Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 17 № 704827
i

При под­клю­че­нии по­сле­до­ва­тель­но­го кон­ту­ра к ис­точ­ни­ку пе­ре­мен­но­го тока ам­пли­ту­да силы тока I (в ам­пе­рах) в цепи за­ви­сит от цик­ли­че­ской ча­сто­ты ω (в рад/с) и вы­ра­жа­ет­ся фор­му­лой:

 I = дробь: чис­ли­тель: U, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: R в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка \omega L минус \dfrac1 конец ар­гу­мен­та \omega C пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби ,

где U  =  220 В  — ам­пли­ту­да на­пря­же­ния ис­точ­ни­ка, R  =  44 Ом  — ак­тив­ное со­про­тив­ле­ние цепи, L  =  0,2 Гн  — ин­дук­тив­ность ка­туш­ки, а C  =  20 мкФ  =  20 · 10–⁠6 Ф  — ем­кость кон­ден­са­то­ра. Най­ди­те наи­боль­шую воз­мож­ную силу тока (в ам­пе­рах) в этой цепи.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Чис­ли­тель и зна­ме­на­тель дроби по­ло­жи­тель­ны, по­это­му при фик­си­ро­ван­ном зна­че­нии чис­ли­те­ля дробь до­сти­га­ет наи­боль­ше­го зна­че­ния при наи­мень­шем зна­ме­на­те­ле. Под­ко­рен­ное вы­ра­же­ние в зна­ме­на­те­ле пред­став­ля­ет собой сумму по­ло­жи­тель­но­го числа и не­от­ри­ца­тель­но­го вы­ра­же­ния. Сле­до­ва­тель­но, наи­боль­шая сила тока до­сти­га­ет­ся, если  левая круг­лая скоб­ка \omega L минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: \omega C конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = 0, это воз­мож­но при \omega= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: LC конец ар­гу­мен­та конец дроби и тогда

 I_max = дробь: чис­ли­тель: U, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: R в квад­ра­те плюс 0 в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: U, зна­ме­на­тель: R конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 220 В, зна­ме­на­тель: 44 Ом конец дроби = 5 А.

Ответ: 5 А.

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние.

Из курса фи­зи­ки из­вест­но, что наи­боль­шая сила тока до­сти­га­ет­ся при ре­зо­нан­се, то есть в слу­чае, когда \omega = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: LC конец ар­гу­мен­та конец дроби , и при этом

I_max = дробь: чис­ли­тель: U, зна­ме­на­тель: R конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 220 В, зна­ме­на­тель: 44 Ом конец дроби = 5 А.

За­од­но от­ме­тим, что ре­зо­нанс­ное зна­че­ние цик­ли­че­ской ча­сто­ты равно

 \omega = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: LC конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 0,2 умно­жить на 20 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 6 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 6 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1000, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = 500 левая круг­лая скоб­ка рад/с пра­вая круг­лая скоб­ка .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ2
Верно по­стро­е­на ма­те­ма­ти­че­ская мо­дель1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше0
Мак­си­маль­ный балл2
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 543