Examenul de bacalaureat national 2014
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
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Marimea fizica a carei unitate de masura in S.I. poate fi pusa sub forma: Ω·A este:
a. energia electrica;
b. tensiunea electrica;
c. intensitatea curentului;
d. puterea electrica. (3p)
Raspuns: b. U = R·I. →(3p)
2. O baterie este formata prin legarea serie a trei generatoare identice, fiecare cu t.e.m E
o = 2.4V si
rezistenta interioara r
o = 1Ω. Se leaga bornele bateriei printr-un fir cu rezistenta electrica neglijabila.
Intensitatea curentului electric ce strabate firul este egala cu:
a. 2.4A; b. 1.2A; c. 0.8; d. 0.6A. (3p)
Raspuns: a. I = 3·E/(R + 3·r) = 3·E/3r = 2.4A
. →(3p)
3. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, expresia energiei electrice consumate
de un rezistor de rezistenta R, parcurs de un curent electric de intensitate I, pe durata Δt, este:
a. W = R·I
2·Δt;
b. W =R
2·I
2·Δt;
c. W = U·R·Δt;
d. W = U
2·R·Δt. (3p)
Raspuns: a. W = R·I
2·Δt.
→(3p)
4. In figura alaturata sunt reprezentate cele patru baterii ale unui aparat de radio portabil. C este o placuta
metalica, iar A si B sunt contactele de conectare a bateriilor in circuitul aparatului. Cele patru baterii sunt
grupate:
a. toate patru in paralel;
b. toate patru in serie;
c. cate doua in serie si gruparile rezultate in paralel;
d. cate doua in paralel si gruparile rezultate in serie. (3p)
Raspuns: b. →(3p)
5. Doua fire conductoare confectionate din materiale cu rezistivitatile ρ
1 si respectiv
ρ
2 = 0.6·ρ
1 , au lungimile ℓ
1
, respectiv ℓ
2 = 1.5·ℓ
1 si sectiunile S
1
, respectiv S
2 = 1.8·S
1. Raportul R
1/R
2 dintre rezistentele
electrice ale celor doua conductoare este egal cu:
a. 1.5; b. 1.75; c. 2; d. 3. (3p)
Raspuns: c. R
1/R
2 =
[(ρ
1·ℓ
1)/S
1]/[(ρ
2·ℓ
2)/S
2]
R
1/R
2 = (ρ
1·/ρ
2)·(ℓ
1/ℓ
2)·(S
2/S
1) =
2. →(3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
In figura alaturata este desenata schema unui circuit electric. Generatorul are t.e.m. E si rezistenta
interioara r = 1Ω si alimenteaza patru rezistoare avand rezistentele electrice R
1 = 4Ω, R
2 = 30Ω,
R
3 = 50Ω si R
4 = 100Ω. Intre rezistoarele R
3
si R
4 este conectat un intrerupator K initial inchis. Stiind ca intensitatea curentului ce trece prin
rezistorul R
1, cand intrerupatorul K este inchis, este egala cu I
1 = 1.2A, determinati:
a. rezistenta echivalenta a circuitului exterior cand intrerupatorul K este inchis;
Rezolvare: R
echiv = R
1 + (R
2·(R
3 + R
4)/(R
2 + R
3 + R
4),
R
echiv = 29Ω. →(4p)
b. valoarea t.e.m. a generatorului;
Rezolvare: E = I
1·(R
echiv + r); E = 36V, →(4p)
c. intensitatea curentului electric ce strabate rezistorul R
2 cand intrerupatorul K este inchis;
I
1 = I
2 + I
3,
I
3·(R
3 + R
4) - I
3·R
2 = 0,
I
2 = I
1(R
3 + R
4)/(R
2 + R
3 + R
4) = 1A. →(4p)
d. tensiunea la bornele rezistorului R
1 daca intrerupatorul K este deschis.
Rezolvare: E = I'
1·(R
1 + R
2 + r), I'
1 ≈ 1.02A
U
2 = I'
1·R
1, U
2 ≈ 4.1V. →(4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un consumator cu puterea nominala P
1
= 108 W functioneaza normal cand este conectat in serie cu un
rezistor avand rezistenta electrica R
2 = 2.25Ω la bornele unei generator. Tensiunea electromotoare a
generatorului este
E = 48 V, iar rezistenta interioara este r. Stiind ca intensitatea curentului debitat de
sursa este I = 4A, determinati:
a. tensiunea la bornele consumatorului;
Rezolvare: P
1 = U
1·I, U
1 = P
1/I = 27V. →(4p)
b. puterea electrica disipata de rezistorul R
2;
Rezolvare: R
1 P
2 = R
2·I
2, P
2 = 36W. →(4p)
c. rezistenta interioara r a generatorului;
I = E/(R
1 + R
2 + r), R
1 = U
1/I = 6.75Ω
r = [E - I·(R
1 + R
2)]/I = 3Ω. →(4p)
d. randamentul circuitului.
η = P
utila/P
totala = (P
1 + P
2)/E·I = 0.75. →(3p)
