Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)
.03 Конденсаторы
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#22856

В электрической цепи, показанной на рисунке, r = 1  Ом, R1 = 4  Ом, R2 = 7  Ом, ξ = 6  В, ключ К длительное время находится в положении 1. За длительное время после перевода ключа К в положение 2 изменение заряда па правой обкладке конденсатора Δq = −0,55  мкКл. Найдите электроёмкость конденсатора C  .
Основная волна, 2020

PIC

Показать ответ и решение

Когда ключ К находится в положении 1, эквивалентная схема электрической цепи выглядит, как показано на рис. а. В установившемся режиме ток через конденсатор не течёт, по закону Ома для полной цепи ток в цепи равен:

        ξ
I = r+-R-+-R-.
        1   2

Напряжение на конденсаторе равно напряжению на R1  и равно:

UC1 = IR1 =----ξR1----.
           r +R1 + R2

Заряд конденсатора

              CξR1
q1 = CUC1 = r-+R1-+-R2.

Правая обкладка конденсатора соединена с положительным полюсом источника и заряжена положительно. Поэтому её заряд равен q1  .

PIC

Когда ключ К находится в положении 2, эквивалентная схема электрической цепи выглядит, как показано на рис. б. В установившемся режиме ток через конденсатор не течёт, по закону Ома для полной цепи ток в цепи равен:

I = ----ξ----.
    r+ R1+ R2

Напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе R
  2  :

           ----ξR2----
U2C = IR2 = r +R1 + R2.

Заряд конденсатора

              CξR
q2 = CUC1 = r-+R-2+-R-.
                1   2

Правая обкладка конденсатора соединена теперь с отрицательным полюсом источника и заряжена отрицательно. Поэтому её заряд равен − q2  . 3. Изменение заряда на правой обкладке конденсатора

Δq = −q2− q1 = −--CξR2---− ---CξR1---= − Cξ(R2+-R1).
               r +R1 + R2  r +R1 + R2    r+ R1 + R2

откуда

C = −Δq(r+-R1-+R2-)= 0,55⋅10−6 Кл(1-Ом+-4-Ом-+7-Ом)-= 0,1 мкФ.
       ξ(R1 + R2)            6 В(4 О м+ 7 О м)
Ответ:
Критерии оценки

Критерии проверки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формулы связи заряда с напряжением на нем, закона Ома для полной цепи, закона Ома для участка цепи. Сказано, что на параллельно соединенных элементах напряжения равны)

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов. (введены обозначения для величин не входящих в КИМы)

III) Проведены 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.

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ правильном 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)

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательны единицы измерений)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении 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 данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

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 обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

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

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или 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!