Đề bài
Câu 1 [2,0 điểm]
Thế nào là dòng điện xoay chiều? Nêu hai cách tạo ra dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn dây dẫn kín.
Câu 2 [2,5 điểm]
a] Viết công thức tính công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện khi truyền tải điện năng đi xa.
b] Do nguyên nhân nào mà việc truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn cũng bị hao phí một phần điện năng?
c] Một máy phát điện xoay chiều có hiệu điện thế giữa hai cực của máy là \[2000V\]. Muốn công suất hao phí giảm \[100\] lần khi tải điện đi xa thì phải dùng máy biến thế có hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp bằng bao nhiêu?
Câu 3 [2,5 điểm]
a] Kính lúp là gì? Viết công thức tính số bội giác của kính lúp.
b] Số bội giác nhỏ nhất của kính lúp là \[1,5x\]. Vậy tiêu cự dài nhất của kính lúp sẽ là bao nhiêu?
Câu 4 [1,0 điểm]
Một người cận thị phải đeo kính có tiêu cự bằng \[50cm\]. Hỏi khi không đeo kính thì người ấy nhìn rõ được vật xa nhất cách mắt bao nhiêu? Tại sao?
Câu 5 [2,0 điểm]
Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng \[5cm\], vật AB có dạng mũi tên đặt vuông góc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính và cách thấu kính một khoảng bằng \[15cm\].
a] Vẽ ảnh của vật \[AB\] qua thấu kính hội tụ [không cần đúng tỉ lệ]. Nêu tính chất của ảnh.
b] Vận dụng kiến thức hình học hãy tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính.
Lời giải chi tiết
Câu 1 [TH]:
Phương pháp:
Sử dụng lý thuyết bài dòng điện xoay chiều.
Cách giải:
- Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và cường độ thay đổi theo thời gian.
- Hai cách tạo ra dòng điện xoay chiều:
+ Cách 1: Cho nam châm quay xung quanh trước cuộn dây dẫn kín.
+ Cách 2: Cho cuộn dây quay trong từ trường [thả một cuộn dây dẫn kín quay quanh một trục thẳng đứng trong từ trường của một nam châm].
Câu 2 [VD]:
Phương pháp:
Sử dụng lý thuyết bài truyền tải điện năng đi xa.
Cách giải:
a]
Ta có: Công suất của dòng điện:\[P = UI \Rightarrow I = \frac{P}{U}\,\,\,\,\;\left[ 1 \right]\]
Công suất tỏa nhiệt [hao phí]:\[{P_{hp}} = R{I^2}\,\,\,\left[ 2 \right]\]
Thay [1] vào [2] ta được Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện khi truyền tải điện năng đi xa là: \[{P_{hp}} = \frac{{R{P^2}}}{{{U^2}}}\]
b]
Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây.
c]
Ta có:\[{U_1} = 2000V\]
Công suất hao phí: \[{P_{hp}} = \frac{{R{P^2}}}{{{U^2}}}\,\,\,\left[ 1 \right]\]
Công suất hao phí giảm 100 lần: \[\frac{{{P_{hp}}}}{{100}} = \frac{{R{P^2}}}{{U_2^2}}\,\,\,\,\;\left[ 2 \right]\]
Từ [1] và [2] suy ra:\[U_2^2 = 100U_1^2 \Leftrightarrow {U_2} = 20000V\]
Vậy muốn công suất hao phí giảm 100 lần khi truyền tải điện năng đi xa thì phải dùng máy biến thế có hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp bằng \[20000V\].
Câu 3 [VD]:
Phương pháp:
Sử dụng lí thuyết bài kính lúp.
Cách giải:
a]
- Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, dùng để quan sát các vật nhỏ.
- Công thức tính số bội giác của kính lúp:\[G = \frac{{25}}{f}\;\], trong đó tiêu cựf đo bằng đơn vị cm.
b]
Từ công thức tính số bội giác của kính lúp ta thấy số bội giác tỉ lệ nghịch với tiêu cự
\[ \Rightarrow \] Kính lúp có số bội giác càng lớn thì có tiêu cự càng nhỏ.
Vậy nếu số bộ giác nhỏ nhất của kính lúp là \[1,5x\] thì tiêu cự dài nhất của kính lúp là:
\[G = \frac{{25}}{f} \Rightarrow f = \frac{{25}}{G} = \frac{{25}}{{1,5}} \approx 16,67cm\]
Câu 4 [VD]:
Phương pháp:
Sử dụng lí thuyết về mắt cận: Mắt cận nhìn rõ những vật ở gần, nhưng không nhìn rõ những vật ở xa. Kính cận là thấu kính phân kì. Kính cận thích hợp có tiêu điểm F trùng với điểm cực viễn CVcủa mắt.
Cách giải:
Mắt cận nhìn rõ những vật ở gần, nhưng không nhìn rõ những vật ở xa. Kính cận là thấu kính phân kì. Kính cận thích hợp có tiêu điểm \[F\] trùng với điểm cực viễn \[{C_V}\]của mắt.
Một người cận thị phải đeo kính có tiêu cự \[50cm\]
\[ \Rightarrow \] Khi không đeo kính thì người ấy nhìn rõ được vật xa nhất cách mắt \[50cm\].
Câu 5 [VD]:
Phương pháp:
Sử dụng lý thuyết đặc điểm của ảnh của mọt vật tạo bởi thấu kính hội tụ.
\[d > 2f\]: ảnh thật ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.
\[f < d < 2f\]: ảnh thật ngược chiều với vật và lớn hơn vật.
\[d < f\]: ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật.
Sử dụng tính chất của hai tam giác đồng dạng.
Cách giải:
a]
Ta có: \[\left\{ \begin{array}{l}f = 5cm \Rightarrow 2f = 10cm\\d = 15cm\end{array} \right. \Rightarrow d > 2f\]
\[ \Rightarrow \] Ảnh thật ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.
Hình vẽ:
b]
Trên hình vẽ, xét hai cặp tam giác đồng dạng:
\[\Delta ABO\] và ; và .
Từ hệ thức đồng dạng ta được: \[\frac{{AB}}{{A\prime B\prime }} = \frac{{AO}}{{A\prime O}};\frac{{OI}}{{A\prime B\prime }} = \frac{{OF}}{{F\prime A}}\prime = \frac{{OF}}{{OA\prime - OF\prime }}\]
Mà AB = OI [tứ giác BIOA là hình chữ nhật]
\[ \Rightarrow \frac{{AO}}{{A\prime O}} = \frac{{OF\prime }}{{A\prime O - OF\prime }} \Leftrightarrow \frac{{15}}{{A\prime O}} = \frac{5}{{A\prime O - 5}}\]
\[ \Rightarrow 5A\prime O = 15.[A\prime O - 5] \Leftrightarrow A\prime O = 7,5cm\]
Vậy khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là \[7,5cm\].
Nguồn: Sưu tầm