Đề thi HSG cấp trường môn Vật lí 11 - Năm học 2017- 2018 (Có đáp án)

SỞ GD & ĐT NGHỆ AN
TRƯỜNG THPT ANH SƠN 1
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG
NĂM HỌC 2017-2018
MÔN: VẬT LÝ 11
Thời gian làm bài : 120 phút
Câu 1(5 điểm)
1.Một hạt bụi tích điện âm có khối lượng m = 10-8 g nằm cân bằng trong điện trường đều có hướng thẳng đứng xuống dưới và có cường độ E = 1000 V/m.
a. Tính điện tích của hạt bụi.
b. Hạt bụi mất bớt một số điện tích bằng điện tích của 5.105 êlectron. Muốn hạt bụi vẫn nằm cân bằng thì cường độ điện trường phải bằng bao nhiêu? Cho điện tích êlectron e = 1,6.10-19C, me = 9,1.10-31Kg, g = 10m/s2.
V
E1,r1
E2,r2
R1
R2
R3
A
B
C
D
H.1
2. Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống nhau treo trên hai dây dài bằng nhau vào cùng một điểm. Ban đầu hai quả cầu đuợc tích điện bằng nhau và cách nhau một đoạn 5cm. Dùng tay chạm nhẹ vào 1 trong hai quả cầu. Tính khoảng cách của chúng sau đó?
Câu 2( 5 điểm) . Cho mạch điện như hình vẽ (H1): trong đó E1 = 6V; r1=1Ω; r2=3Ω; R1=R2=R3=6Ω.
1.Vôn kế V (điện trở rất lớn) chỉ 3V. Tính suất điện động E2.
...toàn mạch 
+ I đến A rẽ thành hai nhánh: 
+ UCD = UCA + UAD = -R1I1+ E1 – r1I1 = 6 -3I
+ 
+ 6 -3I = => I = 1A, I = 3A.
Với I= 1A:
E1 + E2 = ( R + r1 +r2 )I = 8 => E2 = 2V
Với I = 3A:
 E1 + E2 =8 *3 = 24 => E2 = 18V
2. Đổi chỗ hai cực của nguồn E2 thì vôn kế chỉ bao nhiêu ( 2 đ).
+ Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối
- Với E2 = 2V< E1 : E1 phát , E2 thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E1
UCD = UCA + UAD =6 -3I = 4,5V
- Với E2 = 18V > E1: E2 là nguồn, , E1 là máy thu
UCD = UCA + UAD = R1I1 + E1 +r1I = 6 +3I = 10,5V
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
Câu 3: 6 đ
a. Cảm ứng từ do I1,I2 gây ra:
B1=2.10-7I1 /r1
B2= 2.10-7I2 /r2
Cảm ứng từ tổng hợp:
B2= B12+ B22+2B1B2Cosα 
Với Cosα = - 0.8
Thay số vào ta được:B =4,2 .10-6T
b. Do 2 dòng điện ngược chiều nên để B=0 thì điểm đang xét nằm trên đoạn vuông góc chung của 2 dòng điện và B1 =B2 suy ra:
r1=r2 và B1 =B2 
r1=r2=10 Cm
Tập hợp ccác điểm là đường thẳng cách đều 2 dòng điện 10 Cm
c. Cảm ứng từ tại M:
B1=B2= 2.10-7. 
Suy ra: B=2B1cos α/2
Với cos α/2 = 
 r2= 0.12+x2
B= 2.10-7
Áp dụng BĐT cosi ta suy ra B đạt cực đại khi x= 0.1 m
2
2
2
Câu 4(4 điểm)
1.+ Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta tìm được chiều của lực LoRenxơ tác dụng lên e hướng từ trên xuống.
+ Để e chuyển động thẳng đều thì lực điện phải cân bằng với , tức là hướng lên. Suy ra phải hướng thẳng đứng xuống dưới
+ Độ lớn E thỏa mãn: Ee = ev0.B Hay E = v0.B = 1,63.106 V/m
0,5
0,5
1
2.
. + Trong vùng từ trường thì đóng vai trò là lực hướng tâm nên:
+ Vì R > d nên electron sẽ ra khỏi từ trường tại một điểm trên đường giới hạn theo phương lệch với phương ban đầu một góc j xác định bởi:
H
j
R
d
⊕
N
j
Hình 1 
O
A
+ Như vậy cung tròn mà electron chuyển động trong từ trường chỉ chiếm 1/6 đường tròn nên thời gian electron chuyển động trong từ trường là: 
1
0,5
0,5