Đề số 13 - Đề kiểm tra học kì 1 - Vật lí 11

Đề bài

Câu 1 (2 điểm): Phát biểu và viết biểu thức định luật Cu- lông?

Câu 2 (3 điểm): Hai điện tích điểm \({q_1}\, = \,2\,\mu C\) và \({q_2}\, = \, - 8\,\mu C\) đặt cố định tại hai điểm tương ứng A, B cách nhau 30 cm trong chân không. Phải đặt điện tích q₃ ở đâu, có dấu và độ lớn như thế nào để nó cân bằng?

Câu 3 (5 điểm):

Cho mạch điện có sơ đồ như hình I.4.

Các nguồn điện giống nhau: \(E = 4 V, r = 0,5 Ω\)

Các điện trở: \({R_1}\, = \,1\,\Omega ;\,{R_2}\, = \,2\,\Omega ;\,{R_4}\, = \,3\,\Omega .\)

Đèn Đ₃ có ghi: 6 V – 6 W

Ampe kế có điện trở không đáng kể.

a) Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.

b) Tính điện trở của mạch ngoài.

c) Tìm số chỉ của ampe kế.

d) Đèn Đ₃ sáng như thế nào?

e) Tính công suất của mạch ngoài.

Lời giải chi tiết

Câu 1:

+ Định luật Culông: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

+ Biểu thức: \(F\, = \,k\dfrac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}}.\)

Câu 2: Điều kiện để q₃ cân bằng: \({\overrightarrow F _3} = {\overrightarrow F _{13}} + {\overrightarrow F _{23}} = \overrightarrow 0 \) nên hai vectơ \({\overrightarrow F _{13}};\,{\overrightarrow F _{23}}\) cùng phương ngược chiều và cùng độ lớn. Do đó, điện tích q₃ phải nằm trên đường thẳng AB và ngoài khoảng AB.

Mặt khác, ta thấy \(\left| {{q_2}} \right|\, > \,\left| {{q_1}} \right|\) nên q₃ phải nằm xa q₂ hơn, như vậy q₃ phải nằm trên đường thẳng AB, ngoài khoảng AB và về phía A.

Ta có: \({F_{13}}\, = \,{F_{23}} \Leftrightarrow k\dfrac{{\left| {{q_1}} \right|\left| {{q_3}} \right|}}{{{x^2}}} = k\dfrac{{\left| {{q_2}} \right|\left| {{q_3}} \right|}}{{{{(x + a)}^2}}}\)

Thay số ta có: \(4{x^2} = {(x + 30)^2} \Rightarrow x = 30cm.\)

Câu 3:

a) + Suất điện động của bộ nguồn: \({E_b}\, = \,3E\, = \,3.4 = 12\,V\)

+ Điện trở trong của bộ nguồn: \({r_b} = \dfrac{{3r}}{2} = \dfrac{{3.0,5}}{2} = 0,75\,\Omega \)

b) + Sơ đồ mạch ngoài: (R­₁ nt R₂) // (Đ₃ nt R₄)

+ Điện trở của đèn: \({R_3}\, = \,\dfrac{{{U^2}}}{P} = \dfrac{{{6^2}}}{6} = 6\,\Omega \)

\({R_{12}} = {R_1} + {R_2} = 1 + 2 = 3\Omega ;\)

\({R_{34}}\, = \,{R_3} + \,{R_4} = 3 + 6 = 9\,\Omega .\)

+ Điện trở mạch ngoài: \(R\, = \,\dfrac{{{R_{12}}.{R_{34}}}}{{{R_{34}} + {R_{43}}}} = \dfrac{{3.9}}{{3 + 9}} = 2,25\,\Omega \)

c) Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch ta có số chỉ của ampe kế:

\(I\, = \,\dfrac{E}{{R\, + \,{r_b}}} = \dfrac{{12}}{{2,25 + 0,75}} = 4\,A\)

d) Ta có \({U_{AB}} = I.R = 4.2,25 = 9\,V\)

\( \Rightarrow {I_{34}} = \dfrac{{{U_{AB}}}}{{{R_{34}}}} = \dfrac{9}{9} = 1A\)

+ Cường độ dòng điện qua bóng đèn I_Đ = 1 A bằng cường độ dòng điện định mức của bóng đèn nên đèn sáng bình thường.

e) Công suất của mạch điện: \(P\, = \,{U_{AB}}.I\, = \,9.4 = 36\,{\rm{W}}.\)