Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 5418
i

Ка­туш­ка, об­ла­да­ю­щая ин­дук­тив­но­стью L, со­еди­не­на с ис­точ­ни­ком пи­та­ния с ЭДС \mathcalE и двумя оди­на­ко­вы­ми ре­зи­сто­ра­ми R. Элек­три­че­ская схема со­еди­не­ния по­ка­за­на на рис 1. В на­чаль­ный мо­мент ключ в цепи разо­мкнут. В мо­мент вре­ме­ни t  =  0 ключ за­мы­ка­ют, что при­во­дит к из­ме­не­ни­ям силы тока, ре­ги­стри­ру­е­мым ам­пер­мет­ром, как по­ка­за­но на рис. 2.

Рис. 1

Рис. 2

Ос­но­вы­ва­ясь на из­вест­ных фи­зи­че­ских за­ко­нах, объ­яс­ни­те, по­че­му при за­мы­ка­нии ключа сила тока плав­но уве­ли­чи­ва­ет­ся до не­ко­то­ро­го но­во­го зна­че­ния I_1. Опре­де­ли­те зна­че­ние силы тока  I_1. Внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка тока пре­не­бречь.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Сила тока опре­де­ля­ет­ся за­ко­ном Ома для пол­ной цепи: IR_общ=\mathcalE плюс \mathcalE_инд, где I  — сила тока в цепи, R_общ  — со­про­тив­ле­ние цепи, а \mathcalE_инд = минус L дробь: чис­ли­тель: \Delta I, зна­ме­на­тель: \Delta t конец дроби   — ЭДС са­мо­ин­дук­ции, воз­ни­ка­ю­щая толь­ко при из­ме­не­нии силы тока и пре­пят­ству­ю­щая его из­ме­не­нию со­глас­но пра­ви­лу Ленца.

2.  До за­мы­ка­ния ключа R_общ=2R; сила тока через ам­пер­метр опре­де­ля­ет­ся за­ко­ном Ома для за­мкну­той цепи: I_0= дробь: чис­ли­тель: \mathcalE, зна­ме­на­тель: 2R конец дроби .

3.  При за­мы­ка­нии ключа со­про­тив­ле­ние цепи скач­ком умень­ша­ет­ся в 2 раза, но ЭДС са­мо­ин­дук­ции пре­пят­ству­ет из­ме­не­нию силы тока через ка­туш­ку. По­это­му сила тока через ка­туш­ку при за­мы­ка­нии ключа не пре­тер­пе­ва­ет скач­ка.

4.  По­сте­пен­но ЭДС са­мо­ин­дук­ции умень­ша­ет­ся до нуля, а сила тока через ка­туш­ку плав­но воз­рас­та­ет до ста­ци­о­нар­но­го зна­че­ния: I_1= дробь: чис­ли­тель: \mathcalE, зна­ме­на­тель: R конец дроби =2I_0=6А.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
При­ве­ден пра­виль­ный ответ (в дан­ном слу­чае  — зна­че­ние силы тока, п. 4), и пред­став­ле­но пол­ное вер­ное объ­яс­не­ние (в дан­ном слу­чае  — п. 1–3) с ука­за­ни­ем на­блю­да­е­мых яв­ле­ний и за­ко­нов (в дан­ном слу­чае: закон Ома для пол­ной цепи, яв­ле­ние са­мо­ин­дук­ции).3
Дан пра­виль­ный ответ и при­ве­де­но объ­яс­не­ние, но в ре­ше­нии име­ют­ся сле­ду­ю­щие не­до­стат­ки.

В объ­яс­не­нии не ука­за­но или не ис­поль­зу­ет­ся одно из фи­зи­че­ских яв­ле­ний, свойств, опре­де­ле­ний или один из за­ко­нов (фор­мул), не­об­хо­ди­мых для пол­но­го вер­но­го объ­яс­не­ния. (Утвер­жде­ние, ле­жа­щее в ос­но­ве объ­яс­не­ния, не под­креп­ле­но со­от­вет­ству­ю­щим за­ко­ном, свой­ством, яв­ле­ни­ем, опре­де­ле­ни­ем и т. п.)

ИЛИ

Объ­яс­не­ния пред­став­ле­ны не в пол­ном объ­е­ме, или в них со­дер­жит­ся один ло­ги­че­ский не­до­чет.

2
Пред­став­ле­но ре­ше­ние, со­от­вет­ству­ю­щее од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев.

Дан пра­виль­ный ответ на во­прос за­да­ния и при­ве­де­но объ­яс­не­ние, но в нем не ука­за­ны два яв­ле­ния или фи­зи­че­ских за­ко­на, не­об­хо­ди­мых для пол­но­го вер­но­го объ­яс­не­ния.

ИЛИ

Ука­за­ны все не­об­хо­ди­мые для объ­яс­не­ния яв­ле­ния и за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, но име­ю­щи­е­ся рас­суж­де­ния, на­прав­лен­ные на по­лу­че­ние от­ве­та на во­прос за­да­ния, не до­ве­де­ны до конца.

ИЛИ

Ука­за­ны все не­об­хо­ди­мые для объ­яс­не­ния яв­ле­ния и за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, но име­ю­щи­е­ся рас­суж­де­ния, при­во­дя­щие к от­ве­ту, со­дер­жат ошиб­ки.

ИЛИ

Ука­за­ны не все не­об­хо­ди­мые для объ­яс­не­ния яв­ле­ния и за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, но име­ют­ся вер­ные рас­суж­де­ния, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

1
Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1, 2, 3 балла.0
Мак­си­маль­ный балл3

Аналоги к заданию № 5418: 5453 5523 5628 Все

Источники:
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.4.6 Ин­дук­тив­ность. Са­мо­ин­дук­ция. ЭДС са­мо­ин­дук­ции
Гость 23.03.2016 15:08

Вот вы пи­ши­те, что сила тока воз­рас­та­ет до 6 ампер. Но стоит об­ра­тить вни­ма­ние на то, что за­ви­си­мость экс­по­нен­ци­аль­ная и толь­ко через очень боль­шой про­ме­жу­ток вре­ме­ни сила тока при­бли­зит­ся очень близ­ко к 6 ам­пе­рам, но не будет равна ему. У наc пря­мая I=6 яв­ля­ет­ся го­ри­зон­таль­ной асимп­то­той. По­это­му стоит под­пра­вить не­мно­го, что сила тока через очень боль­шой про­ме­жу­ток вре­ме­ни воз­рас­та­ет до зна­че­ния близ­ко­го к 6 ам­пе­рам.