Global EE

Конденсаторы — Задание 14 ЕГЭ по физике №00017705

Задание №14. Электродинамика. Выбор Утверждений

Конденсаторы

№2. Задание 14

ID: 00017705

Конденсатор подключён 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 представлены в таблице.

Значения из таблицы (время $t$, с — сила тока $I$, мкА): $0$ — $300$; $1$ — $110$; $2$ — $40$; $3$ — $15$; $4$ — $5$; $5$ — $2$; $6$ — $1$.

Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь.

Выберите все верные утверждения о процессах, наблюдаемых в опыте.

1) В момент времени $t=3$ с напряжение на резисторе равно 0,6 В.
2) Через 6 с после замыкания ключа конденсатор полностью зарядился.
3) ЭДС источника тока составляет 6 В.
4) В момент времени $t=3$ с напряжение на конденсаторе равно 5,7 В.
5) Ток через резистор в процессе наблюдения увеличивается.

$t$, с

0

1

2

3

4

5

6

$I$, мкА

300

110

40

15

5

2

1

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Когда замыкают ключ, конденсатор начинает заряжаться: сразу после замыкания он пуст, поэтому всё напряжение источника падает на резисторе и ток максимален. По мере зарядки конденсатор «забирает» себе напряжение, ток спадает. Два рабочих инструмента: закон Ома для резистора $U_R=IR$ и правило «напряжение источника = напряжение на резисторе + напряжение на конденсаторе».

ЭДС (пункт 3)

В самый первый миг ($t=0$) конденсатор разряжен, $U_C=0$, и вся ЭДС падает на резисторе: $\varepsilon=I_0R=300\cdot10^{-6}\cdot20\cdot10^{3}=6$ В. Пункт 3 верен.

Пункт 1

При $t=3$ с ток $I=15$ мкА, тогда $U_R=IR=15\cdot10^{-6}\cdot20\cdot10^{3}=0{,}3$ В, а не 0,6 В — пункт неверен.

Пункт 4

При $t=3$ с напряжение на конденсаторе $U_C=\varepsilon-U_R=6-0{,}3=5{,}7$ В. Пункт 4 верен.

Пункт 5

По таблице ток падает ($300\to1$ мкА), а не растёт — пункт неверен.

Пункт 2

Через 6 с ток ещё не нулевой ($I=1$ мкА), значит зарядка ещё идёт — «полностью зарядился» сказать нельзя — пункт неверен.

Ответ

34

Видеоразбор

Другие задания по теме «Конденсаторы» (8)