Đề kiểm tra giữa học kì 1 Vật lí 11 - Đề số 02 có lời giải chi tiết

Đề bài

Phần 1: Trắc nghiệm

Câu 1. Một bóng đèn trên vỏ có ghi 220V – 50W. Điện trở định mức của đèn là

 A. 44,5 Ω                   B. 11,4 Ω

C. 484 Ω                     D. 968 Ω  

Câu 2. Một quả cầu nhỏ m = 0,25g, mang điện tích q = 5.10^-9 C treo trên sợi dây mảnh trong điện trường đều có phương nằm ngang, cường độ điện trường E = 10⁶V/m cho g = 10m/s². Độ lớn lực điện trường tác dụng lên quả cầu là 

A. 7,5.10^-5 N         B. 3.10^-3 N

C. 5.10^-3 N            D. 2,5.10^-3 N 

Câu 3. Người ta làm nhiễm điện do hưởng ứng cho một thanh kim loại. Sau khi đã nhiễm điện thì số electron trong thanh kim loại 

A. Tăng lên 

B. Lúc đầu tăng sau đó giảm

C. Không đổi

D. Giảm đi 

Câu 4. Gọi E là suất điện động của nguồn điện, I là cường độ dòng điện qua nguồn, U là hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện, t là thời gian dòng điện chạy qua. Công suất của nguồn điện được xác định theo công thức:

A. P = EIt       B. P = UI.

C. P = EI.        D. P  = UIt.    

Câu 5. Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho

A. Khả năng tác dụng lực điện của nguồn điện.

B. Khả năng thực hiện công của lực lạ bên trong nguồn điện. 

C. Khả năng tích điện cho hai cực của nó.

D. Khả năng dự trữ điện tích của nguồn điện.

Câu 6. Đặt đầu M của thanh kim loại MN lại gần quả cầu mang điện tích âm, thì trong thanh kim loại

A. Các điện tích dương bị hút về phía đầu M

B. Các điện tích dương bị đẩy về phía đầu M.

C. elêctron bị đẩy về phía đầu M.

D. elêctron bị đẩy về phía đầu N.

Câu 7. Dòng điện không đổi là:

A. Dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian

B. Dòng điện có cường độ không thay đổi theo thời gian

C. Dòng điện có điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây không đổi theo thời gian

D. .Dòng điện có chiều không thay đổi theo thời gian

Câu 8. Vật M không mang điện được đặt tiếp xúc với vật N nhiễm điện dương, khi đó

A. prôton di chuyển từ vật N sang vật M.       

B. prôton di chuyển từ vật M sang vật N. 

C. elêctron di chuyển từ vật N sang vật M.    

D. elêctron di chuyển từ vật M sang vật N. 

Câu 9. Số electron đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 giây là 2,5.10¹⁹. Cường độ dòng điện trong dây dẫn bằng

A. 0,5 A                      B. 1 A

C.  2 A                        D. 4 A

Câu 10. Một nguồn điện có điện trở trong 0,1 (Ω) được mắc với điện trở 4,8 (Ω) thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 (V). Suất điện động E của nguồn điện là:

A. E = 14,50 (V)         B. E = 12,00 (V)

C. E = 12,25 (V)         D. E = 11,75 (V)

Phần 2: Tự luận

Câu 1. Cho mạch đện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động 24V, điện trở trong r = 4 Ω, R= 3Ω, R_x là biến trở có giá trị từ 0 đến 100Ω.

a) Tính R_x để công suất mạch ngoài là P_N = 20W

b) Tính R_x để công suất mạch ngoài cực đại, Tính công suất cực đại đó.

Câu 2. Một tụ điện phẳng có điện dung C = 200pF được tích điện đến hiệu điện thế U = 4 V. Khoảng cách giữa hai bản tụ điện là d = 0,2 mm.

a) Tính điện tích của tụ điện.

b) Tính cường độ điện trường trong tụ điện.

Lời giải chi tiết

Phần 1: Trắc nghiệm

Câu 1:

Ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}U = 220V\\P = 50W\end{array} \right.;P = \frac{{{U^2}}}{R} \Rightarrow R = \frac{{{U^2}}}{P} \\= \frac{{{{220}^2}}}{{50}} = 968\Omega \)

Chọn D

Câu 2:

Quả cầu chịu tác dụng của lực căng \(\overrightarrow T \), trọng lực \(\overrightarrow P \) và lực điện trường \(\overrightarrow F \).

Lực căng \(\overrightarrow T \) và trọng lực \(\overrightarrow P \) là hai lực cân bằng.

