TAI LIEU ON THI HSG 11

R1, R2 lần lượt là điện trở của các ampe kế A1 và A2 Trên bước đường thành công, không có dấu chân của kẻ lười biếng.!.... Trường THPT Nguyễn Huệ.[r]

Trang 1

Giải a) Khi mắc R1 ta có : P1 = I12.R1 =

2 1 1

b) Điện trở tương đương của mạch ngoài : R = RX + 1,6

Công suất tiêu thụ : P = I2.R = 2

r R R

Dòng điện qua R3 là I3 = 1A Dòng điện qua R1 là I1 = 0,8A

Dòng điện qua ampe kế IA = I – I1 = 1,2 A

Bài 1 : a) Nếu lần lượt mắc R1 = 2 Ω và R 2 = 8 Ω vào một nguồn

điện một chiều có suất điện động là E, điện trở trong r thì công

suất tỏa nhiệt là như nhau Tính điện trở trong r của nguồn điện

b) Người ta mắc song song R 1 và R 2 rồi mắc nối tiếp với điện trở

R X để tạo thành điện trở mạch ngoài của nguồn điện trên Hỏi R X

phải bằng bao nhiêu để công suất mạch ngoài lớn nhất ?

c) Bây giờ người ta mắc nguồn điện trên và R 1 và R 2 vào mạch

điện như hình vẽ Trong đó R 3 = 58,4 Ω ; R 4 = 60 Ω Ampe kế có

điện trở nhỏ không đáng kể Tìm số chỉ của ampe kế Biết suất

Trang 2

Giải a) Gọi RN là điện trở mạch ngoài

Ta có: PN = I2RN =

2 N

2 6



R 1

R 2 R

b) Muốn cho công suất tiêu thụ trên R là lớn nhất thì R phải có giá

trị bằng bao nhiêu ? Tìm công suất trên R khi đó

Trang 3

Bài 3 : Cho mạch điện như hình vẽ :

E1 = 4 V ; E2 = 2 V ; r1 = r2 = 1 Ω

R1 = 4 Ω ; R2 = 2 Ω ; C1 = 2 μF ; C2 = 6 μF

Tính điện tích của mỗi tụ điện khi K đóng và K mở

Điện lượng chạy qua R2 khi chuyển khóa K từ đóng sang mở

Khi K đóng : UAB > 0 : Bản trên của tụ C2 tích điện dương

Khi K mở : U BA'  : Bản trên của tụ C0 2 tích điện âm

Bỏ qua điện trở dây nối và khóa K

Biết rằng khi K mở hay đóng thì công suất tiêu thụ của mạch ngoài

bằng 12 W Tính các điện trở R3, R4

Giải Gọi R là điện trở ở mạch ngoài công suất nhiệt ở mạch ngoài là :

Trang 4

a) Tìm công suất định mức của mỗi bóng đèn

b) Xác định công suất lớn nhất của mạch ngoài mà acquy có thể cung cấp

Giải a) Công suất định mức

- Gọi P là công suất định mức của mỗi đèn

I1, I2 là cường độ dòng điện định mức của đèn 1 và đèn 2

E, r là suất điện động và điện trở trong của acquy

* Khi dùng đèn Đ1 : P = P1 – I12 r với I1 = P1

E → P = P1 -  

2 1

P r

E

* Khi dùng đèn Đ2 : P = P2 – I22 r với I2 = P2

E → P = P2 -  

2 2

P r

b) Công suất lớn nhất của mạch ngoài

- Công suất mạch ngoài : P = I2R =

Trang 5

a) Tính công suất tiêu thụ của động cơ và hiệu suất của động cơ ?

b) Để cung cấp cho động cơ đó người ta dùng 18 acquy, mỗi cái có suất điện động E = 2 V, điện trở trong r = 2 Ω Hỏi có mấy cách mắc để động cơ hoạt động bình thường ? Cách mắc nào có lợi ?

