Задание 25 ЕГЭ по физике · 545848
Энергия в RLC-контуре
В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 4,5 В; емкость конденсатора 2 мФ; индуктивность катушки 20 мГн и сопротивление лампы 5 Ом. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь. Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
В установившемся режиме при замкнутом ключе конденсатор заряжен до напряжения источника:
UC=E=4,5 В
Ток в ветви с лампой и катушкой определяется сопротивлением лампы, так как сопротивлением катушки пренебрегаем:
I=ER=4,55=0,9 А
После размыкания ключа источник отключается, а конденсатор, лампа и катушка образуют замкнутый контур. В установившемся после переходного процесса состоянии вся начальная энергия электрического и магнитного полей выделится в лампе.
Wлампы=WC+WL
Энергия заряженного конденсатора равна:
WC=CUC22=0,002⋅4,522=0,02025 Дж
Начальная энергия магнитного поля катушки равна:
WL=LI22=0,020⋅0,922=0,0081 Дж
Суммарная энергия, выделившаяся в лампе:
Wлампы=0,02025+0,0081=0,02835 Дж
UC=E=4,5 В
Ток в ветви с лампой и катушкой определяется сопротивлением лампы, так как сопротивлением катушки пренебрегаем:
I=ER=4,55=0,9 А
После размыкания ключа источник отключается, а конденсатор, лампа и катушка образуют замкнутый контур. В установившемся после переходного процесса состоянии вся начальная энергия электрического и магнитного полей выделится в лампе.
Wлампы=WC+WL
Энергия заряженного конденсатора равна:
WC=CUC22=0,002⋅4,522=0,02025 Дж
Начальная энергия магнитного поля катушки равна:
WL=LI22=0,020⋅0,922=0,0081 Дж
Суммарная энергия, выделившаяся в лампе:
Wлампы=0,02025+0,0081=0,02835 Дж
Пример ответа
В лампе выделится энергия 0,02835 Дж, или примерно 2,84· 10−2 Дж.
Источник: Открытый банк ФИПИ 545848
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.