Задание 25 ЕГЭ по физике · 11C8FA
Теплота при зарядке конденсатора
Незаряженный конденсатор ёмкостью C=0,1 мкФ подключают к источнику тока по схеме, показанной на рисунке. Сопротивление резистора R=500 Ом, сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь. Какова ЭДС ℰ источника тока, если на резисторе после замыкания ключа К в процессе зарядки конденсатора выделяется количество теплоты Q=7,2 мкДж?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
При зарядке конденсатора ток в цепи изменяется со временем по закону I(t)=ERe−t/(RC). Количество теплоты, выделившееся на резисторе, равно интегралу Q=∫0∞I2R dt.
Q=∫0∞ERe−t/(RC)2R dt
Вычисляя интеграл, получаем формулу для теплоты, выделившейся на резисторе при полной зарядке конденсатора:
Q=E2R⋅RC2=CE22
Переведём данные в единицы СИ: C=0,1 мкФ=1,0⋅10−7 Ф, Q=7,2 мкДж=7,2⋅10−6 Дж.
Найдём ЭДС источника:
E====12 В
Q=∫0∞ERe−t/(RC)2R dt
Вычисляя интеграл, получаем формулу для теплоты, выделившейся на резисторе при полной зарядке конденсатора:
Q=E2R⋅RC2=CE22
Переведём данные в единицы СИ: C=0,1 мкФ=1,0⋅10−7 Ф, Q=7,2 мкДж=7,2⋅10−6 Дж.
Найдём ЭДС источника:
E====12 В
Пример ответа
ЭДС источника тока равна 12 В.
Источник: Открытый банк ФИПИ 11C8FA
Похожие задания
25Электромагнитное 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 · 07189425На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним…Теплота при разряде конденсатора · 0B939C
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.