Giải a) Công suất toàn phần của động cơ : Ptp = UI = 9.0,75 = 6,75 W

- Công suất tiêu hao thành nhiệt : P’ = I2.rđ = 0,752.2 = 1,125 W

- Hiệu suất của động cơ : H =

b) Giả sử mắc bộ nguồn thành n dãy, mỗi dãy có m nguồn nối tiếp thì : m.n = 18 (1)

Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là : Eb = mE ; rb = mr

n m

- Cách 1 : Mắc 18 nguồn thành 1 dãy nối tiếp với hiệu suất :

- Kết luận : Mắc cách 2 có lợi hơn

Nguồn điện có E = 6 V và r = 1 Ω Đèn Đ có ghi 3 V – 3 W

Tụ điện có điện dung C = 0,5F Điện trở của AB là R = 7 Ω

D là một con chạy trên biến trở R, điện trở AD là Rx với 0  Rx  7 Ω

a) Cho Rx = 2 Tính công suất tiêu thụ trên đèn và tính điện tích

trên mỗi bản tụ điện C

b) Tính Rx để đèn sáng bình thường

Trang 6

R r 6

E

 Ix = 1/2 A; IĐ = 1/3 A

Công suất tiêu thụ của đèn: PĐ = 1W Công suất này nhỏ hơn công suất định mức đèn

Tụ điện được tích điện dưới hiệu điện thế :

N

x x

 

Với UAD = 3 V →

Phương trình có nghiệm kép x1 = x2 = 1 Vậy để đèn sáng bình thường Rx = 1 Ω

E1 = 16 V ; E2 = 5 V ; r1 = 2 Ω ; r2 = 1 Ω ; R2 = 4 Ω

Đèn Đ có ghi 3 V – 3 W ; RA ≈ 0 Biết đèn sáng bình thường

và ampe kế chỉ số 0 Hãy tính các điện trở R1 và R3

Giải Đèn sáng bình thường, ta có :

Trang 7

1

2

12

771

U R I

Điện tích trên tụ điện : q = CE = 2.2 = 4 C

Năng lượng điện trường trong tụ điện : W = 1

2CE2 = 4.10-6 J Trong thời gian tích điện cho tụ, nguồn thực hiện công : Ang = qE = 4.10-6.2 = 8.10-6 J

Nguồn điện có E = 2 V và r = 0 ; C = 2 F ; R 1 = 18 Ω ; R 2 = 20 Ω

Ban đầu các khóa K1 và K2 đều mở Bỏ qua điện trở các khóa và dây nối

a) Đóng khóa K1 (K2 vẫn mở), tính nhiệt lượng tỏa ra trên R1 sau khi

điện tích trên tụ điện đã ổn định

Trang 8

Nhiệt lượng tỏa ra trên R1 : Q1 = Ang – W = 4.10-6 J

b) Sau khi đóng K2

Cường độ dòng điện qua mạch :

2 3 1

2 3

115

R R R

Điện tích của tụ điện khi đó : q’ = CUMN = 2.0,8 = 1,6 C

Điện lượng chuyển qua điểm M : q = q’ – q = -2,4 C

Dấu trừ cho biết điện tích dương trên bản nối với M giảm, các êlectron chạy vào bản tụ đó

c) Khi K1 và K2 đóng

2020

R R  R ; RN = R1 + R23 =

3 3

360 3820

R R

8003600

R = 25  Ban đầu khoá K mở, các tụ chưa được tích điện

trước khi mắc vào mạch Tính điện lượng chuyển qua điện

trở R khi K đóng và cho biết chiều chuyển động của các

êlectron qua điện trở R

Trang 9

Giải Khi K mở hoặc đóng, dòng điện chỉ qua điện trở R1, R2 mà không đi qua C1, C2 và R

Tổng đại số điện tích các bản tụ nối với M : QM = - Q1 + Q2 = 0

- K đóng sau thời gian ngắn phân bố lại điện tích,

dòng điện qua R bằng 0 nên UMN = 0, VM = VN

Điện tích của tụ C1 : Q’1 = C1UAM = C1UAN = 48 μC

Điện tích của tụ C2 : Q’2 = C2UMB = C2UNB = 288 μC

Dấu điện tích trên các bản tụ là không đổi nên tổng đại số điện tích của các bản tụ nối với M là :

Q’M = - Q’1 + Q’2 = 288 – 48 = 240 μC

Điện lượng qua R khi K đóng : ΔQ = |Q’M - QM| = 240 μC

Do trước khi K đóng QM = 0 và sau khi K đóng Q’M > 0 nên êlectron di chuyển theo chiều từ M đến N

E1 = 6 V ; r1 = 1 Ω ; r2 = 3 Ω ; R1 = R2 = R3 = 6 Ω Vôn kế lí tưởng

a) Vôn kế chỉ 3V Tính suất điện động E2

b) Nếu nguồn E2 có cực dương nối với B, cực âm nối

với D thì vôn kế chỉ bao nhiêu ?

