A1. 1 Идея рассмотреть $U_{AB}$ при нулевом токе | 0.20 |
|
A1. 2 Правильная эквивалентная схема для вычисления $r_0$ или для вычисления тока короткого замыкания | 0.30 |
|
A1. 3 Записан полный набор уравнений, позволяющий определить показания вольтметра. | 0.20 |
|
A1. 4 Корректный метод вычисления $r_0$, либо записан полный набор уравнений, позволяющий определить показания амперметра. | 0.40 |
|
A1. 5 $\mathcal{E}_0 = \dfrac{2}{5}\mathcal{E}$ | 0.20 |
|
A1. 6 $r_0 = 4R$ | 0.20 |
|
A2. 1
$$I_{AB} = \frac{2 \mathcal{E} I_0}{5 (U_0 + 5R I_0)}, \quad \mathcal{E} \le \frac{5}{2} \left(U_0 + 5 R I_0 \right)$$ (в этом пункте явно указывать ограничение на $\mathcal{E}$ не требуется) |
0.25 |
|
A2. 2
$$I = I_0, \quad \mathcal{E} > \dfrac{5}{2} \left(U_0 + 5 R I_0 \right)$$ (засчитывается только если указано ограничение на $\mathcal{E}$) |
0.25 |
|
A3. 1 Использовано соотношение $P_{\text{н.э.}} = U_{\text{н.э.}} I_{AB}$ | 0.10 |
|
A3. 2 $$P_{\text{н.э.}} = U_0 I_0 \cfrac{4 \mathcal{E}^2}{25 (U_0 + 5 R I_0)^2}, \quad \mathcal{E} \le \frac{5}{2} \left(U_0 +5 R I_0 \right)$$ | 0.20 |
|
A3. 3 $$P_{н.э.} = I_0 \left( \frac{2}{5} \mathcal{E} - 5 I_0 R\right), \quad \mathcal{E} > \frac{5}{2} \left(U_0 + 5 R I_0 \right)$$ | 0.20 |
|
A4. 1 Парабола при низких напряжениях. | 0.10 |
|
A4. 2 Линейная зависимость при больших напряжениях. | 0.10 |
|
A4. 3 Координаты точки излома $\mathcal{E} = \dfrac{5}{2}(U_0 + 5 R I_0)$, $P_{\text{н.э.}} = I_0 U_0$ | 2 × 0.05 |
|
A4. 4 Из графика возможно определить угловой коэффициент линейного участка. | 0.10 |
|
A4. 5 Подписаны оси | 0.10 |
|
B1. 1 Обоснована линейная зависимость тока от напряжения на нелинейном элементе | 0.20 |
|
B1. 2 Уравнение для $I_C$ или эквивалентное ему | 0.20 |
|
B1. 3 Правильный вид зависимости $I_C$ (затухающая экспонента) | 0.20 |
|
B1. 4
Правильная зависимость $$ I_C = \frac{\mathcal{E}}{R + U_0/I_0} e^{- \frac{t}{C(R + U_0/I_0)}} $$ |
0.20 |
|
B1. 5
Зависимость, использующая равенство $U_0=I_0R$: $$ I_C = \frac{\mathcal{E}}{2R} e^{- \frac{t}{2RC}} $$ |
0.10 |
|
B2. 1 Закон сохранения энергии для разрядки конденсатора или корректно записанный интеграл от мощности | 0.30 |
|
B2. 2 $$Q_{\text{н.э.}} = \frac{U_0}{U_0 + R I_0} \frac{C \mathcal{E}^2}{2} $$ | 0.20 |
|
B2. 3
Получен ответ, использующий равенство $U_0=I_0R$: $$Q=\cfrac{C\mathcal{E}^2}{4} $$ |
0.10 |
|
B2. 4
$$Q = 0{.}9~мДж $$ |
0.10 |
|
B3. 1 Найдена зависимость выделившегося тепла от времени или заряда конденсатора | 0.30 |
|
B3. 2
$$ t = \frac{\ln 5}{2} C \left(R + \frac{U_0}{I_0}\right) $$ |
0.20 |
|
B3. 3
Ответ, использующий равенство $U_0=I_0R$: $$t=\cfrac{\ln{5}}{2}\cdot 2RC $$ |
0.10 |
|
B3. 4
$$ t = 0.0804~с $$ |
0.10 |
|
B4. 1 Обосновано, что в начальный момент времени $I_C = I_0$ | 0.30 |
|
B4. 2 Найдено $U_{н.э.} (t)$ в диапазоне времен, для которых $I_C = I_0$ | 0.30 |
