1

Zadanie 1. (11 pkt)

Źródło: CKE 01.2006 (PR), zad. 24.

2

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Arkusz II

Zapoznaj siĊ z informacjami zamieszczonymi przy zadaniach i wykonaj

znajdujące siĊ pod nimi polecenia.

Zadanie 24. ĩaróweczki (11 pkt)

W celu oĞwietlenia gabloty zmontowano zestaw skáadający siĊ ze 100 Īaróweczek

poáączonych szeregowo. Za pomocą miernika uniwersalnego zmierzono:

x

omomierzem opór caáego ukáadu – 160 ȍ,

x

woltomierzem napiĊcie w gniazdku sieci elektrycznej – 230 V,

x

miliamperomierzem natĊĪenie prądu w zestawie lampek podáączonym

do gniazdka – 180 mA.

24.1 (1 pkt)

Zapisz, jak naleĪy podáączyü amperomierz w celu pomiaru natĊĪenia prądu w zestawie

oĞwietleniowym.

24.2 (1 pkt)

Oblicz opór jednej Īarówki wynikający z pomiaru omomierzem.

24.3 (2 pkt)

Oblicz opór jednej Īarówki w czasie Ğwiecenia.

24.4 (2 pkt)

Oblicz stosunek wartoĞci oporu podczas Ğwiecenia i otrzymanej z pomiaru omomierzem.

WyjaĞnij, dlaczego wartoĞci tych oporów nie są równe.

Zadanie 1.1 (1 pkt)

Zadanie 1.2 (1 pkt)

Zadanie 1.3 (2 pkt)

Zadanie 1.4 (2 pkt)

Elektrostatyka

– poziom rozszerzony

2

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

3

Arkusz II

24.5 (2 pkt)

Jedna Īaróweczka przepaliáa siĊ. Oblicz, jakie napiĊcie nominalne powinna mieü nowa

Īarówka. W sprzedaĪy dostĊpne byáy jedynie Īaróweczki z napisami: 3 V oraz 0,21 W. Oblicz

opór zakupionej Īaróweczki Ğwiecącej w warunkach zgodnych z podanymi na niej

informacjami.

24.6 (3 pkt)

Nową ĪaróweczkĊ zamontowano do zestawu. Zapisz, jaki bĊdzie wpáyw nowej Īarówki na

jasnoĞü Ğwiecenia pozostaáych Īarówek. Uzasadnij swoje przewidywania dotyczące dziaáania

Īaróweczki po podáączeniu zestawu oĞwietleniowego do gniazdka (przepali siĊ czy bĊdzie

Ğwieciáa normalnie?).

Zadanie 25. Sáoik (11 pkt)

Podczas przygotowywania konfitur sáoiki wstawia siĊ do naczynia z wrzącą wodą, gdzie

osiągają temperaturĊ T

w

= 100°C. NastĊpnie zamyka siĊ szczelnie pokrywkĊ sáoika

(pozostawiając wewnątrz trochĊ powietrza) i wyciąga sáoik z wody do ostygniĊcia.

W dalszych rozwaĪaniach przyjmij, Īe w opisanych warunkach powietrze zamkniĊte w sáoiku

moĪemy traktowaü jak gaz doskonaáy. PomiĔ wpáyw ciĞnienia pary wodnej na ciĞnienie

wewnątrz sáoika oraz nie uwzglĊdniaj zmian objĊtoĞci sáoika i konfitur. Przyjmij ciĞnienie

atmosferyczne za równe p

0

= 1013 hPa.

25.1 (1 pkt)

Zapisz, jakiej przemianie gazowej ulega powietrze zamkniĊte w sáoiku w trakcie stygniĊcia,

zakáadając, Īe pokrywka nie ulega wygiĊciu.

Zadanie 1.5 (2 pkt)

Zadanie 1.6 (3 pkt)

Zadanie 2. (12 pkt)

Źródło: CKE 11.2006 (PR), zad. 3.

Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii

7

Poziom rozszerzony

Zadanie 3. Potencjometr suwakowy (12 pkt)

Potencjometr suwakowy to opornik z moĪliwoĞcią regulacji wartoĞci oporu elektrycznego

przez uĪytkownika. Regulacji tej dokonuje siĊ poprzez zmianĊ poáoĪenia styku

suwaka/Ğlizgacza. Potencjometr wykonuje siĊ z np. z drutu oporowego nawijając go

równomiernie na walcu z izolatora. Dwa skrajne wyprowadzenia oznaczono przez A i B,

trzecie C Ğrodkowe jest poáączone ze suwakiem/Ğlizgaczem.
Potencjometr dziaáa jak dzielnik napiĊcia. Typowym zastosowaniem potencjometrów jest

regulacja napiĊcia w urządzeniach elektrycznych lub w ukáadach elektronicznych

odbiorników radiowych i telewizyjnych. PoniĪej przedstawiono zdjĊcie potencjometru

suwakowego i jego schemat elektryczny.