Trang 10

* Với I = 1 A  E1 + E2 = (RN + r1 + r2)I = 8  E2 = 2 V

* Với I = 3 A  E1 + E2 = 8.3 = 24  E2 = 18 V

b) Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối

* Với E2 = 2 V < E1 : E1 phát, E2 thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E1

bỏ qua điện trở trong của hai nguồn Tụ có điện dung C = 1μF

a) Lúc đầu khóa K mở, tính cường độ dòng điện qua nguồn E1

và điện tích của bản tụ nối với M

b) Đóng khóa K, tính cường độ dòng điện qua mỗi nguồn và điện lượng chuyển qua R4

Trang 11

Hiệu điện thế trên tụ : UMA= UMN + UNA = E2 - I1.R1 = 1,8 V

Điện tích trên tụ : q = C.UMA = 1.1,8 = 1,8 μC, cực dương nối với M

Điện lượng chuyển qua R4 là : Δq = |q0 - q| = 0,8 μC

Các nguồn có E1 = 10 V ; E2 = 8 V ; r1 = 2  ; r2 = 4 

R1 = 8  ; R2 = 4  ; C1 = 12 F ; C2 = 6 F

Bỏ qua điện trở dây nối, đầu tiên K ngắt sau đó K đóng

a) Tính điện tích các tụ C1 và C2 khi K ngắt và khi K đóng

b) Tính hiệu điện thế giữa hai điểm D và E khi K ngắt và khi K đóng

c) Tính số lượng êlectron chuyển qua khóa K khi đóng khoá K Các êlectron đó chuyển theo chiều nào ? Cho biết điện tích của êlectron là e = -1,6.10-19C

Giải a) Khi K ngắt và khi K đóng cường độ dòng điện qua mạch đều không thay đổi

Trang 12

Khi K ngắt, tụ C1 mắc nối tiếp với tụ C2 điện dung tương đương của bộ tụ là : Cb =

2 1

C C

 = 4 FHiệu điện thế UAB = Eb – I(r1 + r2) = 12 V

Khi đó ta có điện tích của các tụ là q1 = q2 = qb = Cb.UAB = 48  F

Khi K đóng, tụ C1 song song với nguồn E1, ta có điện tích của tụ : q’1 = C1.UAM

c) Khi K ngắt, tổng điện lượng trên các bản tụ nối đến điểm D là : Q = -q1 + q2 = 0

Khi K đóng, tổng điện lượng trên các bản tụ nối đến điểm D là : Q’ = -q’1 + q’2 = -72 F

Theo định luật bảo toàn điện tích, điện lượng đã chuyển qua khóa K khi K đóng là Q Q'Q = 72

F



Do Q’ < Q nên các êlectron chạy qua khóa K theo chiều từ M đến D

Số lượng êlectron chạy qua khóa K : N =

e

Q



= 45.1013 hạt

Nguồn điện có E = 8 V ; r = 2  Điện trở của đèn R1 = 3

điện trở R2 = 3 , điện trở ampe kế không đáng kể

a) Khoá K mở, di chuyển con chạy C người ta nhận thấy

khi điện trở của phần AC của biến trở AB có giá trị 1 thì đèn tối nhất

Tính điện trở toàn phần của biến trở

b) Mắc một biến trở khác thay vào chỗ của biến trở đã cho và đóng khóa K

Khi điện trở của phần AC bằng 6  thì ampe kế chỉ 5

3A Tính giá trị toàn phần của biến trở mới

Trang 13

a) Gọi điện trở toàn phần của biến trở là R, điện trở toàn phần AC là x

R  

Bài 16 : Cho mạch điện như hình vẽ : E = 15 V ; r = 2,4 

Đèn Đ1 có ghi 6 V – 3 W, đèn Đ2 có ghi 3 V – 6 W

a) Tính R1 và R2, biết rằng hai đèn đều sáng bình thường

b) Tính công suất tiêu thụ trên R1 và trên R2

c) Có cách mắc nào khác hai đèn và hai điện trở R1, R2

(với giá trị tính trong câu a) cùng với nguồn đã cho để hai

đèn đó vẫn sáng bình thường ?

Giải a) Vì hai đèn sáng bình thường nên :

Trang 14

Áp dụng định luật Ôm, ta có cường độ dòng điện qua nguồn :

15 9

2,5

2, 4

AB

U

r

+ Cường độ dòng điện qua R1 là: I1 = I - Iđ1 = 2,5 - 0,5 = 2 A Suy ra : R1 = 3 

+ Cường độ dòng điện qua R2 là: I2 = I - Iđ2 = 2,5 – 2 = 0,5 A Suy ra : R2 = 6 

b) P1 = 12 W ; P2 = 1,5 W

c) (R1 nt Đ2)//(Đ1 nt R2)

