Past Paper Qs Electric Current-1

SECTION B

This section consists of four questions: B1, B2, B3 and B4. Answer any two questions in this section.

B1. This question is in two parts. Part 1 is about electrical circuits and Part 2 (the shorter part) is

about the Carnot Cycle and Entropy.

Part 1. Electrical circuits

(a) You are given the apparatus shown below which is also identified by the appropriate circuit

symbol. The 12 V battery has negligible internal resistance.

variable resistorbulb

battery (12 V)voltmeterammeter

VA

[4]

Draw a circuit diagram showing how this apparatus should be connected so that the current

through the bulb can be measured as the potential difference across the bulb is varied from

zero to 12 V.

(This question continues on the following page)

8 M00/430/H(2)

220-227

(Question B1 Part 1 continued)

(b) The graph below shows the relationship between the current I through a particular filament

lamp and the potential difference V across it.V

/ V

I / A

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.250

2

4

6

8

10

12

14

[1](i) State whether or not the filament of the lamp obeys Ohms law.

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[2]

(iii) How much power is dissipated in the lamp when the potential difference across it is

12 V?

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[2](ii) What is the resistance of the lamp when the potential difference across it is very small?

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220-227 Turn over

(Question B1 Part 1 continued)

[2]

(c) A student connects a filament lamp to a dry battery via a switch. A high resistance voltmeter

connected across the battery reads 12 V when the switch is open. When the switch is closed

the voltmeter reads 10.8 V.

(i) Suggest why this might be.

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[3]

(ii) On measuring the current through the lamp the student finds it to be 0.18 A. Calculate

the internal resistance of the battery.

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10 M00/430/H(2)

220-227

A3. Electric circuit

This question involves physical reasoning and calculations for electric circuits.

Light bulbs are marked with the rating 10 V; 3 W. Suppose you connect three of the bulbs in series

with a switch and a 30 V battery as shown in Figure 1 below. Switch S is initially open.

30 V

S

A B C

Figure 1

[2]

(a) A student tells you that after switch S is closed, bulb C will light up first, because electrons

from the negative terminal of the battery will reach it first, and then go on to light bulbs B

and A in succession. Is this prediction and reasoning correct? How would you reply?

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[1](b) State how the brightnesses of the three bulbs in the circuit will compare with each other.

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(Question A3 continued)

(c) The student now connects a fourth bulb D across bulb B as shown in Figure 2 below.

30 V

S

A B C

D

Figure 2

[3]

When she connects D, what will happen to the brightnesses of bulbs A, B and C? Explain

your reasoning.

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(d) Assuming that the resistance of the bulbs remains constant, calculate the power output of

bulb B:

[1](i) in the original circuit in Figure 1;

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[3](ii) in the modified circuit in Figure 2.

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880-227 Turn over

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