Задание 25 ЕГЭ по физике · FEB0F6
Ток в цепи с диодами
Три одинаковых резистора и два одинаковых идеальных диода включены в электрическую цепь, показанную на рисунке, и подключены к аккумулятору в точках В и С. Показания амперметра равны 2 А. Определите силу тока через амперметр при смене полярности подключения аккумулятора. Нарисуйте эквивалентные электрические схемы для двух случаев подключения аккумулятора. Опираясь на законы электродинамики, поясните свой ответ. Сопротивлением амперметра и внутренним сопротивлением аккумулятора пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Обозначим сопротивление каждого резистора через R. При исходной полярности аккумулятора точка B имеет положительный потенциал, а точка C — отрицательный. Ток во внешней цепи направлен от B к C.
Верхний горизонтальный диод при этом направлении закрыт. Вертикальный диод открыт, поэтому эквивалентная схема состоит из двух параллельных ветвей: нижней ветви с одним резистором R и ветви с двумя последовательно соединёнными резисторами 2R. Амперметр находится в нижней ветви.
Пусть ЭДС аккумулятора равна E. Ток через амперметр в исходной схеме равен I1=E/R=2 А, поскольку амперметр включён последовательно с одним резистором в нижней ветви.
После смены полярности ток направлен от C к B. Верхний горизонтальный диод и вертикальный диод открыты. Все три резистора оказываются включёнными последовательно, поэтому ток через амперметр равен I2=E/(3R).
Используя E/R=2 А, получаем I2=(E/R)/3=2/3 А. В эквивалентной схеме для обратной полярности нужно показать последовательную цепь из трёх резисторов, двух открытых диодов и амперметра.
Верхний горизонтальный диод при этом направлении закрыт. Вертикальный диод открыт, поэтому эквивалентная схема состоит из двух параллельных ветвей: нижней ветви с одним резистором R и ветви с двумя последовательно соединёнными резисторами 2R. Амперметр находится в нижней ветви.
Пусть ЭДС аккумулятора равна E. Ток через амперметр в исходной схеме равен I1=E/R=2 А, поскольку амперметр включён последовательно с одним резистором в нижней ветви.
После смены полярности ток направлен от C к B. Верхний горизонтальный диод и вертикальный диод открыты. Все три резистора оказываются включёнными последовательно, поэтому ток через амперметр равен I2=E/(3R).
Используя E/R=2 А, получаем I2=(E/R)/3=2/3 А. В эквивалентной схеме для обратной полярности нужно показать последовательную цепь из трёх резисторов, двух открытых диодов и амперметра.
Пример ответа
Сила тока через амперметр после смены полярности аккумулятора равна 2/3 А.
Источник: Открытый банк ФИПИ FEB0F6
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.