1

Prąd elektryczny

– poziom rozszerzony

KLUCZ ODPOWIEDZI

Zadanie 1. (9 pkt)

Źródło: CKE 2005 (PR), zad. 29.



   

 





  









     

 





























































 

  



  





 















  





  





 



 




      





 
        

     

      

    

       

       

        

    

        

     





     







     





1.1

1.2

1.3

2



       


      

       

      

      
 

















 











 







  



  
       



 



 



 







    

    















































1.4

3

Zadanie 2. (10 pkt)

Źródło: CKE 01.2006 (PR), zad. 26.

25.6

OkreĞlenie Ğredniej gĊstoĞci sáoika:

3

1028

m

kg

s

t

U

1

1

Razem 11

Numer zadania

CzynnoĞci

Punktacja

Uwagi

Stwierdzenie, Īe w obwodzie wystĊpują:

SEM baterii

H

i przeciwnie skierowana

SEM indukcji

ind

H

.

1

26.1

Powoáanie siĊ na reguáĊ Lenza lub inne

poprawne wyjaĞnienie.

1

2

26.2

Zapisanie prawa Ohma dla tego obwodu:

ind

IR

H

H



1

1

26.3

ZauwaĪenie, Īe gdy wirnik jest nieruchomy:

İ

= 12 V i

ind

0

H

1

1

26.4

Powoáanie siĊ na definicjĊ oporu z

uwzglĊdnieniem siáy elektromotorycznej

baterii:

0

4

R

I

H

:

1

1

26.5

Obliczenie mocy:

W

16

0

2

2

I

I

R

I

P

H

1

1

OkreĞleniee wzoru na moc uĪyteczną:

0

2

I

I

I

P

P

P

str

wl

uĪ

H

H





1

26.6

Obliczenie mocy uĪytecznej:

P

uĪ

= 8 W

1

2

OkreĞlenie sprawnoĞci:

uĪ

0

calk

I

P

I

100%

100%

P

K

H

H

H



˜

˜

1

26.7

Obliczenie sprawnoĞci:

%

33

%

100

3

1

|

˜

K

1

2

Z

ad

an

ie

2

6.

Silnik

elektryczny

Razem 10

3

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

Zad

anie 2.

4

Zadanie 3. (10 pkt)

Źródło: CKE 05.2006 (PR), zad. 23.

4

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Arkusz II

Zadanie 23. Ogrzewacz wody (10 pkt)

Turystyczny ogrzewacz wody zasilany jest z akumulatora samochodowego. Element grzejny

wykonano na bocznej powierzchni szklanego naczynia mającego ksztaát walca. Element

grzejny tworzy kilka zwojów przewodzącego materiaáu w postaci paska o szerokoĞci 4 mm

i gruboĞci 0,1 mm. Caákowita dáugoĞü elementu grzejnego wynosi 0,628 m. Opór elektryczny

elementu grzejnego jest równy 0,60 ȍ. Siáa elektromotoryczna akumulatora wynosi 12,6 V,

a jego opór wewnĊtrzny jest równy 0,03 ȍ.

23.1 (3 pkt)

Oblicz moc elementu grzejnego wykorzystywanego w ogrzewaczu w sytuacji opisanej

w treĞci zadania.

23.2 (2 pkt)

WykaĪ, Īe opór wáaĞciwy elementu grzejnego ma wartoĞü okoáo 3,8·10

-7

ȍ·m.

UI

P

, oraz

IR

U

, zatem

R

I

P

2

w

z

R

R

I



H

:

˜

6

,

0

)

20

(

2

A

P

:



:

03

,

0

6

,

0

6

,

12 V

I

W

P 240

A

I 20

S

l

R

U

, gdzie

b

a

S

˜

a = 4 mm

,

b = 0,1 mm

.

m

m

m

m

l

b

a

R

l

S

R

˜

:

˜

˜

˜

:



7

10

82

,

3

628

,

0

0001

,

0

004

,

0

6

,

0

U

U

U

U

Zadanie 3.1 (3 pkt)

Zadanie 3.2 (2 pkt)

5

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

5

Arkusz II

23.3 (3 pkt)

Oszacuj, ile razy wydáuĪy siĊ czas potrzebny do zagotowania wody, jeĪeli napiĊcie na

zaciskach elementu grzejnego zmaleje o 20%. ZaáóĪ, Īe opór elektryczny elementu grzejnego

jest staáy, a straty ciepáa w obu sytuacjach są pomijalne.

