Câu 4: 2 điểm Một tấm kim loại có diện tích bề mặt là 40cm2 được đem mạ niken bằng phương pháp điện phân.. Cường độ dòng điện qua bình điện phân là 2A, thời gian điện phân là 30 phút.[r]
Trang 1M E,r
SỞ GD&ĐT BẮC GIANG
NĂM HỌC 2012 -2013 Môn: Vật lí 11.
Thời gian làm bài:180 phút.
Họ và tên:………
Số báo danh :……….
ĐỀ BÀI
Câu 1(1 điểm) : Hai quả cầu nhỏ mang điện đặt trong chân không cách nhau một đoạn R
= 1m, đẩy nhau một lực bằng 1,8 N Điện tích tổng cộng của hai quả cầu là 3.10-5 C Tính điện tích của mỗi quả cầu
và
6
B trong chân không, biết A và B cách nhau một đoạn 100cm
a Tính cường độ điện trường tổng hợp tại C, biết C là trung điểm của đoạn thẳng AB
b Tính cường độ điện trường tổng hợp tại D, biết A, B, D tạo thành một tam giac đều
c Xác định điểm M mà tại đó cường độ điện trường
tổng hợp bằng không
Câu 3: (3 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ có:
E 24V, r 1,6 , R1 R4 4 , R2 16 , R3 8
a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính và
cường độ dòng điện qua các điện trở
b Tính hiệu điện thế giữa 2 điểm M,N
c Nếu nối MN bằng một dây dẫn Hãy tính cường độ
dòng điện qua dây nối MN
Câu 4: (2 điểm) Một tấm kim loại có diện tích bề mặt là
40cm2 được đem mạ niken bằng phương pháp điện
phân Cường độ dòng điện qua bình điện phân là 2A, thời gian điện phân là 30 phút Biết niken có A = 58, n = 2 và có khối lượng riêng là 8,9.103kg/m3
a Tính khối lượng niken bán vào tấm kim loại
b Tính chiều dày của lớp niken trên tâm kim loại, coi như niken bám đều lên mặt tâm kim loại
Câu 5: (1 điểm) Một dây dẫn dài vô hạn có một đoạn được
uốn thành vòng tròn bán kính R = 2 cm, trong dây dẫn có dòng
điện I = 5A chạy qua( như hình vẽ ) Xác định cảm ứng từ do
dây dẫn gây ra tại tâm 0 của vòng tròn
- HẾT -Ban giám hiệu duyệt
……….
Tổ trưởng chuyên môn duyệt
……….
Người ra đề
……….
0
Trang 2HƯỚNG DẪN CHẤM BÀING D N CH M BÀIẪN CHẤM BÀI ẤM BÀI
1
- Gọi q q1, 2là điện tíc của 2 quả cầu
- Do 2 quả cầu đẩy nhau và có độ lớn điện tích là 3.10-5 C nên 2
quả cầu đó mang điện tích dương
- Theo định luật Cu – Lông ta có:
2
1 2
1 2 2
Thay số:
2
10
1,8.1
9.10
(1)
- Mặt khác theo bài ra ta có : q1 q2 3.105
Từ 1 và 2 ta suy ra
10
1 2
5
1 2
2.10
3.10
q q
q q
0,25
0,25 0,25
0,25
- Gọi E1, E2 là cường độ điện trường do q1và q2 gây ra tại C
- Ta biễu diễn được E , E 1 2
như hình vẽ
Ta có
- Cường độ điện trường do q1 gây ra tại C là
6
1
1
36.10 9.10 1, 296.10
0,5
q
E k
r
(v/m)
- Cường độ điện trường do q2 gây ra tại C là
6
2
2
4.10 9.10 0,144.10 0,5
q
E k r
(v/m)
- Vậy cường độ điện trường tổng hợp do q1và q2 gây ra tại C là
E E 1 E2
- Về mặt độ lớn E E 1 E2 1,152.106 (v/m)
0,25
0,25
0,25
0,25
b.
0,25
+ q
1
E
2
E
E
3
r r4
1
E
2
E
E
q
D
Trang 3- Cường độ điện trường do q1,q2 gây ra tại D được biễu diễn như
hình vẽ
Ta có
- Cường độ điện trường do q1 gây ra tại D là
6
1
3
36.10 9.10 3, 24.10
1
q
E k
r
(v/m)
- Cường độ điện trường do q2 gây ra tại D là
6
2
4
4.10 9.10 0,36.10
1
q
E k r
(v/m)
- Vậy cường độ điện trường tổng hợp do q1và q2 gây ra tại C là
E E 1 E2
- Về mặt độ lớn
2 2
1 2 2 1 2 cos120
E E E E E KQ
0,25
0,25
0,25
c.
