No Image

Количество теплоты при разрядке конденсатора

0 просмотров
12 декабря 2019
    Галина Исленьева 4 лет назад Просмотров:

1 И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Количество теплоты. Конденсатор В данном листке рассматриваются задачи на расчёт количества теплоты, которое выделяется в цепях, состоящих из резисторов и конденсаторов. При решении задач необходимо помнить следующее. 1. Заряженный конденсатор ёмкостью обладает энергией W = U = q, где U напряжение на конденсаторе, q заряд конденсатора.. Если через источник тока с ЭДС проходит заряд q, то сторонние силы источника совершают работу A ист = q. Эта работа называется работой источника. 3. Работа источника идёт на изменение энергии конденсаторов, включённых в цепь, а также превращается в тепло, выделяющееся на резисторах цепи: A ист = W + Q. Обычно предполагается, что сопротивления резисторов достаточно велики, так что токи после замыкания ключа возрастают достаточно медленно и поэтому потерями на излучение можно пренебречь 1 (в противном случае см. задачу 1). Задача 1. Конденсатор ёмкостью, заряд которого равен q, соединён через разомкнутый ключ с таким же незаряженным конденсатором (см. рисунок). Ключ замыкают. Найдите суммарную энергию конденсаторов после установления равновесия. Куда «исчезла» половина начальной энергии? + W = q 4 Задача. («Физтех», 008 ) В цепи, показанной на рисунке, ёмкости конденсаторов равны и. Конденсатор ёмкостью заряжен до напряжения U 0, конденсатор ёмкостью не заряжен. Какое количество теплоты выделится в резисторе после замыкания ключа? Q = U 0 3 Задача 3. («Физтех», 008 ) В цепи, показанной на рисунке, ёмкость каждого конденсатора равна. Левый конденсатор заряжен до напряжения U 0, а правый до напряжения 3U 0. У обоих конденсаторов положительный заряд находится на верхней обкладке. Найдите U 0, если известно, что в резисторе после замыкания ключа выделилось количество теплоты Q. U0 = Q 1 Если заряженная частица движется с ускорением, то она излучает электромагнитные волны. Эти волны уносят тем больше энергии, чем больше ускорение частицы. 1

2 Задача 4. Разности потенциалов на конденсаторах ёмкостями 1 и равны U 1 и U. Конденсаторы через резистор соединяют между собой. Найдите энергию, которая выделится при перезарядке конденсаторов в двух случаях: а) соединены одноимённо заряженные пластины; б) соединены разноимённо заряженные пластины. а) Q = 1(U1 U) (1+ ; б) Q = 1(U1+U) (1+ Задача 5. («Физтех», 009 ) В цепи, показанной на рисунке, конденсатор ёмкостью заряжен до напряжения U 0, а конденсатор ёмкостью до напряжения 3U 0. Одноимённо заряженные обкладки соединены резистором с сопротивлением. Ключ замыкают на некоторое время, а затем размыкают. 1) Найдите ток в цепи сразу после замыкания ключа. ) Какое количество теплоты выделилось в цепи, если в момент размыкания ключа ток в цепи был в два раза меньше начального? 1) I0 = U 0 ; ) Q = U 0 Задача 6. Плоский воздушный конденсатор заполнили жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε и зарядили, сообщив ему энергию W. Затем конденсатор отсоединили от источника, слили диэлектрик и разрядили. Какая энергия выделилась при разрядке? а) Q = εw Задача 7. Источник тока с ЭДС, резистор с большим сопротивлением и конденсатор ёмкостью подключены последовательно друг с другом через ключ (см. рисунок). Вначале ключ разомкнут и конденсатор не заряжен. Найдите количество теплоты, которое выделится в цепи после замыкания ключа в процессе зарядки конденсатора. Q = Задача 8. Конденсатор ёмкостью, заряженный до напряжения, подключается через резистор с большим сопротивлением к батарее с ЭДС 5 (см. рисунок). Определите количество теплоты, которое выделится в цепи при зарядке конденсатора до напряжения Q = 8, Задача 9. Конденсатор ёмкостью, заряженный до напряжения 4, разряжается через резистор с большим сопротивлением и батарею с ЭДС (см. рисунок). Найдите количество теплоты, выделившейся при разрядке конденсатора. + Q = 9, 4

3 Задача 10. Какое количество теплоты выделится в цепи при переключении ключа из положения 1 в положение (см. рисунок)? 1 Q = Задача 11. Какое количество теплоты выделится на резисторе после замыкания ключа (см. рисунок)? Внутренним сопротивлением батареи пренебречь. Q = 6 Задача 1. Какое количество теплоты выделится в цепи при переключении ключа из положения 1 в положение (см. рисунок)? 1 Q = 3 3

