Fizyka

Wiązka zadań

Baterie w laptopie

Drukuj

Sugerowane przeznaczenie Praca na lekcji, Sprawdzian

Zadanie

Bateria w laptopie Janka przestała działać. Janek zaczął rozglądać się za nową baterią.  Otrzymał ofertę zawierającą charakterystykę 5 baterii:

  Pojemność Cena
 bateria A 4,4 Ah 351 zł
 bateria B 6,6 Ah 383 zł
 bateria C 8 Ah 510 zł
 bateria D 9,6 Ah 600 zł


Dowiedział się, że pojemność baterii mówi o zgromadzonym w niej ładunku elektrycznym. Na przykład pojemność 5 Ah oznacza, że z baterii można czerpać prąd o natężeniu 2 A przez 2,5 h lub1 A przez 5 h itd.  

Laptop pracuje pod napięciem 20 V, a jego średnia moc wynosi 30 W.

Janek potrzebuje baterii, która umożliwia co najmniej 4-godzinną pracę bez doładowywania i chciałby, aby była ona możliwie najtańsza.

Którą baterię powinien wybrać?

`square` a) A

`square` b) B

`square` c) C

`square` d) D

Odpowiedź, podstawa programowa i omówienie zadania

Poprawna odpowiedź

B

Wymaganie ogólne

1 Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu poznanych zjawisk lub rozwiązania prostych zadań obliczeniowych.

Wymaganie szczegółowe

4.7. Elektryczność. Uczeń posługuje się pojęciem natężenia prądu elektrycznego
4.8. Elektryczność. Uczeń posługuje się (intuicyjnie) pojęciem napięcia elektrycznego
4.10. Elektryczność. Uczeń posługuje się pojęciem pracy i mocy prądu elektrycznego

Komentarz

Zadanie wymagało przeanalizowania tekstu oraz dokonania kilku nieskomplikowanych obliczeń.  Uczeń rozwiązujący to zadanie powinien wykazać się znajomością podstawowej wiedzy z zakresu elektryczności. W treści zadania przedstawiona jest konkretna sytuacja życiowa dotycząca zakupu optymalnej baterii do komputera. W tabeli podano pojemność (w amperogodzinach), a pod tabelą wyjaśniono jej praktyczne znaczenie. Znając warunki pracy laptopa, napięcie zasilające i pobieraną moc, możemy policzyć najniższą wartość pojemności baterii wystarczającą do 4-godzinnej pracy komputera. Skoro przy napięciu 20 V laptop ma moc 30 W, to natężenie płynącego prądu wynosi 1,5 A (korzystamy ze wzoru moc = napięcie × natężenie prądu). Zatem przy optymalnej pracy laptopa natężenie pobieranego prądu z baterii wynosi 1,5 ampera. Oznacza to, że minimalna pojemność potrzebna do zapewnienia czterech godzin ciągłej pracy laptopa wynosi 6 Ah (1,5 A x 4 h). Zatem wszystkie baterie o pojemności większej niż 6 Ah są odpowiednie do tego laptopa. Biorąc pod uwagę drugi warunek, jak najmniejszy koszt, należy wybrać baterię o pojemności 6,6 Ah, czyli odpowiedź B. 

Zadanie wykorzystano w badaniu pilotażowym przeprowadzonym w pierwszych klasach liceum ogólnokształcącego. Około 42% badanych podało prawidłowe rozwiązanie zadania. 


Utwór powstał w ramach projektu "Badanie jakości i efektywności oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego” współfinansowanego przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl