Nova Natuurkunde 4 vwo | gymnasium Hoofdstuk 4 Diagnostische toets
Diagnostische toets
4 Elektrische schakelingen
1 John heeft een accu en twee verschillende weerstanden. Hij kan de twee weerstanden in serie
aansluiten op de accu, of parallel.
a Leg uit dat in de parallelschakeling het grootste vermogen wordt omgezet in de
kleinste weerstand.
b Leg uit dat in de serieschakeling het grootste vermogen wordt omgezet in de grootste
weerstand.
c Leg uit in welke van de twee situaties de accu het grootste totale vermogen moet
leveren.
2 In een terrasverwarmer wordt een lange gloeidraad heet. De warmtestraling die daar vanaf
komt, wordt naar het terras gericht. Er zijn terrasverwarmers die een vermogen verbruiken van
2000 W. Dat vermogen wordt geleverd door het lichtnet. Een led geeft aan of de verwarmer
aan of uit staat.
a Noem drie natuurkundige kenmerken van een led.
b Bereken de weerstand van de gloeidraad van een werkende terrasverwarmer.
Als je de stekker van een terrasverwarmer uit het stopcontact haalt, kun je een multimeter met
batterij aansluiten op de twee pennen van de stekker. Zo meet je direct de weerstand van de
draad.
c Leg uit of je een hogere, een lagere of dezelfde weerstand zult meten vergeleken met
het antwoord van vraag b.
3 Op een bepaalde batterij staat '9,0 V; 200 mA h'. Dat laatste betekent dat hij 200 mA kan
leveren gedurende een uur.
a Bereken hoe groot de weerstand is van een apparaatje dat precies een uur blijft werken
op deze batterij.
Je neemt zo’n batterij in je broekzak mee. Daarin zit ook een spijker van 50 mm lengte. De
weerstand van de hele spijker is 16,0 mΩ. Tijdens het lopen raken de polen van de batterij met
elkaar verbonden door een deel van de spijker. De polen liggen 10 mm van elkaar.
b Laat met een berekening zien dat volgens de theorie de batterij hierdoor in minder dan
seconde leeg loopt. (In werkelijkheid zal het langer duren omdat de 'inwendige weerstand' van
de batterij hier niet wordt meegenomen.)
4 Door een heel dun draadje loopt een stroom van 1,0 nA als er een spanning van 2,0 V over
wordt gezet.
a Laat met een berekening zien dat er dan 6,2 miljard elektronen per seconde door een
doorsnede van het draadje lopen.
b Bereken hoeveel energie een elektron kwijtraakt in het draadje.
Je wilt ervoor zorgen dat nog slechts 1,0 miljard elektronen per seconde door het draadje
lopen. Je gebruikt dezelfde spanningsbron maar je voegt een extra weerstand toe.
c Leg uit of je die weerstand in serie met of parallel aan het draadje moet schakelen.
d Bereken de waarde van die extra weerstand.
1
Diagnostische toets
4 Elektrische schakelingen
1 John heeft een accu en twee verschillende weerstanden. Hij kan de twee weerstanden in serie
aansluiten op de accu, of parallel.
a Leg uit dat in de parallelschakeling het grootste vermogen wordt omgezet in de
kleinste weerstand.
b Leg uit dat in de serieschakeling het grootste vermogen wordt omgezet in de grootste
weerstand.
c Leg uit in welke van de twee situaties de accu het grootste totale vermogen moet
leveren.
2 In een terrasverwarmer wordt een lange gloeidraad heet. De warmtestraling die daar vanaf
komt, wordt naar het terras gericht. Er zijn terrasverwarmers die een vermogen verbruiken van
2000 W. Dat vermogen wordt geleverd door het lichtnet. Een led geeft aan of de verwarmer
aan of uit staat.
a Noem drie natuurkundige kenmerken van een led.
b Bereken de weerstand van de gloeidraad van een werkende terrasverwarmer.
Als je de stekker van een terrasverwarmer uit het stopcontact haalt, kun je een multimeter met
batterij aansluiten op de twee pennen van de stekker. Zo meet je direct de weerstand van de
draad.
c Leg uit of je een hogere, een lagere of dezelfde weerstand zult meten vergeleken met
het antwoord van vraag b.
3 Op een bepaalde batterij staat '9,0 V; 200 mA h'. Dat laatste betekent dat hij 200 mA kan
leveren gedurende een uur.
a Bereken hoe groot de weerstand is van een apparaatje dat precies een uur blijft werken
op deze batterij.
Je neemt zo’n batterij in je broekzak mee. Daarin zit ook een spijker van 50 mm lengte. De
weerstand van de hele spijker is 16,0 mΩ. Tijdens het lopen raken de polen van de batterij met
elkaar verbonden door een deel van de spijker. De polen liggen 10 mm van elkaar.
b Laat met een berekening zien dat volgens de theorie de batterij hierdoor in minder dan
seconde leeg loopt. (In werkelijkheid zal het langer duren omdat de 'inwendige weerstand' van
de batterij hier niet wordt meegenomen.)
4 Door een heel dun draadje loopt een stroom van 1,0 nA als er een spanning van 2,0 V over
wordt gezet.
a Laat met een berekening zien dat er dan 6,2 miljard elektronen per seconde door een
doorsnede van het draadje lopen.
b Bereken hoeveel energie een elektron kwijtraakt in het draadje.
Je wilt ervoor zorgen dat nog slechts 1,0 miljard elektronen per seconde door het draadje
lopen. Je gebruikt dezelfde spanningsbron maar je voegt een extra weerstand toe.
c Leg uit of je die weerstand in serie met of parallel aan het draadje moet schakelen.
d Bereken de waarde van die extra weerstand.
1