Suy ra, độ lớn lực điện trường tác dụng lên quả cầu là:

\(F = E.q = {10^6}{.5.10^{ - 9}} = {5.10^{ - 3}}N\)

Chọn C

Câu 3:

Nhiễm điện do hưởng ứng số electron trong thanh kim loại không đổi.

Chọn C

Câu 4:

Công suất của nguồn điện là P = E.I

Chọn C

Câu 5:

Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho khả năng thực hiện công của lực lạ bên trong nguồn điện.

Chọn B

Câu 6:

Đặt đầu M của thanh kim loại MN lại gần quả cầu mang điện tích âm thì thanh MN nhiễm điện do hưởng ứng, đầu M nhiễm điện dương, còn đầu N nhiễm điện âm => đầu N thừa electron => electronn bị đẩy về phía đầu N.

Chọn D

Câu 7:

Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian.

Chọn A

Câu 8:

Vật M không mang điện được đặt tiếp xúc với vật N nhiễm điện dương, khi đó electron di chuyển từ vật M sang vật N.

Chọn D

Câu 9:

Cường độ dòng điện trong dây dẫn bằng:

\(I = \frac{{ne}}{t} = \frac{{2,{{5.10}^{19}}.1,{{6.10}^{ - 19}}}}{1} = 4A\)

Chọn D

Câu 10:

Cường độ dòng điện của mạch kín là:

\(I = \frac{U}{R} = \frac{{12}}{{4,8}} = 2,5A\)

Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch ta có:

\(I = \frac{E}{{R + r}} \Rightarrow E = I.\left( {R + r} \right) \\= 2,5.\left( {4,8 + 0,1} \right) = 12,25V\)

Chọn C

Phần 2: Tự luận

Câu 1:

Ta có: R nt R_x => R_N = R + R_x

Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch ta có:

\(I = \frac{E}{{R + {R_x} + r}}\)

Công suất mạch ngoài là:

\({P_N} = {I^2}{R_N} = \frac{{{E^2}{R_N}}}{{{{\left( {r + R + {R_x}} \right)}^2}}}\)

\(\begin{array}{l}{P_N} = 20 \Leftrightarrow \frac{{{{24}^2}.\left( {3 + {R_x}} \right)}}{{{{\left( {4 + 3 + {R_x}} \right)}^2}}} = 20\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{R_x} = 17\Omega \\{R_x} =  - 2,2(loai)\end{array} \right.\end{array}\)

Vậy \({R_x} = 17\Omega \)

b)

Ta có:

\(\begin{array}{l}{P_N} = {I^2}.{R_N} = \frac{{{E^2}.{R_N}}}{{{{({R_N} + r)}^2}}} = \frac{{{E^2}}}{{\frac{{{{({R_N} + r)}^2}}}{{{R_N}}}}} = \frac{{{E^2}}}{{{{\left( {\sqrt {{R_N}}  + \frac{r}{{\sqrt {{R_N}} }}} \right)}^2}}}\\{P_{{N_{\max }}}} \Leftrightarrow {\left( {\sqrt {{R_N}}  + \frac{r}{{\sqrt {{R_N}} }}} \right)_{\min }}\end{array}\)

Áp dụng BĐT Cô-si: \(a + b \ge 2\sqrt {a.b} \)

\(\sqrt {{R_N}}  + \frac{r}{{\sqrt {{R_N}} }} \ge 2\sqrt r \)

Dấu “=” xảy ra \( \Leftrightarrow \sqrt {{R_N}}  = \frac{r}{{\sqrt {{R_N}} }} \Leftrightarrow {R_N} = r \Leftrightarrow R + {R_x} = r \Rightarrow {R_x} = r - R = 4 - 3 = 1(\Omega )\)

\( \Rightarrow {P_{{N_{\max }}}} = \frac{{{E^2}}}{{{{(2\sqrt r )}^2}}} = \frac{{{E^2}}}{{4r}} = \frac{{{{24}^2}}}{{4.4}} = 36({\rm{W}})\)

Vậy \({R_x} = 1(\Omega )\); \({P_N} = 36({\rm{W}})\)

Câu 2:

a)

Điện tích của tụ điện là:

\(Q = CU = {200.10^{ - 12}}.4 = {8.10^{ - 10}}C\)

b)

Cường độ điện trường trong tụ điện là:

\(E = \frac{U}{d} = \frac{4}{{0,{{2.10}^{ - 3}}}} = 20000V/m\)

HocTot.Nam.Name.Vn