Задание №25 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
Напряженность электрического поля плоского конденсатора (см. рис.) равна 24 кВ/м. Внутреннее сопротивление источника r = 10 Ом, ЭДС = 30 В, сопротивления резисторов R₁ = 20 Ом, R₂ = 40 Ом. Найдите расстояние между пластинами конденсатора.
Подсказки — как подойти к решению
- Помни: конденсатор не пропускает постоянный ток, поэтому через последовательный с ним резистор ток не идёт и падения напряжения на нём нет. Значит, напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе, стоящем в ветви с током.
- Запиши закон Ома для полной цепи, учитывая только резистор в цепи тока и внутреннее сопротивление источника, а затем свяжи напряжение с напряжённостью поля как U = Ed. Не забудь перевести киловольты на метр в вольты на метр.
Решение
Электрический ток через последовательно включенные R₁ и С не идет, поэтому напряжения на конденсаторе и резисторе R₂ одинаковы и равны: U = IR₂, U = Ed, где E — напряженность поля в конденсаторе. Отсюда d = I R₂/E.
Согласно закону Ома для полной цепи, I = /(R₂ + r) ⇔ d = (R₂)/((R₂ + r) E) = (30 · 40)/((40 + 10) · 24·10³) = 10 ⁻³ м = 1 мм.
Ответ: d = 10 ⁻³ м = 1 мм.
Критерии оценивания ФИПИ
| Критерий (до 3 баллов) | Балл |
|---|---|
| Баллы Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: 1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — закон Ома для полной цепи и участка цепи, равенство напряжений на параллельно соединенных элементах цепи, связь разности потенциалов с напряженностью поля); 2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (с указанием единиц измерения); при этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). | — |
| 3 Представленное решение содержит п. 1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков. В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. ИЛИ Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены. ИЛИ Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде. ИЛИ Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа. | — |
| 2 Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | — |
| 1 Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 |
Типичные ошибки
- Ученик включает резистор, соединённый последовательно с конденсатором, в полное сопротивление цепи, хотя постоянный ток через эту ветвь не течёт, поэтому напряжение на конденсаторе оказывается заниженным.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №25 по физике · Разбор темы №25 с нуля