Global EE

Закон Ома и Цепи — Задание 14 ЕГЭ по физике №00015671

Задание №14. Электродинамика. Выбор Утверждений

Закон Ома и Цепи

№2. Задание 14

ID: 00015671

Полностью разряженный конденсатор подключён через разомкнутый ключ $K$ к источнику постоянного напряжения последовательно с резистором сопротивлением $R=20$ кОм (см. рисунок). В момент времени $t=0$ ключ замыкают.

Рисунок к заданию 14 ЕГЭ по физике — Закон Ома и Цепи

$t$, мс

0

1

2

3

4

5

6

$I$, мкА

200

80

20

10

3

1

0

В таблице представлены результаты измерений силы тока в этой цепи. Сопротивлением ключа и проводов, а также внутренним сопротивлением источника напряжения можно пренебречь. Выберите все верные утверждения о процессах, наблюдаемых в данном опыте. Запишите цифры, под которыми они указаны.

1) Сила тока, текущего через резистор, в процессе наблюдения увеличивается.
2) Через 6 мс после замыкания ключа конденсатор полностью зарядился.
3) Напряжение на конденсаторе в момент времени 6 мс равно 4 В.
4) В момент времени $t=4$ мс напряжение на резисторе равно 0,3 В.
5) Напряжение на конденсаторе с течением времени не изменяется.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

При зарядке конденсатора через резистор ток максимален в самом начале и затем спадает к нулю. Напряжение на резисторе в любой момент $U_R=iR$, а на конденсаторе $U_C=\varepsilon-U_R$. Когда ток упал до нуля — конденсатор заряжен полностью, и всё напряжение источника оказывается на нём.

Что в таблице

$t$, мс

$0$

$1$

$2$

$3$

$4$

$5$

$6$

$i$, мкА

$200$

$80$

$20$

$10$

$3$

$1$

$0$

Ток монотонно убывает до нуля. В начальный момент весь ток идёт через резистор, поэтому ЭДС источника $\varepsilon=I_0 R=200\cdot10^{-6}\cdot20\cdot10^{3}=4$ В.

Разбор утверждений

1) Ток при зарядке убывает ($200\to0$), а не растёт. Неверно.
2) При $t=6$ мс ток равен нулю — зарядка закончилась, конденсатор заряжен полностью. Верно.
3) При $t=6$ мс $i=0$, значит $U_R=0$ и $U_C=\varepsilon-U_R=4$ В. Верно.
4) При $t=4$ мс $i=3$ мкА, тогда $U_R=iR=3\cdot10^{-6}\cdot20\cdot10^{3}=0{,}06$ В, а не $0{,}3$ В. Неверно.
5) Напряжение на конденсаторе при зарядке растёт (от 0 до $\varepsilon$), оно меняется. Неверно.

Ответ

23

Видеоразбор

Другие задания по теме «Закон Ома и Цепи» (8)