Examenul de bacalaureat national 2015
Proba E. d)
Proba scrisa la 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 9
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. In figura alaturata este reprezentata schema unei baterii patrate (figurata cu linie punctata) care, in principiu, este formata din 3 baterii de cate 1,5 V fiecare, numerotate cu 1, 2, 3. Tensiunea electromotoare a bateriei patrate intre lamelele A si B este:
a.  0 V deoarece bateria 2 le scurtcircuiteaza pe celelalte doua
b.  1,5 V deoarece bateria 2 este legata gresit si se anuleaza cu una montata corect
c.  1,5 V pentru ca bateriile 1, 2 si 3 sunt legate in paralel
d.  4,5 V pentru ca bateriile 1, 2 si 3 sunt legate in serie. (3p)
Raspuns:   d.  →(3p)
2. Un circuit simplu contine o sursa cu tensiunea electromotoare E si rezistenta interna r. Daca la bornele sursei se leaga un fir de rezistenta neglijabila, intensitatea curentului prin sursa devine: a.  I = 0    b. I = E/r    c.  I = E ·r    d. I = E²/4r     (3p)
Raspuns:   b.  →(3p)
3. Unitatea de masura a produsului dintre tensiunea electrica si durata poate fi scrisa sub forma:
a.  J·A^-1    b.  W·A^-1    c.  W·Ω^-1    d.  J·Ω^-2    (3p)
Raspuns:   a.  →(3p) J·A^-1 = V·A·s/A = V·s
4. Un bec utilizat in domeniul auto are inscriptionate valorile: 12 V, 4 W. Rezistenta becului are valoarea:
a.  14,4 Ω     b.  24 Ω    c.  36 Ω   d.  60Ω     (3p)
Raspuns:   c.  →(3p) P = U₂/R, R = U₂/P = 36Ω
5. In graficul alaturat este reprezentata caracteristica curent tensiune I = f (U) a unui rezistor. Puterea disipata pe acesta la tensiunea de 8 V are valoarea:
a.  400 W     b.  800 W     c.  0,4 W     d.  0,8 W     (3p)
Raspuns:   d.  →(3p) P = U·I = 0.8W



II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O instalatie pentru sarbatorile de iarna este formata din 8 becuri rosii, 8 becuri galbene si 8 becuri albastre, toate avand aceleasi valori nominale ale tensiunii si intensitatii. Becurile de aceeasi culoare sunt conectate in serie, iar gruparile astfel obtinute sunt conectate in paralel. Instalatia este conectata la o sursa cu t.e.m. E = 28V si rezistenta interioara neglijabila. Toate becurile functioneaza la parametri nominali. Valoarea nominala a intensitatii curentului ce strabate un bec este I₀ = 0,5A. Se neglijeaza rezistenta firelor de legatura si variatia cu temperatura a rezistentei electrice a becurilor.
a.  Calculati intensitatea curentului care trece prin sursa.
Rezolvare:  I_s = I₁ + I₂ + I₃ = 3·I₀ =1.5A.   → (4p)
b.  Determinati rezistenta electrica a unui bec.
Rezolvare:  R_e,serie = 8·R,   E = I₀·R_e,serie = ₀·8·R.  = 7Ω.   → (4p)
c.  Calculati valoarea tensiunii nominale a unui bec.
Rezolvare: U₀ = I₀·R = 3.5V.   → (3p)
d.  Unul din becurile galbene se arde. Se inlocuieste becul ars cu un fir conductor de rezistenta neglijabila, astfel incat instalatia functioneaza cu toate celelalte becuri ramase. Calculati intensitatea curentului electric ce strabate un bec galben.
Rezolvare:  E = I'₂·7·R,   I'₂ = E/7·R = 4/7A ≈ 0.57A.   → (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
In circuitul din figura alaturata se cunoaste R = 10Ω. Cand intrerupatorul k este deschis, puterea pe circuitul exterior este P₁ = 6,4 W, iar cand intrerupatorul k este inchis, puterea pe circuitul exterior este egala cu puterea disipata pe rezistenta interioara a sursei. Calculati:
a.  intensitatea prin circuit cand intrerupatorul k este deschis;
Rezolvare:  P₁ = R·I₁², I₁ = √P₁/R = 0.8A.   → (3p)
b.  rezistenta interioara a sursei;
Rezolvare: P_int = R_p·I² = (R/2)·I² = r·I²|:I², r = R/2 = 5Ω   → (4p)
c.  randamentul circuitului cand intrerupatorul k este inchis;
Rezolvare: η = R_p/(R_p + r), R_p = R/2. η = 50%.   → (4p)
d.  energia electrica totala dezvoltata de sursa in Δt = 20 min atunci cand intrerupatorul k este deschis.
Rezolvare: W = E·I₁·Δt, E =I₁(R + r) = 11520J.   → (4p)