- Gọi E1, E2 lần lượt là cường độ điện trường do q1và q2 gây ra tại
M
- Ta có: E E 1 E2
= 0 ( theo giả thuyết )
- hay E 1 E2
- Suy ra: E E 1 , 2
cùng nằm trên 1 đường thẳng và ngược chiều nên điểm M phải nằm trên đường thẳng AB và trong khoảng AB Về
mặt thì E1 E2 (1)
từ q2 đến M là d x ( d = AB )
- Ta có
- Cường độ điện trường do q1 gây ra tại M là
1
1 2
q
E k x
- Cường độ điện trường do q2 gây ra tại M là
2
( )
q
E k
d x
x KQ
0,25
0,25 0,25
0,25
Ta có:
q
Trang 4- (R1ntR3)//(R2ntR4)
- R13 R1 R3 4 8 12
- R24 R2 R4 16 4 20
- Điện trở tương đương ở mạch ngoài là
13 24
13 24
12.20
7,5
12 20
N
R R
R
R R
- Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính
24
2,64( ) 7,5 1,6
N
E
R r
- Hiệu điện thế giữa 2 điểm AB là
2, 64.7,5 19,8( )
U I R V
- Cường độ dòng điện qua R1 và R3là
1 3 13
13
19,8
1, 65( ) 12
AB
U
R
- Cường độ dòng điện qua R2 và R4là
2 4 24
24
19,8
0,99( ) 20
AB
U
R
0,25
0,25 0,25
0,25
b
Ta có : U MN U MAU AN U AN U AM
Mà
- U AN I R2 2 0,99.16 15,84( ) V
- U AM I R1 1 1,65.4 6,6( ) V
Vậy hiệu điện thế giữa 2 điểm M,N là:
15,84 6,6 9, 24( )
U U U V
0,25 0,25 0,25
0,25
c
Khi nối M, N bằng một dây dẫn thì coi như chập 2 điểm M,N làm
một và khi đó mạch của ta trở thành ( / / ) (R1 R nt R2 3 / / )R4
-
1 2
12
1 2
4.16
3, 2
4 16
R R
R
R R
-
3 4
34
3 4
12 34
12
1
1
8.4
2,7
8 4
3, 2 2,7 5,9 3, 2.3, 2 10, 24( )
10, 24
2,56( ) 4
N
AM
AM
R R
R
R R
R R R
U
R
- Điện trở tương đương ở mạch ngoài là
12 34 3, 2 2,7 5,9
N
R R R
- Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính
24
3, 2( ) 5,9 1,6
N
E
R r
- Hiệu điện thế giữa 2 điểm AM là
U AM I R 12 3, 2.3, 2 10, 24( ) V
0,25
Trang 5- Cường độ dòng điện qua R1 là
1
1
10, 24
2,56( ) 4
AM
U
R
- Hiệu điện thế giữa 2 điểm MB là
U MB I R 34 3, 2.2,7 8,64( ) V
- Cường độ dòng điện qua R2 là
3
3
8,64 1,08( ) 8
MB
U
R
Vậy cường độ dòng điện qua dây nối MN là
1 3 2,56 1,08 1, 48( )
I I I A
0,25
0,25
0,25
4
a
- Khối lượng niken bán vào tấm kim loại là
Áp dụng định luật Fa-ra-đây
1
m A It KQ
F n
b
Chiều dày của lớp niken trên tấm kim loại là
m
s
1
5
Cảm ứng từ tại 0 là tổng hợp cảm ứng từ B1 do đoạn dây bị uốn
cong gây ra và cảm ứng từ B2 do dây dẫn dài vô hạn gây ra
- Áp dụng quy tác bàn tay phải và quy tắc vào nam ra bắc ta thấy
B1 và B2 ngược chiều (B 1
hướng vào B2hướng ra )
- Vậy cảm ứng từ tại 0 là: B B 1 B2
Về mặt độ lớn: BB1 B2
Trong đó
7
1 2 10 I
R
7
2 2.10 I
R
Vậy BB1 B2 KQ
0,25
0,25 0,25 0,25