Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 6288
i

Два плос­ких воз­душ­ных кон­ден­са­то­ра под­клю­че­ны к оди­на­ко­вым ис­точ­ни­кам по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния и оди­на­ко­вым лам­пам, как по­ка­за­но на ри­сун­ках а и б.

Рис. а

Рис. б

Кон­ден­са­то­ры имеют оди­на­ко­вую пло­щадь пла­стин, но раз­ли­ча­ют­ся рас­сто­я­ни­ем между пла­сти­на­ми. В не­ко­то­рый мо­мент вре­ме­ни ключи К в обеих схе­мах пе­ре­во­дят из по­ло­же­ния 1 в по­ло­же­ние 2. Опи­ра­ясь на за­ко­ны элек­тро­ди­на­ми­ки, объ­яс­ни­те, в каком из при­ве­ден­ных опы­тов при пе­ре­клю­че­нии ключа лампа вспых­нет ярче. Со­про­тив­ле­ни­ем со­еди­ня­ю­щих про­во­дов пре­не­бречь.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

При пе­ре­во­де ключа из по­ло­же­ния 1 в по­ло­же­ние 2 кон­ден­са­тор очень быст­ро раз­ря­дит­ся через лампу. Яр­кость вспыш­ки лампы за­ви­сит от энер­гии, вы­де­лив­шей­ся на лампе. Сле­до­ва­тель­но, чем боль­шая энер­гия на­ко­пит­ся в кон­ден­са­то­ре, тем ярче будет вспыш­ка. Энер­гия кон­ден­са­то­ра W_c= дробь: чис­ли­тель: CU в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Сле­до­ва­тель­но, чем боль­ше ем­кость, тем боль­ше заряд на кон­ден­са­то­ре. Ем­кость плос­ко­го кон­ден­са­то­ра рас­счи­ты­ва­ет­ся по фор­му­ле C= дробь: чис­ли­тель: эп­си­лон эп­си­лон _0S, зна­ме­на­тель: d конец дроби , где S  — пло­щадь пла­стин кон­ден­са­то­ра, а d  — рас­сто­я­ние между пла­сти­на­ми. Зна­чит, ем­кость кон­ден­са­то­ра б боль­ше ем­ко­сти кон­ден­са­то­ра а. В силу того, что оба кон­ден­са­то­ра за­ря­жа­ют­ся от оди­на­ко­вых ис­точ­ни­ков по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния, энер­гия, на­коп­лен­ная в кон­ден­са­то­ре б, будет боль­ше энер­гии, на­коп­лен­ной в кон­ден­са­то­ре а. Сле­до­ва­тель­но, и вспыш­ка лампы для си­сте­мы б будет ярче.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
При­ве­де­но пол­ное пра­виль­ное ре­ше­ние, вклю­ча­ю­щее пра­виль­ный ответ (в дан­ном слу­чае п. 1–2) и ис­чер­пы­ва­ю­щие вер­ные рас­суж­де­ния с ука­за­ни­ем на­блю­да­е­мых яв­ле­ний и за­ко­но­мер­но­стей (в дан­ном слу­чае  — фор­му­ла ем­ко­сти плос­ко­го кон­ден­са­то­ра и рас­суж­де­ния о за­ви­си­мо­сти ве­ли­чи­ны силы тока от за­ря­да, на­коп­лен­но­го на кон­ден­са­то­ре).3
Дан пра­виль­ный ответ и при­ве­де­но объ­яс­не­ние, но в ре­ше­нии име­ют­ся сле­ду­ю­щие не­до­стат­ки.

В объ­яс­не­нии не ука­за­но одно из фи­зи­че­ских яв­ле­ний, свойств, опре­де­ле­ний или не на­зван один из за­ко­нов (фор­мул), не­об­хо­ди­мых для пол­но­го вер­но­го объ­яс­не­ния. (Утвер­жде­ние, ле­жа­щее в ос­но­ве объ­яс­не­ния, не под­креп­ле­но ука­за­ни­ем на со­от­вет­ству­ю­щий закон, свой­ство, яв­ле­ние, опре­де­ле­ние 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, при во­дя­щие 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 № 6216: 6251 6288 6324 Все

Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 05.05.2014. До­сроч­ная волна. Ва­ри­ант 3
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:
Марина Явтушенко 05.04.2021 12:32

Яр­кость вспыш­ки лампы за­ви­сит от ве­ли­чи­ны тока про­те­ка­ю­щей через неё - да!

Сле­до­ва­тель­но, чем боль­ший заряд на­ко­пит­ся в кон­ден­са­то­ре, тем ярче будет вспыш­ка - нет!

Ток - это про­из­вод­ная от за­ря­да по вре­ме­ни, ток будет выше там, где кон­ден­са­тор раз­ря­жа­ет­ся быст­рее и боль­ше ве­ли­чи­на dq/dt.

За­пи­шем заряд на кон­ден­са­то­ре от вре­ме­ни при его раз­ряд­ке:

q1(t)=q[01]*exp(-t/(RC1)),

q2(t)=q[02]*exp(-t/(RC2)).

q[01]=C1E; q[02]=C2E.

Тогда токи - это dq/dt:

I1(t)=q[01]* exp(-t/(RC1)) / (RC1),

I2(t)=q[02]* exp(-t/(RC2)) / (RC2).

Мак­си­маль­ный ток будет сразу после за­мы­ка­ния ключа, т.е. при t=0.

Тогда:

I1/I2=C1E/(C2E)*RC2/(RC1)=1.

Токи оди­на­ко­вы, вспыш­ки оди­на­ко­во яркие.

Ирина Леонидовна Бочарова

Спа­си­бо за со­дер­жа­тель­ный ком­мен­та­рий. Ха­рак­тер­ное время на­гре­ва­ния лам­поч­ки за­мет­но боль­ше ха­рак­тер­но­го вре­ме­ни спа­да­ния за­ря­да в кон­ден­са­то­ре. По­это­му лам­поч­ка «про­ин­те­гри­ру­ет» этот про­цесс, важна не ве­ли­чи­на тока, а про­шед­шая энер­гия. До­пол­ни­ли ре­ше­ние.