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. Ramura AB a unei retele electrice contine doar rezistoare. Produsul dintre intensitatea curentului electric ce strabate ramura AB si tensiunea dintre nodurile A si B reprezinta:
a. energi disipt pe rmur AB;
b. puterea electrica disipata in ramura AB;
c. sarcina electrica ce strabate o sectiune a ramurii AB;
d. rezistenta electrica intre punctele A si B. (3p)
Raspuns: b. →(3p)
2. Un consumator cu rezistenta R este alimentat de la o baterie formata din n surse identice, grupate in paralel, avand fiecare tensiunea electromotoare E si rezistenta interioara r. Intensitatea curentului electric prin consumator este data de relatia:
a. I = E/(R + n·r);  b. I = n·E/(R + r);  c. I = E/(n·R + n·r);
d. I = n·E/(n·R + r).   → (3p)
Raspuns: d. →(3p)
3. Simbolurile marimilor fizice si ale unitatilor de masura fiind cele utilizate in manualele de fizica, unitatea de masura a produsului I 2 ·Δt este:
a.  J;   b.  W;   c.  J·Ω -1 ; d.  J·V -1 ;(3p)
Raspuns: c. I 2 ·Δt = W/R.  →(3p)
4. Rezistorul unui cuptor electric are, la pornirea la rece, la
0 o C, rezistenta electrica de 3 ori mai mica decat in timpul functionarii. Temperatura de functionare a cuptorului este
T = 773 K . Valoarea coeficientului termic al rezistivitatii materialului din care este confectionat rezistorul cuptorului are valoarea:
a. 4·10 -3 ·K -1 ;  b. 3·10 -3 ·K -1 ;  c.  2·10 -3 ·K -1 ;
d. 1·10 -3 ·K -1 .  (3p)
Raspuns: a. R o = R/3,  ρ o ·ℓ/S = ρ·ℓ/3·S,
ρ o = (ρ o /3)·(1 + α·t);  2 = α·t,   α = 2/t = 4·10 -3 K -1 →(3p)
electr.august.t.I.5 5. In graficul din figura alaturata este reprezentata dependenta de timp a intensitatii curentului ce strabate un consumator. Sarcina electrica ce strabate consumatorul in intervalul
(15 ÷ 60 s) are valoarea:
a.  337.5C;   b.  525C;   c.  550C;   d.  650C.   (3p)
Raspuns: b. Q = Q 1 + Q 2 = I med1 ·Δt 1 + I med2 ·Δt 2 ,
Q = 10A·30s + 15A·15s = 525C.  → (3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
electr.august.t.II In figura alaturata este reprezentata schema unui circuit electric. Circuitul este format din patru rezistoare, o baterie avand tensiunea electromotoare E = 10V si rezistenta interioara r = 1Ω si un ampermetru ideal (R A → 0). Valorile rezistentelor electrice ale rezistoarelor sunt: R 1 = 8Ω, R 2 = 14Ω, R 3 = 12Ω, R 4 = 6Ω.
a. Determinati tensiunea la bornele bateriei, cand intrerupatorul K este deschis;
Rezolvare; U = E - I deschis ·r,   I deschis = E/(R echiv + r),
R echiv = (R 1 + R 2 )·(R 3 + R 4 )/(R 1 + R 2 + R 3 + R 4 ) = 9.5Ω,
I deschis = 1.05A,   U = 8.98V.  → (4p)
b. Determinati intensitatea curentului electric indicata de ampermetru, cand intrerupatorul K este inchis;
Rezolvare; I inchis = E/[R 1 ·R 2 /(R 1 + R 2 ) + R 3 ·R 4 /(R 3 + R 4 ) + r],
I inchis = 0.99A.  → (4p)
electr.august.t.II.c c. Se inlatura intrerupatorul K, iar intre bornele A si B se leaga un voltmetru ideal (R V → ∞). Determinati ce valoare ar trebui sa aiba rezistenta electrica R 4 astfel incat voltmetrul sa indice tensiune nula;
Rezolvare: Se aplica legile lui Kirchhoff ochiurilor de retea I si II. I = I 1 + I 2 = I 3 + I x = 0, deci, I 1 = - I 2 , iar I 3 = - I x ,
I 1 ·R 1 + I 3 ·R 3 = 0,
I 2 ·R 2 + I x ·R x = 0,
R x = R 2 ·R 3 /R 1 = 21Ω  → (3p)
d. Se deconecteaza ampermetrul, iar in locul acestuia se conecteaza voltmetrul ideal. Determinati tensiunea electrica indicata de voltmetru.
Rezolvare: Prin sursa nu trece curent (I = 0),
→ U = E = 10V.  → (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Doua generatoare electrice, avand tensiunile electromotoare
E 1 = 7.5V , respectiv E 2 = 3V si rezistentele interioare r 1 = 1Ω si r 2 necunoscuta, sunt conectate in serie. La bornele bateriei astfel formate se conecteaza, in serie, un rezistor cu rezistenta electrica R si un ampermetru ideal (R A ≈ 0). Un voltmetru ideal (R V → ∞) conectat la bornele generatorului 2 indica tensiune nula, iar intensitatea curentului indicata de ampermetru este
I = 1.5A. Determinati:
a. valoarea rezistentei interioare r 2 a generatorului 2;
Rezolvare: U 2 = E - I·r 2 ;   r = E/I = 2Ω.  → (4p)
b. puterea disipata pe rezistorul R;
Rezolvare: P R = R·I 2 ,   E 1 + E 2 = I·(R + r 1 + r 2 )
R = [E 1 + E 2 - I·(r 1 + r 2 )]/I = 4Ω
P R = 4Ω·2.25A 2 = 9W.  → (4p)
c. randamentul transferului de putere de la baterie catre circuitul exterior;
Rezolvare: η = P utila /P totala = I 2 ·R/I 2 ·(R + r 1 + r 2 ),= 0.57.  → (4p)
d. valoarea rezistentei electrice R 1 (R 1 diferit de R) a unui alt rezistor, care conectat la bornele bateriei in locul lui R, consuma aceeasi putere ca si rezistorul R.
Rezolvare: P = I 1 2 ·R 1 = I 2 2 ·(R + r 1 + r 2 ) [E rez /(R 1 + r rez )] 2 ·R 1 = [E rez /(R + r rez )] 2 ·R,  R 1 = r 2 rez /R = 21Ω.  → (3p)




Full Website