Закон Ома и Цепи — Задание 14 ЕГЭ по физике №00047595
Закон Ома и Цепи
№2. Задание 14
ID: 00047595
На рисунке изображена цепь, состоящая из конденсатора, источника тока, ключа и резистора с сопротивлением $R=20$ 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 | $300$ | $110$ | $40$ | $15$ | $5$ | $2$ | $1$ |
Результаты измерения силы тока представлены в таблице. Выберите все верные утверждения о данной ситуации и укажите их номера.
1) В течение первой секунды ток через резистор не течёт.
2) В момент времени $t=2$ с напряжение на конденсаторе равно $5{,}2$ В.
3) В течение всего времени наблюдения конденсатор заряжается.
4) ЭДС источника тока равна $12$ В.
5) В момент времени $t=4$ с напряжение на конденсаторе равно $4{,}9$ В.
Источник: Сборник Демидовой 2019
Решение
После замыкания ключа ток заряжает конденсатор, и по мере зарядки ток спадает. Источник, резистор и конденсатор соединены последовательно, поэтому в любой момент
$$\mathcal{E}=U_R+U_C,\qquad U_R=IR.$$
Утверждение 1. В первую секунду ток самый большой: $300$ мкА в момент замыкания и $110$ мкА через секунду. Утверждение 1 неверно.
Утверждение 4. В момент замыкания конденсатор пуст, вся ЭДС приходится на резистор:
$$\mathcal{E}=I_0R=300\cdot10^{-6}\ \text{А}\cdot20\cdot10^{3}\ \text{Ом}=6\ \text{В}.$$
Не $12$ В — утверждение 4 неверно.
Утверждение 2. При $t=2$ с ток $40$ мкА: $U_R=40\cdot10^{-6}\cdot20\cdot10^{3}=0{,}8$ В, тогда
$$U_C=\mathcal{E}-U_R=6-0{,}8=5{,}2\ \text{В}.$$
Утверждение 2 верно.
Утверждение 3. До самого конца наблюдения ток не равен нулю (при $t=6$ с — $1$ мкА), то есть заряд всё ещё приходит на обкладки. Конденсатор заряжается всё время наблюдения. Утверждение 3 верно.
Утверждение 5. При $t=4$ с ток $5$ мкА: $U_R=5\cdot10^{-6}\cdot20\cdot10^{3}=0{,}1$ В, и $U_C=6-0{,}1=5{,}9$ В, а не $4{,}9$ В. Утверждение 5 неверно.
Верны утверждения 2 и 3: 23.
Ответ
Другие задания по теме «Закон Ома и Цепи» (8)
- Задание 14 №00047585 — 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…