23.4 (2 pkt)

Ogrzewacz moĪe byü zasilany ze Ĩródáa prądu przemiennego poprzez ukáad prostowniczy.

Do zacisków A i B ukáadu doprowadzono z transformatora napiĊcie przemienne. Narysuj na

schemacie, w miejscach zaznaczonych prostokątami, brakujące elementy póáprzewodnikowe

tak, aby przez grzaákĊ páynąá prąd wyprostowany dwupoáówkowo*). Oznacz na schemacie za

pomocą strzaáki kierunek przepáywu prądu przez grzaákĊ.

*) wyprostowany dwupoáówkowo – prąd páynie przez grzaákĊ w obu póáokresach

Nr zadania

23.1 23.2 23.3 23.4

Maks. liczba pkt

3

2

3

2

Wypeánia

egzaminator! Uzyskana liczba pkt

t

UI

W

'

i

IR

U

, zatem

t

R

U

W

'

2

Wykonana praca jest w obu wypadkach taka sama, zatem

2

2

2

1

2

1

t

R

U

t

R

U

W

'

'

, skąd





56

,1

8

,

0

1

2

2

1

2

1

1

2

2

2

2

1

1

2

|

'

'

'

'

'

'

t

t

U

U

t

t

U

U

t

t

I

, poniewaĪ

1

2

8

,

0 U

U

Zadanie 3.3 (3 pkt)

Zadanie 3.4 (2 pkt)

6

Zadanie 4. (12 pkt)

Źródło: CKE 2007 (PR), zad. 2.

4

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Poziom rozszerzony

1.6 (2 pkt)

Wózek po uderzeniu kulki odjeĪdĪa, natomiast kulka zaczyna poruszaü siĊ ruchem

drgającym, w którym niü podczas maksymalnego wychylenia tworzy z pionem kąt 27

o

. Podaj,

czy w opisanej sytuacji moĪna dokáadnie obliczyü okres wahaĔ takiego wahadáa korzystając

z zaleĪnoĞci

g

l

2

T

S

. OdpowiedĨ uzasadnij

.

Zadanie 2. Prąd zmienny (12 pkt)

Do Ĩródáa prądu przemiennego poprzez ukáad prostowniczy doáączono ĪarówkĊ, w której

zastosowano wáókno wolframowe. Opór Īarówki podczas jej Ğwiecenia wynosiá 100 :.

Na wykresie poniĪej przedstawiono zaleĪnoĞü natĊĪenia prądu elektrycznego páynącego przez

ĪarówkĊ od czasu.

2.1 (2 pkt)

Podaj, jaką wartoĞü oporu (wiĊkszą, czy mniejszą niĪ 100 :) miaáo wáókno Īarówki przed

doáączeniem jej do Ĩródáa prądu. OdpowiedĨ uzasadnij.

2.2 (2 pkt)

OkreĞl, analizując wykres, czĊstotliwoĞü zmian napiĊcia Ĩródáa prądu przemiennego

zasilającego ukáad prostowniczy.

t, s

0,02

0,03

0,01

0,5

I, A

0,005

0,015

0,025

0,4
0,3
0,2

0,1

W opisanej sytuacji nie moĪna dokáadnie obliczyü okres wahaĔ takiego
wahadáa.

ZaleĪnoĞü

2

l

T

g

S

pozwala na dokáadne obliczenie okresu wahaĔ wahadáa,

tylko dla maáych wychyleĔ (nie przekraczających kilku stopni).

WartoĞü oporu przed doáączeniem Īarówki do Ĩródáa prądu byáa mniejsza
niĪ 100 ȍ.
Wáókno Īarówki wykonane jest z metalu, a opór elektryczny metali roĞnie wraz
ze wzrostem temperatury.

