Задание №14 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 35
Условие
Конденсатор подключен к источнику тока последовательно с резистором R = 20 кОм (см. рис.). В момент времени t = 0 ключ замыкают. В этот момент конденсатор полностью разряжен. Результаты измерений силы тока в цепи, выполненных с точностью 1 мкА, представлены в таблице.
| t, с | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I, мкА | 300 | 110 | 40 | 15 | 5 | 2 | 1 |
Выберите все верные утверждения о процессах, наблюдаемых в опыте.
1. Ток через резистор в процессе наблюдения увеличивается.
2. Через 6 с после замыкания ключа конденсатор полностью зарядился.
3. ЭДС источника тока составляет 6 В.
4. В момент времени t = 3 с напряжение на резисторе равно 0,6 В.
5. В момент времени t = 3 с напряжение на конденсаторе равно 5,7 В.
Подсказки — как подойти к решению
- Помни, что в момент замыкания ключа конденсатор разряжен и всё напряжение источника падает на резисторе, поэтому ЭДС найди как произведение первого значения силы тока на сопротивление. Дальше ток убывает, а сумма напряжений на резисторе и конденсаторе не меняется.
- Напряжение на конденсаторе ищи как разность ЭДС источника и напряжения на резисторе, которое считаешь по закону Ома. Ловушка — решить, что малое значение силы тока означает полный заряд конденсатора: пока ток отличен от нуля, заряд продолжается.
Решение
Проверим справедливость предложенных утверждений.
1. Из таблицы ясно, что ток через резистор в процессе наблюдения уменьшается.
2. Через 6 с после замыкания ключа ток в цепи еще наблюдается, следовательно, конденсатор еще заряжается.
3. В момент замыкания ключа, то есть при t = 0, напряжение на резисторе равно ЭДС источника. Напряжение на резисторе в этот момент равно:
U = I (0) · R = 300мкА · 20 кОм = 300·10⁻⁶ А · 20·10³ Ом = 6 В.
4. В момент времени t = 3 с напряжение на резисторе равно:
U = I (3) · R = 15мкА · 20 кОм = 15·10⁻⁶ · 20·10³ Ом = 0,3 В.
5. Напряжение на конденсаторе равно разности ЭДС источника тока и напряжения на резисторе. При t = 3 с напряжение на конденстаторе равно 6 В − 0, 3 В = 5,7 В.
Таким образом, верными являются утверждения под номерами 3 и 5.
Ответ: 35.
Типичные ошибки
- Утверждение о росте тока считают верным, читая таблицу от последней строки к первой: при заряде конденсатора напряжение на резисторе падает, поэтому по закону Ома сила тока в цепи убывает.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №14 по физике · Разбор темы №14 с нуля