Examenul de bacalaureat national 2013
Proba E. d)
Fizica
Filiera teoretica profilul real
Filiera vocationala profilul militar
¤ Sunt obligatorii toate subiectele din doua arii tematice dintre cele patru prevazute de programa, adica: A. MECANICA,
B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA, C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICA
¤ Se acorda 10 puncte din oficiu.
¤ Timpul de lucru efectiv este de 3 ore.
C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta 7
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Graficul alaturat reda dependenta puterii P transferate de o baterie cu t.e.m. E si
rezistenta interioara r unui circuit exterior a carui rezistenta poate fi variata, de
intensitatea I a curentului din circuit. T.e.m. a bateriei este egala cu:
a. 24 V; b. 18 V; c. 12V; d. 6 V. (3p)
Raspuns: d. P = P
max cand R = r, I = E/(r + R) = E/2r, → r = E/2I,
P
max = E·I = I
2·r = E·I/2,
→ E = 2·P
max/I = 6V, 3p
2.
Pentru intensitatile curentilor care se intalnesc in nodul de retea reprezentat in
figura alaturata se poate scrie:
a. I
1 + I
4 - I
2 = I
3 + I
5;
b. I
1 - I
4 - I
2 = I
5 - I
3;
c. I
1 + I
2 - I
4 = I
3 + I
5;
d. I
1 + I
4 - I
2 = I
5 - I
3. (3p)
Raspuns: b. 3p
3. Marimea fizica a carei unitate de masura in S.I. poate fi pusa sub forma √J·Ω
-1·s
-1 este:
a. puterea electrica; b. rezistenta electrica; c. tensiunea electrica; d. intensitatea curentului. (3p)
Raspuns: d. b. √J·Ω
-1·s
-1 = √C·V/Ω·s = √A·s·A·Ω/Ω·s = A. 3p
4. Un conductor din manganina cu sectiunea S = 4mm
2 si rezistenta electrica R = 2,4Ω este infasurat pe
un cilindru din ceramica spira langa spira. Numarul de spire este N = 500 , iar lungimea unei spire este
L = 4cm . Rezistivitatea electrica a manganinei este egala cu:
a. 4,8·10
-7Ω·m; b. 3,6·10
-7Ω·; c. 3,2 ·10
-7Ω·; d. 2,7·10
-7Ω·. (3p)
Raspuns: a. ρ = R·S/l = R·S/N·L = 4,8·10
-7Ω·m; → 3p
5. Un fir conductor, avand coeficientul termic al rezistivitatii α, este legat la bornele unei baterii cu t.e.m.
constanta si rezistenta interioara neglijabila. Considerand ca la temperatura t
o = 0
oC intensitatea curentului
din fir este I
o, intensitatea curentului din fir cand acesta se incalzeste la temperatura t este:
a. I = I
o/(1 + α·t); b. I = I
o·α·t; c. I
o = I(1 + α·t); d. I
o = I·α·t. (3p)
Raspuns: a. I = U/R = U/R
o(1 + α·t) = I
o/(1 + α·t). → 3p
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
In figura alaturata este reprezentata schema unui circuit electric. Ampermetrul ideal (R
A ≈ 0) indica
I
A = 0,36 mA, iar indicatia voltmetrului, de rezistenta electrica R
V = 120 kΩ, este U
V = 14,4 V. Se cunoaste
rezistenta electrica R
2 = 20kΩ, iar rezistenta interioara a bateriei se
considera neglijabila. Determinati:
a. rezistenta electrica R
1;
Rezolvare: I
1 = I
A, R
1 = U
V/I
A = 40kΩ. → 3p
b. rezistenta electrica echivalenta a circuitului exterior bateriei;
Rezolvare: R
e = R
2 + R
p, R
p = R
1·R
V/(R
1 + R
V) = 30kΩ R
e = 50kΩ. → 4p
c. intensitatea curentului electric ce strabate bateria;
Rezolvare: I = I
1 + I
V = I
A + U
V/R
V = 0.36·10
-3A + 0.12·10
-3A = 0.48·10
-3A. → 4p
d. tensiunea electromotoare a bateriei.
Rezolvare: E = I·R
e = 0.48·10
-3A·50·10
3Ω = 24V. → 4p
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
In figura alaturata este reprezentata schema unui circuit electric. Rezistentele interioare ale bateriilor sunt
r
1 = 1Ω, respectiv r
2 = 1,5Ω. Rezistenta electrica a rezistorului este R = 5Ω. Pe soclul becului sunt
inscriptionate valorile 1,5 A, 9W. Se constata ca becul functioneaza la parametri nominali, iar intensitatea
curentului electric ce strabate bateria avand t.e.m E
1 are valoarea I
1 = 0,5A.
a. Determinati valoarea rezistentei electrice a becului in regim normal de functionare;
Rezolvare: P
B = I
2B·R
B, R
B = P
B/I
2B = 9W/2.25A
2 = 4Ω. → 4p
b. Calculati valoarea tensiunii electromotoare E
2.
Rezolvare: I
B = I
1 + I
2, I
2 = I
B - I
1 = 1A, E
2 = I
B·R
B + I
2·r
2 = 7.5V. → 4p
c. Determinati puterea electrica totala dezvoltata de bateria cu t.e.m. E
1;
Rezolvare: P
1 = E
1·I
1, E
1 - E
2 = I
1·(R + r
1) - I
2·r
2, E
1 = 9V, P
1 = 4.5W. → 4p
d. Se deconecteaza ramura ce contine bateria cu t.e.m. E
2 si se
inlocuieste rezistorul R cu un alt rezistor R
1. Si in aceste conditii becul functioneaza la parametri nominali.
Determinati randamentul acestui circuit.
Rezolvare: E
1 = I
B(R
B + R
1 + r
1), R
1 = 1Ω
η = P
u/P
c = I
2B·(R
B + R
1)/I
2B·(R
B + R
1 + r
1) ≈ 0.833. → 4p