Z wykresu moĪna odczytaü, Īe okres zmian napiĊcia Ĩródáa prądu przemiennego

zasilającego ukáad prostowniczy wynosi T = 0,02 s

;

;

1

1

50Hz

0,02s

f

f

f

T

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

5

Poziom rozszerzony

2.3 (2 pkt)

Oblicz wartoĞü áadunku elektrycznego, jaki przepáynąá przez ĪarówkĊ w czasie 0,02 s.

2.4 (4 pkt)

Naszkicuj wykres ilustrujący zaleĪnoĞü napiĊcia na Īarówce od czasu. Na wykresie zaznacz

odpowiednie wartoĞci. Wykres sporządĨ dla przedziaáu czasu [0 s – 0,03 s]. Dokonaj

niezbĊdnych obliczeĔ. IndukcyjnoĞü obwodu pomiĔ.

obliczenia

wykres

Nr zadania

1.6

2.1

2.2

2.3

2.4

Maks. liczba pkt

2

2

2

2

4

Wypeánia

egzaminator! Uzyskana liczba pkt

sr

Q

I

Q I t

t

Q I t

Ÿ '

'

'

'

'

'

z wykresu I

sr

jest równe w przybliĪeniu 0,35 A, zatem

3

0,35A 0,02s;

7 10 C

Q

Q



'

˜

'

˜

|

Dopuszcza siĊ oszacowanie pola powierzchni pod wykresem I(t)

U

max

= I

max

·R

U

max

= 0,5 A·100 ȍ

U

max

= 50 V

t, s

0,020

0,030

0,010

50

U, V

0

Zadanie 4.1 (2 pkt)

Zadanie 4.2 (2 pkt)

Zadanie 4.3 (2 pkt)

7

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

5

Poziom rozszerzony

2.3 (2 pkt)

Oblicz wartoĞü áadunku elektrycznego, jaki przepáynąá przez ĪarówkĊ w czasie 0,02 s.

2.4 (4 pkt)

Naszkicuj wykres ilustrujący zaleĪnoĞü napiĊcia na Īarówce od czasu. Na wykresie zaznacz

odpowiednie wartoĞci. Wykres sporządĨ dla przedziaáu czasu [0 s – 0,03 s]. Dokonaj

niezbĊdnych obliczeĔ. IndukcyjnoĞü obwodu pomiĔ.

obliczenia

wykres

Nr zadania

1.6

2.1

2.2

2.3

2.4

Maks. liczba pkt

2

2

2

2

4

Wypeánia

egzaminator! Uzyskana liczba pkt

sr

Q

I

Q I t

t

Q I t

Ÿ '

'

'

'

'

'

z wykresu I

sr

jest równe w przybliĪeniu 0,35 A, zatem

3

0,35A 0,02s;

7 10 C

Q

Q



'

˜

'

˜

|

Dopuszcza siĊ oszacowanie pola powierzchni pod wykresem I(t)

U

max

= I

max

·R

U

max

= 0,5 A·100 ȍ

U

max

= 50 V

t, s

0,020

0,030

0,010

50

U, V

0

6

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Poziom rozszerzony

2.5 (2 pkt)

Na rysunkach poniĪej przedstawiono schematy dwóch ukáadów zasilających, w których

zastosowano diody prostownicze.

WskaĪ, który z ukáadów A czy B zastosowano w sytuacji opisanej w zadaniu. Oznacz na

wybranym przez Ciebie ukáadzie znakami

+

,

–

oraz

~

prawidáową biegunowoĞü czterech

zacisków ukáadu zasilającego.

Zadanie 3. Wózek (12 pkt)

Wózek z nadajnikiem fal ultradĨwiĊkowych, spoczywający w chwili

t = 0, zaczyna oddalaü

siĊ od nieruchomego odbiornika ruchem jednostajnie przyspieszonym.

3.1 (2 pkt)

Napisz, jakim ruchem i w którą stronĊ powinien poruszaü siĊ nieinercjalny ukáad odniesienia,

aby opisywany w tym ukáadzie wózek pozostawaá w spoczynku.

odbiornik

nadajnik

0

x

G

Įr

u

Ukáad A

Ukáad B

+
–

~

~

Nieinercjalny ukáad odniesienia powinien poruszaü siĊ ruchem jednostajnie
przyspieszonym.

