Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.04 Конденсаторы. RC-цепи

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#11079

При замкнутом ключе K (см. рисунок) установившееся напряжение на конденсаторе U1 =27  В.
1) Найти ЭДС источника тока.
2) Определить установившееся напряжение U2  на конденсаторе после размыкания ключа.

PIC

Показать ответ и решение

1) 1. Так как резистор 3R  и конденсатор подключены паралеллельно, то напряжение на резисторе равно напряжению на конденсаторе и равно общему напряжению на участке

U3R+C = U1 (1)

2. Так как ток на конденсаторе равен нулю, то сила тока участка "конденсатор + резистор 3R  "будет равна только силе тока на резисторе и она в свою очередь равна слие тока участка "резистор 2R  + резистор R  "и эта сила тока равна

I =-U1
   3R

3. Найдем общее сопротивление участка "резистор 2R  + резистор R  "

1-  -1-  1-      2R-
R = 2R + R ⇒ R =  3

4. Теперь найдем общее напряжение участка "резистор 2R  + резистор R  "

UR+2R = IR = U1-⋅2R- = 2U1  (2)
             3R ⋅3     9

5. Так как источник тока и участок "резистор 2R  + резистор R  "соединены последовательно, то сила тока на источнике и сила тока на участке равна I  , значит мы можем найти напряжение на внутреннем сопротивлении источника

           U1
U ист = IR =-3  (3)

6. ЭДС источника складывается из напряжени на участках и напряжения на источнике. Сложим (1), (2) и (3).

U = U3R+c+ U2R+R+ Uист = U1+ 2U1 + U1= 27 В+ 6 В+ 9 В = 42 В
                             9    3

2) 1. После установления равновесия в цепи тока черезе резистор R  прекращается, а напряжение на конденсаторе равно напряжению на участке "резистор 2R  + резистор 3R  ". 2. Так как ток течет только через участок "резистор 2R  + резистор    3R  то сила тока в цепи по закону ОМа для полной цепи равна

 ′     ξ      ξ
I = 5R-+-R = 6R-

3. Напряжение на участе "резистор 2R  + резистор 3R  "равно

    ξ ⋅5R   5ξ   5⋅42 В
U′ =-6R--= -6 = --6---= 35 В
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: записан закон Ома для участка цепи и для полно цепи, формула расчета напряжения при последовательном соединении элементов, формула расчета сопротивления участка цепи, состоящего из параллельно соединенных элементов);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и

расчёты, приводящие к правильному числовому ответу

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,

направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),

но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися

формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с

имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!