Đề thi Olympic cụm trường THPT Ba Đình - Tây Hồ năm học 2011 - 2012 môn Vật lý lớp 11

Bài 1 (4 điểm).

Một electron bay với động năng ban đầu W_đ = 3000 eV vào trong một tụ điện phẳng không khí theo hướng hợp với bản dương một góc α = 30^o. Cho biết chiều dài của tụ điện là l = 10cm, khoảng cách giữa hai bản là d = 2cm, bỏ qua tác dụng của trọng lực.

1) Viết phương trình quỹ đạo chuyển động của electron trong điện trường.

2) Tính hiệu điện thế giữa hai bản tụ, biết rằng electron rời tụ điện theo phương song song với các bản tụ.

Biết 1eV = 1,6.10^-19J; sin2α = 2sinα.cosα

Bài 2 (6 điểm).

Cho mạch điện như hình vẽ bên. Nguồn E1 = 4,8V, r1 = 1,2W, R1 = 6W, R2 = 2W, C1 = 1mF, C2 = 3mF, Điện trở của ampe kế và của các dây dẫn không đáng kể.

1) Khi khóa K mở, di chuyển con chạy đến vị trí P thì điện tích của tụ bằng nhau và bằng 2,88µC.

- Tính cường độ dòng điện chạy qua ampe kế và qua các điện trở.

- Tính R_MN và R_MP.

2) Đóng khóa K, di chuyển con chạy tới vị trí Q thì không có dòng điện chạy qua ampe kế. Lúc đó điện tích của tụ C₁ bằng 3,3µC. Tính điện tích của tụ C₂, R_MQ và E₂. Cho biết r₂ = 0,55Ω.

Bài 3 (4 điểm).

Một động cơ điện có r’ = 2Ω khi hoạt động bình thường cần một hiệu điện thế U = 9V và cường độ dòng điện là I = 0,75A.

1) Tính công suất có ích và hiệu suất của động cơ. Tính suất phản điện của động cơ khi hoạt động bình thường.

2) Để cung cấp điện cho động cơ hoạt động bình thường người ta dùng 18 nguồn mỗi nguồn có E = 2V, r_o = 2Ω. Hỏi phải mắc các nguồn thế nào và hiệu suất của bộ nguồn là bao nhiêu?

Bài 4 (6 điểm).

Thanh kim loại CD chiều dài l = 20 cm khối lượng m = 100g đặt vuông góc với hai thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình vẽ bên. Hệ thống được đặt trong từ trường đều có B = 0,2T và hướng thẳng đứng từ trên xuống. Hệ số ma sát giữa CD và ray là μ = 0,1. Bỏ qua điện trở của các thanh ray, điện trở tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch.

1) Biết thanh CD trượt sang trái với gia tốc a = 3m/s². Xác định chiều và độ lớn của dòng điện I.

2) Nâng đầu AB của thanh ray lên để các thanh ray hợp với mặt phẳng ngang một góc α = 30⁰. Tìm hướng và gia tốc của chuyển động của thanh CD. Biết thanh CD chuyển động không vận tốc đầu.