Electricitate 30 iunie 2017 filiera teoretica
Examenul de bacalaureat national 2017
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 4
Se considera sarcina electrica elementara e = 1,6·10
-19 C.
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, unitatea de masura in S.I. a
rezistivitatii electrice poate fi scrisa sub forma:
a. V·m·A
-1; b. A·m·V
-1;
c. Ω·m·A
-1;
d. Ω·m·V
-1. (3p)
Raspuns: a. R = ρ·ℓ/S,
[ρ]
SI = [R]
SI·[S]
SI/[ℓ]
SI = Ω·m = (V/A)·m.
→ (3p)
2. Doua rezistoare cu rezistentele electrice in raportul R
1/R
2 = 2 sunt legate in serie la bornele
unei baterii. Raportul intensitatilor curentilor electrici I
1/I
2 care trec prin cele doua rezistoare este:
a. 0,5; b. 1; c. 2; d. 4; (3p)
Raspuns: b. La legarea in serie rezistoarele sunt strabatute de aceeasi intensitate, adica
I
1/I
2 = 1. → (3p)
3. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, relatia prin care este definita
intensitatea curentului electric stationar este:
a. I = R/U; b. I = ΔQ/Δt; c. I = U/P;
d. √R/P. (3p)
Raspuns: b. → (3p)
4. In graficul din figura alaturata este reprezentata dependenta intensitatii curentului
electric printr-un rezistor de tensiunea electrica aplicata la capetele rezistorului.
Puterea electrica disipata pe rezistor atunci cand acesta este parcurs de un curent
electric cu intensitatea I = 2A este:
a. 10 W;
b. 20 W;
c. 30 W;
d. 40 W. (3p)
Raspuns: d. P = U·I = 40W. → (3p)
5. O baterie are tensiunea electromotoare E = 100 V si rezistenta interioara r = 10 Ω. Tensiunea indicata
de un voltmetru cu rezistenta R
v = 990Ω legat la bornele bateriei este:
a. 90V; b. 95V; c. 99V;
d. 100V. (3p)
Raspuns: c. I = E/(R + r) = 0.1A, U = I·R
v = 99V. → (3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
In circuitul electric a carui schema este reprezentata in figura alaturata, rezistentele electrice ale rezistoarelor
au valorile R
1 = 6Ω, R
2 = 4Ω si R = 12Ω. Rezistorul R este confectionat dintr-un fir conductor cu
diametrul sectiunii transversale d = 0,1mm si rezistivitatea electrica r = 3,14·10
-8Ω·m.
Ampermetrul A din circuit este considerat ideal (R
A → 0Ω).
- Cand intrerupatorul K
1 este inchis si intrerupatorul K
2 este deschis
ampermetrul indica un curent de intensitate I
1 = 1.5A.
- Cand intrerupatorul K
1 este deschis si intrerupatorul K
2 este inchis
intensitatea curentului indicat de ampermetru este I
2 = 2A.
Determinati:
a. lungimea firului conductor din care este confectionat rezistorul R;
Rezolvare: R = ρ·ℓ/S, ℓ = R·S/ρ = R·π·d
2/4·ρ = 3m.
→ (3p)
b. rezistenta circuitului exterior bateriei, cand intrerupatoarele K
1 si K
2 sunt deschise;
Rezolvare: R
ext = R
1 + R
2 + R = 22Ω. → (4p)
c. intensitatea curentului prin ampermetru, cand intrerupatoarele K
1 si K
2 sunt deschise;
Rezolvare: I
1 = E/(R
1 + r), I
2 = E/(R
1 + r),
r = (I
1·R
1 - I
2·R
2)/(I
2 - I
1) = 2Ω,
E = I
1·(R
1 + r) = 12V,
I = E/(R + r) = 0.5A. → (4p)
d. tensiunea la bornele |bateriei, cand intrerupatoarele K
1 si K
2 sunt inchise.
Rezolvare:
R
p = R
1·R
2·R/(R
1·R
2 +
R
1·R + R
2·R) = 2Ω
U
ab = I
p·R
p = [E/(R
p + r)]·R
p = 6V. → (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
La bornele unei baterii avand tensiunea electromotoare E = 75 V, sunt conectate, in paralel, doua
rezistoare. Intensitatea curentului electric prin baterie este I = 5A, iar in acest caz puterile disipate pe cele
doua rezistoare sunt P
1 = 180W si respectiv P
2 = 120W. Determinati:
a. energia consumata impreuna de cele doua rezistoare in intervalul de timp Δt = 5min;
Rezolvare: W = (P
1 + P
2)·Δt = 90,000J = 90kJ. → (4p)
b. randamentul circuitului electric;
Rezolvare: η = (P
1 + P
2)/P
tot = (P
1 + P
2)/E·I = 0.8 = 80%.
→ (4p)
c. rezistenta interioara a bateriei;
Rezolvare: E = U + u = U + I·r, η = UI/EI = U/E, U = η·E,
r = E(1 - η)/I = 3Ω.468,75W
d. puterea maxima pe care o poate transfera bateria unui rezistor, convenabil ales, care inlocuieste gruparea
celor doua rezistoare.
Rezolvare: P = P
max cand R = r, deci P
max = E
2/4r = 468,75W. → (3p)
