Bài tập vật lý lớp 9

Chia sẻ: 2 2 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

1.700
lượt xem 249
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài 1: một ấm nước bằng điện có 3 dây lò xo, mỗi cái có điện trở R = 120 được mắc song song với nhau. Ấm được mắc nối tiếp với điện trở r=50 và được mắc vào nguồn điện. Hỏi thời gian cần thiết để ấm đựng đầy nước đến khi sôi sẽ thay đổi như thế nào khi một trong ba lò xo bị đứt?

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập vật lý lớp 9

1 Bài 1 M t m un nư c b ng i n có 3 dây lò xo, m i cái có i n tr R=120 Ω , ư c m c song song v i nhau. m ư c m c n i ti p v i i n tr r=50Ω và ư c m c vào ngu n i n. H i th i gian c n thi t un m ng y nư c n khi sôi s thay i như th nào khi m t trong ba lò xo b t? Bài1: *Lúc 3 lò xo m c song song: i n tr tương ương c a m: R R1 = = 40(Ω ) 3 U Dòng i n ch y trong m ch:I1 = R1 + r Th i gian t 1 c n thi t un m nư c n khi sôi: 2 Q Q Q( R1 + r) 2 Q = R1.I .t 1 ⇒ t1 = = hay t 1 = (1) R1 I 2 2  U  U 2 R1 R1   R + r   1  *Lúc 2 lò xo m c song song: (Tương t trên ta có ) R R2 = = 60(Ω) 2 U I2 = R2 + r Q( R2 + r )2 t2 = (2) U 2 + R2 t1 t R (R + r ) 2 60( 40 + 50) 2 243 Lpt s ta ư c: 1 = 2 1 = = ≈ 1 *V y t 1 ≈ t 2 t2 t 2 R1 ( R 2 + r ) 2 40(60 + 50) 2 242 1
2 Bài 2 trang trí cho m t qu y hàng, ngư i ta dùng các bóng èn 6V-9W m c n i ti p vào m ch i n có hi u i n th U=240V chúng sáng bình thư ng. N u có m t bóng b cháy, ngư i ta n i t t o n m ch có bóng ó l i thì công su t tiêu th c a m i bóng tăng hay gi m i bao nhiêu ph n trăm? Bài2: 2 Ud i n tr c a m i bóng: R = = 4(Ω ) S Pd U bóng èn c n dùng chúng sáng bình thư ng: n= = 40 (bóng) Ud N u có m t bóng b cháy thì i n tr t ng c ng c a các bóng còn l i là: R = 39R = 156 ( Ω ) Dòng i n qua m i èn bây gi : U 240 I= = = 1,54( A) R 156 Công su t tiêu th m i bóng bây gi là: P = I2.R = 9,49 (W) Công su t m i bóng tăng lên so v i trư c: P m - P = 9,49 - 9 = 0,49 (W) Nghĩa là tăng lên so v i trư clà: 0, 49.100 .% ≈ 5,4% 9 Bài 3:(2,5 i m) Cho m ch i n như hình v RV U1=180V ; R1=2000Ω ; R2=3000Ω . a) Khi m c vôn k có i n tr Rv song V song v i R1, vôn k ch U1 = 60V.Hãy xác R2 R1 nh cư ng dòng i n qua các i n tr R1 A C và R2 . B b)N u m c vôn k song song v i i n trôû R2,von ke chi bao nhieâu? + U− 2