Bài 17 : Cho 2 mạch điện như hình vẽ : Nguồn điện E1 có suất điện động E1 = 18 V, điện trở trong r1 = 1  Nguồn điện E2 có suất điện động E2 và điện trở trong r2 Cho R = 9  ; I1 = 2,5 A ; I2 = 0,5 A Xác định suất điện động E2 và điện trở r2 Giải - Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch + Mạch 1: E1 + E2 = I1(R + r1 + r2)  18 + E2 = 2,5(9 + 1 + r2) E2 = 2,5r2 + 7 (1)

+ Mạch 2: E1 – E2 = I2(R + r1 + r2)  18 – E2 = 0,5(9 + 1 + r2) E2 = - 0,5r2 + 13 (2)

Từ (1) và (2) ta có : 2,5r2 + 7 = - 0,5r2 + 13  r2 = 2 

Trang 15

Thay vào (1) ta được : E2 = 2,5.2 + 7 = 12V

2 3 1

4 2 3 1

14

)6(8)(

)(

)).(

(

R

R R

R R R

R R R R R

214

R R R R

)(

)).(

(

4 2 3 1

4 4

3

4 3 2 1

2 1

424

15188

48

3036

R

R R

R

R R R R

R R R

18 152

R R

Cho biết E = 12 V ; r = 2 Ω ; R1 = 2 Ω ; R 2 = R 3 = 6 Ω Biết rằng

số chỉ ampe kế khi K đóng bằng

5

9

chỉ số của ampe kế khi ngắt K

Hãy tính điện trở R 4 , chiều và cường độ dòng điện qua K khi đóng

Điện trở của ampe kế và khoá K không đáng kể

Trang 16

R R

R R I R

62

6.2

2 1

U

6

6,32





Ta có : I K I4I2 1,2A → Chiều dòng điện qua K là từ C đến D

Biết E = 6,9 V ; r = 1  ; R1 = R2 = R3 = 2 

điện trở ampe kế không đáng kể, điện trở vôn kế rất lớn

a) Các khóa K1, K2 đều mở Tìm số chỉ vôn kế ?

b) Khóa K1 mở, K2 đóng, vôn kế chỉ 5,4 V

Tìm R4 và hiệu điện thế giữa hai điểm A, D ?

c) Các khóa K1, K2 đều đóng Tìm số chỉ của ampe kế ?

d) Các khóa K1, K2 đều đóng, mắc thêm điện trở R5

song song với đoạn mạch AEB thì công suất mạch ngoài đạt giá trị cực đại Tìm R5 ?

Giải a) K1, K2 mở ta có sơ đồ mạch điện như hình vẽ : R1 nt R3

Số chỉ của vôn kế : UV = I.RN = 1,38.4 = 5,52 V

b) K1 mở, K2 đóng ta có sơ đồ mạch điện như hình vẽ : [{(R1 nt R4) // R2} nt R3]

E, r

V

B A

K 1

K 2

C

D

Trang 17

Các nguồn điện giống nhau có E = 3 V ; r = 1 Ω

R1 = 2 Ω ; R2 = 5 Ω ; R3 = 1 Ω ; C = 10 μF

Bỏ qua điện trở dây nối và khóa K

a) Đóng khóa K vào chốt 1 Tính cường độ dòng điện qua R1

C

E, r

R 3

Trang 18

b) Đảo khóa K từ chốt 1 sang chốt 2 Tính tổng điện lượng

chuyển qua điện trở R3 kể từ khi đảo khóa K

c) Ngắt khóa K, thay tụ điện C bằng một cuộn dây có độ tự cảm L = 50 mH Đóng khóa K vào chốt

1 thì cường dòng điện qua cuộn dây tăng dần Tính tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua cuộn dây tại thời điểm dòng điện đó có cường độ bằng 0,35 A Bỏ qua điện trở của cuộn dây

Giải a) Khi khóa K ở chốt 1, hai nguồn mắc song song nên : Eb = E = 3 V; rb = r/2 = 0,5 Ω

Cường độ dòng điện qua R1: I1 = E b/(R1 + rb) = 1,2 A

Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện : UC = UR1 = I1R1 = 2,4 V

Điện tích của tụ điện : q1 = CUC = 24 μC

b) Đóng khóa K vào chốt 2 ta có mạch điện như sau :

q2 = CUC2 = 5 μC

Ta thấy lúc khóa K ở chốt 1 bản tụ bên trái tích điện âm

với điện tích q1; khi khóa K chuyển sang chốt 2, bản bên trái

của tụ điện tích điện dương với điện tích q2 Vậy điện lượng đã

chuyển qua điện trở R3 là Δq = q1 + q2 = 29 μC

c) Khi dòng điện qua cuộn dây biến thiên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động tự cảm

