Đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường Vật lí lớp 9 - Năm học 2016-2017 - Trường THCS Lập Chiệng

PHÒNG GD&ĐT HUYỆN KIM BÔI
TRƯỜNG TH&THCS LẬP CHIỆNG
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG
NĂM HỌC 2016 - 2017
MÔN: VẬT LÝ LỚP 9
Thời gian làm bài 150 phút, không kể thời gian giao đề
Câu 1: (5 điểm) Cho mạch điện (như hình vẽ) 
có: R1 = R2 = R3 = 40W; R4 = 30W; ampe kế chỉ 0,5A.
a. Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở, qua mạch chính? Tính UAB.
b. Giữ nguyên vị trí các điện trở, hoán vị ampe kế và nguồn điện U, thì ampe kế chỉ bao nhiêu? Trong bài toán này, ampe kế lí tưởng.
U
Rb
R1
R2
Câu 2: (4 điểm) Một biến trở Rb có giá trị lớn nhất là 30W được mắc với hai điện trở R1 = 15W và R2 = 10W thành đoạn mạch có sơ đồ như hình vẽ, trong đó hiệu điện thế không đổi U = 4,5V. Hỏi khi điều chỉnh biến trở thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1 có giá trị lớn nhất Imax và nhỏ nhất Imin là bao nhiêu?
Câu 3: (3 điểm) Trong mùa đông, một lò sưởi điện có ghi 220V-880W được sử dụng với hiệu điện thế 220V trong vòng 4 giờ mỗi ngày.
a) Tính điện trở của dây nung lò sưởi và cường độ dòng điện chạy qua nó khi đó.
b) Tính nhiệt lượng mà lò sưởi này tỏa ra trong mỗi ngày theo đơn vị kJ.
c) Tính tiền điện phải trả cho việc dùng lò sưởi như trên trong suốt mùa đông tổng. cộng là 30 ngày. Cho rằng giá điện là 1000đ/kW.h.
R1
R3
M N
K2
K1
R4
R2
Câu 4: (4 điểm) Cho mạch điện (hình vẽ bên). Hai khóa K1 và K2, biết các điện trở R1 = 12,5W; R2 = 4W; R3 = 6W. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch UMN = 48,5V.
a) K1 đóng, K2 ngắt, tìm cường độ dòng điện qua các điện trở
b) K1 ngắt, K2 đóng, cường độ dòng điện trong mạch lúc này là 1A. Tính R4 
c) K1 và K2 cùng đóng. Tính điện trở tương đương của cả mạch và cường độ dòng điện của mạch chính.
Câu 5: (4 điểm) §iÖn trë suÊt cña ®ång lµ 1,7. 10-8 Wm, cña nh«m lµ 2,8.10-8 Wm. NÕu thay mét d©y t¶i ®iÖn b»ng ®ång, tiÕt diÖn 2cm2 b»ng d©y nh«m, th× d©y nh«m ph¶i cã tiÕt diÖn bao nhiªu? khèi l­îng ®­êng d©y gi¶m ®i bao nhiªu lÇn. (D ®ång = 8900kg/m3; D nh«m = 2700kg/m3).
--------------------Hết--------------------
* Lưu ý: 
- Thí sinh được sử dụng máy tính bỏ túi và các đồ dùng học tập khác.
- Ngoài ra không được sử dụng bất kì tài liệu nào liên quan đến môn học./.
PHÒNG GD&ĐT HUYỆN KIM BÔI
TRƯỜNG TH&THCS LẬP CHIỆNG
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG
NĂM HỌC 2016 - 2017
MÔN: VẬT LÝ LỚP 9
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM
Nội dung bài giải
Điểm
Câu 1: 
Cho biết: ((R1//R2) nt R3)//R4
R1 = R2 = R3 = 40W; R4 = 30W; I2 + I4 = 0,5A
a) Tính: I1; I2; I3; I4; IAB; UAB.
b) Hoán vị ampe kế và nguồn điện, tìm số chỉ của am pe kế
Bài giải:
a) Theo bài ra ta có: I12 = I1 + I2 = 2I2 và I12 = I3 = I123 Þ I3 = 2I2 (1)
R12 = = 20W.
R123 = R12 + R3 = 20 + 40 = 60W.
RAB = = 20W.
Ta lại có = 2 Þ I3 = (2)
Từ (1) và (2) Þ 2I2 = Þ 4I2 = I4. (3)
Với I2 + I4 = 0,5 Þ I4 = 0,5 - I2 (4)
Từ (3) và (4) Þ 4I2 = 0,5 - I2 Þ I2 = 0,1(A) 
Thế I2 =0,1A vào (1), (3) ta được I 4 = 0,4A; I3 = 0,2A; I1 = 0,1A
- Cường độ dòng điện qua mạch chính:
IAB = I123 + I4 = 0,2 + 0,4 = 0,6A
- Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện: 
UAB = IAB.RAB = 0,6.20 = 12(V)
b) Nếu hoán đổi vị trí ampe kế và nguồn điện, mạch điện trở thành:
((R1//R3) nt R2)//R4
- Trong mạch điện mới, ampe kế đo cường độ dòng điện qua R3 và R4 (IA = I3 + I4) mà R1 = R2 = R3 nên số chỉ của ampe kế không thay đổi.
