Задание 25 ЕГЭ по физике · 65FCD7
Переключение цепи с диодами
На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из двух одинаковых источников ЭДС, ключа К, одинаковых ламп Л1 и Л2, резистора R и двух одинаковых идеальных диодов D1 и D2. Опираясь на законы электродинамики, объясните, какие изменения произойдут в работе этой цепи, если перевести ключ К из положения 1 в положение 2. Сравните накал ламп в этих двух случаях.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
В положении 1 замыкается цепь, содержащая левый источник, резистор R, лампу Л1 и диод D1. Диод D1 включён в прямом направлении и пропускает ток, а диод D2 включён в обратном направлении и тока не пропускает.
I1=ER+r+RЛ
Поэтому в положении 1 горит лампа Л1, а лампа Л2 не горит. Сопротивление R дополнительно ограничивает ток в цепи Л1.
При переводе ключа в положение 2 изменяется подключение источников и направление тока во внешней цепи. Диод D1 оказывается включённым в обратном направлении и запирает правую ветвь, а D2 — в прямом направлении.
I2=Er+RЛ
В положении 2 лампа Л1 гаснет, а ток проходит через диод D2 и лампу Л2. Поскольку в этой цепи нет дополнительного сопротивления R, ток через Л2 больше, чем ток через Л1 в положении 1.
Мощность, выделяемая на лампе, определяется выражением P=I2RЛ. При одинаковых лампах большая сила тока означает больший накал.
I1=ER+r+RЛ
Поэтому в положении 1 горит лампа Л1, а лампа Л2 не горит. Сопротивление R дополнительно ограничивает ток в цепи Л1.
При переводе ключа в положение 2 изменяется подключение источников и направление тока во внешней цепи. Диод D1 оказывается включённым в обратном направлении и запирает правую ветвь, а D2 — в прямом направлении.
I2=Er+RЛ
В положении 2 лампа Л1 гаснет, а ток проходит через диод D2 и лампу Л2. Поскольку в этой цепи нет дополнительного сопротивления R, ток через Л2 больше, чем ток через Л1 в положении 1.
Мощность, выделяемая на лампе, определяется выражением P=I2RЛ. При одинаковых лампах большая сила тока означает больший накал.
Пример ответа
В положении 1 горит Л1, а Л2 не горит; в положении 2 Л1 гаснет и загорается Л2. Лампа Л2 накаляется сильнее, поскольку в её цепи отсутствует дополнительный резистор R, ограничивающий ток.
Источник: Открытый банк ФИПИ 65FCD7
Похожие задания
25Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3 ⋅ 10^( – 7) м используется для нагревания воды. Какую массу…Нагревание воды фотонами · 002D3A25Плоская монохроматическая световая волна с длиной волны 400 нм падает по нормали на дифракционную решётку.…Период дифракционной решётки · 01C99325Ион с зарядом q=3,2⋅10^(−19) Кл и массой m=1,5⋅10^(−25) кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ и…Радиус движения иона · 030E6825В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, R1=R, R2=2R, r=0,5R. Когда ключ К разомкнут, на…Мощность в разветвлённой цепи · 05618D25Сила тока в идеальном колебательном контуре меняется со временем так, как показано на рисунке. Определите…Заряд конденсатора в контуре · 07189425На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним…Теплота при разряде конденсатора · 0B939C
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.