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 = . 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. 65,0 3 1 5 1 5 Í ÍÍ II RI I RI R Bài 3 : (6 điểm) Gọi Q là nhiệt lượng cần thi t cung cấp cho ấm nước, A là công của đòng điện (hay nhiệt lượng do bếp