bronnen

Eindexamen natuurkunde vwo 1973, tijdvak 2Scan van het oorspronkelijke examen.

bij dit examen

figuur bij de opgave1973 (herexamen) Voor de gewenste gegevens raadplege men het tabellenboekje. Gebruik van tabel I de kolom ‘afgeronde Een gelijkrichtschakeling heeft als functie het omzetten van wisselstroom in gelijkstroom. Het essentiële element van een gelijkrichtschakeling is de diode. Dit is het symbool voor een diode. De richting waarin de diode een stroom doorlaat is van 1 naar 2 (de elektronen bewegen dus van 2 naar Schets in een grafiek het verloop van de anodestroom door een vacuümdiode als functie van het potentiaalverschil tussen de kathode en de anode. Verklaar hoe het komt dat de vacuümdiode als gelijkrichter werkt. Licht dit toe aan de hand van de in a gevraagde grafiek. In figuur 1 is één van de mogelijke uitvoeringsvormen van een gelijkrichtschakeling weergegeven. Deze schakeling bevat vier identieke diodes. Schakelaar S is geopend, terwijl A met de positieve pool en B met de negatieve pool van een batterij wordt verbonden. Tussen E en F is nog geen toestel aangesloten (zie figuur 1). Gaat er in dit geval een stroom door de weerstand CD? Zo ja, in welke richting, zo nee, waarom niet? Thans wordt B met de positieve pool en A met de negatieve pool van de batterij verbonden. Gaat er in dit geval een stroom door de weerstand CD? Zo ja, in welke richting, zo nee, waarom niet? Men sluit nu de schakelaar S. Tussen E en F wordt een voltmeter aangesloten. De batterij, aangesloten op AB heeft een bronspanning van 10,0 volt en een te verwaarlozen inwendige weerstand. De voltmeter geeft een potentiaalverschil van 7,0 volt aan. Bepaal de weerstand van één der gebruikte diodes onder deze omstandigheden. Hoe volgt uit de grafiek van vraag a dat de weerstand van een diode niet constant is? Schakelaar S wordt weer geopend. E en F worden nu verbonden met een oscilloscoop. A en B worden thans aangesloten op een sinusvormige wisselspanning. De tijdbasis van de oscilloscoop wordt ingesteld op 50 Hz; de periodeduur van de horizontale beweging van de elektronenschaal is dus 1/50 seconde. Het beeld op het scherm van de oscilloscoop is weergegeven in figuur 2. Bepaal de frequentie van de sinusvormige wisselspanning. De schakelaar S wordt opnieuw gesloten. Geef in een schets weer wat men thans op het scherm van de oscilloscoop zal zien.
figuur bij de opgaveBij het onderzoek van een fotocel gebruikt men een stralingsbron die temperatuurstraling uitzendt. Met behulp van een tralie ontwerpt men van deze stralingsbron een spectrum. De fotocel doorloopt dit spectrum waarbij een (spleetvormig) diafragma er voor zorgt dat steeds straling uit een beperkt golflengtegebied op de fotocel valt. Men varieert het potentiaalverschil tussen anode en kathode en meet voor ieder golflengtegebied de rempotentiaal, dit is die waarde van het potentiaalverschil waarbij de anodestroom juist nul is. a. Teken een (schakel)schema van de proefopstelling waarmee dit experiment kan worden uitgevoerd. Leg hierbij oRknteebied de fotokathode aan aarde. Zet de bijgaande meetresultaten uit in een diagram waarbij de 2452355 rempotentiaal wordt uitgezet tegen de gebruikte golflengte (1 295 305:nm cm is 50 nm enl cm is 0,20 volt) en schets in het diagram de 345 — 355 nm grafiek van de rempotentiaal als functie van de golflengte. 395 — 405 nm Leid uit de theorie van het foto-elektrisch effect het verband 445 —455 nm af tussen de rempotentiaal en de golflengte. 495 — 505 nm Bepaal door extrapolatie uit de grafiek de uittree-arbeid van de gebruikte fotocel. Wat is het metaal van deze fotocel? Waarom is het beter de rempotentiaal als functie van de frequentie uit te zetten als men door extrapolatie de uittree-arbeid wil bepalen? Men doet dezelfde metingen nogmaals bij een hogere temperatuur van de stralingsbron. Welk voordeel heeft het gebruik van deze stralingsbron met hogere temperatuur? Een U-vormige buis staat verticaal opgesteld en is gedeeltelijk met kwik gevuld (zie figuur 3). De uiteinden A en B staan in open verbinding met de buitenlucht. De druk van de buitenlucht is 76 cm kwik. De totale hoeveelheid kwik zou in een rechte buis van dezelfde doorsnede als die uit figuur 3 een lengte van / cm hebben. De druk boven het kwik wordt bij A verhoogd, zodat het hoogteverschil tussen de kwikniveaus A cm wordt. Deze drukverhoging wordt plotseling opgeheven. Bewijs dat de kwikkolom, afgezien van demping, harmonisch zal gaan trillen. Druk de trillingstijd van de kwikkolom uit in de lengte / en de valversnelling g. De wrijving buiten beschouwing laten. Men verhoogt opnieuw de druk boven A zodat het hoogteverschil tussen de kwikniveaus nu 8 cm wordt, Vervolgens sluit men de buis bij B af. Daarna wordt de drukverhoging bij A opgeheven. Bereken het uiteindelijke hoogteverschil tussen de kwikniveaus. Uitgaande van de beginsituatie (figuur 3) giet men één been van de U-buis vol met een onbekende vloeistof. Men meet in deze situatie een hoogteverschil van 2,0 cm tussen de beide kwikniveaus. Bereken de soortelijke massa van de gebruikte vloeistof. In een speeltuin draait een horizontale homogene schijf, waarvan de massa 200 kg en de straal 3 m is, eenparig om een verticale as door het middelpunt. Bereken het traagheidsmoment van de schijf ten opzichte van de as van draaiing. Een man (massa 75 kg) plaatst zich op de rand van de schijf. De schijf met de man erop draait eenparig om het middelpunt en maakt telkens één omwenteling in 8 seconden. Bereken het traagheidsmoment van de man ten opzichte van de as van draaiing. Beschouw de man als puntmassa. Op een zeker moment springt de man van de draaiende schijf af in een richting volgens de raaklijn aan de schijf in dat punt. Na dit afspringen van de man draait de schijf in tegenovergestelde richting als voor de sprong en maakt nu één omwenteling in 16 seconden. Bereken het impulsmoment van de kracht die de man bij het afspringen uitoefent op de schijf. Bereken de snelheid van de man onmiddellijk na het afspringen. e. Bereken de arbeid die de man bij de sprong heeft verricht.