Global EE

Закон Ома и Цепи — Задание 14 ЕГЭ по физике №00047585

Задание №14. Электродинамика. Выбор Утверждений

Закон Ома и Цепи

№2. Задание 14

ID: 00047585

На рисунке изображена цепь, состоящая из конденсатора, источника тока, ключа и резистора с сопротивлением $R=30$ кОм. В начальный момент времени ($t=0$) ключ $K$ замкнули, при этом конденсатор был полностью разряжен.

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

$t$, с

$0$

$1$

$2$

$3$

$4$

$5$

$6$

$I$, мкА

$100$

$50$

$30$

$20$

$10$

$5$

$1$

Результаты измерения силы тока представлены в таблице. Выберите все верные утверждения о данной ситуации и укажите их номера.

 

1) Ток через резистор в процессе наблюдения уменьшается.

2) Через $5$ с после замыкания ключа конденсатор полностью зарядился.

3) ЭДС источника тока составляет $6$ В.

4) В момент времени $t=3$ с напряжение на резисторе равно $0{,}6$ В.

5) В момент времени $t=3$ с напряжение на резисторе равно $0{,}9$ В.

Источник: ФИПИ

Решение

Ключ замкнули — пошёл ток, и конденсатор начал заряжаться. Пока он заряжается, на нём растёт напряжение, которое «встречает» источник, поэтому ток в цепи постепенно спадает. Источник, резистор и конденсатор соединены последовательно, и в любой момент

$$\mathcal{E}=U_R+U_C,\qquad U_R=IR.$$

Утверждение 1. По таблице ток падает: $100,\ 50,\ 30,\ 20,\ 10,\ 5,\ 1$ мкА. Утверждение 1 верно.

Утверждение 2. При $t=5$ с ток ещё $5$ мкА — заряд продолжает идти на обкладки. Конденсатор заряжен полностью, только когда ток прекратился. Утверждение 2 неверно.

Утверждение 3. В первый момент конденсатор пуст и напряжения на нём нет, поэтому вся ЭДС приходится на резистор:

$$\mathcal{E}=I_0R=100\cdot10^{-6}\ \text{А}\cdot30\cdot10^{3}\ \text{Ом}=3\ \text{В}.$$

Не $6$ В — утверждение 3 неверно.

Утверждения 4 и 5. При $t=3$ с ток $20$ мкА:

$$U_R=IR=20\cdot10^{-6}\cdot30\cdot10^{3}=0{,}6\ \text{В}.$$

Утверждение 4 верно, утверждение 5 неверно.

Проверим себя: при $t=3$ с ток составляет $\dfrac{20}{100}=\dfrac15$ начального, и напряжение на резисторе — тоже пятая часть ЭДС: $\dfrac{3}{5}=0{,}6$ В.

Верны утверждения 1 и 4: 14.

Ответ

14
Другие задания по теме «Закон Ома и Цепи» (8)