Tìm giá trị của biến trở để cường độ dòng điện qua mạch bằng 0,5A.Tính công suất của biến trở khi đó.. b.Biến trở có giá trị bằng bao nhiêu để công suất của đoạn AC đạt giá trị cực đại.[r]
Trang 1PHÒNG GD& ĐT LỤC NAM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN
MÔN: VẬT LÍ 9
Năm học: 2011 - 2012
Thời gian làm bài: 150’
Câu 1.(4đ)
Cho hai điện trở R1 và R2, điiện trở R1 = 10 chịu được cường độ dòng điện tối đa là 1,5A, điện trở R2 = 20 chịu được cường độ dòng điện tối đa 0,5A Hỏi:
a Có thể mắc R1 nối tiếp với R2 vào hiệu điện thế tối đa bằng bao nhiêu?
b Có thể mắc R1 song song với R2 vào hiệu điện thế tối đa bằng bao nhiêu?
c.Tính nhiệt lượng của mỗi mạch trên toả ra trong 1phút khi mắc vào các hiệu điện thế tối đa nói trên
Câu 2 (4đ)
Phải dùng ít nhất bao nhiêu điện trở loại 10để mắc được bộ điện trở có điện trở tương đương bằng 6 Vẽ sơ đồ mạch điện đó
Phải đặt vào 2 đầu mạch đó một hiệu điện thế bằng bao nhiêu để cường độ dòng điện qua mạch là 2A Tính hiệu điện thế giữa hai dầu mỗi điện trở khi đó
Câu 3.(4đ)
Cho mạch điện như hình vẽ
Hai điện trở R giống nhau, các vôn kế có cùng
điện trở, UMN không đổi, Vôn kế V3 chỉ 10 V,
Vôn kế V2chỉ 15V
a Tìm số chỉ của V1
b Giả sử điện trở của vôn kế lớn vô cùng, UMN
không đổi.Hãy cho biết số chỉ của các vôn kế khi đó
Câu 4.(4đ)
Cho mạch điện như hình vẽ
R1 = 3, R2 = 6;AB là biến trở có điện trở toàn phần phân bố đều là R0 = 18, C là con chạy có thể di động trên biến trở UMN = 9V
a Xác định vị trí con chạy để am pe kế chỉ số 0
b Xác định vị trí con chạy để am pe kế chỉ 1A
Cho dòng điện có chiều từ D đến C
Câu 5.(4đ)
Cho mạch điên như hình vẽ
Điện trở R1 = 10,R2 = 15, biến trở có điện trở toàn phần là 60,hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện là 30V
a Tìm giá trị của biến trở để cường độ dòng điện qua mạch bằng 0,5A.Tính công suất của biến trở khi đó
b.Biến trở có giá trị bằng bao nhiêu để công suất của đoạn AC đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại đó
B N
V
C
A
D
C B A
Trang 2HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG HUYỆN
MÔN: VẬT LÍ 9
Năm học: 2011 - 2012 Hướng dẫn này gồm 03 trang
Câu1
a Khi mắc nối tiếp R1 với R2 thì ta có: I = I1 = I2 =>Imax = 0,5A
Hiệu điện thế tối đa đặt vào hai đầu mạch khi đó là
Umax = Imax.(R1 + R2) = 0,5.(10 + 20) = 15V b
Hiệu điện thế tối đa mà R1 và R2 có thể chịu được là:
U1max = Imax1.R1 = 10.1,5 = 15V
U2max = Imax2.R2 = 20.0,5 = 10V
