Examenul de bacalaureat national 2013
Proba E. d)
Fizica
Filiera tehnologica profilul tehnic si profilul resurse naturale si protectia mediului
¤ 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 6
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. O grupare serie de rezistoare identice este conectata la o sursa ideala de tensiune continua. Se
inlocuieste unul dintre rezistoare cu un conductor ideal. In aceasta situatie:
a. rezistenta gruparii creste, iar intensitatea curentului electric prin grupare creste;
b. rezistenta gruparii creste, iar intensitatea curentului electric prin grupare scade;
c. rezistenta gruparii scade, iar intensitatea curentului electric prin grupare scade;
d. rezistenta gruparii scade, iar intensitatea curentului electric prin grupare creste. (3p)
Raspuns: d. → 3p
2. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, rezistenta electrica a unui conductor
metalic, omogen, de sectiune constanta poate fi exprimata prin relatia:
a. R = ρ·S/ℓ; b. R = ρ·ℓ·S; c. R = ρ·ℓ/S; d. R = U·I. (3p)
Raspuns: c. → 3p
3. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, unitatea de masura din S.I. pentru
marimea fizica egala cu produsul U·I·Δt este:
a. A; b. J; c. V; d. W. (3p)
Raspuns: b. → 3p
4. La bornele unei surse de tensiune electromotoare E = 12V si rezistenta interioara r = 1,5Ω se
conecteaza un consumator avand rezistenta electrica R = 4,5Ω. Indicatia unui voltmetru ideal (R
V → ∞)
conectat la bornele sursei este egala cu:
a. 3V; b. 9V; c. 6V; d. 2V. (3p)
Raspuns: b. I = E/(R + r) = 2A, U = I·R = 9V. → 3p
5.
In figura alaturata este redata dependenta intensitatii curentului electric ce trece printr-un rezistor de
tensiunea aplicata la bornele acestuia. Valoarea rezistentei electrice a rezistorului este egala cu:
a. 0,1kΩ;
b. 1 kΩ;
c. 10kΩ;
d. 100kΩ.
(3p)
Raspuns: a. R = U/I = 100Ω → 3p
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un consumator C este alcatuit din doua rezistoare identice, avand fiecare rezistenta electrica R, grupate in
paralel. Consumatorul este legat in serie cu un alt rezistor avand rezistenta R
1 = 2R. La bornele circuitului
astfel format se aplica tensiunea U. Tensiunea la bornele consumatorului C este U
c = 17,5 V, iar
temperatura rezistoarelor din consumator in aceste conditii este T = 323K. Stiind ca R + R
1 = 75Ω,
calculati:
a. valoarea rezistentei echivalente a circuitului;
Rezolvare: R
c = R·R/(R + R) = R/2, R
e = R
c + R
1 = R/2 + R
1 = 5·R/2, R + R
1 = 3·R = 75Ω, R = 25Ω, R
e = 62,5Ω 4p
b. valoarea tensiunii aplicate U;
Rezolvare: U
c = I·R
c, R
c = 12.5Ω I = U
c/R
c = 17,5 V/12.5Ω = 1.4A , U = I·R
e = 87.5V. → 3p
c. intensitatea curentului electric printr-un rezistor al consumatorului C;
Rezolvare: U
c = I'·R, I' = U
c/R = 0.7A. → 4p
d. valoarea rezistentei electrice a unui rezistor din consumatorul C, daca este mentinut la temperatura
T
o = 273K. Coeficientul termic al rezistivitatii materialului din care este confectionat rezistorul
consumatorului este α = 4·10
-3K
-1 (se neglijeaza variatia cu temperatura a dimensiunilor rezistorului).
Rezolvare: R = R
o(1 + α·ΔT), R
o = R/(1 + α·ΔT) = 20.83Ω 4p
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Circuitul simplu reprezentat schematic in figura alaturata este alcatuit dintr-o baterie (cu t.e.m. E si
rezistenta interioara r), un reostat cu cursor si conductoare de legatura a caror rezistenta este neglijabila.
Pentru o pozitie fixata a cursorului, tensiunea la bornele reostatului este Uab = 40 V,
puterea totala dezvoltata de baterie este P
t = 384 W, iar puterea disipata pe circuitul
sau interior este P
int = 64 W. Calculati:
a. puterea disipata in circuitul exterior bateriei, P;
Rezolvare: P
t = P + P
int, P = P
t - P
int = 320W. 3p
b. t.e.m. E a bateriei;
Rezolvare: P
t = E·I, P = U
ab·I, I = P/U
ab = 8A, E = P
t/I = 48V.
→ 4p
c. rezistenta interioara a bateriei;
Rezolvare: P
int = r·I
2, r = P
int/I
2 = 1Ω. → 4p
d. valoarea puterii disipate in reostat, cand rezistenta lui este R
1 = 1Ω.
Rezolvare: P
1 = R
1·I
21, I
1 = E/(R
1 + r) = 24A, P
1 = 576W. → 4p