Đê thi HSG huyện

PHÒNG GIÁO DỤC KRÔNG ANA
KỲ THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN KHOÁ NGÀY 23/2/2006
Đáp án và biểu điểm
Môn : Vật lý lớp 9
Bài 1 : (4 điểm)
1) Sơ đồ của mạch điện :
- Gọi R là điện trở của biến trở.
- Ta thấy rằng U = U
1
+ U
2
Mặt khác cường độ đònh mức của
hai bóng đèn khác nhau.
A
R
U
I 5,1
12
18
1
1
1
===
A
R
U
I 2
6
12
2
2

2
===
Suy ra I
2
> I
1
Vậy để 2 bóng đèn sáng bình thường thì phải mắc mạch điện (như hình vẽ)
Trong đó biến trở mắc song song với đèn 2 và chúng mắc nối tiếp với đèn 1.
2) Điện trở của biến trở :
Cường độ dòng điện qua biến trở
I
bt
= I
2
– I
1
= 2 – 1,5 = 0,5A
Điện trở của biến trở
Ω===
30
5,0
18
1
bt
I
U
R
Bài 2 : (4 điểm)
Đèn 1 : 3V – 1,5W vậy :
Ω===

6
15
9
1
2
1
1
P
U
R
A
R
U
I
Í
5,0
6
3
1
1
===
Đèn 2 : 6V – 3W vậy :
Ω===
12
3
36
2
2
2
2

P
U
R
A
R
U
I 5,0
12
6
2
2
2
===
Ta có hiệu điện thế giữa 2 đầu điện trở R
4
(gọi U
4
= U
AC
)
U
4
= U
AB
– U
2
= 15 – 6 = 9V
Cường độ dòng điện chạy qua R
4
(gọi là I

4
) là :
A
R
U
I 2
5,4
9
4
4
4
===
Cường độ dòng điện chạy qua R
3
(gọi là I
3
) là :
I
3
= I
4
– I
2
= 2 – 0,5 = 1,5A
Hiệu điện thế giữa 2 đầu R
3
(gọi U
3
= U
CD

) là :
U
3
= U
2
– U
1
= 6 – 3 = 3V
Vậy
Ω===
2
5,1
3
3
3
3
I
U
R
- Đoạn mạch gồm bóng đèn 1 và R
5
mắc song song
Ta có
51
5
I
I
R
R
Í

=
Hay :
Ω==
−
×
=
−
==
3
1
3
5,05,1
65,0
3
1
5
1
5
Í
ÍÍ
II
RI
I
RI
R
Bài 3 : (6 điểm)
Gọi Q là nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho ấm nước, A là công của đòng
điện (hay nhiệt lượng do bếp toả ra) trong thời gian t.
Ta có :
t

R
U
PtA
3
2
=−
Sự hao phí nhiệt lượng không đáng kể nên :
t
R
U
AQ
2
==
hay
R
t
U
Q
=
2
1) Nếu chỉ dùng dây R
1
thì :
1
1
2
R
t
U
Q

=
(1)
1) Nếu chỉ dùng dây R
1
thì :
2
2
2
R
t
U
Q
=
(2)
Từ (1) và (2) ta có :
2
2
1
1
R
t
R
t
=
(3)
Suy ra :
2010
10
20
1

1
2
2
=== t
R
R
t
phút
2) Dùng 2 dây mắc nối tiếp :
Ta có :
21
33
2
RR
t
R
t
U
Q
+
==
(4)
Từ (3) và (4) ta có :
2
2
1
1
21
3
R

t
R
t
RR
t
==
+
Hay
21
21
21
3
RR
tt
RR
t
−
+
=
−
Vậy t
3
= t
1
+ t
2
= 10 + 20 = 30 phút
3) Dùng 2 dây mắc song song
Gọi R
1,2

là điện trở tương tương của R
1
và R
2
mắc song song.
Ta có :
2,1
4
2
R
t
U
Q
=
hay
21
21
4
2
.
RR
RR
t
U
Q
+
=
(5)
Từ (1), (2), (4), (5) ta có :
2

21
21
4
21
3
2
2
1
1
.
U
Q
RR
RR
t
RR
t
R
t
R
t
=
+
=
+
==
Ta có thể viết :
2
21
21

4
21
3
2
2
1
1
.
U
Q
RR
RR
t
RR
t
R
t
R
t
=
+
×
+
=×
hay
4321
21
43
21
21

..
.
.
.
.
tttt
RR
tt
RR
tt
=⇒=
Vậy
6
30
20.10
.
3
21
4
===
t
tt
t
phút 40 giây
Bài 4 (6 điểm)
1. Hiệu điện thế trên dây dẫn là:
U
1
= 220 – 210 = 10V
Điện trở của ấm là:

P =
Ram
U
2
⇒
R
ấm
=
.4,48
1000
220
2
Ω=
Vì ấm và dây mắc nối tiếp nên
am
day
am
day
R
R
hay
R
R
U
U
==
210
10
2
1

.3,24,48
210
10
210
10
Ω===
xxRR
amday
Chiều dài của dây:
R
dây
=


4
4
4
2
22
day
xRd
l
d
l
d
l
S
l
π
ππ

=⇒==
l=
m
xx
xx
179
107,14
3,210)3,1(14,3
8
62
=
−
−
2. Hiệu điện thế qua bếp là 210V nên công suất tiêu thụ của bếp là:
P’ =
W16,911
4,48
210
2
=
Gọi Q
1
là nhiệt lượng để đun sôi 2 lít nước là:
Q
1
= cm(t
2
– t
1
) = 4200 x 2(100 – 20) = 672.000J.

Hiệu suất là 80% nên nhiệt lượng toàn phần là:
Q =
000.840
80
100
672000
80
100
1
==
xxQ
J
Từ công thức: A = P’x t hay Q = P’ x t
Suy ra t =
s
P
Q
9,921
16,911
000.840
'
==
3. Công toàn phần do dòng điện thực hiện là:
A = UIt với I =
A
R
U
am
am
34,4

4,48
210
==
A = 220 x4,34 x 921,9 = 880230J
Công hao phí là:
A’ = 880230 – 672 000 = 208230J
Hay A’ =
.06,0
3600000
208230
Kwh
=