Ukáad odniesienia powinien poruszaü siĊ w prawo.

Zadanie 4.4 (4 pkt)

Zadanie 4.5 (2 pkt)

8

Zadanie 5. (12 pkt)

Źródło: CKE 2008 (PR), zad. 4.

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Poziom rozszerzony

8

Zadanie 4. ĩarówka (12 pkt)

Opór elektryczny wáókna pewnej Īarówki w temperaturze 0

o

C wynosi 88,1 ȍ. ĩarówkĊ

doáączono do Ĩródáa prądu przemiennego o napiĊciu skutecznym 230 V. Podczas Ğwiecenia

przez ĪarówkĊ páynąá prąd o natĊĪeniu skutecznym 261 mA, a opór wáókna Īarówki wskutek

wzrostu temperatury wzrósá

dziesiĊciokrotnie.

Opór elektryczny wáókna zmienia siĊ wraz ze wzrostem temperatury zgodnie z zaleĪnoĞcią





0

1

R R

T

 ˜ '

D

Zadanie 4.1

(2 pkt)

Oblicz moc pobieraną przez Ğwiecącą ĪarówkĊ.

sk

sk

P U I

˜

230V 0,261A

˜

P

60W

|

P

Zadanie 4.2 (2 pkt)

Oblicz natĊĪenie skuteczne prądu w Īarówce podczas wáączania zasilania, gdy temperatura

wáókna wynosi 0

o

C.

sk

sk

U

I

R

230V

88,1

:

sk

I

2,61A

sk

I

Zadanie 4.3 (2 pkt)

Oblicz przyrost temperatury wáókna Īarówki po wáączeniu Īarówki i rozgrzaniu siĊ wáókna.





0

1

 D ˜ '

R R

T

,

stąd

0

0



'

D ˜

R R

T

R

Po wybraniu wáaĞciwych danych i podstawieniu otrzymujĊ:

3

1

881

88,1

5 10 K 881





: 

:

'

˜

˜

:

T

1800K

'

T

gdzie:

0

R – opór w temperaturze 0

o

C,

Į – temperaturowy

wspóáczynnik

wzrostu

oporu,

dla wáókna tej Īarówki jest równy 5·10

-3

K

-1

,

ǻT – przyrost temperatury wáókna Īarówki.

Zadanie 5.1 (2 pkt)

Zadanie 5.2 (2 pkt)

Zadanie 5.3 (2 pkt)

9

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Poziom rozszerzony

9

Zadanie 4.4 (2 pkt)

Do wáókna Ğwiecącej Īarówki zbliĪono biegun N silnego magnesu.

Zapisz, jak zachowa siĊ wáókno Īarówki po zbliĪeniu magnesu, gdy Īarówka jest zasilana

napiĊciem przemiennym, a jak, gdy jest zasilana napiĊciem staáym.

Gdy do wáókna Ğwiecącej Īarówki, zasilanej napiĊciem przemiennym, zbliĪymy
biegun silnego magnesu wáókno bĊdzie drgaü.

Gdy do wáókna Ğwiecącej Īarówki, zasilanej napiĊciem staáym, zbliĪymy biegun
silnego magnesu wáókno odchyli siĊ.

Zadanie 4.5 (2 pkt)

Oblicz dáugoĞü drutu wolframowego, z którego wykonano wáókno Īarówki, jeĞli wiadomo, Īe

pole powierzchni przekroju poprzecznego drutu wynosi 8·10

–11

m

2

, a opór wáaĞciwy wolframu

w temperaturze 0

o

C jest równy 5˜10

–8

:˜m.

U

l

R

S

,

zatem

˜

U

R S

l

Po podstawieniu danych liczbowych otrzymujĊ:

11

2

8

881 8 10 m

5 10

m





: ˜ ˜

˜

: ˜

l

0,14m

|

l

Zadanie 4.6 (2 pkt)

WyjaĞnij, dlaczego temperaturowy wspóáczynnik wzrostu oporu Į dla metali ma wartoĞü

dodatnią, a dla póáprzewodników ma wartoĞü ujemną.

