PROBLEME PENTRU NIVELUL "OPTIM" DE PERFOMANTA

Unitati de masura in SI

NOTA: Elevii care nu au  trecut de testarea SATISFACATOR nu vor primi punctaj la acest test

1. Care dintre marimile specifice teoriei privitoare la curentul electric este considerata marime fundamentala in SI? Precizati unitatea de masura in SI a acestei marimi.

2. De ce credeti ca forta electrodinamica este folosita in definitia amperului?

3. Indicati formule dimensionale corecte in SI pentru urmatoarele unitati de masura: tesla, weber, henry

4. Scrieti formula cu care se calculeaza inductia magnetica in jurul unui conductor liniar foarte lung, parcurs de un curent electric de intensitate I, la distanta r fata de acesta. Ce reprezinta marimea fizica notata cu μ si ce unitate de masura are in SI

Teste grila

Problema grila 1.   Pe factura de curent electric a unei familii este trecut un consum lunar de 150 kwh, ceea ce este echivalent cu:

J  J   J J

Problema grila 2.   Un resou electric degaja o putere P=2kW, daca la borne i se aplica o tensiune U=200V. Sarma din care este confectionata rezistenta resoului are diametrul d=1mm si rezistivitatea ρ=1. Lungimea sarmei este egala cu:

10m  15,7 m 25,5 m 31,4m

Problema grila 3.   Considerand ca notatiile sunt cele folosite in manualele de fizica, unitatea de masura a marimii fizice care se poate calcula cu formula: , este:

N T V Wb

Problema grila 4.   Un conductor linear este plasat perpendicular pe liniile de camp ale unui camp magnetic omogen si este parcurs de un curent electric cu sensul reprezentat in figura de mai jos.

Orientarea fortei electromagnetice este reprezentata corect in cazul:

a  b c d

Problema grila 5.   Unitatea de masura in SI pentru inductia campului magnetic este:

Weber  Watt Volt Tesla

Problema grila 6.   Un circuit electric este compus dintr-o baterie cu rezistenta interna r; care debiteaza curent electric pe un rezistor cu rezistenta electrica de 9 ori mai mare decat rezistenta interna a bateriei. Raportul dintre puterea debitata de baterie pe rezistor si puterea totala debitata de baterie (randamentul circuitului) are valoarea

Problema grila 7.            Numarul de rezistori identici avand fiecare rezistenta electrica R=10 Ω , legati in paralel la bornele unei surse cu rezistenta interna r=2 Ω, care absorb aceea;i putere ca si unul singur este:

Problema grila 8.   O portiune de conductor, cu lungimea l=30 cm, parcursa de un curent electric de intensitate I=10 A, este asezata perpendicular pe liniile unui camp magnetic uniform de inductie B=200mT. Forta electromagnetica ce actioneaza asupra conductorului este:

0,36N 0,60N 0,96N 1,06N

Problema grila 9.   Daca notatiile sunt cele utilizate in manualele de fizica, unitatea de masura in SI a marimii fizice care se calculeaza cu formula I² R t

W kWh J  kW

Problema grila 10.              In figura alaturata este prezentata o portiune dintr-un circuit electric de curent continuu. Energia disipata in portiunea de circuit in timp de 2 minute este:

180 J 280 J 360 J  480 J

Problema grila 11.              Un bec functioneaza normal la tensiunea de 220V si are puterea de 100W. Rezistenta filamentului este:

Problema grila 12.              Doua conductoare paralele, foarte lungi, aflate in vid la distanta r unul de altul, sunt parcurse de curenti electrici stationari de acelasi sens. In acest caz cele doua conductoare

se atrag  se resping nu interactioneaza intre ele   se rotesc

Problema grila 13.              Un generator electric disipa aceeasi putere electrica daca i se conecteaza la borne un rezistor avand rezistenta electrica de 5Ω sau un alt rezistor avand rezistenta electrica de 80 Ω. Rezistenta interna a generatorului este:

Problema grila 14.              Unitatea de masura a inductantei, exprimata in functie de unitatile de masura ale marimilor fundamentale din SI, este:

m kg s A^-2  m^-1 kg s A^-2 m^-1 kg s^- A^-2  m² kg s A^-2

Problema grila 15.              La bornele unei surse cu U₀=220V se conecteaza in serie doua becuri cu aceeasi tensiune nominala U=U₀/2=110V si cu puterile nominale P₁=100W, respectiv P₂=40W. Functioneaza normal:

becul 1 becul 2 ambele becuri nici un bec

Problema grila 16.              Daca notatiile sunt cele utilizate in manualele de fizica, unitatea de masura in SI a marimii fizice descrise de relatia F/(IL) (am notat cu L lungimea) este:

V H T

Problema grila 17.              Un camp magnetic omogen cu inductia B=0,1T, strabate un cadru multiplicator circular cu 1000 spire si raza r=1m, sub un unghi de 30⁰ fata de normala la planul cadrului. Fluxul magnetic prin multiplicator este:

71,61 Wb 171,61 Wb 271,61 Wb 371,61 Wb

Problema grila 18.              In figura alaturata este prezentata o portiune dintr-un circuit electric de curent continuu.

Energia disipata in circuit in 10 minute este:

1,2kJ 2,2kJ 3,2kJ  4,2kJ

Problema grila 19.              Unitatea de masura a fluxului magnetic scrisa in functie de unitatile marimilor fundamentale in SI este:

m kg s^-2 m kg s^-2 A^-1 m kg² s^-2 A^-1 m kg s^-2 A

Problema grila 20.              Daca pe un beculet sunt scrise valorile 3V si 0,1A, energia electrica consumata de acesta in 3 ore de functionare normala este:

J J kWh kWh

Problema grila 21.        Unitatea de masura a fluxului magnetic scrisa in functie de unitatile marimilor fundamentale in SI este:

12 FACUTA

Probleme

Problema 1.            O sursa cu t.e.m. E=24V si rezsitenta interioara r=2 alimenteaza un circuit electric format din n beculete identice legate in paralel, avand fiecare rezistenta electrica R=30 . Sa se determine: a)numarul minim de beculete care pot fi legate in paralel stiind ca prin sursa nu poate trece un curent mai mare de 7A. b)caldura degajata de beculete intr-o ora  c)puterea maxima pe care o poate da sursa pe circuitul exterior

Problema 2.            O sursa cu tensiunea electromotoare de 6V si rezistenta electrica neglijabila este conectata ca in circuitul alaturat.

Rezistorii din circuit sunt identici si au rezistentele egale cu 2 Ω. a)Cu cat se modifica intensitatea curentului prin rezistorul 2 daca comutatorul K este mutat de pe pozitia inchis pe pozitia deschis b)Sa se calculeze caldura degajata pe rezistorul 1 in 5 minute daca intrerupatorul K este inchis c)Explicati cum se schimba valorile intensitatilor daca comutatorul K trece de pe o pozitie pe alta.

Problema 3.            Circuitul electric a carui diagrama este ilustrata in figura alaturata

contine o baterie cu t.e.m. E=18V si rezsitenta interna r=0,2Ω si patru rezistori avand rezistentele electrice R₁=6 Ω , R₂=2 Ω , R₃=4 Ω ,R₄=5,8 Ω . Neglijand rezistenta electrica a firelor conductoare din circuit, determinati:

a)      intensitatea curentului electric din ramura care contine bateria

b)      energia electrica disipata in rezistorul cu rezsitenta R₁ in timpul τ=5min

c)      Caderea de tensiune U_ab pe rezistorul cu rezsitenta electrica R₂

Problema 4.            Doua surse avand tensiunile electromotoare E₁=6V si E₂=12V si rezistentele interne r₁=3 si r₂=6 sunt montate in paralel si debiteaza energie electrica pe o rezistenta exterioara R=4 Determinati:

a)      intensitatea curentului electric pe rezistenta exterioara

b)      tensiunea electromotoare echivalenta a celor doua surse si rezistenta interna echivalenta