Khi mắc R1 song song R2 thì ta có: U = U1 = U2 => Umax = U2max = 10V Vậy có thể mắc R1 song song với R2 vào hiệu điện thế tối đa bằng 10V
c Nhiệt lượng tỏa ra khi mắc R1 nối tiếp với R2
Q = U.I.t = 15.0,5.60 = 450 J
Điện trở tương dương của mạch mắc R1 song song với R2 là
Rtđ = (R1.R2)/(R1 + R2) = 20/3 Cường độ dòng điện qua mạch là
I = U/R = 10/(20/3) = 1,5A Nhiệt lượng tỏa ra khi mắc R1 song song với R2
Q = U.I.t = 10.1,5.60 = 900J
0,5 0,5
0,25 0.25
0,5 0,5 0,5
0,25 0.25 0,5
Câu2
R Lập luận để xác định được mạch điện có dạng
Rx
Xác định được Rx = 15
R Rx’
Lập luận để xác định được Rx có dạng
R + Rx’ = Rx => Rx’ = Rx – R = 15 – 10 = 5
Lập luận để xác định được Rx’ có dạng R
Rx’’
Xác định được Rx’’ = 10
0,5
0,5
0,5
Trang 3=> mạch điện có dạng R
A R I3
B
I2 C R
I4 Vậy phải cần ít nhất là 4 điện trở loại 10 để mắc được bộ điện trở có điện trở
tương đương bằng 6
Tính được: UAB = I.Rtđ = 2.6 = 12 V
U1 = UAB = 12V
UAC = 8V: U3 = U4 = 4V
0,5
0,5
0.5 0,5 0,5 Câu3 a UAC = UV2 – UV3 = 15 – 10 = 5V
IAC.R = 5V
IAC.RV = 10V
=> RV = 2R
Ta có IAB.RAB = IAB
(R Rv Rv).
R Rv Rv
=
6
5IAB.R = 15V
=>IAB.R =
75
6 V Điện trở đoạn MB: RMB = R +
(R Rv Rv).
R Rv Rv
=
11
5 R
Số chỉ V1
UV1 = UMB = IMB.RMB =
11
5 R.IMB = 27,5V
b Khi Vôn kế có điện trở vô cùng lớn ta coi các điện trở như dây nối, khi đó các
vôn kế coi như mắc song song với nhau Vì vậy các vôn kế có số chỉ 27,5V
0,5
0,5 0,5
0,5
1,0 1,0
Câu4
B
IA = 0 <=> I1 = I2 hay
1 1
U
R =
2 2
U
R => U1 =
1 2
R
R U2 =
1
2U2 Tính được U1 = 3V; U2 = 6V
I3 = I4 <=>
3 3
U
R =
4 4
U
R => R3 =
3 4
U
U R4 =
1
2R4
R3 + R4 = 18
Tính được R3 = 6; R4 = 12
0,25 0,5 0,25
Trang 4IA = I1 – I2 =
1 1
U
R -
2 2
U
R = 1 <=> 2U1 – U2 = 6V (1)
ta lại có: U1 + U2 = 9V (2)
Từ 1 và 2 => U1 = 5V; U2 = 4V
Theo đề ta có
IA = I4 – I3 =
2 3
18
U R
-
1 3
U
R = 1 <=> 3
4
18 R - 3
5
R = 1 Tính được: R3 = 10; R4 = 8
Vậy con chạy C cách A một đoạn sao cho RAC = 10 thì Ampekế chỉ 1A
1,0 0,25
0,25 0,25 0,25 0,5
0,5
‘
Câu5
a
Điện trở tương đương của mạch: Rtđ =
U
I =
30 0,5 = 60 Biến trở có giá trị: Rb = Rtđ – R1 – R2 = 60 – 10 – 15 = 35
Công suất của biến trở: Pb = I2.Rb = 0,52.35 = 8,75W
b
Công suất của AC: PAC = I2.RAC =
2 2 2
( AC )
U
Tính được RAC = R2 = 15
=> Rb = 5
Giá trị cực đại: PAC =
2 2
4
U
R =
2
30 4.15 = 15W
0.5
0,5 1,0
0,5 0,25 0,25 1,0
* Lưu ý: Đây chỉ là hướng dẫn chấm thi nếu học sinh làm theo cách khác mà đúng thì vẫn cho điểm tối đa