15 задание ЕГЭ физика

Постоянный ток и поля: изменение величин

2 балла ≈ 5 мин уровень Б Постоянный ток: изменение величин

Задание 15 – «как изменится величина» или соответствие «формула – величина» по электродинамике: цепи постоянного тока, конденсаторы, магнитное поле, индукция, колебательный контур, линзы. Ответ – две цифры (1 – увеличится, 2 – уменьшится, 3 – не изменится) в порядке таблицы. 2 балла; 1 балл при ошибке в одной позиции; лишний символ – 0.

Алгоритм

Найди, что в задаче постоянно: напряжение источника, ЭДС, заряд конденсатора (отключён от источника) или напряжение (подключён).
Запиши формулу для каждой величины через постоянную величину и меняющийся параметр.
Определи направление изменения. Не нужен точный множитель – только «больше/меньше/так же».

Шпаргалка

Ситуация	Что следует
Провод заменили более толстым (диаметр ×2)	$S \sim d^{2}$ ×4, $R = ρ \frac{l}{S}$ ÷4
$U$ =const, $R$ уменьшилось	$I = \frac{U}{R}$ растёт, $P = \frac{U^{2}}{R}$ растёт
Реостат в цепи с источником $E, r$ , $R$ растёт	$I = \frac{E}{R + r}$ падает, напряжение на реостате $U = E - I r$ растёт
Конденсатор отключён от источника, раздвинули пластины	$q$ =const, $C$ падает, $U = \frac{q}{C}$ растёт, $E = \frac{U}{d}$ не меняется, энергия растёт
Конденсатор подключён к источнику, раздвинули пластины	$U$ =const, $C$ падает, $q$ падает, $E$ падает, энергия падает
Частица в магнитном поле, $v$ растёт	$R = \frac{m v}{q B}$ растёт, период $\frac{2 π m}{q B}$ не меняется
Контур: $C$ растёт	$T = 2 π \sqrt{L C}$ растёт, $ν$ падает, $λ = c T$ растёт

Разобранный пример (демоверсия). Провод заменили проводом той же длины из того же материала, но вдвое большего диаметра, напряжение постоянно. Площадь сечения выросла в 4 раза, сопротивление уменьшилось (2), сила тока $I = \frac{U}{R}$ увеличилась (1). В таблице сначала «сила тока», потом «сопротивление»: ответ 12.

Соответствие «формула – величина». Распознавай размерность: $\frac{U^{2}}{R}$ – мощность; $\frac{E}{R + r}$ – сила тока; $\frac{C U^{2}}{2}$ – энергия конденсатора; $\frac{m v}{q B}$ – радиус; $2 π \sqrt{L C}$ – период.

Ловушки: диаметр и площадь – площадь растёт в квадрате диаметра; путать случаи «конденсатор подключён/отключён»; при наличии внутреннего сопротивления напряжение на внешней цепи не постоянно; писать цифры не в том порядке, в каком идут величины в таблице.

На экзамене

Первый вопрос себе: что здесь постоянно – U, ЭДС, q или I?
Диаметр ×2 → площадь ×4 → сопротивление ÷4.
Отключённый конденсатор хранит заряд, подключённый – напряжение.
Порядок цифр в ответе = порядок строк в таблице, не алфавит.

Разобранные задания 15 из открытого банка ФИПИ

Пример 1 · код ФИПИ A607F9

Рисунок к заданию

На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник постоянного напряжения с ЭДС $ℰ$ и три резистора: R₁, R₂ и R₃. Как изменятся сила тока в цепи и напряжение на резисторе R₂, если ключ К перевести из положения 2 в положение 3? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1)	увеличится
2)	уменьшится
3)	не изменится

Запишите в поле ответа выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Сила тока в цепи	Напряжение на резисторе R₂

Показать ответ и решение

Ответ: 22

Положение 2: в цепи только $R_{2}$ ; положение 3: $R_{3} + R_{2}$ . Сопротивление растёт – ток уменьшится (2), $U_{2} = I R_{2}$ уменьшится (2).

Пример 2 · код ФИПИ B1EDB2

Рисунок к заданию

Электрическая цепь на рисунке состоит из источника тока с ЭДС $ℰ$ и внутренним сопротивлением r и внешней цепи из двух одинаковых резисторов сопротивлением R, включённых параллельно.

Укажите формулы, по которым вычисляется мощность тока на внутреннем сопротивлении источника тока и мощность тока на одном из резисторов R.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ФОРМУЛЫ

А)	мощность тока на внутреннем сопротивлении источника тока
Б)	мощность тока на одном из резисторов R

1)	$\frac{ℰ^{2} R}{{(2 r + R)}^{2}}$
2)	$\frac{ℰ^{2} R}{2 {(r + \frac{R}{2})}^{2}}$
3)	$\frac{4 ℰ^{2} r}{{(2 r + R)}^{2}}$
4)	$\frac{2 ℰ^{2}}{2 r + R}$

Показать ответ и решение

Ответ: 31

$I = \frac{E}{r + R / 2} = \frac{2 E}{2 r + R}$ . А) $I^{2} r = \frac{4 E^{2} r}{(2 r + R)^{2}}$ (3).

Б) через каждый резистор $\frac{I}{2} = \frac{E}{2 r + R}$ : $P = \frac{E^{2} R}{(2 r + R)^{2}}$ (1).

Пример 3 · код ФИПИ B8EBA2

Рисунок к заданию

Резистор R₁ и реостат R₂ подключены последовательно к источнику напряжения U
(см. рисунок). Как изменятся сила тока в цепи
и напряжение на реостате R₂, если увеличить сопротивление реостата? Считать, что напряжение
на выводах источника остаётся при этом постоянным.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1)	увеличится
2)	уменьшится
3)	не изменится

Запишите в поле ответа выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Сила тока в цепи	Напряжение на реостате R₂

Показать ответ и решение

Ответ: 21

$I = \frac{U}{R_{1} + R_{2}}$ уменьшится (2); $U_{2} = U - I R_{1}$ увеличится (1).

Частые вопросы о задании 15

Сколько баллов даёт задание 15 ЕГЭ по физике?

Максимум – 2 первичных балла. Норма времени на экзамене – около 5 мин. Уровень сложности – Б.

Что проверяет задание 15?

Как подготовиться к заданию 15?

Прочитайте теорию выше: алгоритм, нужные факты и ловушки. Затем решите подход из 10 заданий с автопроверкой и разбором – первые без регистрации – и вернитесь к ошибкам. В пробниках Сотки номер встречается в полных вариантах ФИПИ с подсчётом баллов.