3 Bài 4: (2,5 i m) Dùng ngu n i n có hi u i n th N M n không i U0 = 32V th p sáng m t b bóng èn cùng lo i (2,5V-1,25W).Dây n i trong b èn có i n tr không áng k . Dây n i t b bóng èn n ngu n i n có i n tr là R=1Ω a) Tìm công su t t i a mà b bóng có A B th tiêu th . b) Tìm cách ghép bóng chúng sáng Bài 4: bình thư ng. a)G i I là dòng i n qua R, công su t c a b èn là : P = U.I – RI2 = 32.I – I2 hay : I2 – 32I + P = 0 Hàm s trên có c c i khi P = 256W V y công su t l n nh t c a b èn là Pmax = 256W b)G i m là s dãy èn, n là s èn trong m t dãy: *Gi i theo công su t : Khi các èn sáng bình thư ng : I d = 0,5( A) và I = m . I d = 0,5m T ó : U0 . I = RI2 + 1,25m.n Hay 32. 0,5m = 1 (0,5)2 = 1,25m.n ⇒ 64 = m + 5n ; m, n nguyên dương (1) Gi i phương trình (1) ta có 12 nghi m sau : n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 m 59 54 49 44 39 34 29 24 19 14 9 4 *Gi i theo phương trình th :U0 =UAB + IR v i : UAB = 2,5n ; IR = 0,5m.1 = 0,5m Ta ư c phương trình (1) ã bi t 64 = 5n + m *Gi i theo phương trình dòng i n : nR 5n RAB = d = Và I = m. I d = 0,5m m m U0 32 32m M t khác : I = = = R + R AB 5n m + 5n 1+ m 32m Hay : 0,5m = ⇔ 64 = 5n + m m + 5n 3
4 Câu5: Cho 2 bóng èn 1 (12V - 9W) và 2 (6V - 3W). a. Có th m c n i ti p 2 bóng èn này vào hi u i n th U = 18V chúng sáng bình thư ng ư c không? Vì sao? b. M c 2 bóng èn này cùng v i 1 bi n tr -o U o + có con ch y vào hi u i n th cũ (U = 18V) như hình v thì ph i i u ch nh bi n tr có i n tr là bao nhiêu 2 èn sáng bình thư ng? 2 c. Bây gi tháo bi n tr ra và thay vào ó là 1 i n tr R sao cho công su t tiêu th trên 1 èn 1 g p 3 l n công su t tiêu th trên èn 2. Tính R? (Bi t hi u i n th ngu n v n không i) Câu 5: (3,0 i m) a. Cư ng dòng i n nh m c qua m i èn: P m1 = U m1.I m1 Rb P 9 => I m1 = dm1 = = 0,75(A) U dm1 12 P 3 I m2 = dm2 = = 0,5(A) U dm2 6 Ta th y I m1 ≠ I m2 nên không th m c n i ti p 2 èn sáng bình thư ng. b. 2 èn sáng bình thư ng thì: U1 = U m1 = 12V; I1 = I m1 = 0,75A và U2 = U m2 = 6V; I2 = I m2 = 0,5A Do èn 2 // Rb => U2 = Ub = 6V Cư ng dòng i n qua bi n tr : I1 = I2 + Ib => Ib = I1 – I2 = 0,75 – 0,5 = 0,25(A). U 6 Giá tr i n tr c a bi n tr lúc ó b ng: Rb = b = = 24 ( Ω ) Ib 0, 25 c. Theo ra ta có: P1 = 3P2 I12.R1 = 3I22.R2 2  I1  3 R2 U 2 dm 2 .Pdm1 6 2.9 9 I 3   = = 3. 2 = 3. 2 = => 1 = 2I1 = 3I2 (1) I  R1 4 I2 2  2 U dm1 .Pdm2 12 .3 M à I1 = I2 + IR nên (1) 2(I2 + IR) = 3I2 2I2 + 2IR = 3I2 => I2 = 2IR (2) Do èn 2 // R nên U2 = UR I2.R2 = IR.R U 2 dm 2 62 Thay (2) vào ta ư c 2.IR.R2 = IR.R => R = 2R2 = 2. = 2. = 24 ( Ω ) Pdm2 3 Câu 6: Hai i n tr R1 và R2 ư c m c vào m t hi u i n th không i b ng cách ghép song song v i nhau ho c ghép n i ti p v i nhau. G i Pss là công su t tiêu th c a o n m ch khi P ghép song song, Pnt là công su t tiêu th khi ghép n i ti p. Ch ng minh : ss ≥ 4 . Pnt 4
