Задание 25 ЕГЭ по физике · 1033EE
Разряд конденсатора через лампу
К аккумулятору с ЭДС ℰ=60 В и внутренним сопротивлением r = 5 Ом подключили лампу сопротивлением Rл =10 Ом и резистор сопротивлением R=15 Ом, а также конденсатор ёмкостью С = 80 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
До размыкания ключа конденсатор в установившемся режиме постоянного тока не пропускает ток. Поэтому ток проходит через лампу и резистор, соединённые последовательно.
I=Er+Rл+R
Вычислим ток в цепи и напряжение на внешней цепи, равное напряжению на конденсаторе.
I=605+10+15=2 А,UC=E−Ir=60−2⋅5=50 В
После размыкания ключа аккумулятор отсоединяется, а конденсатор разряжается через последовательно соединённые лампу и резистор. Начальная энергия конденсатора равна:
WC=CUC22=80⋅10−6⋅5022=0,1 Дж
При последовательном разряде количество теплоты, выделившееся на каждом сопротивлении, пропорционально его сопротивлению. Поэтому на лампе выделится доля энергии, равная отношению её сопротивления к суммарному сопротивлению.
Qл=WCRлRл+R=0,1⋅1010+15=0,04 Дж
I=Er+Rл+R
Вычислим ток в цепи и напряжение на внешней цепи, равное напряжению на конденсаторе.
I=605+10+15=2 А,UC=E−Ir=60−2⋅5=50 В
После размыкания ключа аккумулятор отсоединяется, а конденсатор разряжается через последовательно соединённые лампу и резистор. Начальная энергия конденсатора равна:
WC=CUC22=80⋅10−6⋅5022=0,1 Дж
При последовательном разряде количество теплоты, выделившееся на каждом сопротивлении, пропорционально его сопротивлению. Поэтому на лампе выделится доля энергии, равная отношению её сопротивления к суммарному сопротивлению.
Qл=WCRлRл+R=0,1⋅1010+15=0,04 Дж
Пример ответа
На лампе выделится количество теплоты Q_л=0,04 Дж.
Источник: Открытый банк ФИПИ 1033EE
Похожие задания
25К аккумулятору с ЭДС 50 В и внутренним сопротивлением 4 Ом подключили лампу сопротивлением 10 Ом и резистор…Разряд конденсатора через лампу · FC5E6725Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3 ⋅ 10^( – 7) м используется для нагревания воды. Какую массу…Нагревание воды фотонами · 002D3A25Плоская монохроматическая световая волна с длиной волны 400 нм падает по нормали на дифракционную решётку.…Период дифракционной решётки · 01C99325Ион с зарядом q=3,2⋅10^(−19) Кл и массой m=1,5⋅10^(−25) кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ и…Радиус движения иона · 030E6825В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, R1=R, R2=2R, r=0,5R. Когда ключ К разомкнут, на…Мощность в разветвлённой цепи · 05618D25Сила тока в идеальном колебательном контуре меняется со временем так, как показано на рисунке. Определите…Заряд конденсатора в контуре · 071894
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.