Kỳ thi chọn học sinh giỏi trường lớp 11 năm học 2009 - 2010

Sở GD&ĐT NGhệ an
TRƯỜNG THPT NGUYỄN SĨ SÁCH
Kỳ thi chọn học sinh giỏi TRƯỜNG
 lớp 11 năm học 2009 - 2010
Môn thi: VẬT LÍ THPT - BẢNG A,B
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1((4 điểm). a/ Một quả cầu nhỏ tích điện , có khối lượng m , được treo ở đầu một sợi chỉ mảnh, trong một điện trường có phương nằm ngang và có cường độ điện trường E, cho gia tốc rơi tự do là g,thì dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α=450.
Tính góc lệch của dây treo khi điện tích của quả cầu chỉ còn 9/10 điện tích ban đầu?
b/ Cho khối lượng m=0,1g , g=10m/s2 E= 103V/m, dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α=100. Tính điện tích quả cầu? 
Cõu 2( 4 điểm). Cho mạch tụ như hỡnh vẽ (H1): D 
C1=1F; C2=3F; C3=6F; C4=4F;	
 C1	 C2	 
Ban đầu cỏc tụ chưa được tớch điện và khúa K mở A K	 B
a)Nối hai đầu A,B của mạch điện vào một nguồn điện 
cú hiệu điện thế khụng đổi UAB =U=80 V.
Tớnh điện tớch và hiệu điện thế của mỗi tụ điện ? C3	 E C4
	 	H.1 
b)Đúng khúa K .Tớnh điện tớch và hiệu điện thế của mỗi tụ điện 
Tỡm số lượng và chiều dịch chuyển của cỏc electron qua khúa khi K đúng 	 
. 
V
E1,r1
E2,r2
R1
R2
R3
A
B
C
D
H.2
Cõu 3( 4 điểm) . Cho mạch điện như hỡnh vẽ (H2): trong đú
 E1 = 6V; r1=1Ω; r2=3Ω; R1=R2=R3=6Ω.
a)Vụn kế V (điện trở rất lớn) chỉ 3V. Tớnh suất điện động E2.
b)Nếu đổi chỗ hai cực của nguồn E2 thỡ vụn kế V chỉ bao nhiờu?
HS bảng B khụng phải làm ý b cõu 4
 Cõu 4( 4 điểm) Một động cơ điện một chiều cú điện trở trongH.3
 r = 2Ω. Một sợi dõy khụng co gión cú một đầu cuốn vào trục động cơ, 
đầu kia buộc vào một vật cú khối lượng m = 10 kg treo thẳng đứng (H.3). 
Khi cho dũng điện cú cường độ I = 5A đi qua thỡ động cơ 
kộo vật lờn thẳng đứng với vận tốc khụng đổi v = 1,5 m/s.
a)Tớnh cụng suất tiờu thụ điện và hiệu suất của động cơ.
b)Bộ nguồn cung cấp dũng điện ( I = 5A) cho động cơ gồm nhiều acquy, mỗi acquy cú suất điện đụng e = 8V và điện trở trong r0= 0,8Ω . Tỡm cỏch mắc cỏc nguồn thành bộ đối xứng để động cơ cú thể kộo vật như trờn mà dựng số acquy ớt nhất. Tớnh số acquy đú. 
 Cho g = 10m/s2, dõy cú khối lượng khụng đỏng kể.
Cõu 5( 4 điểm) Hai vòng dây dẫn tròn có bán kính khác nhau đặt trong cùng một mặt phẳng và ở trong cùng một từ trường có cảm ứng từ tăng đều theo thời gian B = B0 + kt ( B0, k là hằng số). Véc tơ cảm ứng từ hợp với pháp tuyến vòng dây một góc .Dòng điện cảm ứng trong vòng dây nào sẽ lớn hơn nếu
 khối lượng của hai vòng dây là như nhau và được chế tạo bằng cùng một vật liệu?
 đáp án thang điểm 
CÂU
HƯỚNG DẪN GIẢI
ĐIỂM
Cõu 1
4đ
a) 3 đ
b)1 đ
Cõu 2
(4đ)
a)1.5đ
b)1,5đ
1đ
Cõu 3
4đ
a)2 đ
b)
( 2 đ).
a/Vẽ hình phân tích được các lực tác dụng lên vật
Có trọng lực, lực căng sợi dây, lực điện trường
Điều kiện cân bằng của quả cầu: 
 P +T +F =0 
 Tanα =F/P =1(1)
Khi q’ =(9/10)q thì F’=q’E dây treo lệch góc α’:
Tanα’= F’/P (2)
*Từ 1 và 2 =>tanα’=tanα=0,9=>α’420
b / Tanα =F/P mà F=|q|E=>
 |q|=mgtanα/E1,76.10-7C
K mở Ta cú : C12= = 0,75(F)
Điện tớch của cỏc tụ điện C1và C2 là : 
Q1=Q2 = Q12= C12.U= 60 C
U1=60 V; U2 =20 V.
