Задание 25 ЕГЭ по физике · 9EC7B7
Теплота в контуре после размыкания
На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом, двух резисторов с сопротивлениями R1 = 8 Ом и R2 = 3 Ом, конденсатора электроёмкостью С = 4 мкФ и катушки с индуктивностью L = 24 мкГн. В начальном состоянии ключ К длительное время замкнут. Какое количество теплоты выделится на резисторе R2 после размыкания ключа К? Сопротивлением катушки пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
При замкнутом ключе после длительного времени ток постоянен, поэтому конденсатор тока не пропускает. Ток проходит через источник, резисторы R1 и R2, а сопротивлением катушки можно пренебречь.
I=ER1+R2+r=128+3+1=1 А
Напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе R2, поскольку конденсатор подключён параллельно ветви, содержащей R2 и идеальную катушку.
UC=IR2=1⋅3=3 В
После размыкания ключа источник и резистор R1 оказываются отключёнными от контура. В замкнутом контуре остаются конденсатор, катушка и резистор R2. Вся начальная энергия электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки превращается в тепло на резисторе R2.
Q=CUC22+LI22
Подставим значения параметров:
Q=4⋅10−6⋅322+24⋅10−6⋅122=18⋅10−6+12⋅10−6=30⋅10−6 Дж
I=ER1+R2+r=128+3+1=1 А
Напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе R2, поскольку конденсатор подключён параллельно ветви, содержащей R2 и идеальную катушку.
UC=IR2=1⋅3=3 В
После размыкания ключа источник и резистор R1 оказываются отключёнными от контура. В замкнутом контуре остаются конденсатор, катушка и резистор R2. Вся начальная энергия электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки превращается в тепло на резисторе R2.
Q=CUC22+LI22
Подставим значения параметров:
Q=4⋅10−6⋅322+24⋅10−6⋅122=18⋅10−6+12⋅10−6=30⋅10−6 Дж
Пример ответа
Количество теплоты, выделившееся на резисторе R2, равно 3,0·10−5 Дж.
Источник: Открытый банк ФИПИ 9EC7B7
Похожие задания
25На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=24 В и внутренним…Теплота в контуре после размыкания · 332B1B25Электромагнитное 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.