c)      energia care se disipa pe intreg circuitul in t=20s

Problema 5.            Un fir din cromnichel (ρ=10^-6Ω m) cu lungimea l=1m si sectiunea S=0,1mm² este legat la bornele unei surse cu t.e.m. E=24V si rezistenta interna neglijabila. A)Calculati rezistenta electrica a firului b)Determinati intensitatea curentului prin fir c)Din firul dat se realizeaza un contur inchis de forma unui dreptunghi cu una din laturi d=0,3m. Se leaga mai intai bornele sursei la capetele unei laturi mici a dreptunghiului si apoi la capetele diagonalei dreptunghiului. Determinati de cate ori este mai mare caldura degajata in acelasi timp, in primul caz fata de cel de al doilea.

Problema 6.           

Problema 7.      In circuitul din figura becurile lumineaza normal la puterile nominale P₁=10W si respectiv P₂=24W, cand sunt parcurse de curenti electrici de intensitati I₁=0,5A si respectiv I₂=0,6A. Folosindu-se o sursa cu t.e.m. E=63V si rezistenta interna r=3 si un potentiometru se asigura alimentarea becurilor la parametrii normali. Determinati. A)rezistenta electrica R a potentiometrului b)intensitatea curentului electric in conductorul AC si precizati sensul acestui curent. c)valoarea rezistentei interne a sursei pentru care transferul de putere de la sursa la circuitul exterior ar fi maxim.

Problema 8.            Circuitul electrica a carui diagrama este ilustrata in figura alaturata, contine o baterie cu tensiunea electromotoare

Problema 9.            gg

APLICATIE EXCEL

La bornele unui generator de curent continuu cu tensiune electromotoare constanta E=25V, se leaga un reostat cu rezistenta R_T=50Ω. Legarea se face ca in figura. La deplasarea cursorului K rezistenta din circuit se modifica in trepte de cate 1Ω fiecare. Rezistenta interioara a generatorului este r=5 Ω. a)Pentru ce pozitie (A sau B) a cursorului K este o situatie de scurtcircuit Cat este tensiunea la bornele generatorului in acest caz. b)Aratati ca pentru o pozitie a cursorului, pentru care rezistenta portiunii AK este R (unde ), puterea degajata pe circuitul exterior se calculeaza cu formula

c)Considerand ca ecuatia precedenta are necunoscuta R, calculati valoarea pentru care aceasta ecuatie are radacina dubla. Aceasta situatie corespunde unei puteri maxime d)Trasati, folosind EXCEL, graficul dependentei P=f(R) pentru conditiile prevazute de probleme.

REALIZAREA FISIERULUI EXCEL

1. Pe coloana A scrieti denumirile marimilor de baza constante (E,r). Pe coloana B scrieti valorile acestor marimi, alese conform indicatiilor de mai sus.

2. Pe coloana C se scriu valorile lui R de la 0Ω la 50 Ω cu pasul de 1 Ω

3. Pe coloana D se scriu valorile lui P conform formulei indicata pe pagina precedenta. Astfel la D2 scriem formula =C2*$B$2^2/($B$3+C2)^2 pe care o prelungim prin tragere cu mausul pe toata coloana. Partea superioara a tabelului trebuie sa arate ca in figura de mai jos

4. Se selecteaza coloanele C si D si aplicam meniul Inserare/Diagrama. In caseta care apare se selecteaza x-y, puncte corectate prin linii netezite, apoi se apasa butonul Urmatorul (Next)

5. In caseta care apare se selecteaza butonul Serie. Se observa ca programul propune corect valorile pentru axa Ox (coloana C) si pentru Oy (coloana D). La nume scriem Puterea debitata pe portiunea exterioara a unui circuit simplu

6. Se apasa butonul Urmatorul. Pentru axa valorilor X scriem R, iar pentru Y scriem P.

7. Putem sa mai facem modificari estetice privitoare la culori si folosind butonul Linii de grila

8. Graficul obtinut va fi scos la imprimanta