5 Cho bi t: R1 + R2 ≥ 2 R1 .R 2 Câu 6: (2,0 i m) U2 - Công su t tiêu th c a o n m ch khi hai i n tr m c song song: Pss = . R1 R2 R1 + R2 U2 - Công su t tiêu th c a o n m ch khi hai i n tr m c n i ti p: Pnt = . R1 + R2 Pss ( R1 + R2 ) 2 -L p t s : = ; Pnt R1 R2 - Do : R1 + R2 ≥ 2 R1 R2 => (R1 + R2)2 ≥ 4 ( R1 .R 2 )2 , nên ta có: Pss 4( R1 R2 )2 Pss ≥ ⇒ ≥4 Pnt R1 R2 Pnt Bài 7 : V t AB t cách th u kính h i t m t o n 30cm. nh A1B1 là nh th t.D i v t nv trí khác, nh c a v t là nh o cách th u kính 20cm.Hai nh có cùng l n. Tính tiêu c c a th u kính. Bài 7 : 2 i m B2 B I B '’ F’ A1 A A2 A’ O ,F B1 *V t ví trí 1 : vì nh A1B1 c a v t là nh th t ,ch ng t v t AB s ư c t ngoài kho ng tiêu c . t : OA=d1=30cm (kho ng cách t v t v trí (1) n th u kính) OA1=d’1 (kho ng cách nh c a v t v trí (1) n th u kính) OF=OF’ = f (tiêu c ) A1 B1 OA1 d1' Ta có : ∆OAB ∼ ∆ OA1B1 nên: = = (1) AB OA d1 A1 B1 F ' A1 OA1 − F 'O d1 − f ' ∆F’OI ∼ ∆F’A1B1 nên: = ' = = (2) OI FO F 'O f 5
6 d '1 d1 − f ' M à OI = AB ,do ó t (1) & (2) ta có: = d1 f d1 .d1' ⇒ f = (a) d1 + d1' *V td i n v trí 2 : vì nh cho là nh o nên v t ph i ư c d i n g n th u kính và n m trong kho ng tiêu c f. Gi s v t d i i 1 o n AA’ = a t : OA’ = d2 = 30-a (kho ng cách v t t v trí 2 n th u kính) OA2= d’2 = 20cm (kho ng cách nh c a v t v trí 2 n th u kính) ' A2 B2 OA2 d 2 Ta có : ∆OA’B’ ∼ ∆ OA2B2 nên: = = (3) A' B' OA' d 2 A2 B2 F ' A2 OA2 + F 'O d 2 + f ' ∆F’OI ∼ ∆F’A2B2 nên: = ' = = (4) OI FO F 'O f d '2 d 2 + f ' M à OI = A’B’ ,do ó t (3) & (4) ta có: = d2 f ' d 2 .d 2 ⇒ f = ' (b) d2 − d 2 Vì tiêu c c a th u kính không thay i nên t bi u th c (a) ,(b) d1 .d1' d .d ' Ta có : = '2 2 (5) d1 + d1' d2 − d 2 A1 B1 A2 B2 M t khác do 2 nh có l n như nhau ,nên : = AB A' B' ' ' ' d1 d 2 d2 20 600 T (1) ,(2) có : = ⇒ d1 = d1 . ' = 30. = cm d1 d 2 d2 30 − a 30 − a Thay các giá tr d1 , d’1 ,d2 , d’2 vào bi u th c (5) và bi n i ta ư c phương trình : a2 – 110a + 1800 = 0 = (-110)2 – 4.1800 = 4900= 702 − (− 110) ± 702 a = 90cm ⇒ a1,2 = = 1 2 a2 = 20cm vì a = AA’ = 90 cm > OA =d1 = 30 cm (lo i nghi m a = 90cm) 6
7 V y v t d i i m t o n a =20cm vào trong kho ng tiêu c c a th u kính. ⇒ OA’ = d2 = 30 – a = 30 – 20 = 10 cm Thay d2 = 10 cm , d’2 = 20 cm vào bi u th c (b) ' d 2 .d 2 10.20 ⇒ f = ' = = 20cm d2 − d 2 20 − 10 Câu 8: Cho m ch i n như hình v : R1 M R3 U = 12V; R1 = 6Ω ; R2 = 6Ω ; R3 = 12Ω ; R4 = 6Ω Ω Ω Ω Ω a. Tính cư ng dòng i n qua m i i n tr và hi u i n th gi a hai u m i iên tr . A B b. N i M và N b ng m t vôn k (có i n tr r t l n) thì vôn k ch bao nhiêu? C c dương c a R2 N R4 vôn k ph i ư c m c v i i m nào? c. N i M và N b ng m t ampe k (có i n tr không áng k ) thì ampe k ch bao