Задание №14 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 35
Условие
Катушка индуктивности подключена к источнику тока с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением через резистор R = 40 Ом (см. рис.). В момент t = 0 ключ K замыкают. Значения силы тока в цепи, измеренные в последовательные моменты времени с точностью 0,01 А, представлены в таблице.
| t, с | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I, А | 0 | 0,12 | 0,19 | 0,23 | 0,26 | 0,29 | 0,29 | 0,30 | 0,30 |
Выберите все верные утверждения о процессах, наблюдаемых в опыте.
1. Ток через резистор в процессе наблюдения не изменяется.
2. Через 5 с после замыкания ключа ток через катушку полностью прекратился.
3. ЭДС источника тока составляет 12 В.
4. В момент времени t = 3,0 с ЭДС самоиндукции катушки равно 0,29 В.
5. В момент времени t = 1,0 с напряжение на резисторе равно 7,6 В.
Подсказки — как подойти к решению
- Отметь в таблице момент, после которого сила тока перестала расти: там ЭДС самоиндукции исчезает, и напряжение на резисторе становится равным ЭДС источника, то есть произведению установившегося тока на сопротивление.
- Вклад катушки в каждый момент времени находи как разность ЭДС источника и напряжения на резисторе. Типичная ловушка — приравнять ЭДС самоиндукции к напряжению на резисторе или решить, что при нарастании тока она равна нулю.
Решение
Проверим справедливость предложенных утверждений.
1. Из таблицы видно, что ток через резистор в процессе наблюдения увеличивался.
2. Через 5 с после замыкания ключа через катушку протекает ток равный 0,30 А.
3. Когда ток в катушке установится, то есть исчезнет напряжение самоиндукции в катушке, напряжение на резисторе станет равным ЭДС источника. Из таблицы видно, что ток в катушке устанавливается через 5 с после замыкания ключа, в этот момент напряжение на резисторе становится равным U (5) = I (5) · R = 0,3 А · 40 Ом = 12 В.
4. ЭДС самоиндукции катушки равна разности ЭДС источника тока и напряжения на резисторе. В момент времени t = 3 с ЭДС самоиндукции равна _и = − I (3) R = 12 В − 0,29 А · 40 Ом = 0,4 В.
5. В момент времени t = 1 с напряжение на резисторе равно 0,19 А · 40 Ом = 7,6 В.
Таким образом, верными являются утверждения под номерами 3 и 5.
Ответ: 35.
Типичные ошибки
- ЭДС самоиндукции путают с напряжением на резисторе: чтобы найти вклад катушки, нужно из ЭДС источника вычесть произведение силы тока на сопротивление, а не брать это произведение за ответ.
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