|
B4. 3 Найдено время $t_1= C(\mathcal{E} - U_0 - R I_0 )/I_0$, через которое сила тока начнет уменьшаться | 0.30 |
|
B4. 4 С учётом равенства $U_0=I_0R$ найдено время $t=C(\mathcal{E}-2U_0)/I_0$, через которое сила тока начнёт уменьшаться. | 0.20 |
|
B4. 5 Правильный вид зависимости $I_C(t)$ при $t \ge t_1$ | 0.30 |
|
B4. 6 $$I_C = I_0 \exp\left(- \dfrac{t- C(\mathcal{E}-U_0 - R I_0)/I_0}{C(R + U_0/I_0)}\right), \quad t >\frac{C}{I_0} (\mathcal{E} -U_0- R I_0 )$$ | 0.30 |
|
B4. 7
С учётом равенства $U_0=I_0R$ получен ответ: $$I_C=I_0\exp\left(-\cfrac{t-C(\mathcal{E}-2U_0)/I_0}{2RC}\right){,}\quad t>C(\mathcal{E}-2U_0)/I_0 $$ |
0.20 |
|
B5. 1 M1 Выражение для мощности на нелинейном элементе на участке с $I = I_0$ | 0.20 |
|
B5. 2 M1 Мощность на участке с $I = I_0$ корректно проинтегрирована | 0.20 |
|
B5. 3
M1
$$ Q_1 = \frac{C}{2} \left( (\mathcal{E} - I_0 R)^2 - U_0^2\right) = 1.2~мДж $$ (окончательная формула через исходные данные или численное значение) |
0.20 |
|
B5. 4 M1 Выражение для мощности на участке, где ток через нелинейный элемент затухает | 0.20 |
|
B5. 5 M1 Мощность на участке с затухающим током корректно проинтегрирована | 0.20 |
|
B5. 6
M1
$$ Q_2 = \frac{1}{2} U_0 I_0 C (R + U_0/I_0) = 2.5~мДж $$ (окончательная формула через исходные данные или численное значение) |
0.20 |
|
B5. 7 M2 Корректно записан закон сохранения энергии для участка, для которого $I = I_0$ | 0.30 |
|
B5. 8 M2 Получено выражение или численное значение $Q_1$ | 0.30 |
|
B5. 9 M2 Корректно записан закон сохранения энергии для участка, когда ток уменьшается | 0.30 |
|
B5. 10 M2 Получено выражение или численное значение $Q_2$ | 0.30 |
|
B5. 11 M3 Количество теплоты $Q_\text{н.э}$ равно площади под графиком $U_\text{н.э}(q)$. | 0.20 |
|
B5. 12 M3 Указано, что зависимость $U_\text{н.э}(q)$ имеет два линейных участка. | 0.20 |
|
B5. 13 M3 Начальное напряжение на нелинейном элементе составляет $7U_0/5$. | 0.20 |
|
B5. 14 M3 К моменту перехода нелинейного элемента в режим резистора через него протекает заряд $q=2CU_0/5$. | 0.20 |
|
B5. 15 M3 Получено выражение или численное значение $Q_1$. | 0.20 |
|
B5. 16 M3 Получено выражение или численное значение $Q_2$. | 0.20 |
|
B5. 17
M4
Записано выражение для $Q_\text{н.э}$: $$Q_\text{н.э}=\cfrac{C\mathcal{E}^2}{2}-Q_R $$ |
0.20 |
|
B5. 18 M4 Указано, что количество теплоты $Q_R$ равно площади под графиком $U_R(q)$. | 0.20 |
|
B5. 19 M4 Указано, что зависимость $U_R(q)$ имеет два линейных участка. | 0.20 |
|
B5. 20 M4 К моменту перехода нелинейного элемента в режим резистора через него протекает заряд $q=2CU_0/5$. | 0.20 |
|
B5. 21 M4 Получено выражение или численное значение $Q_{R1}$. | 0.20 |
|
B5. 22 M4 Получено выражение или численное значение $Q_{R2}$. | 0.20 |
|
B5. 23
$$ Q = 3.7~мДж $$ |
0.30 |
|