Главная / ЕГЭ Физика / Задание №25 / ID 108396
ID 108396 ЕГЭ Физика Линия №25 СдамГИА ID: 3689 Кинематика
✈️ TG ВК Следующая ⏭️
Два одинаковых воздушных конденсатора соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения. Затем один из них, не разрывая цепь, опустили в масло с диэлектрической проницаемостью $\varepsilon =3$ Как и во сколько раз при этом изменится энергия второго конденсатора, который остался не погруженным в масло?
💡 Пошаговый разбор и решение:
Пусть $\mathcalE$   — ЭДС источника тока. В силу закона сохранения электрического заряда, в начальном состоянии заряды на последовательно соединенных конденсаторах одинаковы: $q_1=q_2= \frac{C \mathcalE}{2}$
При одинаковой емкости конденсаторов $( C_1=C_2=C )$ напряжения на них также одинаковы: $U_1=U_2= \frac{\mathcalE}{2}$ Энергия второго конденсатора равна

$W_1= \frac{CU_2 ^2}{2}$

В конечном состоянии (все обозначения, относящиеся к конечному состоянию, снабжены штрихами) заряды на конденсаторах по-⁠прежнему одинаковы, но емкости конденсаторов разные ( $\varepsilon C$ и С), и напряжения на конденсаторах тоже разные: $q'_1=q'_2=\varepsilon CU'_1=CU'_2$ причем $U'_1 + U'_2= \mathcalE$ Отсюда получаем:

$q'_1=q'_2= \frac{\varepsilon C \mathcalE}{\varepsilon + 1}$ $U'_2= $\frac{q'_2}{C}$ = \frac{\varepsilon \mathcalE}{\varepsilon + 1}$

Энергия второго конденсатора:

$W'_2= \frac{C ( U'_2 ) ^2}{2}$

Таким образом:

$k= $\frac{W'_2}{W_2}$ = $\frac{( U'_2 ) ^2}{U_2 ^2}$ = $\frac{\varepsilon ^2 \mathcalE ^2}{( \varepsilon + 1 ) ^2}$ \cdot $\frac{4}{\mathcalE ^2}$ = $\frac{4\varepsilon ^2}{( \varepsilon + 1 ) ^2}$ = $\frac{4 \cdot 3 ^2}{( 3 + 1 ) ^2}$ = $\frac{9}{4}$ =2,25$

Ответ: энергия увеличится в $k= $\frac{4\varepsilon ^2}{( \varepsilon + 1 ) ^2}$ =2,25$  раза.
Правильный ответ: энергия увеличится в $k= дробь: числитель: 4\varepsilon в квадрате , знаменатель: левая круглая скобка \varepsilon плюс 1 правая круглая скобка в квадрате конец дроби =2,25$  раза
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 104380 • Задание №8
За один цикл своей работы в тепловом двигателе газ отдал холодильнику количество теплоты, равное 30 кДж. Какую...
Смотреть разбор ↗
ID 105122 • Задание №10
Один моль влажного воздуха находится в ненасыщенном состоянии при температуре T и давлении p. Температуру газа...
Смотреть разбор ↗
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:

Критерии оценивания ответа на задание С4 | Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы.
I)  записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II)  описаны все вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);
III)  проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV)  представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3

Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.

ИЛИ

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).

ИЛИ

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/⁠вычисления не доведены до конца.

ИЛИ

Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2

Представлены записи, соответствующие одному из следующих 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.
| 1

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0

Максимальное количество баллов | 3
🔗 Другие задания линии №25 по предмету Физика:
ID 108349 [рис.] Горизонтальный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном ма... ID 108350 В однородном магнитном поле, индукция которого $1,67 умножить на 10 в степени левая круглая ско... ID 108351 Ядро изотопа водорода $_1 в квадрате H$   — дейтерия  — движется в однородном магнитном поле с ... ID 108352 Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией $4 умножить на 10 в степени левая круг... ID 108353 [рис.] В однородном магнитном поле с индукцией $\vecB$ направленной вертикально вниз, равномерн...
← Предыдущее задание 📚 Все задания по предмету Следующее задание →