Задание EF18414
Конденсатор подключён к источнику тока последовательно с резистором R=20 кОм (см. рисунок). В момент времени t=0 ключ замыкают. В этот момент конденсатор полностью разряжен. Результаты измерений силы тока в цепи представлены в таблице.
Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь. Выберите два верных утверждения о процессах, наблюдаемых в опыте.
Ответ:
а) Ток через резистор в процессе наблюдения увеличивается.
б) Через 6 с после замыкания ключа конденсатор полностью зарядился.
в) ЭДС источника тока составляет 6 В.
г) В момент времени t = 3 с напряжение на резисторе равно 0,6 В.
д) В момент времени t = 3 с напряжение на конденсаторе равно 5,7 В.
📜Теория для решения: Полная цепь
Посмотреть решение
Алгоритм решения
Решение
Согласно утверждению «а», ток через резистор в процессе наблюдения увеличивается. Но это не так, поскольку в таблице с течением времени сила тока уменьшается. Утверждение «а» неверно.
Согласно утверждению «б», через 6 с после замыкания ключа конденсатор полностью зарядился. Если это было бы так, то сила тока была бы равна 0. Но в момент времени t = 6 с она равна 1 мкА. Следовательно, утверждение «б» неверно.
Согласно утверждению «в», ЭДС источника тока составляет 6 В. Напряжение в цепи в начальный момент времени равно ЭДС источника. Следовательно:
ε=U(при t=0 c)=IR=300 мкА ·20 кОм=0,3·10−3А·20·103Ом=6 (В)
Вывод: утверждение «в» верное.
Согласно утверждению «г», в момент времени t = 3 с напряжение на резисторе равно 0,6 В. Чтобы проверить это, нужно умножить соответствующую силу тока на сопротивление резистора:
U=IR=15 мкА ·20 кОм=0,015·10−3А·20·103Ом=0,3 (В)
Вывод: утверждение «г» неверное.
Согласно утверждению «д», в момент времени t = 3 с напряжение на конденсаторе равно 5,7 В. Чтобы проверить это, нужно из ЭДС в этот момент времени вычесть напряжение на внешней цепи. Его мы уже нашли. Оно равно 0,3 В. ЭДС мы тоже нашли. Она равна 6 В. Их разность равна 5,7 В. Следовательно, утверждение «д» верно.
Ответ: вд