Tuyên Quang – Đề thi và đáp án đề HSG Vật Lí các trường chuyên khu vực duyên hải – năm 2019

Tuyên Quang – Đề thi và đáp án đề HSG Vật Lí các trường chuyên khu vực duyên hải – năm 2019

Câu 1. (4,0 điểm). Tĩnh điện

      Hai bản của một tụ điện phẳng đặt trong không khí có cùng diện tích S, có thể chuyển động không ma sát dọc theo một sợi dây cách điện nằm ngang xuyên qua tâm của chúng. Một bản có khối lượng m, điện tích Q còn bản kia có khối lượng 2m, điện tích -2Q. Ban đầu hai bản được giữ cách nhau một khoảng 3d.

1. a) Tìm năng lượng điện trường giữa hai bản tụ.
2. b) Ở thời điểm nào đó người ta thả hai bản ra. Hãy xác định vận tốc của mỗi bản khi chúng cách nhau một khoảng d.

Câu 2(5,0 điểm). Điện từ

Hai dây dẫn dài, mỗi dây có điện trở  r0 được uốn thành hai đường ray nằm trong mặt phẳng ngang như hình vẽ. Hai ray phía bên phải cách nhau l₁ = 5l₀ và nằm trong từ trường có cảm ứng từ B₁ = 8B₀, hướng từ dưới lên. Hai thanh ray bên trái cách nhau khoảng l₂ = l₁ = 5l₀ và nằm trong từ trường B₂=5B₀, hướng từ trên xuống.

Hai thanh kim loại nhẵn AB và CD có cùng điện trở r0 được đặt nằm trên các ray như hình vẽ, mọi ma sát đều không đáng kể.

1. Giữ thanh CD cố định:
2. a) Kéo thanh AB chuyển động sang trái với vận tốc không đổi. Tìm dòng chạy trong mạch và lực từ tác dụng lên thanh AB.
3. b) Coi rằng tại thời điểm t = 0 khi đang kéo thanh AB với tốc độ v₀ thì thả cho AB chuyển động tự do. Bỏ qua mọi ma sát và sự hao tổn năng lượng do bức xạ điện từ.

– Xác định tốc độ của thanh AB tại thời điểm t > 0 và quãng đường mà thanh đi được.

– Khi thanh AB dừng, chứng tỏ rằng năng lượng tỏa ra trên các điện trở đúng bằng động năng ban đầu của thanh AB.

2. Để thanh CD tự do:

Tác dụng một lực kéo để AB chuyển động sang phải với vận tốc đều v₁ = 5v₀. Khi đó CD cũng chịu tác dụng một ngoại lực và chuyển động sang trái với vận tốc đều v₂ = 4v₀. Hãy tìm:

1. a) Độ lớn ngoại lực tác dụng lên CD, biết lực này nằm trong mặt phẳng ngang.
2. b) Hiệu điện thế giữa hai đầu C và D và công suất toả nhiệt của mạch trên.
3. Để thanh CD tự do:

Nếu không có ngoại lực tác dụng vào CD, tính vận tốc và quãng đường

Câu 5. (3,0 điểm). Phương án thực hành

Một bóng điện ghi 2,5V – 0,1W, có dây tóc đèn có bán kính rất nhỏ nên khi có dòng điện chạy qua là nóng lên rất nhanh. Để dùng nó làm hỏa kế quang học, người ta cần phải đo chính xác điện trở của nó ở nhiệt độ phòng.

Cho thêm các dụng cụ:

– 01 pin có ghi 1,5V;

– 01 biến trở;

– 01 milivôn kế có thang đo từ 0 đến 2000mV, mỗi độ chia ứng với 1mV, sai số ± 3mV; điện trở nội rất lớn;

– 01 miliampe kế có thang đo từ 0 đến 2 mA, mỗi độ chia ứng với 1μA, sai số ± 3μA.

Trình bày cơ sở lý thuyết, cách bố trí thí nghiệm, tiến trình thí nghiệm, lập các bảng biểu cần thiết để xác định điện trở của dây tóc bóng đèn ở nhiệt độ phòng.

Chuyên Tuyên Quang