FR-02253Materiał Freedu

Zadanie 4 (matura, maj 2014)

LiceumMaturaRozszerzenieFizykaPrąd elektryczny stały

Źródło: Matura maj 2014, fizyka, poziom rozszerzony (stara formuła), zad. 4

    Zadanie 4, wspólne informacje. Zadanie 4. W ł a ś ciwo ś ci ogniwa (12 pkt) Uczniowie chcieli sprawdzi ć do ś wiadczalnie, ż e przy ustalonym polu przekroju opór przewodnika jest proporcjonalny do jego d ł ugo ś ci. Przygotowali 4 kawa ł ki cienkiego miedzianego drutu o ró ż nych d ł ugo ś ciach i jednakowej grubo ś ci oraz zestawili uk ł ad elektryczny przedstawiony obok. Jako ź ród ł a napi ę cia u ż yli pojedynczego ogniwa. Pomi ę dzy punkty A i B obwodu w łą czali po kolei przygotowane kawa ł ki drutu i mierzyli A B drut nat ęż enie pr ą du w obwodzie. A Rozumowali nast ę puj ą co: skoro opór przewodnika jest proporcjonalny do jego d ł ugo ś ci, to zwi ę kszenie d ł ugo ś ci przewodnika np. 2 razy poci ą gnie za sob ą taki sam wzrost oporu. Na podstawie prawa Ohma wzrost oporu powinien skutkowa ć odpowiednim zmniejszaniem si ę nat ęż enia pr ą du.

    Zadanie 4.1

    Zadanie 4.1. Zadanie 4.1 (1 pkt) W przeprowadzonym do ś wiadczeniu uczniowie uzyskali nast ę puj ą ce wyniki: d ł ugo ść drutu l , m 0,50 1,00 1,50 2,00 nat ęż enie pr ą du I , A 3,67 3,60 3,53 3,46 Na podstawie oblicze ń wyka ż , ż e przy za ł o ż eniu sta ł ej warto ś ci napi ę cia mi ę dzy punktami A i B powy ż sze wyniki pomiarów nie potwierdzaj ą proporcjonalno ś ci oporu przewodnika do jego d ł ugo ś ci.

    Zadanie 4.2

    Zadanie 4.2 (część 1 z 2). Zadanie 4.2 (1 pkt) Jeden z uczniów zaproponowa ł , aby powtórzy ć do ś wiadczenie, ale zmieni ć obwód przez dodanie woltomierza mierz ą cego napi ę cie pomi ę dzy ko ń cami kawa ł ka drutu. Na umieszczonym obok schemacie dorysuj woltomierz przy łą czony zgodnie z tym za ł o ż eniem. B A drut A Informacja do zada ń 4.3 i 4.4 Po wykonaniu do ś wiadczenia z u ż yciem woltomierza wyniki przedstawia ł y si ę nast ę puj ą co: d ł ugo ść drutu l , m 0,50 1,00 1,50 2,00 nat ęż enie pr ą du I , A 3,67 3,60 3,53 3,46 napi ę cie U , V 0,031 0,061 0,090 0,118 opór drutu R , 

    Zadanie 4.2 (część 2 z 2).

    Zadanie 4.3

    Zadanie 4.3. Zadanie 4.3 (2 pkt) Uzupe ł nij dolny wiersz tabeli i wyka ż , ż e otrzymane wyniki potwierdzaj ą proporcjonalno ść oporu przewodnika do jego d ł ugo ś ci.

    Zadanie 4.4

    Zadanie 4.4. Zadanie 4.4 (4 pkt) Zmiany napi ę cia mi ę dzy ko ń cami drutu s ą zwi ą zane z tym, ż e ogniwo ma opór wewn ę trzny. Wyznacz opór wewn ę trzny ogniwa u ż ytego w do ś wiadczeniu i si łę elektromotoryczn ą tego ogniwa.

    Zadanie 4.5

    Zadanie 4.5. Zadanie 4.5 (1 pkt) Pu , W ż yt Rw  1 = 0,3 Do dwóch ogniw o oporach 1,9 wewn ę trznych Rw  i Rw 1,7 1 = 0,3 2 = 0,4  do łą czono oporniki 1,5 regulowane. Zmieniano opór 1,3 oporników, mierz ą c przy tym 1,1 nat ęż enie pr ą du i napi ę cie na nich, Rw  2 = 0,4 0,9 a ponadto obliczano moc u ż yteczn ą 0,7 (w do łą czonym oporniku 0,5 wydzielan ą w postaci ciep ł a). Ω R , zewn 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Otrzymano wykresy przedstawione obok. Czy te wykresy potwierdzaj ą tez ę , ż e maksymalna moc u ż yteczna wyst ę puje dla oporu zewn ę trznego równego oporowi wewn ę trznemu ź ród ł a? Napisz odpowied ź i j ą uzasadnij.

    Zadanie 4.6

    Zadanie 4.6. Zadanie 4.6 (3 pkt) Ogniwo z oporem wewn ę trznym przekazuje obwodowi zewn ę trznemu tylko cz ęść energii chemicznej przetwarzanej w elektryczn ą . Sprawno ść ogniwa jest definiowana jako stosunek mocy u ż ytecznej (przekazywanej obwodowi zewn ę trznemu) do ca ł kowitej mocy przetwarzanej w ca ł ym obwodzie. Do ogniwa o oporze wewn ę trznym 0,4  i sile elektromotorycznej równej 1,5 V do łą czono opornik 0,4  . Oblicz: a) warto ść ciep ł a wydzielanego w jednostce czasu w ca ł ym obwodzie, b) sprawno ść ogniwa.

    Wróć do wyników

    Podobne zadania