Oefenopgaven Natuurkunde 1 - Electriciteit 4 vwo en 5 vwo

Oefenopgaven Natuurkunde 1 - Electriciteit 4 vwo en 5 vwo
Bij paragraaf 7.1
Spanningsbron en stroomkring
Opgave 1
Maak opgave 6 uit het boek
Opgave 2
Maak opgave 7 uit het boek
Opgave 3
Maak opgave 8 uit het boek
Opgave 4
Maak opgave 9 uit het boek
Bij paragraaf 7.2
Elektrische lading
Opgave 5
Maak opgave 16 uit het boek
Opgave 6
Maak opgave 17 uit het boek
Opgave 7
Maak opgave 18 uit het boek
Opgave 8
Maak opgave 19 uit het boek
Bij paragraaf 7.3
Geleiding in metalen. Meten van stroom en spanning
Opgave 9
Maak opgave 21 uit het boek.
Opgave 10
Maak opgave 23 uit het boek
Bij paragraaf 7.4
aug 2005
Wet van Ohm; meting van weerstand
Opgave 11
a) Hoe luidt de Wet van Ohm?
b) Teken een schakeling waarmee de weerstand van een geleider bepaald kan worden.
Opgave 12
a) Door een draad van 8,0 () gaat een stroom van 1,50 (A). Bereken de aangelegde
spanning.
b) Een weerstand van 10 (k) is aangesloten op een spanning van 5,0 (V). Bereken de
stroomsterkte.
c) Men sluit een radioweerstandje aan op een spanning van 10,0 (V). De stroomsterkte
blijkt 2,13 (mA) te zijn. Bereken de weerstand.
Opgave 13
a) Een gloeilamp heeft een weerstand van 900 (). Hij is aangesloten op het lichtnet
van 230 (V). Bereken de stroomsterkte door de lamp.
b) Een kerstboomlampje kan maximaal een stroomsterkte van 0,40 (A) verdragen. De
weerstand van het lampje is 40 ().
1. Licht met berekening toe wat er gebeurt als je dit lampje aansluit op 230 (V).
2. Als we een aantal lampjes in serie (achter elkaar) op 230 (V) aansluiten, zullen ze
wel goed branden. Bereken hoeveel lampjes er minimaal in serie geschakeld moeten
worden.
Opgaven nae v5
Elektrische Stromen
1/6
Bij paragraaf 7.5
Weerstand van een draad
Opgave 14
a) Wat verstaat men onder de soortelijke weerstand van een materiaal?
b) Toon aan dat de eenheid van van soortelijke weerstand (m) is.
c) Hoe kan men van een metaaldraad de soortelijke weerstand bepalen? Geef aan wat
je meet en wat je berekent en welke meetapparatuur je nodig hebt.
Opgave 15
Het koperdraad van een spoel heeft een lengte van 480 (m) en een doorsnede van 0,40
(mm2). Men sluit de draad aan op een spanning van 24 (V). Bereken de stroomsterkte
door de draad.
Opgave 16
Een stukje ijzerdraad is 40 (cm) lang en heeft een diameter van 0,80 (mm). Men steekt
de uiteinden van de draad in een wandcontactdoos met een spanning van 230 (V).
a) Waarom is dit onverstandig?
b) Bereken de stroomsterkte door de draad.
Opgave 17
Een draad van 0,20 (mm) dikte en een lengte van 1,20 (m) heeft een weerstand van
17,2 (). Van welke alliage (= metaallegering) kan deze draad gemaakt zijn.
Opgave 18
Van twee even dikke koperdraden A en B heeft men het
verband tussen de aangelegde spanning en de stroomsterkte
gemeten. Het resultaat is weergegeven in het diagram
hiernaast.
a) Leg uit hoe je kan zien welke draad het langst is.
b) Bepaal de weerstand van draad B.
c) Schets hoe de grafiek is van een draad die langer is dan A
en langer dan B.
Opgave 19
Als men een gloeilamp aansluit op 230 (V) loopt er een
stroom van 0,26 (A). De gloeidraad is van wolfraam en heeft een dikte van 5,0 (m).
Bereken de lengte van de gloeidraad.
Bij paragraaf 7.6
Weerstand en temperatuur; bijzondere weerstanden
Opgave 20
Maak opgave 40 uit het boek
Opgave 21
Maak opgave 41 uit het boek
Bij paragraaf 7.7
Elektische energie; elektrisch vermogen
Opgave 22
a) Door een draad van 16 () loopt een stroom van 1,50 (A). Bereken hoeveel warmte
er in de draad in 1,00 (min) wordt ontwikkeld.
b) Een apparaat verbruikt in 4,0 (min) 4,8 (kJ) aan elektrische energie. De
stroomsterkte is 0,25 (A). Bereken de spanning die over het apparaat staat.
c) Een lamp van 100 (W) brandt op een spanning van 230 (V). Bereken de weerstand
van de lamp.
Opgave 23
Op een lamp staat “40 (W); 230 (V)”. We veronderstellen de weerstand constant.
a) Bereken de weerstand van de lamp.
b) Bereken het vermogen van de lamp als we hem aansluiten op 115 (V) spanning.
Opgaven nae v5
Elektrische Stromen
2/6
Opgave 24
a) Een smeltveiligheid (zekering) is geschikt voor 16 (A). De netspanning is 230 (V).
Wat is het maximale vermogen dat aangesloten op de groep waar deze zekering zit.
b) Men sluit een weerstand van 1,44 () aan op een spanningsbron. In de weerstand
wordt een vermogen ontwikkeld van 100 (W). Bereken de spanning van de bron.
