Zestaw zadań maturalnych z lat ubiegłych posegregowanych tematycznie. Temat przewodni zestawu - PRĄD
Zadania maturalne: fizyka - prąd stały i zmienny
Zadanie 1 - matura poziom rozszerzony maj 2022, zadanie 8
Prądnica wytwarza napięcie przemienne U, którego zależność od czasu t dana jest wzorem:
Do zacisków prądnicy podłączono opornik o oporze elektrycznym R = 4,00 Ω. Schemat obwodu przedstawia rysunek poniżej.
Zadanie 1.1 (0-1) - matura poziom rozszerzony maj 2022, zadanie 8.1
Dokończ zdanie. Wpisz właściwą liczbę w wykropkowanym miejscu, w zaokrągleniu do trzech cyfr znaczących.
Częstotliwość zmian natężenia prądu w opisanym obwodzie jest równa ................... Hz.
Zadanie 1.2 (0-2) - matura poziom rozszerzony maj 2022, zadanie 8.2
Oblicz średnią moc prądu przemiennego wydzielaną na oporniku w czasie jednego okresu zmian napięcia wytwarzanego przez prądnicę.
Zadanie 2 - matura poziom rozszerzony czerwiec 2021, zadanie 8
W celu wyznaczenia oporu wewnętrznego RW baterii o sile elektromotorycznej USEM=6V zbudowano obwód zasilany tą baterią. W obwodzie znajdował się opornik o oporze R=3,4Ω. Do obwodu dołączono mierniki natężenia prądu i napięcia (amperomierz i woltomierz) w taki sposób, jak pokazano na rysunkach 1. i 2. Opór RA amperomierza był nieznany. Przyjmij, że opór woltomierza jest nieskończenie duży, a wskazania obu mierników są dokładne.
Po zamknięciu wyłącznika W (zobacz rysunek 2.) w obwodzie popłynął prąd elektryczny. Amperomierz wskazał wartość I=1,5 A, a woltomierz wskazał wartość U=0,6 V.
Zadanie 2.1 (0-1) - matura poziom rozszerzony czerwiec 2021, zadanie 8.1
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Opór amperomierza wynosi
A. RA=3,8 Ω
B. RA=3,4 Ω
C. RA=3,0 Ω
D. RA=0,4 Ω
Zadanie 2.2 (0-3) - matura poziom rozszerzony czerwiec 2021, zadanie 8.2
Oblicz opór wewnętrzny RW baterii.
Zadanie 2.3 (0-1) - matura poziom rozszerzony czerwiec 2021, zadanie 8.3
W drugim etapie doświadczenia z obwodu usunięto amperomierz oraz woltomierz, a opornik połączono bezpośrednio do zacisków baterii. Po zamknięciu wyłącznika W (zobacz rysunek 3.) w obwodzie popłynął prąd elektryczny
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C i jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Moc wydzielana na oporze wewnętrznym baterii, w sytuacji przedstawionej na rysunku 3., w porównaniu do mocy wydzielanej na oporze wewnętrznym baterii, w sytuacji przedstawionej na rysunku 2., jest
Zadanie 3 - matura poziom rozszerzony maj 2021, zadanie 6
Dwie identyczne diody D1, D2 oraz dwa oporniki o oporach R1=20 Ω, R2=30 Ω podłączono do zacisków A i B prądnicy. Schemat obwodu przedstawiono na rysunku poniżej. Ta prądnica wytwarza napięcie przemienne zmieniające się w czasie sinusoidalnie z częstotliwością f=25 Hz. Maksymalna wartość, jaką osiąga napięcie między zaciskami, wynosi |Umax|=6,0V.
W zadaniach 3.1. oraz 3.2. przyjmij, że każda dioda podczas przepływu prądu elektrycznego w jedną stronę ma opór równy zero, a w drugą stronę jej opór jest nieskończenie duży.
Zadanie 3.1 (0-4) - matura poziom rozszerzony maj 2021, zadanie 6.1
W chwili t0=0 napięcie w obwodzie jest równe zero. W pierwszej połowie okresu zmian napięcia, licząc od chwili t0=0, na zacisku A prądnicy jest „+”, a na zacisku B jest „–”.
Przyjmij konwencję, że gdy prąd w obwodzie zewnętrznym dołączonym do prądnicy płynie od A do B, to jego natężenie jest dodatnie, a gdy płynie od B do A, to jego natężenie jest ujemne.
W układach współrzędnych na rysunkach 1. i 2. narysuj wykresy zależności natężeń prądów przepływających – odpowiednio – przez oporniki R1 oraz R2 od czasu. Wykresy narysuj dla przedziału czasu od t0=0 do t0=0,10 s. Uwzględnij właściwe wartości amplitudy natężeń prądów oraz okresu ich zmian.
Rysunek 1. (dla prądu płynącego przez opornik R1)
Rysunek 2. (dla prądu płynącego przez opornik R2)
Zadanie 3.2 (0-3) - matura poziom rozszerzony maj 2021, zadanie 6.2
Oblicz ciepło wydzielone w całym obwodzie (tzn. na obu opornikach łącznie) w czasie 10 sekund działania prądnicy.
Przyjmij, że w chwili początkowej t0=0 napięcie wynosiło U=0.
Zadanie 4 - matura poziom rozszerzony maj 2020, zadanie 10
Cztery oporniki R1, R2, R3, R4 o jednakowym oporze elektrycznym R połączono w obwód, który następnie podłączono do źródła stałego napięcia elektrycznego U. Na rysunku 1. przedstawiono schemat obwodu w sytuacji, gdy klucz K jest zamknięty, a na rysunku 2. – gdy klucz K jest otwarty. Przyjmij, że napięcie U zasilające obwód jest takie samo w obu sytuacjach.
Zadanie 4.1 (0-1) - matura poziom rozszerzony maj 2020, zadanie 10.1
Rozważamy sytuację, gdy klucz K w obwodzie jest zamknięty (zobacz rysunek 1.). Natężenia prądów płynących przez oporniki R1, R2, R3, R4 oznaczymy odpowiednio: I1, I2, I3, I4.
Zaznacz poprawne dokończenie zdania wybrane spośród A–D.
Prawidłowe relacje między natężeniami prądów płynących przez poszczególne oporniki to:
A. I1>I2 oraz I3>I4
B. I4>I1 oraz I1>I2
C. I4>I2 oraz I3>I1
D. I1>I4 oraz I4>I3
Zadanie 4.2 (0-3) - matura poziom rozszerzony maj 2020, zadanie 10.2
Po otwarciu klucza K w obwodzie (zobacz rysunek 2.) ustalił się nowy rozkład napięć na opornikach i nowy rozkład natężeń prądów przepływających przez oporniki.
Uzupełnij tabelę. Wpisz właściwe określenia (wybrane spośród podanych w nawiasach) dotyczące zmian natężenia prądu płynącego przez dany opornik po otwarciu klucza K oraz zmian napięcia na danym oporniku po otwarciu klucza K.
Opornik
Natężenie prądu (zmalało / wzrosło / się nie zmieniło)
