.04 Конденсаторы. RC-цепи
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Два плоских конденсатора ёмкостью 
и 
соединили параллельно и зарядили до напряжения 
. Затем ключ К разомкнули,
отключив конденсаторы от источника (см. рис.). Пространство между их обкладками заполнено жидким диэлектриком с
диэлектрической проницаемостью 
. Какой будет разность потенциалов между обкладками, если из левого конденсатора
диэлектрик вытечет?
Нижние пластины конденсаторов были подсоединены к минусу источника тока, а верхние - к плюсу. Поэтому на
нижних скопился отрицательный заряд, а на верхних - положительный. Заряд на конденсаторе считается по формуле
.
Изобразим конденсаторы после размыкания ключа:
При исчезновении диэлектрика меняется емкость левого конденсатора. Емкость конденсатора:
где 
– площадь конденсатора, 
– расстояние между обкладками, 
– диэлектрическая проницаемость воздуха, 
–
диэлектрическая постоянная.
То есть когда вытечет диэлектрик, ёмкость левого конденсатора уменьшится в 
раз. При этом суммарный заряд на двух
конденсаторах остается постоянным, т.к. в такой изолированной системе выполняется закон сохранения заряда. Из-за этого
произойдет перезаряжание конденсаторов (в цепи появится ток, которыый пропадет, когда на конденсаторах снова сравняется
напряжение).
Следующие рисунки иллюстрируют соответственно моменты непосредственно после возникновения тока (когда заряды на
конденсаторах еще не успели измениться) и после того, как ток прекратится (резистор указан, т.к. не сказано, что провода не имеют
сопротивления).
Запишем закон сохранения заряда для верхних обкладок:
Тогда:
В итоге:
| Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 3 |
| I) записаны положения теории и физические законы, | |
| закономерности, применение которых необходимо для решения | |
| задачи выбранным способом (в данном случае: формулы, связывающие заряд конденсатора с его ёмкостью и разностью потенциалов между обкладками для обоих случаев; формула для суммарной ёмкости конденсаторов при параллельном включении; формула для ёмкости плоского 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) представлены необходимые математические преобразования и | |
| расчёты, приводящие к правильному числовому ответу | |
| (допускается решение «по частям» с промежуточными | |
| вычислениями); | |
| IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения | |
| искомой величины | |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, | 2 |
| физические законы, закономерности, и проведены необходимые | |
| преобразования, но имеется один или несколько из следующих | |
| недостатков | |
|
| |
| Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
| объёме или отсутствуют. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, | |
| неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены | |
| в скобки, рамку и т.п.). | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В необходимых математических преобразованиях или вычислениях | |
| допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не | |
| доведены до конца. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих | 1 |
| 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 | |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
| критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | |
| Максимальный балл | 3 |
Специальные программы
Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!
Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.
Бесплатное онлайн-обучение
Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!
Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!
