Задание 25 ЕГЭ по физике · ACCEB4
Теплота при разряде конденсатора
К аккумулятору с ЭДС ℰ=50 B и внутренним сопротивлением r = 4 Ом подключили лампу сопротивлением RЛ = 10 Ом и резистор сопротивлением R = 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью C = 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на резисторе?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Лампа и резистор подключены параллельно, поэтому сопротивление внешней цепи равно
Rвнеш=RRЛR+RЛ=15⋅1015+10=6 Ом
После длительного времени конденсатор заряжен до напряжения на внешней цепи. С учётом внутреннего сопротивления аккумулятора это напряжение равно
UC=ERвнешr+Rвнеш=5064+6=30 В
Энергия, запасённая в конденсаторе перед размыканием ключа, равна
W=CUC22=100⋅10−6⋅3022=0,045 Дж
При разряде ток в параллельных ветвях делится обратно пропорционально сопротивлениям. Поэтому доля теплоты, выделившаяся на резисторе сопротивлением R, равна
QRW=1/R1/R+1/RЛ=RЛR+RЛ=1025=0,4
Количество теплоты, выделившееся на резисторе, составляет
QR=0,045⋅0,4=0,018 Дж
Rвнеш=RRЛR+RЛ=15⋅1015+10=6 Ом
После длительного времени конденсатор заряжен до напряжения на внешней цепи. С учётом внутреннего сопротивления аккумулятора это напряжение равно
UC=ERвнешr+Rвнеш=5064+6=30 В
Энергия, запасённая в конденсаторе перед размыканием ключа, равна
W=CUC22=100⋅10−6⋅3022=0,045 Дж
При разряде ток в параллельных ветвях делится обратно пропорционально сопротивлениям. Поэтому доля теплоты, выделившаяся на резисторе сопротивлением R, равна
QRW=1/R1/R+1/RЛ=RЛR+RЛ=1025=0,4
Количество теплоты, выделившееся на резисторе, составляет
QR=0,045⋅0,4=0,018 Дж
Пример ответа
На резисторе выделится количество теплоты Q_R = 0,018 Дж.
Источник: Открытый банк ФИПИ ACCEB4
Похожие задания
25На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним…Теплота при разряде конденсатора · 0B939C25Электромагнитное 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.