Dla metali, w których wystĊpuje gaz elektronowy (duĪa liczba swobodnych
elektronów) wzrost temperatury powoduje wzrost drgaĔ sieci krystalicznej, co
utrudnia przepáyw prądu elektrycznego (powoduje zwiĊkszenie oporu
elektrycznego).
Dla póáprzewodników wzrost temperatury równieĪ powoduje wzrost drgaĔ sieci
krystalicznej, ale jednoczeĞnie powoduje zwiĊkszenie liczby noĞników (dziur lub
elektronów), co pociąga za sobą wzrost natĊĪenia prądu czyli zmniejszenie
oporu.

Nr zadania

4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6.

Maks. liczba pkt

2

2

2

2

2

2

Wypeánia

egzaminator! Uzyskana liczba pkt

Zadanie 5.4 (2 pkt)

Zadanie 5.5 (2 pkt)

Zadanie 5.6 (2 pkt)

10

Zadanie 6. (12 pkt)

Źródło: CKE 2009 (PR), zad. 4.

Fizyka i astronomia – poziom rozszerzony

Klucz punktowania odpowiedzi

17

Zadanie 4.1

Tworzenie informacji

Rozpoznanie ukáadu pasm energetycznych dla

póáprzewodnika, przewodnika i izolatora, wykorzystując

teoriĊ pasmową przewodnictwa ciaá staáych.

Rozpoznanie pierwiastków, które są póáprzewodnikami.

0–2

1 pkt – prawidáowe podpisanie rysunków:

przewodnik, póáprzewodnik, izolator

1 pkt – poprawny wybór póáprzewodników:

german i krzem

Zadanie 4.2

Tworzenie informacji

Ustalenie rodzaju noĞników wiĊkszoĞciowych

w póáprzewodniku okreĞlonego typu.

0–1

1 pkt – zapisanie nazwy noĞników wiĊkszoĞciowych:

elektrony

Zadanie 4.3

Tworzenie informacji

Analiza wykresu i ustalenie, jak opór elektryczny

fotorezystora zaleĪy od natĊĪenia oĞwietlenia.

WyjaĞnienie zaleĪnoĞci oporu elektrycznego

fotorezystora od natĊĪenia oĞwietlenia przez odwoáanie

siĊ do mikroskopowych wáasnoĞci póáprzewodników.

0–3

1 pkt – zapisanie odpowiedzi np.: opór

maleje, gdy natĊĪenie oĞwietlenia roĞnie

1 pkt – obliczenie wartoĞci oporu elektrycznego fotorezystora dla dwóch róĪnych wartoĞci

oĞwietlenia lub odwoáanie siĊ do prawa Ohma (z odpowiednim komentarzem)

1 pkt – zapisanie wyjaĞnienia np.:

zwiĊkszenie liczby fotonów powoduje wzrost liczby noĞników prądu czyli

zmniejszenie oporu elektrycznego

Zadanie 4.4

Tworzenie informacji

Wyznaczenie natĊĪenie oĞwietlenia fotorezystora,

wykorzystując dane przedstawione na schemacie

obwodu elektrycznego oraz na wykresie

przedstawiającym zaleĪnoĞü natĊĪenia prądu páynącego

przez fotorezystor od napiĊcia przyáoĪonego do jego

zacisków przy róĪnych wartoĞciach natĊĪenia

oĞwietlenia.

0–3

1 pkt – obliczenie napiĊcia na oporze 3500 :, U = 7 V (lub R

caákowity

= 6000 :)

1 pkt – obliczenie napiĊcia na fotorezystorze U = 5 V (lub R

fotorez

= 2500 :)

1 pkt – odczytanie z wykresu natĊĪenia oĞwietlenia (dla U = 5 V oraz I = 2 mA)

E = 100 lx

Zadanie 4.5

Korzystanie z informacji

Obliczenie oporów zastĊpczych dla ukáadu opornik –

fotorezystor, w zaleĪnoĞci od sposobu ich poáączenia i

natĊĪenia oĞwietlenia fotorezystora.

