Найдите заряд q конденсатора емкостью С = 5 мкФ в цепи, схема которой изображена на рисунке. Сопротивления резисторов равны R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 1 Ом, R4 = 2,5 Ом, источник постоянного напряжения идеальный, U = 4 В.
Эта задача решается значительно проще не в общем виде, а при последовательной подстановке числовых данных в промежуточных расчетах.
1. Резисторы R1 и R3, соединенные последовательно, включены параллельно резистору R2, и весь этот участок соединен последовательно с резистором R4. Полное сопротивление цепи, подключенной к источнику, по формулам для последовательного и параллельного соединения резисторов равно 
2. Постоянный ток через конденсатор не идет, а его заряд определяется напряжением UC на нем: 
где UC равно сумме падений напряжения на резисторах R3 и R4.
3. В соответствии с законами Ома для участка цепи и для полной цепи через R4 течет ток 
создающий на нем падение напряжения 
4. Падение напряжения на резисторе R3 равно 
причем в соответствии с отношением сопротивлений R2 и R1 + R3, соединенных параллельно, делится на части полный ток 
Поскольку 
получаем 
и 
5. Таким образом, 
и 
Ответ: 15 мкКл.
| 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: правила расчета сопротивления для параллельного и последовательного соединения проводников, законы Ома для полной цепи и для участка цепи, связь напряжения и заряда конденсатора); 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) 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 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 (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). 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. | 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 |
Найдите заряд q конденсатора емкостью С = 10 мкФ в цепи, схема которой изображена на рисунке. Сопротивления резисторов равны R1 = 1 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 2 Ом, источник постоянного напряжения идеальный, U = 6 В.
Эта задача решается значительно проще не в общем виде, а при последовательной подстановке числовых данных в промежуточных расчетах.
1. Резисторы R1 и R3, соединенные последовательно, включены параллельно резистору R2, и весь этот участок соединен последовательно с резистором R4. Полное сопротивление цепи, подключенной к источнику, по формулам для последовательного и параллельного соединения резисторов равно 
2. Постоянный ток через конденсатор не идет, а его заряд определяется напряжением UC на нем: где UC равно сумме падений напряжения на резисторах R3 и R4.
3. В соответствии с законами Ома для участка цепи и для полной цепи через R4 течет ток 
создающий на нем падение напряжения 
4. Падение напряжения на резисторе R3 равно причем в соответствии с отношением сопротивлений R2 и R1 + R3, соединенных параллельно, делится на части полный ток Поскольку 
получаем 
и 
5. Таким образом, 
и 
Ответ: 52,5 мкКл.
| 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: правила расчета сопротивления для параллельного и последовательного соединения проводников, законы Ома для полной цепи и для участка цепи, связь напряжения и заряда конденсатора); 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) 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 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 (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). 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. | 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 в 1, 2, 3 балла. | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
Наверх