Номер 1, страница 68, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. Дан график зависимости заряда, идущего по проводнику, от времени $I(t)$ (рис. 60.6). Исследуйте характер изменения силы тока. Укажите промежутки времени, когда по проводнику шел постоянный ток. Определите величину силы тока в проводнике. Какой заряд прошел по проводнику за 8 с?

Рис. 60.6

Исследуйте характер изменения силы тока.

Анализ представленного графика зависимости силы тока $\text{I}$ от времени $\text{t}$ показывает, что сила тока на разных временных промежутках изменяется по-разному:

- На промежутке времени от $t=0 \text{ с}$ до $t=1 \text{ с}$ сила тока равномерно (линейно) возрастает с $0 \text{ А}$ до $2 \text{ А}$.

- На промежутке времени от $t=1 \text{ с}$ до $t=2 \text{ с}$ сила тока не изменяется (постоянна).

- На промежутке времени от $t=2 \text{ с}$ до $t=3 \text{ с}$ сила тока равномерно (линейно) убывает с $2 \text{ А}$ до $0 \text{ А}$.

- На промежутке времени от $t=3 \text{ с}$ до $t=5 \text{ с}$ сила тока не изменяется (постоянна).

- На промежутке времени от $t=5 \text{ с}$ до $t=8 \text{ с}$ сила тока равномерно (линейно) возрастает с $0 \text{ А}$ до $2 \text{ А}$.

Ответ: Сила тока изменяется неравномерно: она то линейно возрастает, то становится постоянной, то линейно убывает.

Укажите промежутки времени, когда по проводнику шел постоянный ток.

Постоянный ток (когда его величина не меняется со временем) соответствует горизонтальным участкам на графике зависимости силы тока от времени. Ответ: Постоянный ток шел на промежутках времени $t \in [1 \text{ с}; 2 \text{ с}]$ и $t \in [3 \text{ с}; 5 \text{ с}]$.

Определите величину силы тока в проводнике.

Из графика определяем значения силы тока на участках, где он постоянен. Ответ: На промежутке $t \in [1 \text{ с}; 2 \text{ с}]$ сила тока была постоянна и равна $I = 2 \text{ А}$. На промежутке $t \in [3 \text{ с}; 5 \text{ с}]$ сила тока была постоянна и равна $I = 0 \text{ А}$ (ток отсутствовал).

Какой заряд прошел по проводнику за 8 с?

Дано:

График зависимости силы тока от времени $I(t)$.

Общий промежуток времени $t_{общ} = 8 \text{ с}$.

Найти:

$\text{q}$

Решение:

Электрический заряд $\text{q}$, прошедший через поперечное сечение проводника, численно равен площади фигуры под графиком зависимости силы тока от времени $I(t)$.

$q = S_{под\;графиком}$

Рассчитаем площадь под графиком на интервале от $\text{0}$ до $\text{8}$ секунд как сумму площадей простых геометрических фигур, на которые можно разбить область под графиком.

1. Площадь треугольника на участке $t \in [0; 1]$ с:

$q_1 = \frac{1}{2} \cdot (1-0)\text{ с} \cdot 2\text{ А} = 1 \text{ Кл}$

2. Площадь прямоугольника на участке $t \in [1; 2]$ с:

$q_2 = (2-1)\text{ с} \cdot 2\text{ А} = 2 \text{ Кл}$

3. Площадь треугольника на участке $t \in [2; 3]$ с:

$q_3 = \frac{1}{2} \cdot (3-2)\text{ с} \cdot 2\text{ А} = 1 \text{ Кл}$

4. Площадь на участке $t \in [3; 5]$ с, где ток равен нулю:

$q_4 = (5-3)\text{ с} \cdot 0\text{ А} = 0 \text{ Кл}$

5. Площадь треугольника на участке $t \in [5; 8]$ с:

$q_5 = \frac{1}{2} \cdot (8-5)\text{ с} \cdot 2\text{ А} = \frac{1}{2} \cdot 3 \text{ с} \cdot 2 \text{ А} = 3 \text{ Кл}$

Суммарный заряд $\text{q}$ равен сумме зарядов, прошедших на каждом участке:

$q_{общ} = q_1 + q_2 + q_3 + q_4 + q_5 = 1 \text{ Кл} + 2 \text{ Кл} + 1 \text{ Кл} + 0 \text{ Кл} + 3 \text{ Кл} = 7 \text{ Кл}$

Ответ: За 8 с по проводнику прошел заряд, равный 7 Кл.