Задание 14 ЕГЭ по физике · задача C22D32
|
|
Катушка индуктивности подключена к источнику тока с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением через резистор Ом (см. рисунок). В момент ключ К замыкают. Значения силы тока в цепи, измеренные в последовательные моменты времени
с точностью 0,01 А, представлены в таблице. Сопротивление проводов и катушки пренебрежимо малó.
| t , c | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 |
| I , A | 0 | 0,12 | 0,19 | 0,23 | 0,26 | 0,28 | 0,29 | 0,30 | 0,30 |
Выберите два верных утверждения о процессах, происходящих в цепи.
| 1) | Напряжение на катушке максимально в момент времени t = 3,0 c . | |
| 2) | Энергия катушки минимальна в момент времени t = 6,0 c . | |
| 3) | ЭДС источника тока равна 20 В. | |
| 4) | Напряжение на резисторе в момент времени t = 5,0 c равно 18 В. | |
| 5) | Модуль ЭДС самоиндукции катушки в момент времени t = 0 равен 18 В. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 45 (верны: 4, 5)
Разбор
В цепи RL с постоянным источником после замыкания ключа ток растёт по закону $I = I_{\max}(1 − e−t/\tau)$, где $I_{\max} = \varepsilon/R$.
Из таблицы видно, что к $t = 5$–6 с ток вышел на постоянное значение 0,30 А. Значит, $I_{\max} = 0,30$ А и ЭДС источника $\varepsilon = I_{\max}\cdot R = 0,30\cdot 60 = 18$ В.
Напряжение на резисторе $UR = I\cdot R$. В момент $t = 5,0$ с $I = 0,30$ А, поэтому $UR = 18$ В — утверждение 4 верно.
В момент $t = 0$ ток ещё равен нулю, всё напряжение источника падает на катушке: |$\varepsilon L$| $= \varepsilon = 18$ В — утверждение 5 верно.
Остальные утверждения неверны: напряжение на катушке максимально в $t = 0$, а не в $t = 3$ с; энергия катушки минимальна в начале процесса, а не в $t = 6$ с; ЭДС источника равна 18 В, а не 20 В.
Из таблицы видно, что к $t = 5$–6 с ток вышел на постоянное значение 0,30 А. Значит, $I_{\max} = 0,30$ А и ЭДС источника $\varepsilon = I_{\max}\cdot R = 0,30\cdot 60 = 18$ В.
Напряжение на резисторе $UR = I\cdot R$. В момент $t = 5,0$ с $I = 0,30$ А, поэтому $UR = 18$ В — утверждение 4 верно.
В момент $t = 0$ ток ещё равен нулю, всё напряжение источника падает на катушке: |$\varepsilon L$| $= \varepsilon = 18$ В — утверждение 5 верно.
Остальные утверждения неверны: напряжение на катушке максимально в $t = 0$, а не в $t = 3$ с; энергия катушки минимальна в начале процесса, а не в $t = 6$ с; ЭДС источника равна 18 В, а не 20 В.