Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д25 C5 № 29129
i

На ри­сун­ке по­ка­за­на схема элек­три­че­ской цепи, со­сто­я­щей из не­сколь­ких ре­зи­сто­ров с оди­на­ко­вы­ми со­про­тив­ле­ни­я­ми R, иде­аль­но­го диода Д, ис­точ­ни­ка пи­та­ния с по­сто­ян­ной ЭДС  \mathcalE и малым внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем, иде­аль­но­го ам­пер­мет­ра А и пе­ре­клю­ча­те­ля П по­ляр­но­сти ис­точ­ни­ка пи­та­ния. Во сколь­ко раз из­ме­нит­ся сила тока I через ам­пер­метр после пе­ре­во­да пе­ре­клю­ча­те­ля в дру­гое по­ло­же­ние?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Из за­ко­на Ома для пол­ной цепи сле­ду­ет, что ток через ам­пер­метр равен I= дробь: чис­ли­тель: \mathcalE , зна­ме­на­тель: R_\sum конец дроби , где R_\sum  — сум­мар­ное со­про­тив­ле­ние цепи, под­клю­чен­ной через пе­ре­клю­ча­тель к ис­точ­ни­ку.

2.  Как видно из схемы цепи, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке, она со­дер­жит две па­рал­лель­но со­еди­нен­ные ветви  — одну со­про­тив­ле­ни­ем 2R, а дру­гую со­про­тив­ле­ни­ем 3R, при­чем между ними име­ет­ся пе­ре­мыч­ка из иде­аль­но­го диода, ко­то­рый вклю­чен между верх­ни­ми левым и пра­вым кон­ца­ми ниж­них ре­зи­сто­ров и может иде­аль­но про­во­дить ток слева на­пра­во, если на­пря­же­ние в от­сут­ствие этого диода будет по­ло­жи­тель­ным.

3.  Из за­ко­на Ома для участ­ка цепи и пра­вил рас­че­та со­про­тив­ле­ний по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нен­ных про­вод­ни­ков сле­ду­ет, что в от­сут­ствие диода в левой точке его при­со­еди­не­ния будет на­пря­же­ние  дробь: чис­ли­тель: \mathcalE, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби от­но­си­тель­но ниж­не­го про­во­да цепи, а в пра­вой  дробь: чис­ли­тель: \mathcalE, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , от­ку­да ясно, что диод в пер­вом слу­чае будет от­крыт, и его вы­во­ды можно за­мкнуть на­ко­рот­ко.

4.  Таким об­ра­зом, в пер­вом слу­чае цепь будет со­сто­ять из двух по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нен­ных со­про­тив­ле­ний, рав­ных, со­глас­но пра­ви­лам рас­че­та со­про­тив­ле­ний па­рал­лель­но и по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нен­ных про­вод­ни­ков,  дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби R и  дробь: чис­ли­тель: R, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , от­ку­да:

R_\sum 1= дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби R, и I_1= дробь: чис­ли­тель: \mathcalE , зна­ме­на­тель: R_\sum 1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: \mathcalE , зна­ме­на­тель: R конец дроби .

5.  После пе­ре­во­да пе­ре­клю­ча­те­ля в дру­гое по­ло­же­ние и из­ме­не­ния по­ляр­но­сти на­пря­же­ния, по­да­ва­е­мо­го на схему из ре­зи­сто­ров, ана­ло­гич­ным об­ра­зом на­хо­дим, что без диода в левой точке его при­со­еди­не­ния будет на­пря­же­ние  минус дробь: чис­ли­тель: \mathcalE, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби от­но­си­тель­но ниж­не­го про­во­да цепи, а в пра­вой  —  дробь: чис­ли­тель: \mathcalE, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , то есть выше, чем в левой, от­ку­да ясно, что диод во вто­ром слу­чае будет за­крыт и в месте его на­хож­де­ния цепь надо про­сто разо­рвать.

6.  Во вто­ром слу­чае цепь будет со­сто­ять и двух па­рал­лель­но со­еди­нен­ных со­про­тив­ле­ний 2R и 3R, от­ку­да:

R_\sum 2= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби R, и I_2= дробь: чис­ли­тель: \mathcalE, зна­ме­на­тель: R_\sum 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: \mathcalE, зна­ме­на­тель: R конец дроби .

7.  Ис­ко­мое от­но­ше­ние токов, таким об­ра­зом, равно:

 дробь: чис­ли­тель: I_2, зна­ме­на­тель: I_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби , зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 35, зна­ме­на­тель: 36 конец дроби .

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: I_2, зна­ме­на­тель: I_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 35, зна­ме­на­тель: 36 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
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: за­ко­ны Ома для участ­ка и для пол­ной цепи, пра­ви­ла рас­че­та со­про­тив­ле­ний при па­рал­лель­ном и по­сле­до­ва­тель­ном со­еди­не­нии про­вод­ни­ков, свой­ства иде­аль­но­го по­лу­про­вод­ни­ко­во­го диода и ам­пер­мет­ра);

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 рас­че­ты, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му чис­ло­во­му от­ве­ту (до­пус­ка­ет­ся ре­ше­ние «по ча­стям» с про­ме­жу­точ­ны­ми вы­чис­ле­ни­я­ми);

IV)  пред­став­лен пра­виль­ный ответ с ука­за­ни­ем еди­ниц из­ме­ре­ния ис­ко­мой ве­ли­чи­ны.

2
Пра­виль­но за­пи­са­ны все не­об­хо­ди­мые по­ло­же­ния тео­рии, фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, и про­ве­де­ны пре­об­ра­зо­ва­ния, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи, но име­ет­ся один или не­сколь­ко из сле­ду­ю­щих не­до­стат­ков.

За­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие пунк­ту II, пред­став­ле­ны не в пол­ном объ­е­ме или от­сут­ству­ют.

И (ИЛИ)

В ре­ше­нии име­ют­ся лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние (воз­мож­но, не­вер­ные), ко­то­рые не от­де­ле­ны от ре­ше­ния и не за­черк­ну­ты.

И (ИЛИ)

В не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­ны ошиб­ки, и (или) в ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях/⁠вы­чис­ле­ни­ях про­пу­ще­ны ло­ги­че­ски важ­ные шаги.

И (ИЛИ)

От­сут­ству­ет пункт IV, или в нем до­пу­ще­на ошиб­ка (в том числе в за­пи­си еди­ниц из­ме­ре­ния ве­ли­чи­ны).

1
Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным

кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1 или 2 балла.

0
Мак­си­маль­ный балл2

Аналоги к заданию № 29129: 29197 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.2.6 Закон Ома для пол­ной (за­мкну­той) элек­три­че­ской цепи