0–3

1 pkt – obliczenie wartoĞci oporów dla poáączeĔ szeregowych:

4 k:; 2,5 k:

1 pkt – obliczenie wartoĞci oporów dla poáączeĔ równolegáych:

1 k:; 0,4 k:

Zadanie 6.1 (2 pkt)

Zadanie 6.2 (1 pkt)

Zadanie 6.3 (3 pkt)

Zadanie 6.4 (3 pkt)

Zadanie 6.5 (3 pkt)

11

Fizyka i astronomia – poziom rozszerzony

Klucz punktowania odpowiedzi

18

1 pkt – prawidáowe wpisanie do tabeli wartoĞci oporów

Rodzaj poáączenia

sáabe

oĞwietlenie

(10 lx)

silne

oĞwietlenie

(600 lx)

poáączenie szeregowe, opór w k:

4

2,5

poáączenie równolegáe, opór w k:

1

0,4

Zadanie 5.1

WiadomoĞci i rozumienie

Ustalenie, w którym z zaznaczonych obszarów

na diagramie

Hertzsprunga-Russela znajduje siĊ

okreĞlona cefeida.

Ustalenie rodzaju gwiazd znajdujących siĊ

w okreĞlonym obszarze na diagramie Hertzsprunga-

Russela.

0–2

1 pkt – zapisanie odpowiedzi:

obszar III

1 pkt – zapisanie odpowiedzi:

biaáe karáy

Zadanie 5.2

Korzystanie z informacji

Szacowanie (w jednostkach ukáadu SI), w jakich

granicach zmienia siĊ moc promieniowania gwiazd

leĪących na ciągu gáównym diagramu Hertzsprunga-

Russela.

0–2

1 pkt – odczytanie z wykresu odpowiednich wartoĞci (1/10 000 oraz 1 000 000

lub 1·10

-4

oraz

1·10

6

)

1 pkt – oszacowanie dolnej i górnej granicy przedziaáu mocy:

P

min

§ 4·10

22

W

P

max

§ 4·10

32

W

Zadanie 5.3

Korzystanie z informacji

Szacowanie okresu zmian jasnoĞci cefeidy

wykorzystując informacje zawarte na wykresie zmiany

jej jasnoĞci w czasie.

0–1

1 pkt – oszacowanie okresu zmian jasnoĞci cefeidy

T § 5,5 dnia

Dopuszcza siĊ odpowiedĨ z przedziaáu

6

,

5

dni.

Zadanie 5.4

Tworzenie informacji

WyjaĞnienie, dlaczego cefeida į Cephei emituje

znacznie wiĊcej energii od SáoĔca mimo podobnej

temperatury powierzchni.

0–1

1 pkt – zapisanie odpowiedzi np.:

Cefeida ma wiĊksze rozmiary niĪ SáoĔce (promieĔ, pole powierzchni) i dlatego

caákowita wypromieniowana moc jest wiĊksza

Zadanie 7. (10 pkt)

Źródło: CKE 2010 (PR), zad. 2.

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Klucz punktowania odpowiedzi – poziom rozszerzony

3

Zadanie 1.5.

Korzystanie z informacji Obliczenie ciĞnienia powietrza na maksymalnej

wysokoĞci, na którą wzniósá siĊ balon

0–2

1 p. – zastosowanie równania Clapeyrona z uwzglĊdnieniem gĊstoĞci i Ğredniej masy

molowej powietrza, otrzymanie wzoru, np.:

P

U

T

R

p

˜

˜

1 p. – obliczenie ciĞnienia powietrza

p § 6247 Pa lub p § 6250 Pa lub p § 6,25 kPa

Zadanie 1.6.

Korzystanie z informacji

Obliczenie wysokoĞci, na której znajduje siĊ balon,

jeĪeli ciĞnienie powietrza na tej wysokoĞci jest 16 razy

mniejsze niĪ na powierzchni Ziemi

0–2

1 p. – zastosowanie zaleĪnoĞci

16

1

0

p

p

h

oraz

5

0

2

h

h

p

p



, otrzymanie wzoru,

np.:

5

2

16

1

h



lub

5

4

2

2

h





1 p. – obliczenie wysokoĞci, na którą wzniósá siĊ balon h = 20 km

Zadanie 2.1.