Lưu ý: HS có thể làm cách khác, khi đó:
a) Tính được mỗi đại lượng: I1; I2; I3; I4; IAB;R123 Được 0,5 điểm; 
Tính được mỗi đại lượng: RAB; UAB cho 0,25 điểm.
b) Vẽ lại được mạch điện hoặc tóm tắt đúng mạch điện được 0,5 điểm; Lập luận được số chỉ của ampe kế không đổi cho 0,5 điểm.
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25
0,5
0,5
Câu 2: Cho biết: R1 nt (R2//Rb)
R1 = 15W; R2 = 10W; Rbmax= 30W; U = 4,5V
Tính Imax và Imin
Bài giải:
- Điện trở tương đương của toàn mạch điện là:
Rtđ = R1 + 
- Cường độ dòng điện chạy trong mạch: I = 
- Cường độ dòng điện chạy trong mạch đạt giá trị Imin khi Rtđ đạt cực đại khi đó phải đạt giá trị lớn nhất, nghĩa là khi: 
Rb = Rbmax = 30W Þ Rtđ = 15 + = 22,5W
Þ Imax = = 0,2(A)
- Tương tự như trên ta cũng dễ dàng chứng minh được cường độ dòng điện chạy qua mạch đạt cực đại khi nhỏ nhất Þ Rb = 0
Þ Rtđ = R1 = 15W Þ I = =0,3(A)
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 3: Cho biết:
U = 220V; P = 880W = 0,88kW; t = 4h = 14400s
a) Tính R và I
b) Tính Q theo đơn vị kJ
c) Biết t = 120h, giá điện: 1000đ/kW.h
Tính tiền điện phải trả.
Bài giải:
a) - Điện trở củ dây đốt nóng là: R = = 55W.
- Cường độ dòng điện chạy qua dây đốt nóng là: I = = 4(A)
b) Nhiệt lượng mà lò sưởi tỏa ra trong mỗi ngày:
Qtỏa = I2.R.t = P.t = 880.14400 = 12672000 (J) = 12672 kJ
c) Lượng điện năng mà lò sưởi đã tiêu thụ trong suốt mùa đông 30 ngày là:
A = P.t = 0,88.120 = 105,6 (kW.h)
Þ Tiền điện phải trả là: $ = 105,6.1000 = 105600đ
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 4:
Cho biết: R1 = 12,5W; R2 = 4W; R3 = 6W; UMN = 48,5V
a) K1 đóng, K2 ngắt, tìm I1, I2
b) K1 ngắt, K2 đóng, I = 1A. Tính R4
c) K1 và K2 cùng đóng. Tính RMN, IMN
Bài giải:
a) K1 đóng, K2 ngắt mạch điện trở thành: R1ntR2
- Điện trở tương đương của mạch điện là: 
R12 = R1 + R2 = 12,5 + 4 = 16,5 (Ω)
- Cường độ dòng điện qua các điện trở:
I = I1 = I2 = = 2,94(A)
b) K1 ngắt, K2 đóng, mạch điện trở thành R1ntR4ntR3 
- Điện trở tương đương toàn mạch: RMN = = 48,5(Ω)
- Ta lại có: RMN = R1 + R4 + R3 
Þ R4 = RMN – R1 – R3 = 48,5 – 12,5 – 6 = 30(Ω)
c) K1 và K2 cùng đóng, mạch điện trở thành: R1nt(R2//(R3ntR4)
R34 = R3 + R4 = 6 + 30 = 36(Ω)
R234 = = 3,6(Ω)
Rtđ = R1 + R234 = 12,5 + 3,6 = 16,1(Ω)
- Cường độ dòng điện qua mạch chính:
I = = 3(A)
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 5: Cho biết:
r1 = 1,7.10-8W.m; r2 = 2,8.10-8W.m; S1 = 2cm2 = 2.10-4m2; 
D1 = 8900kg/m3; D2 = 2700kg/m3; l1 = l2 = l; R1 = R2 = R
Tính S2 và so sánh m2 với m1
Bài giải:
Ta có: R1 = và R2 = Þ = 
 Þ S2 = » 3,3.10-4 (m2) = 3,3cm2.
- Tính khối lượng của dây dẫn theo khối lượng riêng và thể tích.
Ta có: m1 = D1.V1 = D1.S1.l và m2 = D2.V2 = D2.S2.l
Lập tỉ số: » 2 
Þ m2 = 
0,5
0,5
1
0,5
1
0,5