Fizyka

Wiązka zadań

Obwód elektryczny

Drukuj

Sugerowane przeznaczenie Praca na lekcji, Sprawdzian

Zadanie

Janek zbudował obwód składający się z żarówki, bateryjki o pomijalnym oporze wewnętrznym i amperomierza (schemat 1). 

 

Schemat 1

Chciał sprawdzić, czy równoległe połączenie opornika z żarówką wpłynie na jasność jej świecenia (schemat 2). 

 

Schemat 2

 

Uzupełnij odpowiedź, aby otrzymać zdania prawdziwe.

(1) Po podłączeniu opornika równolegle żarówka będzie świeciła

A. mocniej niż

B. słabiej niż

C. tak samo jak

żarówka w obwodzie bez opornika.

 

(2) Równoległe połączenie opornika z żarówką

A. nie wpłynie na natężenie

B. spowoduje spadek natężenia

C. spowoduje wzrost natężenia

płynącego przez nią prądu.

Odpowiedź, podstawa programowa i omówienie zadania

Poprawna odpowiedź

1. C., 2. A.

Wymaganie ogólne

R5 (Rozszerzenie) Planowanie i wykonywanie prostych doświadczeń i analiza ich wyników.

Wymaganie szczegółowe

Komentarz

Zadanie sprawdza umiejętność projektowania prostych doświadczeń fizycznych i odwołuje się do sytuacji, z którą mamy do czynienia np. w przypadku instalacji oświetleniowej w mieszkaniu, w której żarówki są połączone równolegle. Jak można zaobserwować, włączenie kolejnej żarówki do obwodu nie wpływa na jasność pozostałych żarówek. Najprościej wyjaśnić to na przytoczonym w zadaniu przykładzie: na rysunku górnym mamy obwód składający się ze źródła prądu (baterii), żarówki oraz amperomierza. Prąd wytwarzany przez baterię charakteryzuje się stałą wartością napięcia, jego natężenie natomiast jest zmienne i może przybierać dowolne wartości nieprzekraczające wartości maksymalnej dla danego typu ogniwa.

Na kolejnym rysunku mamy ten sam obwód po niewielkiej modyfikacji: żarówka została połączona równolegle z opornikiem. Zauważmy, że przy takim połączeniu nie zmieniło się napięcie na zaciskach żarówki, wobec tego, zgodnie z prawem  Ohma, natężenie płynącego przez nią prądu również nie mogło się zmienić (żarówka posiada stały opór). Jedynym efektem włączenia dodatkowego opornika w obwód jest zwiększenie poboru mocy z baterii, a co za tym idzie – zwiększenie natężenia prądu pobieranego z baterii. Nie wpłynie to jednak na jasność świecenia żarówki, ponieważ część mocy zostanie pobrana przez dodatkowy opornik.  Prawidłową odpowiedzią jest w tym przypadku kombinacja 1–C, 2–A „Po podłączeniu opornika równolegle żarówka będzie świeciła tak samo jak żarówka w obwodzie bez opornika. Równoległe połączenie opornika z żarówką nie wpłynie na natężenie płynącego przez nią prądu”.

 Zadanie zostało wykorzystane w badaniu, w którym wzięli udział uczniowie klas drugich liceów ogólnokształcących. Prawidłowej odpowiedzi udzieliło 22% uczniów, przy czym rozwiązywalność części pierwszej zadania wyniosła 32%, a części drugiej – 28%. Nie jest to wynik imponujący, biorąc pod uwagę fakt, że do rozwiązania tego zadania w zupełności wystarczają umiejętności z zakresu gimnazjum.

Wyniki uzyskane w badaniu wskazują na niedostateczne ugruntowanie tych wiadomości wśród licealistów. W pierwszej części zadania niemal 46% uczniów uznało, że w przypadku schematu 2 żarówka będzie świecić słabiej. Prawdopodobnie większość z nich doszła do błędnego wniosku, że równoległe połączenie opornika z żarówką spowoduje zmniejszenie natężenia płynącego przez nią prądu, co z kolei przełoży się na zmniejszenie mocy żarówki, a tym samym – jej jasności. Potwierdzeniem takiego przypuszczenia jest fakt, iż w drugiej części zadania aż 51% uczestników badania wybrało odpowiedź B.


Utwór jest chroniony prawem autorskim. Zasady i warunki korzystania z niego określa Regulamin Serwisu Bazy Dobrych Praktyk.

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

* Chcesz otrzymywać informacje o nowych zadaniach?

Zaprenumeruj newsletter na pierwszej stronie "Entuzjaści Edukacji"

* Słowa kluczowe

absorpcja światła   Akomodacja oka   amperomierz   amplituda   amplituda drgań   analiza tekstu   analiza wykresów   atom wodoru   barwy   bateria   biomasa   bryła sztywna   ciepło   ciepło topnienia   ciepło właściwe   ciężar   ciśnienie   cyfry znaczące   czas   częstotliwość drgań    
.