HƯỚNG DẪN CHẤM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
LẦN THỨ III-NĂM2010-NINH BÌNH

MÔN THI: VẬT LÝ
KHỐI: 11
(Hướng dẫn chấm gồm 06 trang)



Câu 1. (THPT chuyên Hạ Long – Quảng Ninh)
Xét quá trình hai mặt cầu được nối với nhau bởi sợi dây dẫn có điện trở lớn. Giả sử tại một thời điểm nào đó (khi hệ thống chưa ổn định) điện lượng chuyển qua dây dẫn là q (điện lượng chuyển từ mặt cầu trong ra mặt cầu ngoài) thì điện thế ở tâm mặt cầu (cũng là điện thế trên mặt cầu trong) là:
V1 = k

Vì –q +q + Q = Q nên điện thế ở mặt cầu ngoài là: V2 =

Hiệu điện thế giữa mặt cầu trong và mặt cầu ngoài là:
U12 = V1 – V2 =
=

Điện tích dịch chuyển cho đến khi U12 = 0 vậy điện tích dịch chuyển qua dây dẫn nối hai mặt cầu trong quá trình này là: q0 =

Vì U12 phụ thộc bậc nhất đối với q nên giá trị trung bình của U12 là:


+Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình này là: W1=

=

Xét quá trình mặt cầu ngoài nối đất (hai mặt cầu vẫn nối với nhau). Giả sử tại một thời điểm nào đó điện lượng chuyển qua dây dẫn xuống đất là q’ và điện tích trên hai mặt cầu lúc này là q1 và q2
+ điện thế ở tâm mặt cầu là:

+ điện thế ở mặt cầu ngoài là:
(với q1 +q2 = -q’)
Cân bằng điện xảy ra khi V’1 = V’2 = 0
Ta có: q1 = -
và q2 = - q’ +

+ khi nối quả cầu hai với đất, chỉ có sự dịch chuyển điện tích của mặt cầu hai với đất khi cân bằng điện q’ = Q .vậy điện thế mặt cầu hai giảm tuyến tính với q’ từ giá trị
về 0 nên giá trị trung bình của hiệu điện thế giữa mặt cầu ngoài với đất là:

+ Nhiệt lượng tỏa ra trong dây nối đất là: W2 =

+ Nhiệt lượng tỏa ra trong cả quá trình: W = W1 + W2 =


Câu 2. (THPT chuyên Vĩnh Phúc – Vĩnh Phúc)
1- Gọi I là cường độ dòng điện trong mạch chính:
Ta có: E = I (r + R) + R2 (I – IA) + UV
80 = 48I + 40 (I – 0,8) + 24 ( I = 1A
UAB = (I – IA) R2 + UV = 32V



2- Ta có:

a) Khi chuyển R sang song song với đoạn mạch AB thì mạch ngoài có điện trở

(1)
Công suất P của điện trở mạch ngoài: P = E . I – rI2
Hay : rI2 – E.I + P = 0
( = E2 – 4.r.P ( 0

Mặt khác ta có:

( P = Pmax khi RN = r (2)
Từ (1) và (2):

( R = 32(
b) Gọi: I’ là cường độ dòng điện qua R
I3 là cường độ dòng điện qua mạch AB có chứa R1, R2, RA,R3
Ta có:

Với



(E’, r’): nguồn tương đương
Công suất tiêu thụ trên R cực đại khi: R = r’


Và do đó: R = 48 – 32 = 16(
Câu 3. (THPT chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương)


1a. Công suất tiêu thụ của mạch điện được xác định theo biểu thức

(1)
Vì tồn tại hai giá trị của R để mạch có cùng một giá trị của công suất tiêu thụ nên phương trình (1) phải có 2 nghiệm phân biệt.
Theo Vi-ét, ta có:


Không làm mất tính tổng quát, giả sử
, thay vào trên, ta được



1b.

Phương trình biểu diễn sự phụ thuộc của công suất tiêu thụ của mạch theo R là


Vậy Pmax khi


2.


- Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây được xác định theo biểu thức




Vậy
khi

3.
Số chỉ vôn kế bằng điện áp hiệu dụng giữa hai điểm A, N


Để số chỉ vôn kế không phụ thuộc vào giá trị của điện trở R, thì ta phải có