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

$t$, 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
Другие задания по теме «Закон Ома и Цепи» (8)
- Задание 14 №00047595 — На рисунке изображена цепь, состоящая из конденсатора, источника тока, ключа и…
- Задание 14 №00047547 — Для проведения опытов с целью проверки законов постоянного тока была собрана…
- Задание 14 №00047393 — На рисунке представлена схема электрической цепи, содержащей источник тока и…
- Задание 14 №00047391 — На рисунке представлена схема электрической цепи, содержащей источник тока и…
- Задание 14 №00047390 — Для проведения опытов с целью проверки законов постоянного тока была собрана…
- Задание 14 №00047389 — На рисунке изображена цепь, состоящая из конденсатора, источника тока, ключа и…
- Задание 14 №00047388 — На рисунке изображена зависимость силы тока через лампу накаливания от…
- Задание 14 №00047385 — По проволочному резистору течёт ток. Резистор заменили на другой, с проволокой…