nhiêu? Câu8: + U - 2 a. Tính ư c: I1 = I3 = A; I2 = I4 = 1A; U1 = 4V; U3 = 8V; U2 = U4 = 6V 3 b. UAM = UAN + UNM => UNM = UAM – UAN = 4 – 6 = -2V hay UMN = 2V V y vôn k ch 2V và c c dương c a vôn k ư c m c vào i m M . c. L p lu n và tính ư c: I1 = 0,85V; I3 = 0,58A Do I1>I3 nên dòng I 1 n M m t ph n r qua ampe k (dòng Ia) m t ph n qua R3 (dòng I3), ta có Ia = I1 – I3 = 0,85 – 0,58 = 0,27A V y ampe k ch 0,27A. Câu 9: G1 (1,5 i m). Cho hai gương ph ng G1 và G2 vuông góc v i nhau. t m t i m sáng S và S M i m sáng M trư c hai gương sao cho S M song song v i gương G2 (hình v bên). O G2 a) Hãy v ư ng i c a tia sáng t S t i gương G1 ph n x t i gương G2 r i qua M. Gi i thích cách v . b) N u S và hai gương có v trí c nh thì i m M ph i có v trí th nào có th v ư c tia sáng như câu a. 7
8 Câu 9: S1 G1 S M x I O K G2 S2 M’ a) V hình úng : V S1 là nh c a S qua G1; ây S1 là i m i x ng c a S qua m t ph ng gương G1. V S2 là nh c a S1 t o b i G2 ; S2 là i m i x ng c a S1 qua m t gương G2. Vì G1 vuông góc v i G2 nên S2 là i m xuyên tâm c a S qua O Nh n xét: Gi s ta v ư c tia sáng theo yêu c u c a bài toán là SIKM xu t phát t S, ph n x trên G1 t i I n K, tia ph n x IK t i I trên G1 coi như xu t phát t nh S1. Tia ph n x KM t i K trên G2 ư c coi như xu t phát t nh S2 . T nh n xét trên ta suy ra cách v ư ng truy n tia sáng như sau: - L y S1 i x ng v i S qua m t G1; - L y M ’ i x ng v i M qua m t gương G2; - L y S2 i x ng v i S1 qua m t gương G2; - N i M S2 c t G2 t i K; - N i S1 v i K c t G1 t i I; - N i SIKM ta ư c ư ng i c a tia sáng c n tìm b) v ư c tia sáng như câu a thì S2M ph i c t G2 t i K. M u n v y M ph i n m trên o n Sx. Bài 10 Cho m ch i n như hình v . Bi t UAB = 10V; A V R1 R1 = 2 Ω ; Ra = 0 Ω ; RV vô cùng l n ; RMN = 6 Ω . + - Con ch y t v trí nào thì ampe k ch 1A. Lúc này A M D N B vôn k ch bao nhiêu? Bài 10 *Vì i n tr c a ampe k Ra = 0 nên: 8
9 UAC = UAD = U1 = I1R1. = 2.1 = 2 ( V ) ( Ampe k ch dòng qua R1 (0,5 )*G i in tr ph n MD là x thì: 2 2 I x = ; I DN = I 1 + I x = 1 + x x  2 U DN = 1 +  ( 6 − x )  x  2 U AB = U AD + U DN = 2 + 1 +  ( 6 − x ) = 10  x *Gi i ra ư c x = 2 . Con ch y ph i t v trí chia M N thành hai ph n M D có giá tr 2 và DN có giá tr 4 . Lúc này vôn k ch 8 vôn ( Vôn k o UDN. Baøi 11: Cho m ch i n như hình v : R D A3 M A2 N + _ A1 A4 C Các empek gi ng nhau và có i n tr RA , ampek A3 ch giá tr I3= 4(A), ampek A4 ch giá tr M I4= 3(A)..Tìm ch s c a các còn l i? N u bi t UMN = 28 (V). Hãy tìm R, R A Baøi11:*Tìm I1 và I2: Ta có dòng i n i vào ch t M và i ra ch t N Do ó U3 = 4RA U4 = 3RA t c là :UCN >UDN hay VC > VD