Ta lại cú : C34= = 2,4(F)
Điện tớch của cỏc tụ điện C3và C4 là : 
Q3=Q4 = Q34= C34.U= 192 C
U3=32 V; U4 =48 V.
b) K đúng C13 = C1+C3= 7 (F) C24 = C2+C4= 7 (F)
: CAB= = 3,5(F)
Điện tớch của bộ tụ điện là Q/13= Q/24 = Qb= CABU= 280 C
Hiệu điện thế của mỗi tụ là : U/ 1= U/3= U13 = Q/13/C13 =40 V
 U/2= U/ 4= U24 = Q/24/C24 =40 V
Từ đú điện tớch của mỗi tụ bằng :
Q/1=C1.U/1 = 40 C Q/2=C2.U/ 2 = 120 C
Q/3=C3.U/3 =240C Q/4=C4.U/4 = 160 C
Khi K mở , bản tớch điện õm của của C1và bản tớch điện dương của C2 nối với nỳt D thành một vật dẫn , điện tớch tổng cộng của hai bản đú bằng –Q1+ Q2 = 0
Sau đú K đúng , đó cú một lượng điện tớch dương di chuyển từ E qua khúa K đến hai bản đú ,lượng điện tớch dương này cú trị số bằng :
Q= (-Q/1 + Q/2) – ( -Q1 + Q2) = 80C
Điều đú cú nghĩa là đó cú N electrụn đi qua K theo chiều từ D đến E.
Số electron này bằng : N= hạt .
V
E1,r1
E2,r2
R1
R2
R3
A
B
C
D
H.1
I1
I2
I
a). Tớnh suất điện động E2. (3 đ)
+ Điện trở toàn mạch 
+ I đến A rẽ thành hai nhỏnh: 
+ UCD = UCA + UAD = -R1I1+ E1 – r1I1 = 6 -3I
+ 
+ 6 -3I = => I = 1A, I = 3A.
Với I= 1A:
 E1 + E2 = ( R + r1 +r2 )I = 8 => E2 = 2V
Với I = 3A:
 E1 + E2 =8 x3 = 24 => E2 = 18V
b). Đổi chỗ hai cực của nguồn E2 thỡ vụn kế chỉ bao nhiờu 
+ Khi đổi chỗ hai cực thỡ hai nguồn mắc xung đối
- Với E2 = 2V< E1 : E1 phỏt , E2 thu, dũng điện đi ra từ cực dương của E1
UCD = UCA + UAD =6 -3I = 4,5V
- Với E2 = 18V > E1: E2 là nguồn, , E1 là mỏy thu
UCD = UCA + UAD = R1I1 + E1 +r1I = 6 +3I = 10,5V
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0, 5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0, 5
0, 5
0, 5
0,5
Cõu 4
4 đ
a)
( 2 đ)
b) (2đ)
a). tớnh cụng suất tiờu thụ điện và hiệu suất của động cơ: 
+ Cụng suất tiờu thụ của động cơ chia thành hai phần : P = Pcơ + Pnhiờt
+ Cụng suất kộo vật: Pcơ = T.v = mg.v = 150W
+ Cụng suất toả nhiệt: Pnhiệt = I2r = 50W
+ Cụng suất tiờu thụ: P = Pcơ + Pnhiệt = 200W
- Hiệu suất của động cơ: H=Pcơ/Pnhiệt = 75%
b). Tỡm cỏch mắc nguồn: 
- HĐT giữa hai đầu động cơ khi kộo vật: U = P/I = 40V
- Bộ nguồn đối xứng: mdóy, mỗi dóy n nguồn:
Eb= nE = 8n; rb =nr0/m
Theo định luật ễm : Eb = U + Irb
Tổng hai số là hằng số nờn tớch hai số cực đại khi hai số bằng nhau nghĩa là cực đại ( do đú m.n cực tiểu) khi 
Giải được m = 1, n = 10
0,5
0,25
0,25
0,5
0,5
0,5
0,5
1
Câu 5
(4đ)
+ Để thuận tiện ta chỉ xét vòng có bán kính R mà không đưa các chỉ số “1” và “2”. Theo điều kiện của đề bài , trong đó Bo và k đều là các hằng số.......... 
+ Nếu α là góc không đổi giữa pháp tuyến của mặt phẳng vòng dây và cảm ứng từ B, thì từ thông gửi qua mặt phẳng khung dây là:
 Ф = ...................
+Suất điện động cảm ứng trong vòng dây: ......................
+ Dòng điện chạy trong vòng dây: ........................................
	 trong đó và ......................................................
+ 	 và ..............................................................
+ Nhìn vào công thức ta thấy tất cả các đại lượng đưa vào công thức là như nhau đối với cả hai vòng dây.Do đó dòng điện cảm ứng trong hai vòng dây là giống nhau..
0.5đ.
0.5đ.
1đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