Question

Необходимо экспериментально исследовать зависимость заряда, накопленного конденсатором, от сопротивления резистора. Какие две схемы следует использовать для проведения такого исследования? Запишите в ответе номера выбранных схем.

![](https://imgur.com/placeholder_circuits)

Accepted Answer

15

Answer

Идея решения: для изучения зависимости заряда конденсатора от сопротивления нужно варьировать только сопротивление, сохраняя неизменными ЭДС источника и ёмкость конденсатора.

Заряд на конденсаторе в установившемся режиме определяется напряжением на нём:

$$q = CU$$

где $U$ — напряжение на конденсаторе, $C$ — его ёмкость.

При подключении конденсатора к источнику через резистор в установившемся состоянии конденсатор заряжается до напряжения, определяемого делителем напряжения или прямым подключением. Для чистого исследования зависимости $q(R)$ необходимо, чтобы ЭДС $\mathcal{E}$ и внутреннее сопротивление $r$ источника оставались постоянными, а переменным параметром было только внешнее сопротивление $R$.

Анализ схем:

1) $\mathcal{E}$, $r$ — ЭДС и внутреннее сопротивление постоянны; $R$ варьируется. Конденсатор заряжается до напряжения, зависящего от $R$. **Подходит.**

2) $2\mathcal{E}$, $2r$ — ЭДС удвоена, внутреннее сопротивление удвоено. Это другой источник, не позволяет исследовать зависимость от $R$ при фиксированном источнике.

3) $2\mathcal{E}$, $r$ — ЭДС изменена, внутреннее сопротивление исходное. Не соответствует условию.

4) $\mathcal{E}$, $2r$ — внутреннее сопротивление изменено. Это изменит характер зависимости, не позволяя чистого исследования влияния только $R$.

5) $\mathcal{E}$, $r$ — ЭДС и внутреннее сопротивление постоянны; $R$ варьируется (удвоено относительно схемы 1, но это не меняет принцип). **Подходит.**

Схемы 1 и 5 имеют одинаковые параметры источника ($\mathcal{E}$ и $r$), различаясь только значением переменного сопротивления. Это позволяет получить две точки (или две серии измерений) зависимости заряда от сопротивления при неизменных характеристиках источника и конденсатора.

Задание №20Методы научного познанияЕГЭ по физике