Korzystanie z informacji

Obliczenie pracy prądu elektrycznego podczas

ogrzewania wody w czajniku elektrycznym do czasu

jej zagotowania

0–2

1 p. – zastosowanie zaleĪnoĞci pracy prądu od mocy urządzenia i czasu jego pracy,

np.:

t

P

W

˜

1 p. – obliczenie pracy prądu elektrycznego W = 300 kJ

Zadanie 2.2.

Korzystanie z informacji Obliczenie sprawnoĞci procesu ogrzewania wody

w czajniku

0–2

1 p. – zapisanie wzoru na sprawnoĞü proces ogrzewania wody w czajniku,

np.:

t

P

T

c

m

w

˜

'

˜

˜

K

1 p. – obliczenie sprawnoĞci Ș § 0,73 lub Ș § 73%

Zadanie 2.3.

Tworzenie informacji

Sformuáowanie wniosku dotyczącego związku

wzglĊdnej straty energii z masą zagotowanej wody

w czajniku

0–1

1 p. – zapisanie wniosku, np.:

Im wiĊksza masa wody tym wzglĊdne straty energii są mniejsze.

Zadanie 7.1 (2 pkt)

Zadanie 7.2 (2 pkt)

Zadanie 7.3 (1 pkt)

12

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Klucz punktowania odpowiedzi – poziom rozszerzony

4

Zadanie 2.4.

Korzystanie z informacji Narysowanie wykresu zaleĪnoĞci sprawnoĞci

ogrzewania wody w czajniku od masy wody

0–3

1 p. – wyskalowanie i opisanie osi

1 p. – naniesienie wszystkich punktów dla danych z tabeli

1 p. – narysowanie wykresu

Zadanie 2.5.

Tworzenie informacji

Wykazanie, Īe bezwzglĊdne straty energii dostarczonej

do czajnika podczas zagotowywania w nim wody

rosną wraz z masą wody znajdującej siĊ w czajniku

0–2

1 p. – wyznaczenie bezwzglĊdnych strat energii korzystając z zaleĪnoĞci:

ǻE

i

= (1/Ș

i

- 1)·m

i

·c·ǻT

0,75·

m·c·ǻT; 0,45·(2m)·c·ǻT; 0,32·(3m)·c·ǻT; 0,27·(4m)·c·ǻT; 0,23·(5m)·c·ǻT;

0,22·(6

m)·c·ǻT

1 p. – porównanie przynajmniej dla dwóch mas wody wartoĞci bezwzglĊdnych strat energii

i wykazanie, Īe teza postawiona w zadaniu jest prawdziwa

Zadanie 3.1.

Korzystanie z informacji Obliczenie maksymalnego napiĊcia na uzwojeniu

pierwotnym transformatora

0–1

1 p. – obliczenie maksymalnego napiĊcia na uzwojeniu pierwotnym transformatora

max1

sk1

U

2 U

˜

U

max

1

§ 325 V

Zadanie 3.2.

WiadomoĞci i rozumienie

Zapisanie nazwy zjawiska, dziĊki któremu energia

elektryczna przekazywana jest w transformatorze

z uzwojenia pierwotnego do wtórnego

0–1

1 p. – zapisanie nazwy zjawiska: indukcja elektromagnetyczna

Zadanie 7.4 (3 pkt)

Zadanie 7.5 (2 pkt)

Zadanie 8. (10 pkt)

Źródło: CKE 2010 (PR), zad. 3.

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Klucz punktowania odpowiedzi – poziom rozszerzony

4

Zadanie 2.4.

Korzystanie z informacji Narysowanie wykresu zaleĪnoĞci sprawnoĞci

ogrzewania wody w czajniku od masy wody

0–3

1 p. – wyskalowanie i opisanie osi

1 p. – naniesienie wszystkich punktów dla danych z tabeli

1 p. – narysowanie wykresu

Zadanie 2.5.