Nên dòng i n iqua A2 có chi u t C sang D UCN = UCD +UDN = 4RA =I2RA + 3RA =>I2 = 1 (A ) Xét t i nút D ta có : I1 + I2 = I4 = I1 + 1 = 3 (A) =>I1 = 2 (A) *Tìm R, RA: Ta vi t phương trình hi u i n th . UMN = UMD + UDN = 28 = 2RA + 3RA RA = 5,6 ( ) Tương t ta cũng có : UMN= UMC + UCN 28 = 5.R + 4.5,6 ( vì IR = I2 + I3 =1+4 = 5 A và RA = 5,6 ) => 5R = 5,6 => R= 1,12 ( ) Câu12: (2 i m) Hai i n tr R= 4 và r m c n i ti p vào hai u hi u i n th U=24V. Khi thay i giá tr c a r thì công su t t a nhi t trên r thay i và t giá tr c c i. Tính giá tr c c i ó. Baøi12:G i I cư ng dòng i n qua m ch. Hi u i n th hai u r: Ur = U – RI = 24 – 4I Công su t tiêu th trên r: 9
10 P = Ur.I = (24 – 4I) I 4I2 – 24I + P = 0 (1) = 242 – 4P Vì phương trình (1) luôn có nghi m s nên ≥ 0 => 242 – 4P ≥ 0 => P ≤ 36 => Pmax = 36W Câu13: (2,5 i m) Cho m ch i n như hình v : U R0 B C Rb Trong ó R0 là i n tr toàn ph n c a bi n tr , Rb là i n tr c a b p i n. Cho R0 = Rb , i n tr c a dây n i không áng k , hi u i n th U c a ngu n không i. Con ch y C n m chính gi a bi n tr .Tính hi u su t c a m ch i n. Coi hi u su t tiêu th trên b p là có ích. Baøi13: i n tr RCB = ( R0.R0/2 )/ (R0 + R0/2) = R0 /3 Cư ng dòng i n ch y trong m ch chính: I= U/(R0 /2 +R0/3) = 6U/ 5R0 Công su t tiêu th c a b p là : P= U2CB/ R0 = 4U2/25R0 Hi u su t c a m ch i n là : H = P/UI = ( 4U2 /25R0) : (U.6U/ 5R0) = 2/15V y H = 13,3 % Baø i 14:.) Hai d©y dÉn h×nh trô ®ång chÊt khèi l−îng b»ng nhau ®−îc lµm tõ cïng mét lo¹i vËt liÖu. §−êng kÝnh d©y thø nhÊt b»ng 2 lÇn ®−êng kÝnh d©y thø hai. BiÕt d©y thø nhÊt cã ®iÖn trë R1 = 4Ω. X¸c ®Þnh ®iÖn trë t−¬ng ®−¬ng cña hai d©y dÉn trªn khi chóng m¾c song song víi nhau. l1 l R1 = ρ ; R2 = ρ 2 S1 S2 2 2 4 R1 l1 S 2 l1 S1 S2 V1 S 2 V1 d2 = = = = R2 l2 S1 l1S 2 S1 V2 S12 V2 d1 2 4 d 1 Theo : V1 = V2 và 2 = d1 2 R 1 → 1 = → R2 = 16R1 = 64Ω R2 16 R1R2 Rt = = 3,76Ω R1 + R2 Baø i 15. Cho m¹ch ®iÖn nh− h×nh vÏ: (h×nh 1) UAB = U = 6V; R1 = 5,5Ω; R2 = 3Ω; R lµ mét biÕn trë. 1. Khi R = 3,5Ω, t×m c«ng suÊt tiªu thô cña ®o¹n m¹ch AM. 10
11 R2 R M 2. Víi gi¸ trÞ nµo cña biÕn trë R th× c«ng suÊt tiªu thô R1 + - trªn ®o¹n m¹ch AM ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt. T×m gi¸ trÞ lín H×nh 1 A B nhÊt ®ã. U U 2 (R2 + R) a/ I = → PAM = I2.(R2 + R) = R2 + R + R1 (R2 + R + R1 )2 62.(3 + 3,5) Thay s : PAM = = 1,625W ( 3 + 3 ,5 + 5 ,5 ) 2 U2 b/ PAM = R12 (R2 + R ) + + 2 R1 ( R2 + R ) R12 R12 Côsi: (R2 + R ) + ≥ 2 R1 → (R2 + R ) + + 2R ≥ ( R2 + R ) (R 2 + R ) 4R1 U2 PAM ≤ 4R1 U2 62 18 PAM Max = = = W ≈ 1,64W 4R1 4.5,5 11 ↔ R2 + R = R1 → R = R1 - R2 = 2,5Ω 11
12 12