Тема . №21 Качественная задача
.03 Электродинамика. Электрические цепи
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №21 качественная задача
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#13249

В первом опыте в сосуд с водой при комнатной температуре помещают нагревательный элемент, состоящий из двух спиралей с сопротивлениями R1  и R2  , подключенный к источнику постоянного напряжения U  . В начальный момент времени ключ К замкнут. Воду доводят до кипения, затем выливают и охлаждают до комнатной температуры. Во втором опыте эту же воду при комнатной температуре снова доводят до кипения, при этом ключ К размыкают. В каком случае вода закипит быстрее? Ответ поясните на основании законов термодинамики и электродинамики.

ЕГЭ по физике 01.04.2019. Досрочный экзамен по физике. Санкт-Петербург.

PIC

Показать ответ и решение

1) Чем больше мощность, тем быстрее нагревается вода, поскольку теплота находится по формуле Q = Pt  , так как объемы воды одинаковые и начальные температуры равны, то и количество теплоты Q = cmΔt  понадобится одинаковое для их нагрева. Здесь c  – удельная теплоёмкость воды, m  – масса воды, одинаковая в двух случаях, P  – мощность выделяющаяся в цепи, t  – время нагрева воды. Так как Q  одинаковое, то при увеличении мощности P  , время нагрева  t  уменьшается
2) Найдем мощность цепи в первом и втором случаях.
Первый случай. Резисторы соединены параллельно, значит их общее сопротивление равно:

1   1    1        R2 ⋅R1
R-= R2-+ R1 ⇒ R = R2+-R1-

Мощность будем находить по формуле:

     2
P = U--
    R

Для первого случая

     2 (R2-+R1-)
P1 = U   R2R1

Второй случай. Ток через резистор R2  течь не будет, а значит общее сопротивление цепи равно R1  . Найдем мощность цепи во втором случае

     U2
P2 = R1-

3) Найдем отношение мощностей

        (       )
     U2  R1-+R2-
P1 = -----R1R2--- = R1+-R2-> 1
P2        U2-         R2
          R1

Так как отношение больше единицы, то мощность в первом случае больше мощности во втором, а значит и вода нагреется быстрее в первом случае.

Ответ:
Критерии оценки

Критерии проверки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: сказано в каком случае вода нагреется быстрее) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: формула расчета мощности выделяющейся в цепи, формула расчета сопротивления участка цепи, состоящего из параллельно соединенных элементов, формула расчета теплоты, требуемого для нагрева воды до температуры кипения. Сказано как проткает ток в цепи в двух случаях)

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.)

I) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт.

И (ИЛИ)

II) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

III) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения.

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2 балла.

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.

ИЛИ

Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!