ЕГЭ–2025, физика: задания, ответы, решения

Тип 21 № 29060 Добавить в вариант

i

В электрической схеме, изображенной на рисунке, сопротивления лампочки и резисторов одинаковы и равны R, ЭДС источников питания равны $\mathcalE,$ а внутренние сопротивления источников питания пренебрежимо малы.

Основываясь на известных физических законах и закономерностях, опишите, что произойдет с лампочкой, если перевести ключ из состояния 1 в состояние 2. Определите, во сколько раз изменится мощность, выделяемая во внешней цепи.

Решение.

1.  Если ключ находится в положении 1, то ток будет иметь направление, как на рисунке 1. В этом случае он будет идти через диод. Учитывая, что сопротивление диода очень мало, а диод подключен параллельно участку цепи, содержащему лампу и первый резистор, то разность потенциалов на данном участке будет равна 0. Ток через лампу не идет, лампа не горит. Эквивалентная схема имеет вид, показанный на рисунке 2. В этом случае мощность, выделяющаяся на внешней цепи, равна $P_1= дробь: числитель: \mathcalE в квадрате , знаменатель: R конец дроби .$

Рис. 1

Рис. 2

2.  Если ключ перевести в положение 2, то с учетом полярности источника тока можно сделать вывод, что через диод ток не будет идти (смотрите рисунок 3). Эквивалентная схема будет иметь вид, показанный на рисунке 4. Ток через лампу идет, лампа загорится. При последовательном соединении общее сопротивление цепи будет равно 3R, а мощность, выделяющаяся на внешнем участке цепи, равна $P_2= дробь: числитель: \mathcalE в квадрате , знаменатель: 3R конец дроби .$ Следовательно, мощность уменьшится в 3 раза.

Рис. 3

Рис. 4

Ответ: лампочка загорится; мощность уменьшится в 3 раза.

Критерии проверки:

Критерии оценивания ответа на задание С1	Баллы
Приведен правильный ответ и представлено полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов.	3
Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении содержится один из следующих недостатков. В объяснении не указаны одно из явлений или один из физических законов, необходимых для полного верного объяснения. 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
Максимальное количество баллов	3

Аналоги к заданию № 29060: 38747 38823 Все

Источник: ЕГЭ по физике 31.03.2022. Досрочная волна. Вариант 1

Решение · Критерии · Помощь

Тип 21 № 38747 Добавить в вариант

i

На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из двух одинаковых идеальных источников тока с ЭДС $\mathcalE ,$ лампы сопротивлением R, диода, ключа К и двух одинаковых резисторов сопротивлением R. Опираясь на законы электродинамики, объясните, что произойдет с яркостью лампы, если перевести ключ К из положения 1 в положение 2. Во сколько раз отличаются мощности, выделяющиеся в цепи при разных положениях ключа К?

Решение.

При первом положении ключа в цепи находится нижний источник тока, поэтому ток проходит против часовой стрелки при обходе контура. В этом случай через диод идет прямой ток, поэтому сопротивление диода пренебрежительно мало. На участке цепи, содержащем диод напряжение равно 0. На участке цепи, содержащем лампу и реостат, подключенным параллельно диоду напряжение также равно 0. Поэтому ток через лампу и реостат не идет, лампа не горит. Таким образом, имеем эквивалентную схему, состоящую из источника тока и резистора R. Мощность тока, выделяющаяся в цепи, $P_1= дробь: числитель: \mathcalE в квадрате , знаменатель: R конец дроби .$

При переводе ключа в положение 2 ток будет идти через верхний источник, а направление тока по часовой стрелке при обходе контура. Для диода это направление обратное, поэтому диод обладает очень большим сопротивлением, через него ток не идет.

Таким образом, имеем эквивалентную схему, состоящую из источника тока и соединенных последовательно двух резисторов и лампы. Тогда лампа будет гореть ярче. При последовательном соединении общее сопротивление цепи равно $R_общ=3R,$ мощность тока, выделяющаяся в цепи

$P_2= дробь: числитель: \mathcalE в квадрате , знаменатель: R_общ конец дроби = дробь: числитель: \mathcalE в квадрате , знаменатель: 3R конец дроби .$

Следовательно, мощность тока уменьшится в 3 раза.

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае указано направление движения магнита) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае определено направление тока через катушку после замыкания ключа и направление индукции магнитного поля вблизи верхнего торца катушки с указанием на используемые правила, проведена аналогия с взаимодействием двух магнитов).	3
Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. 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 тому подобное.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет. 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 тому подобное). И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения.	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 балл	3

Аналоги к заданию № 29060: 38747 38823 Все

Источник: ЕГЭ по физике 13.06.2024. Основная волна, резервный день. Дальний Восток

Решение · Критерии · Помощь

Тип 21 № 38823 Добавить в вариант

i

Электрическая цепь включает в себя два идеальных источника тока с ЭДС $\mathcalE ,$ два резистора и лампу с одинаковым сопротивлением R, ключ и идеальный диод. Изначально ключ в положении 1, в некоторый момент времени его переводят в положение 2. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как изменится свечение лампочки и полная мощность, выделяющаяся внешней цепи?

Решение.

При первом положении ключа в цепи находится верхний источник тока, поэтому ток проходит против часовой стрелки при обходе контура. В этом случай через диод идет прямой ток, поэтому сопротивление диода пренебрежительно мало. На участке цепи, содержащем диод напряжение равно 0. На участке цепи, содержащем лампу и реостат, подключенным параллельно диоду напряжение также равно 0. Поэтому ток через лампу и реостат не идет, лампа не горит. Таким образом, имеем эквивалентную схему, состоящую из источника тока и резистора R. Мощность тока, выделяющаяся в цепи, $P_1= дробь: числитель: \mathcalE в квадрате , знаменатель: R конец дроби .$

При переводе ключа в положение 2 ток будет идти через нижний источник, а направление тока по часовой стрелке при обходе контура. Для диода это направление обратное, поэтому диод обладает очень большим сопротивлением, через него ток не идет.

Таким образом, имеем эквивалентную схему, состоящую из источника тока и соединенных последовательно двух резисторов и лампы. Тогда лампа будет гореть. При последовательном соединении общее сопротивление цепи равно $R_общ=3R,$ мощность тока, выделяющаяся в цепи

$P_2= дробь: числитель: \mathcalE в квадрате , знаменатель: R_общ конец дроби = дробь: числитель: \mathcalE в квадрате , знаменатель: 3R конец дроби .$

Таким образом, мощность тока, выделяющаяся на внешней цепи, уменьшится в 3 раза.

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов	3
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не использованы 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.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения	2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём 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 балл	3

Аналоги к заданию № 29060: 38747 38823 Все

Источник: ЕГЭ по физике 13.06.2024. Основная волна, резервный день. Урал, Сибирь

Решение · Критерии · Помощь