Задание 25 ЕГЭ по физике · 332B1B
Теплота в контуре после размыкания
На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=24 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом, двух резисторов с сопротивлениями R1 = 8 Ом и R2 = 3 Ом, конденсатора электроёмкостью
С = 2 мкФ и катушки с индуктивностью L = 12 мкГн. В начальном состоянии ключ длительное время замкнут. Какое количество теплоты выделится на резисторе R2 после размыкания ключа К? Активным сопротивлением катушки пренебречь.
С = 2 мкФ и катушки с индуктивностью L = 12 мкГн. В начальном состоянии ключ длительное время замкнут. Какое количество теплоты выделится на резисторе R2 после размыкания ключа К? Активным сопротивлением катушки пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
В установившемся режиме постоянного тока конденсатор не пропускает ток, а катушка с пренебрежимо малым сопротивлением замыкает свою ветвь. Поэтому источник, резисторы R1 и R2 образуют последовательную цепь.
I=Er+R1+R2=241+8+3=2 А
Напряжение между верхним и нижним узлами цепи равно напряжению на резисторе R2 и одновременно напряжению на конденсаторе.
UC=IR2=2⋅3=6 В
В момент размыкания ключа в конденсаторе запасена электрическая энергия.
WC=CUC22=2⋅10−6⋅622=36⋅10−6 Дж
В катушке запасена магнитная энергия. Ток через катушку до размыкания равен I=2 А.
WL=LI22=12⋅10−6⋅222=24⋅10−6 Дж
После размыкания источник и резистор R1 отключены. Идеальный контур с конденсатором, катушкой и резистором R2 теряет энергию только на резисторе R2, поэтому выделившееся количество теплоты равно начальной энергии контура.
Q=WC+WL=36⋅10−6+24⋅10−6=60⋅10−6 Дж
I=Er+R1+R2=241+8+3=2 А
Напряжение между верхним и нижним узлами цепи равно напряжению на резисторе R2 и одновременно напряжению на конденсаторе.
UC=IR2=2⋅3=6 В
В момент размыкания ключа в конденсаторе запасена электрическая энергия.
WC=CUC22=2⋅10−6⋅622=36⋅10−6 Дж
В катушке запасена магнитная энергия. Ток через катушку до размыкания равен I=2 А.
WL=LI22=12⋅10−6⋅222=24⋅10−6 Дж
После размыкания источник и резистор R1 отключены. Идеальный контур с конденсатором, катушкой и резистором R2 теряет энергию только на резисторе R2, поэтому выделившееся количество теплоты равно начальной энергии контура.
Q=WC+WL=36⋅10−6+24⋅10−6=60⋅10−6 Дж
Пример ответа
Q=6,0·10−5 Дж
Источник: Открытый банк ФИПИ 332B1B
Похожие задания
25На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним…Теплота в контуре после размыкания · 9EC7B725Электромагнитное 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.