Задание 25 ЕГЭ по физике · ADE21B
Разряд конденсатора через резистор
В схеме, показанной на рисунке, ключ К долгое время находился в положении 1.
В момент t0 = 0 ключ перевели в положение 2. К моменту t > 0 на резисторе R выделилось количество теплоты Q = 25 мкДж. Сила тока в цепи в этот момент равна I = 0,1 мА. Чему равно сопротивление резистора R? ЭДС батареи E = 15 В, её внутреннее сопротивление r = 30 Ом, ёмкость конденсатора C = 0,4 мкФ. Потерями на электромагнитное излучение пренебречь.
В момент t0 = 0 ключ перевели в положение 2. К моменту t > 0 на резисторе R выделилось количество теплоты Q = 25 мкДж. Сила тока в цепи в этот момент равна I = 0,1 мА. Чему равно сопротивление резистора R? ЭДС батареи E = 15 В, её внутреннее сопротивление r = 30 Ом, ёмкость конденсатора C = 0,4 мкФ. Потерями на электромагнитное излучение пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
До переключения ключа конденсатор долгое время заряжался от батареи. Ток в установившемся режиме отсутствует, поэтому падение напряжения на внутреннем сопротивлении батареи равно нулю, а напряжение на конденсаторе равно ЭДС батареи.
U0=E
После перевода ключа конденсатор разряжается через резистор. По закону сохранения энергии начальная энергия конденсатора равна сумме выделившейся теплоты и энергии конденсатора в рассматриваемый момент.
CE22=Q+CU22
В рассматриваемый момент напряжение на резисторе связано с током законом Ома.
U=IR
Подставим это выражение в закон сохранения энергии и выразим сопротивление.
R=1I
Вычислим сопротивление, предварительно переведя величины в единицы СИ.
R=10,1⋅10−3=104⋅=1,0⋅105 Ом
U0=E
После перевода ключа конденсатор разряжается через резистор. По закону сохранения энергии начальная энергия конденсатора равна сумме выделившейся теплоты и энергии конденсатора в рассматриваемый момент.
CE22=Q+CU22
В рассматриваемый момент напряжение на резисторе связано с током законом Ома.
U=IR
Подставим это выражение в закон сохранения энергии и выразим сопротивление.
R=1I
Вычислим сопротивление, предварительно переведя величины в единицы СИ.
R=10,1⋅10−3=104⋅=1,0⋅105 Ом
Пример ответа
R = 1,0 · 105 Ом = 100 кОм
Источник: Открытый банк ФИПИ ADE21B
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.