Задание 25 ЕГЭ по физике · FC5E67
Разряд конденсатора через лампу
К аккумулятору с ЭДС 50 В и внутренним сопротивлением 4 Ом подключили лампу сопротивлением 10 Ом и резистор сопротивлением 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Сопротивление внешней цепи до размыкания ключа равно сопротивлению параллельно соединённых лампы и резистора:
Rвнеш=RлRRл+R=10⋅1510+15=6 Ом
Сила тока, отдаваемого аккумулятором в установившемся режиме:
I=Er+Rвнеш=504+6=5 А
Напряжение на внешней цепи и на заряженном конденсаторе:
U=IRвнеш=5⋅6=30 В
После размыкания ключа аккумулятор оказывается отключён, а конденсатор разряжается через лампу и резистор. Начальная энергия конденсатора:
W0=CU22=100⋅10−6⋅3022=0,045 Дж
При параллельном разряде напряжение на лампе и резисторе одинаково, поэтому количества теплоты относятся как их проводимости. Доля энергии, выделившаяся на лампе:
QлW0=1/Rл1/Rл+1/R=RRл+R=1510+15=0,6
Количество теплоты, выделившееся на лампе:
Qл=0,6⋅0,045=0,027 Дж
Rвнеш=RлRRл+R=10⋅1510+15=6 Ом
Сила тока, отдаваемого аккумулятором в установившемся режиме:
I=Er+Rвнеш=504+6=5 А
Напряжение на внешней цепи и на заряженном конденсаторе:
U=IRвнеш=5⋅6=30 В
После размыкания ключа аккумулятор оказывается отключён, а конденсатор разряжается через лампу и резистор. Начальная энергия конденсатора:
W0=CU22=100⋅10−6⋅3022=0,045 Дж
При параллельном разряде напряжение на лампе и резисторе одинаково, поэтому количества теплоты относятся как их проводимости. Доля энергии, выделившаяся на лампе:
QлW0=1/Rл1/Rл+1/R=RRл+R=1510+15=0,6
Количество теплоты, выделившееся на лампе:
Qл=0,6⋅0,045=0,027 Дж
Пример ответа
На лампе выделится количество теплоты Q_л=0,027 Дж.
Источник: Открытый банк ФИПИ FC5E67
Похожие задания
25К аккумулятору с ЭДС ℰ=60 В и внутренним сопротивлением r = 5 Ом подключили лампу сопротивлением Rл =10 Ом и…Разряд конденсатора через лампу · 1033EE25Электромагнитное 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.