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 scrisa sub forma W·A -2 este:
a.  rezistivitatea electrica;   b.  tensiunea electrica;
c.  intensitatea curentului;   d.  rezistenta electrica.   (3p)
Raspuns: d. W·A -2 = V·A/A 2 = V/A = Ω.  →(3p)
electr.iunie.t.I.2 2. La bornele unei generator se conecteaza un rezistor cu rezistenta electrica variabila. Dependenta tensiunii la bornele generatorului de intensitatea curentului prin circuit este reprezentata in graficul din figura alaturata. Rezistenta interioara a generatorului este egala cu:
a.  2Ω;   b.  3Ω;   c.  4Ω;   d.  5Ω.   (3p)
Raspuns: b. Cand R = 0, I max = 15A, deci I max = E/(r + R) = E/r = U/r, de unde r = 3Ω.  →(3p)
3. Doua fire conductoare confectionate din materiale cu rezistivitatile ρ 1 si respectiv ρ 2 = 0.6ρ 1 , au lungimile ℓ 1 , respectiv ℓ 2 = 1.5·ℓ 1 . Cele doua conductoare se conecteaza, in paralel, la bornele unei baterii. Firele sunt parcurse de curentii I 1 , respectiv I 2 , astfel incat I 1 = 1.8·I 2 . Raportul S 1 /S 2 dintre ariile sectiunilor transversale ale celor doua conductoare este egal cu:
a.  1.2;   b.  2;   c.  2.4;   d.  3.  (3p)
Raspuns: b. U = I 1 ·R 1 = I 2 ·R 2 , I 1 /I 2 = R 2 /R 1 =
2 1 )·(ℓ 2 /ℓ 1 )·(S 1 /S 2 ,
(S 1 /S 2 = I 1 /I 2 ·(ρ 1 2 )·(ℓ 1 /ℓ 2 ) = 2.  →(3p)
4. Randamentul de functionare al unei baterii, cand aceasta alimenteaza un rezistor R = 19Ω , este egal cu η = 95%. Rezistenta interioara a bateriei este egala cu:
a.  10Ω; &nbsp b.  3Ω; &nbsp c.  2Ω; &nbsp d.  1Ω. &nbsp (3p)
Raspuns: d. η = R/(R + r),  r = R·(1 - η)/η = 1Ω. &nbsp → (4p)
electr.iunie.t.I.5 5. Cinci conductoare identice (notate cu 1, 2, 3, 4 si 5) avand fiecare rezistenta electrica R , se conecteaza ca in figura alaturata. Rezistenta echivalenta a gruparii celor cinci conductoare, intre capetele A si B, este egala cu R AB = 40Ω . Rezistenta electrica R a unui conductor este egala cu:
a. 8Ω; b. 10Ω; c. 15Ω; d. 24Ω; (3p)
Raspuns: c. R AB = R + 2·R/3 + R = 8·R/3,  R = 3·R AB /8 = 15Ω. &nbsp → (4p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
electr.iunie.t.II Se considera circuitul electric a carui schema este reprezentata in figura alaturata. Se cunosc: E 1 = 18V , r 1 = 3Ω, E 2 = 9V, r 2 = 1.5Ω, R 1 = 13Ω, R 2 = 20Ω, R 3 = 80Ω. Rezistenta electrica a conductoarelor de legatura se neglijeaza. Determinati:
a. rezistenta electrica echivalenta a gruparii formate din rezistoarele R 1 , R 2 si R 3 ;
Rezolvare:  R ext = R 1 + R 2 ·R 3 /(R 2 + R 3 ) = 29Ω.    → (4p)
b. intensitatea curentului electric care trece prin rezistorul R 2
daca intrerupatorul K este deschis;
Rezolvare:  I = E 1 /(R e + r 1 ) = (9/16)A
I = I 2 + I 3 , I 2 ·R 2 = I 3 ·R 3 , I 3 = I 2 ·(R 2 /R 3 ),  I 2 = I·R 3 /(R 2 + R 3 ) = 0.45A.   → (4p)
c. tensiunea la bornele generatorului avand tensiunea electromotoare E 1 daca intrerupatorul K este inchis
electr.iunie.t.II.c Rezolvare: U ab = I·R ext . I se afla aplicand principiul superpozitiei (Curentul intr-o latura este egal cu suma curentilor determinati de sursele din retea, deci I = I' + I"). I' se afla presupunand ca in retea actioneaza numai tem E 1 , iar sursa de tem E 2 este inlocuita de rezistenta sa interna r 2 (fig.b).
Se aplica legile lui Kirchhoff.
E 1 = I' 1 ·r 1 - I' 2 ·r 2 ;
I' 2 ·r 2 + I'·R ext = 0,
I' = I' 1 + I' 2 , → I' 1 = 0.2A.
In mod analog se calculeaza I" (din fig.c)
E 2 = I" 2 ·r 2 - I" 1 ·r 1
E 2 = I" 2 ·r 2 + I"·R ext
I" = I" 1 + I" 2 ,  → I" 2 = 0.2A. I = I' + I" = 0.4A,
U ab = 11.6V. → (4p)
d. intensitatea curentului electric care trece prin generatorul avand tensiune electromotoare E 2 daca intrerupatorul K este inchis.
Din figura a), ochiul de retea 2  E 2 = I·R ext + I 2 ·r 2 .
I 2 = - 1.73A. → (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un generator cu tensiunea electromotoare E si rezistenta interioara r = 1Ω alimenteaza un bec legat in serie cu un rezistor R . La bornele becului se conecteaza un voltmetru cu rezistenta interna R V = 150Ω. Tensiunea indicata de voltmetru este egala cu U = 30 V. Puterea disipata de rezistor in acest caz este P = 5.76 W, iar valoarea intensitatii curentului electric ce strabate generatorul este I = 1.2A. Becul functioneaza la parametri nominali.
a. Calculati rezistenta electrica a rezistorului R.
Rezolvare:  P = R·I 2 ,  R = P/I 2 , R =4Ω.   → (4p)
electr.iunie.t.III.b b. Determinati valoarea puterii nominale a becului.
Rezolvare:  P b = U·I b ,   I v = U/R v = 0.2A,   I = I v + I b ,   I b = I - I v = 1A,   P b = U·I b = 30W.   → (4p)
c. Determinati tensiunea electromotoare E a generatorului.
Rezolvare:   E = I b ·R b + I·(R + r) = U + I·(R + r) = 36V.   → (4p)
d. Se deconecteaza voltmetrul de la bornele becului si se inlocuieste rezistorul R cu un alt rezistor avand rezistenta electrica R 1 astfel incat becul legat in serie cu R 1 functioneaza la puterea nominala. Determinati puterea P 1 disipata de rezistorul R 1 .
Rezolvare:   I 1 = I b = 1A,   P 1 = R 1 ·I 1 2 ,   E = U + I 1 ·(R 1 + r),   R 1 = 5Ω,   P 1 = 5W.  → (4p)




Full Website