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#11082

Найти напряжения на конденсаторах 1 и 2 в цепи, показанной на рисунке, если известно, что при коротком замыкании сила тока, проходящего через источник, возрастает в n = 2  раз, ЭДС источника тока ξ = 10  .

PIC

Показать ответ и решение

До короткого замыкания сила тока в цепи, по закону ома для полной цепи, равна

     𝜀
I = R-+-r,

где R  – сопротивление резистора, r  -– сопротивление источника. При коротком замыкании резистор не будет включен в цепь, а сила тока равна

Ik = 𝜀
    r

По условию сила тока при коротком замыкании возрастает в n  раз, а значит

 rξ     R
--ξ-n⇒  r-= n− 1
R+r

А напряжение на резисторе до короткого замыкания равно

UR = IR =-ξR--= ξ(R-+r-− r) =ξ −-ξr--= ξ− ξ-= ξ(n-− 1)
         R + r     R +r         R+ r      n     n

Найдем общую ёмкость конденсаторов, подключенных в цепь последовательно

C-1-+ -1-
=C1   C2

     C1C2
C = C1+-C2-

Кроме того, напряжение на блоке конденсаторов будет равно напряжению на резисторах

UC = UR ⇒  q-= ξ(n-− 1)
           C     n

где q  – заряд на конденсаторах.
Найдем отсюда заряд

q = Cξ(n−-1)= C1C2ξ(n-− 1)
      n       (C1+ C2)n

Так как конденсаторы подключены последовательно, то заряд на каждом из конденсаторов равен q  Откуда напряжение на конденсаторах

     q   C1C2ξ(n− 1)   C2ξ(n− 1)
U1 = C1-= (C1+-C2)nC1-= (C1+-C2)n

U2 =-q-= C1C2ξ(n−-1)-= C1ξ(n−-1)
    C2   (C1+ C2)nC2   (C1+ C2)n
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 полной цепи и для участка цепи, формула тока короткого замыкания, формула нахождения общей емкости конденсаторов, формула связи заряда на конденсаторе с напряжением на нем);

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!