Trang 19

Từ (3) và (5) ta có 36 +15etc

I =

96

Khi I = 0,35 A ta có etc = - 0,16 V thay vào (1) ta tính được độ biến thiên cường độ dòng điện qua

cuộn dây ΔI= 3, 2

Biến trở AB là 1 dây đồng chất, dài l = 1,3 m, tiết diện S = 0,1

mm2, điện trở suất  = 10 – 6  U là hiệu điện thế không m

đổi Nhận thấy khi con chạy ở các vị trí cách đầu A hoặc đầu B

những đoạn như nhau bằng 40 cm thì công suất toả nhiệt trên

biến trở là như nhau Xác định R 0 và tỉ số công suất tỏa nhiệt

trên R 0 ứng với 2 vị trí của C ?

Trang 20

Gọi R1, R2 là điện trở của biến trở ứng với 2 vị trí trên của con chạy C; R là điện trở toàn phần của

1 

Gọi I1, I2 là cường độ dòng điện qua R0 trong 2 trường hợp trên

R

U R

R

U I

15

132 0

2,25

Điện trở của vôn kế rất lớn, điện trở của dây nối và khóa K không đáng kể

Số chỉ của vôn kế khi K mở và khi K đóng là 7,5 V và 5 V

a) Tìm suất điện động và điện trở trong của nguồn

b) Đèn Đ có sáng bình thường không ? Tại sao ?

c) Tính số điện tích dịch chuyển qua khóa K ngay sau khi đóng ?

N

V

M Đ

Trang 21

0, 4.10

2, 5.101,6.10



Nguồn điện có E = 30 V ; r = 3  ; R1 = 12 ; R2 = 36 ; R3 = 18

Điện trở ampekế và dây nối không đáng kể

a) Tìm số chỉ ampekế và chiều dòng điện qua nó

b) Thay ampekế bằng một biến trở R4 có giá trị biến đổi từ 2 đến 8 

Tìm R4 để dòng điện qua R4 đạt giá trị cực đại

Trang 22

4 4

36(18 + R )

54 + R =

4 4

Bài 25 : Một động cơ điện một chiều có điện trở trong r = 2 Ω Một sợi dây không co giãn có một

đầu cuốn vào trục động cơ, đầu kia buộc vào một vật có khối lượng m = 10 kg treo thẳng đứng Khi cho dòng điện có cường độ I = 5 A đi qua thì động cơ kéo vật lên thẳng đứng với vận tốc không đổi

v = 1,5 m/s

a) Tính công suất tiêu thụ điện và hiệu suất của động cơ

b) Bộ nguồn cung cấp dòng điện I = 5 A cho động cơ gồm nhiều acquy,

mỗi acquy có suất điện đông E = 8 V và điện trở trong r0 = 0,8 Ω

Tìm cách mắc các nguồn thành bộ đối xứng để động cơ có thể kéo vật như trên mà dùng số acquy ít nhất Tính số acquy đó Cho g = 10 m/s2, dây có khối lượng không đáng kể

Giải a) Tính công suất tiêu thụ điện và hiệu suất của động cơ :

- Điện năng tiêu thụ của động cơ chia thành hai phần : P = Pcơ + Pnhiệt

- Công suất kéo vật : Pcơ = T.v = mg.v = 150 W

Trang 23

- Công suất toả nhiệt : Pnhiệt = I2r = 50 W

- Công suất tiêu thụ : P = Pcơ + Pnhiệt = 200 W

- Hiệu suất của động cơ : H = Pcơ/Pnhiệt = 75%

b) Tìm cách mắc nguồn :

- Hiệu điện thế giữa hai đầu động cơ khi kéo vật : U = P/I = 40 V

- Bộ nguồn đối xứng : m dãy, mỗi dãy n nguồn :

1,

10

là hằng số nên tích hai số cực đại khi hai số bằng nhau nghĩa là

m n

1

10

cực đại

(do đó m.n cực tiểu) khi

m n

110



Giải được m = 1, n = 10

Các điện trở thuần đều có giá trị bằng R

a) Tìm hệ thức liên hệ giữa R và r để công suất tiêu thụ

mạch ngoài không đổi khi K mở và đóng

b) E = 24 V và r = 3 Ω

Tính UAB khi : - K mở

- K đóng

Giải a) Khi K mở mạch ngoài có cấu tạo : [R1//(R2 nt R3)] nt R4

Điện trở mạch ngoài khi đó : RN =

3 2 1

3 2

R R R

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	495,49 KB