3.1 (3 pkt)

W pewnym doĞwiadczeniu z wykorzystaniem potencjometru napiĊcie na zaciskach A i B

wynosiáo 12 V, a natĊĪenie prądu páynącego przez potencjometr miaáo wartoĞü 0,12 A.

Oblicz dáugoĞü uĪytego do wykonania potencjometru drutu oporowego, wiedząc, Īe

wykonano go z drutu chromonikielinowego o polu przekroju poprzecznego 0,5 mm

2

, a opór

wáaĞciwy chromonikieliny jest równy 1˜10

-6

:·m.

A

C

B

3

Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii

7

Poziom rozszerzony

Zadanie 3. Potencjometr suwakowy (12 pkt)

Potencjometr suwakowy to opornik z moĪliwoĞcią regulacji wartoĞci oporu elektrycznego

przez uĪytkownika. Regulacji tej dokonuje siĊ poprzez zmianĊ poáoĪenia styku

suwaka/Ğlizgacza. Potencjometr wykonuje siĊ z np. z drutu oporowego nawijając go

równomiernie na walcu z izolatora. Dwa skrajne wyprowadzenia oznaczono przez A i B,

trzecie C Ğrodkowe jest poáączone ze suwakiem/Ğlizgaczem.
Potencjometr dziaáa jak dzielnik napiĊcia. Typowym zastosowaniem potencjometrów jest

regulacja napiĊcia w urządzeniach elektrycznych lub w ukáadach elektronicznych

odbiorników radiowych i telewizyjnych. PoniĪej przedstawiono zdjĊcie potencjometru

suwakowego i jego schemat elektryczny.

3.1 (3 pkt)

W pewnym doĞwiadczeniu z wykorzystaniem potencjometru napiĊcie na zaciskach A i B

wynosiáo 12 V, a natĊĪenie prądu páynącego przez potencjometr miaáo wartoĞü 0,12 A.

Oblicz dáugoĞü uĪytego do wykonania potencjometru drutu oporowego, wiedząc, Īe

wykonano go z drutu chromonikielinowego o polu przekroju poprzecznego 0,5 mm

2

, a opór

wáaĞciwy chromonikieliny jest równy 1˜10

-6

:·m.

A

C

B

8

Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Poziom rozszerzony

3.2 (3 pkt)

Oblicz opór wewnĊtrzny akumulatora doáączonego do zacisków A i B. Przyjmij, ze caákowity

opór potencjometru, doáączonego do akumulatora o sile elektromotorycznej 12,6 V, wynosiá

100 ȍ, a natĊĪenie prądu páynącego w obwodzie wynosiáo 0,12 A.

3.3 (3 pkt)

Oblicz, w jakim stosunku są dáugoĞci obu odcinków potencjometru (AC/CB).

W obliczeniach przyjmij, Īe gdy miĊdzy zaciskami A i B napiĊcie wynosiáo 12 V woltomierz

doáączony do zacisków A i C wskazywaá napiĊcie 8 V. Przyjmij, Īe drut oporowy nawiniĊto
na walcu równomiernie oraz skorzystaj z zaleĪnoĞci

l

R

S

U

.

A

C

B

Zadanie 2.1 (3 pkt)

Zadanie 2.2 (3 pkt)

4

8

Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Poziom rozszerzony

3.2 (3 pkt)

Oblicz opór wewnĊtrzny akumulatora doáączonego do zacisków A i B. Przyjmij, ze caákowity

opór potencjometru, doáączonego do akumulatora o sile elektromotorycznej 12,6 V, wynosiá

100 ȍ, a natĊĪenie prądu páynącego w obwodzie wynosiáo 0,12 A.

3.3 (3 pkt)

Oblicz, w jakim stosunku są dáugoĞci obu odcinków potencjometru (AC/CB).

W obliczeniach przyjmij, Īe gdy miĊdzy zaciskami A i B napiĊcie wynosiáo 12 V woltomierz

doáączony do zacisków A i C wskazywaá napiĊcie 8 V. Przyjmij, Īe drut oporowy nawiniĊto
na walcu równomiernie oraz skorzystaj z zaleĪnoĞci

l

R

S

U

.

A

C

B

Zadanie 2.3 (3 pkt)

5

Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii

9

Poziom rozszerzony

Zad. 3.4 (3 pkt)

W celu zbadania wáasnoĞci elektrycznych wáókna Īarówki zbudowano ukáad pomiarowy

zawierający akumulator, woltomierz, amperomierz, potencjometr, ĪarówkĊ i przewody

poáączeniowe, który umoĪliwia zmianĊ napiĊcia na zaciskach Īarówki od 0

V do wartoĞci

maksymalnej (a przez to zmianĊ jasnoĞci jej Ğwiecenia).

Narysuj schemat tego obwodu elektrycznego. UwzglĊdnij w schemacie woltomierz oraz

amperomierz wáączone tak, aby umoĪliwiaáy pomiar napiĊcia na zaciskach Īarówki

i natĊĪenia prądu páynącego przez ĪarówkĊ.

Zadanie 2.4 (3 pkt)