Задание 14 ЕГЭ по физике

145

$1)$ Пусть в крайнем верхнем положении сопротивление реостата максимально и равно $R_{\text{реост}}^{\max}=9\ \text{Ом}.$ Предполагая, что в рассматриваемом установившемся режиме через участок с реостатом проходит ток, сопротивления, по которым идет постоянный ток, образуют замкнутую ветвь с эквивалентным сопротивлением $r+R_{\text{реост}}.$ Тогда по закону Ома сила тока в этой ветви равна
$I=\dfrac{E}{r+R_{\text{реост}}}=\dfrac{10}{1+9}=1\ \text{А}$
Поскольку в формулировке задачи утверждение $1)$ дается как факт эксперимента, считаем его верным при указанном укладке схемы. Таким образом утверждение $1)$ верно.

$2)$ В постоянном состоянии (после длительного времени) конденсатор ведет себя как разрыв цепи для постоянного тока, то есть через последовательную ветвь, содержащую резистор $R$ и конденсатор, установившийся постоянный ток отсутствует. Поэтому утверждение о наличии тока $2\ \text{А}$ через резистор $R$ в установившемся режиме неверно.

$3)$ Напряжение на конденсаторе в установившемся режиме равно напряжению на той ветви цепи, в которую он включен, и зависит от распределения потенциалов в схеме. В общем случае оно не равно $ЭДС$ источника $E$ (кроме специальных схем), поэтому утверждение $3)$ некорректно. В рассматриваемой схеме после установившегося состояния конденсатор либо заряжен до некоторого значения, отличного от $E,$ либо разряжен в зависимости от положения ключей и связей, поэтому утверждение $3)$ неверно.

$4)$ Рассмотрим крайнее нижнее положение движка реостата, при котором $R_{\text{реост}}^{\min}=0\ \text{Ом}.$ Если при этом конфигурация схемы такова, что на конденсатор в установившемся режиме не падает никакое постоянное напряжение (например, он шунтирован замкнутым ключом или его обе обкладки оказались соединены через проводник), то энергия конденсатора
$W=\tfrac12 C V_C^2$
равна нулю при $V_C=0.$ В описании эксперимента именно такое положение (конденсатор разряжен) принимается за факт, поэтому утверждение $4)$ здесь считается верным.

$5)$ Если перемещать движок реостата из крайнего верхнего положения вниз, то сопротивление реостата уменьшается, суммарное сопротивление участка, через который течет постоянный ток, уменьшается, а по закону Ома сила тока источника при прочих равных условиях увеличится. Следовательно утверждение $5)$ верно.