Opgave 25
a) Geef de definitie van 1 (kWh).
b) Een wasmachine gebruikt voor een wasprogramma 2,5 (kWh). Er is 1,5 (h) voor
nodig. Bereken het (gemiddelde) vermogen van de machine.
c) Een lamp van 100 (W) brandt 3,00 (uur). Hoeveel (kWh) is er dan verbruikt?
Opgave 26
Maak opgave 45 uit het boek.
Opgave 27
In een huis branden ’s avonds gedurende (gemiddeld over het jaar) 4,00 (h) de
volgende lampen: 6 lampen van 100 (W), 8 lampen van 75 (W) en 5 lampen van 60
(W). Eén (kWh) kost € 0,12.
a) Bereken hoeveel de verlichting per jaar (365 dagen) kost.
Men vindt dit te duur. Daarom vervangt men alle lampen van 100 (W) door lampen
van 75 (W), die van 75 (W) door 60 (W) en die van 60 (W) door lampen van 40 (W).
b) Bereken hoeveel € men hierdoor per jaar bespaart.
Opgave 28
Iemand wil ’s nachts zijn voordeur verlichten. Hij heeft de keuze uit 2 mogelijkheden.
A een gewone gloeilamp van 60 (W) die € 0,90 kost en 1000 uur kan
branden.
B een spaarlamp van 9,0 (W) die € 18,- kost en 5000 uur kan branden.
Neem aan dat een lamp gemiddeld 12 uur per dag brandt. Een (kWh) kost
€ 0,12.
Onderzoek welk alternatief goedkoper is na 5 jaar verbruik (1 jaar mag je 365 dagen
nemen). Houd rekening met aanschaf en energieverbruik.
Bij paragraaf 7.8
Serie- en parallelschakeling van weerstanden
Opgave 29
De ampèremeter in de schakeling heeft 2,0 (A) aan.
a) Bereken de onbekende weerstand X.
b) Bereken wat de voltmeter aanwijst.
Opgave 30
Bereken wat de meters aangeven in de schakeling
hiernaast.
Opgave 31
In de schakeling hiernaast wijst de ampèremeter 50 (mA) aan.
a) Bereken de weerstand van X
b) Bereken wat de voltmeter aanwijst
Opgaven nae v5
Elektrische Stromen
3/6
Opgave 32
In de schakeling hiernaast wijst de voltmeter 2,00 (V)
aan. Bereken wat de ampèremeter aanwijst en de
waarde van weerstand X.
Opgave 33
Op een spanning van 12,0 (V) worden een weerstand van 24,0 () een van 8,0 () en
een van 12,0 () parallel aangesloten.
a) Bereken de vervangingsweerstand.
b) Bereken de stroomsterkte door elke weerstand afzonderlijk.
c) Bereken de stroom die de spanningsbron levert.
Opgave 34
a) Leg uit door welke weerstand de grootste stroom loopt.
b) Leg uit over welke weerstand de grootste spanning staat.
Men sluit schakelaar S.
c) Leg uit wat er daardoor met de stroomsterkte door de
ampèremeter gebeurt.
d) Bereken de vervangingsweerstand vóór en ná het sluiten
van schakelaar S.
Opgave 35
Bereken in de schakeling hiernaast:
a) De totale weerstand in de stroomkring
b) De hoofdstroom
c) Wat de voltmeter aanwijst
d) De spanning over de parallelschakeling.
e) De deelstromen I1, I2 en I3.
Opgave 36
a) Bereken wat de meters aanwijzen.
b) Bereken de stroomsterkte door de weerstand van 60 ().
Opgave 37
A t/m D zijn identieke lampjes met weerstand van
10,0 (). We nemen aan dat alle lampjes dezelfde
weerstand hebben.
a) Leg uit waarom dat eigenlijk niet waar is.
b) 1. Welke lamp brandt met het grootste vermogen?
2. Bereken dat vermogen.
c) 1. Welke lamp brandt met het kleinste vermogen?
2. Bereken dat vermogen.
d) Bereken hoeveel elektrisch vermogen in de bron wordt omgezet.
Opgave 38
Maak opgave 58 uit het boek.
Opgaven nae v5
Elektrische Stromen
4/6
Bij paragraaf 7.9
De juiste spanning; veilig toepassen van elektrische stroom
Opgave 39
Teken het schema van een potentiometerschakeling waarbij je de spanning over een
lamp kan variëren van 0 tot 230 (V)
opgave 40
Men heeft een motortje
aangesloten op een
spanningsdeler. Zie de fig
hiernaast:
(a) Waar moet het schuifcontact S
staan om de zorgen dat de
voltmeter 12 (V) aanwijst ?
(b) Teken in de figuur hieronder
hoe de verschillende
onderdelen met draadjes
verbonden moeten worden om
de schakeling van het schema
te verwezenlijken.
Pas op ! Dit is een moeilijke vraag en het kan gemakkelijk fout gaan. Werk eerst met
potlood, zodat je kan gummen.
Opgave 41
a) Wat gebeurt er bij kortsluiting?
b) Welke beveiliging heeft men daartegen?
c) Wat gebeurt er bij gestelsluiting?
d) Welke beveiliging is daar tegen?
Opgave 42
a) Welke twee soorten gevaren zijn er van elektriciteit in huis?
b) Hoe worden die gevaren zo goed mogelijk voorkomen?
c) Waarom beschermt een smeltveiligheid (=zekering/stop) niet tegen
aanrakingsgevaar?
d) Waarvoor dient een aardlekschakelaar?
Opgave 43
a) Wanneer gebruikt men een scheidingstransformator?
b) Leg uit dat bij de toepassing van een scheidingstransformator de aardlekschakelaar
zijn werk niet kan doen.
Opgaven nae v5
Elektrische Stromen
5/6
Opgave 44
Opgaven nae v5
Maak opgave 73 uit het boek.
Elektrische Stromen
6/6