Найти тему
physics de grand

Решаем задание №25 из ЕГЭ по физике. Часть 1

Оглавление
Сборник Демидовой 2024, вариант 28
Сборник Демидовой 2024, вариант 28

Для начала давайте определим, что вообще происходит в задаче по условию. Нам сказано, что ключ К замкнут длительное время. Это значит, что в этот промежуток через конденсатор C ток не идет, потому что конденсатор - это, по большому счету, разрыв цепи. Соответственно, идет ток только через катушку индуктивности L. В какой-то момент времени ключ К размыкают. Тогда цепь разрывается, и ее можно представить, фактически, вот так:

-2

Перед нами простейший колебательный контур. То есть, энергия, которая образовалась на катушке индуктивности L за время, когда она была подключена к источнику, перейдет в энергию конденсатора С, а потом - наоборот, соответственно, появляются колебания. Значит, будем использовать закон сохранения энергии.

Разобрались с тем, что происходит в задаче, теперь будем переходить к ее решению.

1. Запишем "Дано".

Здесь все просто, перепишем данные нам величины.

-3

2. Переведем значения в СИ.

В этой задаче только одно значение дано не в СИ, это индуктивность катушки, его и переведем.

-4

3. Приступаем к решению:

а) Запишем закон Ома для полной цепи.

Мы рассмотрим, как раз, ситуацию до размыкания ключа, когда ток проходит только через катушку индуктивности. В таком случае внешнее сопротивление будет равно нулю, и в знаменателе у нас останется только внутреннее сопротивление. Обратите внимание, что сила тока, данная нам в условии, и сила тока, которую мы описываем сейчас, - разные (поэтому появляется штрих в обозначении).

-5

б) Запишем закон сохранения энергии.

В левой части - энергия катушки до размыкания ключа К (используем силу тока, которую описывали в пункте "а"), в правой - энергия конденсатора и энергия катушки (но здесь уже используем ток, данный по условию задачи). Избавимся от знаменателя для упрощения преобразований. Рекомендую везде, где можно избавиться от него, сделать это, преобразования станут значительно приятнее.

-6

в) Пропишем равенство ЭДС и напряжения на конденсаторе.

В этой задаче мы имеем право так сделать, потому что это прописано в условии.

-7

г) Подставим (3), (1) в (2) и выразим емкость конденсатора C.

-8

д) Подставим значения из "Дано" в получившуюся конечную формулу и посчитаем.

-9

4. Запишем ответ.

-10

Вот так, довольно быстро, решается это задание. В следующих статьях мы поучимся решать другие задачи из ЕГЭ. Я желаю вам со всем разобраться и успехов в решении! Вы моежете задавать вопросы в комментариях, с радостью постараюсь ответить на них)