PDF-версии: 
Участок электрической цепи подключён к источнику постоянного напряжения U, как показано на рисунке. Определите отношение мощности W1, выделяемой на этом участке цепи, к мощности W2, выделяемой на этом же участке цепи после переключения полярности подаваемого напряжения. Диод считать идеальным, т. е. при прямом включении его сопротивление равно нулю, при обратном – бесконечно большим.
Решение. Так как ток течет от плюса к минусу, то в первом случае он не идет через диод, и соответственно, через резистор с сопротивлением 2R. Тогда получаем эквивалентную схему с последовательным соединением резисторов 3R, 4R и R.
Общее сопротивление такой цепи равно
При этом на участке цепи выделяется мощность тока:
При изменении полярности подключения цепи ток через диод будет идти. В результате получаем эквивалентную схему цепи, в которой резисторы 4R и R соединены последовательно, к ним резистор 2R присоединен параллельно, а к этому участку резистор 3R присоединен последовательно. Используя закономерности этих видов соединения, найдем общее сопротивление:
Тогда мощность участка цепи во втором случае равна:
Таким образом, отношение мощностей равно:
Ответ: 0,55.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| 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: формула связи заряда конденсатора с напряжением, закон сохранения заряда, закон Ома для участка цепи и закон сохранения энергии); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи); III) проведены 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. | 3 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют. ИЛИ В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). ИЛИ В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца. ИЛИ Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих 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. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок | 0 |
| Максимальный балл | 3 |