Задание №23 ЕГЭ Физика: разбор и критерии
Ответ на это задание — развёрнутое решение. В тренажёре его проверяет ИИ по официальным критериям ФИПИ, а здесь есть эталонное решение из банка.
Условие
В цепи, изображенной на рисунке, идеальный амперметр показывает 1 A. Найдите ЭДС источника, если его внутреннее сопротивление 1 Ом.
Подсказки — как подойти к решению
- Помни, что идеальный амперметр имеет нулевое сопротивление и показывает ток только в своей ветви. Найди напряжение на параллельном участке по закону Ома, а затем ток во втором резисторе.
- Сложи токи параллельных ветвей — это полный ток цепи. ЭДС найди по закону Ома для полной цепи: полный ток умножь на сумму сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления источника.
Решение
Идеальный амперметр имеет нулевое собственное сопротивление, то есть своим присутствием он не вносит возмущения в электрическую схему.
Согласно закону Ома для полной цепи, = I (R + r), где I — полный ток в цепи, а R — полное сопротивление нагрузки.
Резисторы R₁ и R₂ соединены параллельно, резистор R₃ подключен к ним последовательно. Следовательно, полное сопротивление нагрузки равно:
R = R₃ + (R₁ R₂)/(R₁ + R₂) = 5 Ом + (3 Ом · 1 Ом)/(3 Ом + 1 Ом) = 5,75 Ом.
При параллельном соединении токи складываются, а напряжения совпадают. Используя закон Ома для участка цепи U = IR, находим ток через резистор R₂:
I₁R₁ = I₂R₂,
I₂ = I₁ R₁/R₂ = 1 А 3 Ом/1 Ом = 3 А.
Следовательно, полный ток в цепи равен:
I = I₁ + I₂ = 1 А +³А = 4 А.
Наконец, находим ЭДС источника:
= 4 А · (5,75 Ом + 1 Ом) = 27 В.
Ответ: 27 В.
Критерии оценивания ФИПИ
| Критерий (до 2 баллов) | Балл |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | — |
| 2 Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | — |
| 1 Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | — |
| 0 Максимальный балл | 2 |
Типичные ошибки
- Ученик берёт за полный ток показание амперметра и не прибавляет ток второй параллельной ветви, либо забывает внутреннее сопротивление источника, поэтому ЭДС получается заниженной.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №23 по физике · Разбор темы №23 с нуля