Alysia vult een bak met zout water. Aan twee zijkanten van de bak zijn geleidende platen aangebracht. Zie figuur 1.
Op de platen sluit Alysia drie batterijen van 9,0 V aan die samen een spanningsbron van 27 V vormen. Het water in de bak werkt als weerstand. Alysia meet de stroomsterkte met een stroommeter.
Uitwerkbijlage:
a. Maak op de uitwerkbijlage het schema van de schakeling van Alysia verder af.
| drie batterijen in serie met plus aan min aangesloten | 1 punt |
| stroommeter in serie met bak en voeding aangesloten | 1 punt |
Opmerking
Als een niet werkende schakeling is ontstaan, bijvoorbeeld door het tekenen van extra verbindingen: maximaal 1 scorepunt toekennen.
Alysia meet een stroomsterkte van 100 mA.
b. Bereken de soortelijke weerstand van het water met behulp van gegevens uit figuur 1. Noteer je antwoord in het juiste aantal significante cijfers.
De weerstand van het water in de bak is gelijk aan
$R=\frac{U}{I}=\frac{27}{100\cdot 10^{-3}}=270\Omega $ .
Voor de doorsnede A van het water geldt: $A=b\cdot h=0,15\cdot 0,12=0,018m^{2}$ .
Hieruit volgt voor de soortelijke weerstand van het water: $\rho=\frac{RA}{l}=\frac{270\cdot 0,018}{0,21}=23\Omega m$ .
| gebruik van $U=IR$ | 1 punt |
| gebruik van $\rho=\frac{RA}{l}$ | 1 punt |
| inzicht dat $A=b\cdot h$ met juiste waardes voor b en h | 1 punt |
| completeren van de berekening | 1 punt |
| significantie | 1 punt |
Alysia laat een plankje drijven in de waterbak. Het plankje is zelf een isolator en heeft twee geleidende pennen die onder het plankje in het water hangen. Zie figuur 2.
Op de pennen kan Alysia een spanningsmeter of een gloeilampje aansluiten. In het zijaanzicht van de waterbak is de afstand d de afstand tussen plaat L en pen R. Zie schematisch en niet op schaal in figuur 3.
Alysia sluit eerst een spanningsmeter aan tussen de pennen. In de schakeling is nu sprake van een spanningsdeling. De spanningsmeter geeft een spanning aan van 6,0 V.
c. Bereken de afstand d.
Er geldt: $\frac{U_{bron}}{l}=\frac{U_{pen}}{d}\to \frac{27}{21}=\frac{6,0}{d}\to d=4,7$ cm.
| inzicht dat de verhouding van de spanningen gelijk is aan de verhouding van de afstanden |
1 punt |
| completeren van de berekening | 1 punt |
Alysia vervangt de spanningsmeter vervolgens door een lampje. Ze draait het drijvende plankje met het lampje in het water. Zie het bovenaanzicht in figuur 4.
Ze constateert dat de felheid waarmee het lampje brandt tijdens het draaien verandert. Op de uitwerkbijlage staan enkele zinnen.
Uitwerkbijlage: 
d. Omcirkel op de uitwerkbijlage steeds het juiste alternatief.
De weerstand over afstand d neemt af.
De spanning over het lampje neemt af.
Het lampje brandt hierdoor minder fel.
De weerstand van de gloeidraad neemt af door het draaien van het plankje in het water.
| de eerste zin juist | 1 punt |
| de tweede en derde zin consequent met de eerste zin | 1 punt |
| de vierde zin consequent met de derde zin | 1 punt |
