Đang tải... (xem toàn văn)
[r]
(1)ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM
Bài ĐÁP ÁN Điểm
Bài 1 (5,5 điểm)
Gọi I1 cường độ dòng điện chạy qua R1,y x điện trở hai đoạn CD CM (0x y R, b)
Ta có U U vI RA (1) 0,25
Vì U khơng đổi nên từ (1) ta suy Uv đạt giá trị lớn IA nhỏ Uv đạt giá trị nhỏ
nhất IA lớn 0,25
Từ ta
U = 16 + 0,2R2 (2) 0,25 U = 20,8 + 0,08 R2 (3) 0,25
Giải hệ (2) (3) ta U = 24V R2 = 40Ω
0,5
Điện trở đoạn mạch : 2
2
( ) ( )
( ) b
MN
y x R R R R x R R
R y
x R R x R R
0,5
1 1
2 2
(4)
( ) ( )
A tm
MN b
R U R UR
I I
x R R R x R R y x R R R R
0,5 Vì U, R1, R2 Rb không đổi nên từ (4) suy IA(max) y(x +R2)
Do y 0nên y(x +R2) 0.Vậy y(x +R2) =
0,5
Suy
2
( ax)
0 ( )
A
b b
UR U
I m
R R R R R
0,5
Thay giá trị IA(max),U vào vào ta Rb = 80Ω 0,5
Cũng từ (4) ta có IA(min) y(x +R2)max 0,5
Đây tích hai số hạng y (x +R2) có tổng khơng đổi (Rb + R2) nên tích y(x +R2)max Khi y = (x +R2) → 80 –x = x + 40 suy x = 20 Ω y = 60 Ω
0,5
Thay giá trị vào (4) ta : 1
1 24
(min) 0,08 20
60(20 40) (80 40) A
R
I R
R
0,5 Bài 2
(3 điểm)
Khi cầu mang điện nằm điện trường cầu chịu tác dụng hai lực: Lực điện trường lực tác dụng từ cầu
0,25 Nếu cầu tích điện dấu có hai cầu chịu tác dụng
hai lực chiều nên khơng thể nằm cân Vậy hai cầu cần phải tích điện trái dấu
0,25
Khai cầu mang điện trái dấu: Nếu cầu A mang điện dương (B âm) cầu chịu tác dụng hai lực chiều – chúng cân
0,25 Nếu cầu A mang điện âm (B dương ) cầu chịu tác dụng hai
lực ngược chiều – chúng cân
0,25 Vì hai cầu tác dụng lên lực cân nên
2 A B AB BA
q q
F F F k
r
0,25
Nên buộc hai lực điện tác dụng lên hai cầu phải EqA= EqB →qA = qB = q
0,25 Từ ta tính độ lớn điện tích truyền cho cầu
2
2
Er q
Eq k q
r k
Như vậy, để cầu cân cần tích điện âm cho cầu A, tích điện dương cho cầu B với độ lớn điện tích Er2
/k
0,25
b) Gọi vmin là vận tốc tối thiểu cần cấp cho cầu A để đến gần
cầu B khoảng cách ngắn a Khi đó, vào thời điểm gần nhất, cầu
(2)chuyển động vận tốc u
Định luật bảo toàn động lượng lượng đó:
2 2
min
min ; 2
2
mv mu q
mv mu k
r
0,5
Từ tính vận tốc tối thiểu:
k
v q
ma
0,25
Để cầu A vượt qua cầu B cần cung cấp cho vận tốc
2 k
v q ma
0,25
Bài 3 (5 điểm)
a)Ampe kế có điện trở khơng đáng kể nên đóng khóa K UMN = nên UPQ = UV = 0,5
vôn kế số 0,5
Cường độ dòng điện qua ampe kế : 1
3
E E
I R r
R r I
0,5
b)Khóa K mở , ta có :
2
( )( )
2,77
( ) ( )
MN
R R R R R
R R R R
0,5
Cường độ dòng điện mạch :
1
3
' 0, 443
6, 77 MN
E
I A
R R r
0,5
Ta có : UMN = RMN.I’ = 1,227V 0,5
2
2
0,306 ' 0,137
MN U
I A I I I A
R R
0,5 Số vôn kế :UV = UQP = UQM + UMP = -R4I4 + R2I2 = 0,064V 0,5 c) Khi tháo R3, cường độ dòng điện qua nhánh MPQ xem UV = UMQ = U4 0,25 Cường độ dịng điện mạch :
1
3
'' 0, 23
13 E
I A
R R R r
0,5
Số vôn kế V : UV = R4I''0,923V 0,25
Bài 4 (6,5 điểm)
a) Khi MN trượt xuống dốc, MN xuất xuất điện động cảm ứng có chiều N đến M(Quy tắc bàn tay trái).Vậy dòng điện chạy qua R theo chiều từ M đến N
0,5 b)Kí hiệu v vận tốc chuyển động MN.Độ lớn suất điện động cảm ứng
EC = B.l.v.sin(B v , ) = B.l.v.sin (900 + α)= B.l.v.cos α
0,5
Thanh MN trượt xuống dốc tác dụng P1
(nằm theo đường dốc chính) trọng lựcP : P1 = P.sinα
0,25 Nhưng MN trượt xuống MN xuất dòng điện cảm ứng
có cường độ I : 2
cos os B l v F F c
R r
0,5
Và có chiều phía trước( theo quy tắc bàn tay phải) 0,25 Trong MN có dịng điện I đặt từ trường B phải chịu tác dụng lực từ
F, lực từ Fcó phương vng góc với Bvà với MN, có chiều theo quy tắc bàn tay trái, có độ lớn :
0,25
F = B.I.l.sin900=B.I.l = BBlvcos l B l v2 cos
R r R r
(3)Thành phần F1
lực từ F(nằm dọc theo dốc chính) có cường độ : 2
1
cos os B l v F F c
R r
0,5
Ta thấy F1
ngược chiều với P1
.Như MN chịu tác dụng hai lực phương , ngược chiều : P1
kéo xuống F1
kéo lên
0,25
Lúc đầu , vận tốc v nhỏ F1 < P1 hay P1 - F1>0.Lực tổng hợp F1
+P1
gây gia tốc cho Mn chuyển động nhanh dần, v tăng dần kết F1 tăng dần P1 không đổi
0,5
Đến giá trị vmax vận tốc cho F1 = P1 MN chuyển động với vmax khơng đổi
0,5 Khi :
2 2 ax
ax 2
cos ( ) sin
sin
cos m
m
B l v R r mg
mg v
R r B l
0,5 Thay số ta vmax = 2m/s5,66 /m s 0,5 Khi cường độ dịng điện qua R :
cos F F
I
Bl Bl
0,5
Và F1 = P1 nên: tan tan 2
cos
P P mg
I A
Bl Bl Bl