Задание 25 ЕГЭ по физике · BD4A14
Задача высокого уровня: электричество
В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного полюса, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность равна 14,4 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась равной 21,6 Вт. Укажите, как течёт ток через диод и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
По схеме диод проводит ток снизу вверх, то есть от точки В к точке А. При подключении положительного полюса к точке А диод включён в обратном направлении и заперт. Ток течёт только через резистор R2 от точки А к точке В.
Rэкв=R2
В первом случае найдём сопротивление цепи по потребляемой мощности.
R2=U2P1=12214,4=10 Ом
При изменении полярности батареи диод открыт и имеет пренебрежимо малое сопротивление. Ток в ветви с диодом и резистором R1 течёт от точки В к точке А через диод и затем через R1. Через резистор R2 ток также течёт от точки В к точке А.
Rэкв=R1R2R1+R2
Эквивалентное сопротивление цепи во втором случае равно:
Rэкв=U2P2=12221,6=203 Ом
Подставим R2=10 Ом в формулу параллельного соединения и найдём R1.
203=10R1R1+10;20R1+200=30R1;R1=20 Ом
Rэкв=R2
В первом случае найдём сопротивление цепи по потребляемой мощности.
R2=U2P1=12214,4=10 Ом
При изменении полярности батареи диод открыт и имеет пренебрежимо малое сопротивление. Ток в ветви с диодом и резистором R1 течёт от точки В к точке А через диод и затем через R1. Через резистор R2 ток также течёт от точки В к точке А.
Rэкв=R1R2R1+R2
Эквивалентное сопротивление цепи во втором случае равно:
Rэкв=U2P2=12221,6=203 Ом
Подставим R2=10 Ом в формулу параллельного соединения и найдём R1.
203=10R1R1+10;20R1+200=30R1;R1=20 Ом
Пример ответа
При плюсе батареи в точке А диод заперт, ток течёт только через R2 от А к В; R2=10 Ом. При плюсе батареи в точке В диод открыт, ток через диод и R1 течёт от В к А, а через R2 — также от В к А; R1=20 Ом.
Источник: Открытый банк ФИПИ BD4A14
Похожие задания
25В цепи, изображённой на рисунке, сопротивления резисторов равны между собой: R1 =R2 =R3 =R. При разомкнутом…Задача высокого уровня: электричество · 40691325На рисунке изображена зависимость силы тока через лампу накаливания от приложенного к ней напряжения. При…Задача высокого уровня: электричество · 4EB5FA25Источник тока, два резистора и ключ включены в цепь, как показано на рисунке. При разомкнутом ключе на…Задача высокого уровня: электричество · DF760A25Электромагнитное 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 · 030E68
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.