Tworzenie informacji

Wykazanie, Īe bezwzglĊdne straty energii dostarczonej

do czajnika podczas zagotowywania w nim wody

rosną wraz z masą wody znajdującej siĊ w czajniku

0–2

1 p. – wyznaczenie bezwzglĊdnych strat energii korzystając z zaleĪnoĞci:

ǻE

i

= (1/Ș

i

- 1)·m

i

·c·ǻT

0,75·

m·c·ǻT; 0,45·(2m)·c·ǻT; 0,32·(3m)·c·ǻT; 0,27·(4m)·c·ǻT; 0,23·(5m)·c·ǻT;

0,22·(6

m)·c·ǻT

1 p. – porównanie przynajmniej dla dwóch mas wody wartoĞci bezwzglĊdnych strat energii

i wykazanie, Īe teza postawiona w zadaniu jest prawdziwa

Zadanie 3.1.

Korzystanie z informacji Obliczenie maksymalnego napiĊcia na uzwojeniu

pierwotnym transformatora

0–1

1 p. – obliczenie maksymalnego napiĊcia na uzwojeniu pierwotnym transformatora

max1

sk1

U

2 U

˜

U

max

1

§ 325 V

Zadanie 3.2.

WiadomoĞci i rozumienie

Zapisanie nazwy zjawiska, dziĊki któremu energia

elektryczna przekazywana jest w transformatorze

z uzwojenia pierwotnego do wtórnego

0–1

1 p. – zapisanie nazwy zjawiska: indukcja elektromagnetyczna

Zadanie 8.1 (1 pkt)

Zadanie 8.2 (1 pkt)

13

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Klucz punktowania odpowiedzi – poziom rozszerzony

5

Zadanie 3.3.

WiadomoĞci i rozumienie Zapisanie zakoĔczenia zdania – podanie nazwy

materiaáu, z którego wykonano rdzeĔ transformatora

0–1

1 p. – prawidáowe uzupeánienie zdania: ferromagnetyk
Zadanie 3.4.

WiadomoĞci i rozumienie Obliczenie ilorazu liczby zwojów nawiniĊtych na

uzwojenia transformatora

0–2

1 p. – obliczenie stosunku liczby zwojów korzystając z przekáadni transformatora

N

1

/

N

2

=

U

1

/U

2

= 2

1 p. – podanie prawidáowej odpowiedzi:

Uzwojenie pierwotne ma 2 razy wiĊcej zwojów niĪ uzwojenie wtórne.

Zadanie 3.5.

WiadomoĞci i rozumienie

Ustalenie i zapisanie zakoĔczenia zdaĔ – okreĞlenie

sposobu poáączenia oporników w sytuacjach

przedstawionych w zadaniu

0–2

1 p. – prawidáowe uzupeánienie pierwszego zdania: ... szeregowo
1 p. – prawidáowe uzupeánienie zdania: ... równolegle

Zadanie 3.6.

Korzystanie z informacji

Obliczenie áadunku zgromadzonego na kondensatorze

wáączonym w obwód w chwili, gdy napiĊcie na jego

okáadkach bĊdzie najwiĊksze

0–1

1 p. – obliczenie áadunku zgromadzonego na kondensatorze

U

C

Q

U

Q

C

˜

Q § 12,2 mC lub Q § 12 mC lub Q § 1,2·10

-2

C

Zadanie 3.7.

Tworzenie informacji

Wykazanie, Īe napiĊcie na okáadkach kondensatora

bĊdzie równe maksymalnemu napiĊciu na uzwojeniu

wtórnym transformatora

0–2

1 p. – obliczenie napiĊcia maksymalnego

AB

sk

MN

U

U

˜

2

max

zatem

V

163

|

MN

max

U

1 p. – zapisanie prawidáowego wyjaĞnienia np.:

Kondensator po naáadowaniu nie bĊdzie sie rozáadowywaá, poniewaĪ w ukáadzie

znajduje siĊ dioda poáączona z kondensatorem w kierunku zaporowym dla prądu

rozáadowania.

Zadanie 8.3 (1 pkt)

Zadanie 8.4 (2 pkt)

Zadanie 8.5 (2 pkt)

Zadanie 8.6 (1 pkt)

Zadanie 8.7 (2 pkt)