ID: 00010656
Конденсатор подключен к источнику тока последовательно с резистором R = 20 кОм. 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.
Выберите все верные утверждения о процессах, наблюдаемых в опыте.
$t$, с | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
$I$, мкА | 300 | 110 | 40 | 15 | 5 | 2 | 1 |
1) Ток через резистор в процессе наблюдения уменьшается.
2) Через 3 с после замыкания ключа конденсатор полностью зарядился.
3) ЭДС источника тока составляет 4 В.
4) В момент времени t = 3 с напряжение на резисторе равно 0,3 В.
5) В момент времени t = 3 с напряжение на конденсаторе равно 5,1 В.
Источник: ФИПИ
В цепи последовательно соединены резистор $R = 20$ кОм и конденсатор. После замыкания ключа конденсатор заряжается, и ток в цепи постепенно убывает (по таблице: $300 \to 110 \to 40 \to 15 \to 5 \to 2 \to 1$ мкА).
В самый первый момент ($t = 0$) конденсатор ещё разряжен и не мешает току, поэтому всё напряжение источника приходится на резистор. Отсюда ЭДС:
$$\varepsilon = I_0 R = 300 \cdot 10^{-6} \cdot 20\,000 = 6\ \text{В}.$$
1) Ток через резистор уменьшается. По таблице ток монотонно убывает с 300 до 1 мкА — верно.
2) Через 3 с конденсатор полностью зарядился. При $t = 3$ с ток ещё равен 15 мкА (не нулю), значит зарядка не закончилась — неверно.
3) ЭДС источника равна 4 В. Мы получили $\varepsilon = 6$ В — неверно.
4) При $t = 3$ с напряжение на резисторе $U_R = I R = 15 \cdot 10^{-6} \cdot 20\,000 = 0{,}3$ В — верно.
5) При $t = 3$ с напряжение на конденсаторе $U_C = \varepsilon - U_R = 6 - 0{,}3 = 5{,}7$ В, а не 5,1 В — неверно.