Global EE

Электрические… — Задание 25 ЕГЭ по физике №00017162

Задание №25. Электродинамика. Высокий Уровень Сложности

Электрические Цепи

№2. Задание 25

ID: 00017162

На рисунке 1 изображена зависимость силы тока через светодиод $D$ от приложенного к нему напряжения, а на рисунке 2 — схема его включения. На рисунке 1 видно, что напряжение на светодиоде практически не зависит от силы тока через него в интервале значений $0,05$ А $\lt I \lt 0,2$ А. Этот светодиод соединён последовательно с резистором $R$ и подключён к источнику с ЭДС $E_1 = 6$ В. При этом сила тока в цепи равна $0,1$ А. Какова сила тока, текущего через светодиод, при замене источника на другой с ЭДС $E_2 = 4,5$ В? Внутренним сопротивлением источников пренебречь.

(см. рисунок)

Рисунок к заданию 25 ЕГЭ по физике — Электрические Цепи

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Хитрость светодиода: в рабочем интервале напряжение на нём почти постоянно ($U_D=3$ В по графику при $I_1=0,1$ А) — он как «ступенька». Значит всё «лишнее» напряжение источника падает на резисторе. Сначала по первому опыту находим сопротивление резистора, потом для второго источника считаем ток.

Шаг 1. Сопротивление резистора

Резистор и светодиод соединены последовательно, $E_1=U_R+U_D$. Напряжение на резисторе $U_R=E_1-U_D=6-3=3$ В. Тогда $R=\dfrac{U_R}{I_1}=\dfrac{3}{0,1}=30$ Ом.

Шаг 2. Ток со вторым источником

Напряжение на светодиоде остаётся $U_D=3$ В (он в рабочем интервале). На резисторе теперь $U_2=E_2-U_D=4,5-3=1,5$ В, и $I_2=\dfrac{U_2}{R}=\dfrac{1,5}{30}=0,05$ А.

Значение попадает в интервал применимости модели ($0,05\le I\le0,2$ А), значит ответ корректен.

Ответ

I₂ = 0,05 А

Другие задания по теме «Электрические Цепи» (8)