Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)
.04 Энергетический подход в электрических цепях
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#53339

В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, все элементы идеальные, их параметры указаны, ключ замкнут, режим установился.
1) Найти напряжение на конденсаторе при замкнутом ключе.
2) Какое количество теплоты выделится в цепи после размыкания ключа?

PIC

Показать ответ и решение

1) Силу тока можно найти по закону Ома для полной цепи:

      ℰ      ℰ
I = R-+3R-= 4R-.

Напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе 3R  , которое равно:

UC1 = U3R = I ⋅3R = 3ℰ
                  4

2) В установившемся режиме напряжение на конденсаторе равно ЭДС источника UC2 = ℰ     . Энергия на конденсаторе находится по формуле:

     CU2-
W  =  2  .

Тогда изменение энергии конденсатора при размыкании ключа:

                CU2    CU2    C ℰ2  9Cℰ 2   7
ΔW  = W2 − W1 = --C22-− --C21-= -2--− 16-⋅2-= 32C ℰ2.

Работа источника же равна:

A = Δqℰ,

где Δq  – заряд, протёкший через источник.
При этом заряд, протекший через источник равен изменению заряда конденсатора. Заряд на конденсаторе равен:

q = CU,

тогда работа источника

                    (    3 )    1  2
A= C (UC2 − UC1)ℰ = C  ℰ − 4ℰ  ℰ = 4 ℰ .

При этом в цепи выполняется закон сохранения энергии

A = Q + ΔW,

где Q  – искомая величина.
Тогда

             1       7       1
Q = A − ΔW = 4C ℰ2− 32C ℰ2 = 32C ℰ2
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!