta được 2.IR.R2 = IR.R => R = 2R2 = 2

2 2 2

dm

dm

P

U

= 2

3

62

= 24 ()

nt

P

Cho biết: R1 + R2  2 R1.R2

- 7 -

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





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

2

nt

U P





- 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

ss

nt

R R P

nt

P

P 

vật đến vị trí khác,ảnh của vật là ảnh ảo cách thấu kính 20cm.Hai ảnh có cùng độ lớn Tính tiêu cự của thấu kính

Bài 13 : 2 điểm

ngoài khoảng tiêu cự

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

OF=OF’ = f (tiêu cự)

1

' 1 1 1 1

d

d OA

OA AB

B A



 (1)

B

B

B

I

B1 O

- 8 -

F’OI  F’A1B1 nên:

f

f d O

F

O F OA O F

A F OI

B









' 1 '

' 1 '

1 ' 1

Mà OI = AB ,do đó từ (1) & (2) ta có:

f

f d d



' 1

1 1 '

 f = '

1 1

' 1

1

d d

d d

 (a)

* Vật dời đến vị trí 2 : vì ảnh cho là ảnh ảo nên vật phải được dời đến gần thấu kính và nằm trong khoảng tiêu cự f Giả sử vật dời đi 1 đoạn AA’ = a

2

' 2 2 2 2

' '

d OA

OA B A

B A



F’OI  F’A2B2 nên:

f

f d O

F

O F OA O F

A F OI

B









' 2 '

' 2 '

2 ' 2

Mà OI = A’B’ ,do đó từ (3) & (4) ta có:

f

f d d



' 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

a a

d

d d d











30

600 30

20 30

2

' 2 1 '

Thay các giá trị d1 , d’1 ,d2 , d’2 vào biểu thức (5) và biến đổi ta được phương trình :

a2 – 110a + 1800 = 0

- 9 -

∆ = (-110)2 – 4.1800 = 4900= 702

 a1,2 =

cm a

cm a

20

90 2

70 ) 110 (

2 1 2













Vậy vật dời đi một đoạn a =20cm vào trong khoảng tiêu cự của thấu kính

 f =

2 ' 2

' 2

2

d d

d d

10 20

20 10



Câu 14:

Cho mạch điện như hình vẽ:

a Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

và hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điên trở

b Nối M và N bằng một vôn kế (có điện trở

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

vôn kế phải được mắc với điểm nào?

c Nối M và N bằng 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

Vậy vôn kế chỉ 2V và cực dương của vôn kế được mắc vào điểm M

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

Vậy ampe kế chỉ 0,27A

A

N

B

+ U

R

-

- 10 -

Câu 15:

sáng S và điểm sáng M trước hai gương

(hình vẽ bên)

M Giải thích cách vẽ

b) Nếu S và hai gương có vị trí cố định thì điểm M phải có vị trí thế nào để có

thể vẽ được tia sáng như câu a

Câu 15:

a)

Vẽ hình đúng :

G1

Vẽ S2 là ảnh của S1 tạo bởi G2 ; S2 là điểm đối xứng của S1 qua mặt gương G2

G

G2

O

S1

S

G1

2

I

M

K

x

- 11 -

Nhận xét: Giả sử ta vẽ được tia sáng theo yêu cầu của bài toán là SIKM xuất phát từ S,

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 MS2 cắt G2 tại K;

- Nối S1 với K cắt G1 tại I;

- Nối SIKM ta được đường đi của tia sáng cần tìm

b)

đoạn Sx

Bài 16

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

R1 = 2  ; Ra = 0  ; RV vô cùng lớn ; RMN = 6 

Con chạy đặt ở vị trí nào thì ampe kế chỉ 1A Lúc này

vôn kế chỉ bao nhiêu?

Bài 16

(0,5đ)*Gọi điện trở phần MD là x thì:

 

 

DN

2

x

2

x

   

*Giải ra được x = 2 Con chạy phải đặt ở vị trí chia MN thành hai phần MD có giá

trị

V

A

R1

- 12 -

Bài 17:

Cho mạch điện như hình vẽ:

R, R A

Bài17:*Tìm I1 và I2:

Ta cĩ dịng điện đi vào chốt M và đi ra chốt N

U4 = 3RA tức là :UCN >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 :

28 = 5.R + 4.5,6 ( vì IR = I2 + I3 =1+4 = 5 A và RA = 5,6 Ω )

=> 5R = 5,6 => R= 1,12 (Ω)

Câu17: (2 điểm) Hai điện trở R= 4Ω và r mắc nối tiếp vào hai đầu hiệu điện thế

U=24V Khi thay đổi giá trị của r thì cơng suất tỏa nhiệt trên r thay đổi và đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại đĩ

Bài12:Gọi I cường độ dịng điện qua mạch

Hiệu điện thế hai đầu r:

Cơng suất tiêu thụ trên r:

P = Ur.I = (24 – 4I) I

 4I2 – 24I + P = 0 (1)

∆ = 242 – 4P

Vì phương trình (1) luơn cĩ nghiệm số nên ∆ ≥ 0

=> 242 – 4P ≥ 0

A3

A4

A2

A1

R

D

C

M

- 13 -

=> P ≤ 36

=> Pmax = 36W

Cõu18: (2,5 điểm) Cho mạch điện như hỡnh vẽ:

Con chạy C nằm ở chớnh giữa biến trở.Tớnh hiệu suất của mạch điện Coi hiệu suất tiờu thụ trờn bếp là cú ớch

Baứi18:Điện trở RCB = ( R0.R0/2 )/ (R0 + R0/2) = R0/3

13,3 %

Baứi 19:.) Hai dây dẫn hình trụ đồng chất khối lượng bằng nhau được làm từ cùng một loại vật liệu Đường kính dây thứ nhất bằng 2 lần đường kính dây thứ hai Biết dây thứ nhất có điện trở R1 = 4 Xác định điện trở tương đương 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 và

2

1 1

2



d d



16

1

2

1



R

R

Rtđ =

2

1

2

1

R

R

R

R

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

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

1 Khi R = 3,5, 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

U

R0

Rb C

B

Hình 1

- 14 -

a/ I =

1

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







PAM 

1

2

4R

U

PAMMax =

5 , 5 4

6 4

2

1

2



R

U

=

11

18

W  1,64W