4 Задача 13. Какое количество теплоты выделится в цепи при переключении ключа из положения 1 в положение (см. рисунок)? 5 1 Q = 7 16 Задача 14. Между обкладками плоского конденсатора расположена диэлектрическая пластина (ε = 3), заполняющая весь объём конденсатора. Конденсатор через последовательно соединённый резистор подключён к батарее с ЭДС = 100 В. Пластину быстро удаляют так, что заряд на конденсаторе не успевает измениться. Какая энергия выделится после этого в цепи в виде теплоты? Ёмкость незаполненного конденсатора 0 = 100 мкф. Q = 1 (ε 1) 0 = Дж Задача 15. (МФТИ, 1995 ) Какое количество теплоты выделится в схеме (см. рисунок) после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением батареи пренебречь. 1 ( Q = 1 1+ ) Задача 16. (МФТИ, 1995 ) Какое количество теплоты выделится на резисторе в схеме, изображённой на рисунке, после перемещения ключа из положения 1 в положение? Внутренним сопротивлением батареи пренебречь. 1 1 Q = 1 ((1+) 3 4

5 Задача 17. (МФТИ, 1995 ) Батарея с ЭДС и внутренним сопротивлением r включена через ключ в схему, параметры которой указаны на рисунке. В начальный момент времени ключ разомкнут, конденсаторы не заряжены. Ключ замыкают. 1) Определить начальный ток через батарею. ) Какое количество теплоты выделится во всей схеме после замыкания ключа? r 1 3 r 1) I0 = r ; ) Q = 1 ( ), r Задача 18. (МФТИ, 1995 ) Две батареи с ЭДС каждая включены в схему, параметры которой указаны на рисунке. В начальный момент ключи 1 и разомкнуты, конденсаторы не заряжены. Ключи одновременно замыкают. 1) Найти начальный ток через батареи. ) Какое количество теплоты выделится во всей схеме после замыкания ключей? Внутренним сопротивлением батарей пренебречь. 1 1) I0 = ; ) Q = 1 3 Задача 19. (МФТИ, 1997 ) В электрической схеме (см. рисунок) в начальный момент ключ замкнут. 1) Какое количество тепла выделится в цепи после размыкания ключа? ) Какое количество тепла выделится на резисторах 1, и 3? Сопротивления 1,, 3, ёмкость конденсатора и ЭДС батареи считать заданными. Внутренним сопротивлением батареи пренебречь ) Q = (1+) (1++3) ; ) Q1 = 1(1+) (1++3), Q = (1+) (1++3), Q3 = 0 Задача 0. (МФТИ, 1997 ) В электрической схеме (см. рисунок) в начальный момент ключ замкнут. После размыкания ключа на резисторе 1 выделяется тепло Q 1. 1) Какое количество тепла выделится на резисторе? ) Чему равна ЭДС батареи? Сопротивления 1,, 3 и ёмкость конденсатора известны Q1 1) Q = Q1 1 ; ) =

6 Задача 1. (МФТИ, 1999 ) В схеме, изображённой на рисунке, при разомкнутых ключах 1 и конденсаторы с ёмкостями 1 и не заряжены. ЭДС батареи, внутреннее сопротивление r. Сначала замыкают ключ 1, а после установления стационарного состояния в схеме замыкают ключ. 1) Чему равен ток через батарею сразу после замыкания ключа 1? ) Какое количество теплоты выделится во всей схеме после замыкания ключа?, r 1 1 1) I0 = r ; ) Q = (1+) Задача. (МФТИ, 003 ) В электрической схеме, представленной на рисунке, ключ разомкнут. ЭДС батарей равны 1 и. Ёмкости конденсаторов 1 = =. 1) Найти заряд, протекший через батарею с ЭДС после замыкания ключа. ) Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа? 1) q = ( 1); ) Q = 1 4 ( 1) Задача 3. (МФТИ, 003 ) В электрической схеме, представленной на рисунке, ключ разомкнут. ЭДС батарей связаны условием 1. После замыкания ключа батарея с ЭДС 1 совершила работу A. 1) Найти ёмкости конденсаторов. ) Найти работу батареи с ЭДС после замыкания ключа. 6A 1( ) ; ) A = A 1 1) = 1 1 Задача 4. («Курчатов», 014, 10 ) Плоский конденсатор ёмкостью = пф, резистор с сопротивлением = 10 МОм и идеальный источник напряжения номиналом U = 100 В соединены последовательно. Расстояние между обкладками быстро уменьшают в n = раза. Найдите тепло Q, которое выделится после этого на резисторе. Q = (n 1) U = 55 ндж n Задача 5. (МФТИ, 004 ) В схеме, представленной на рисунке, две одинаковые проводящие пластины с площадью S расположены на малом растоянии d. Пластины положительно заряжены: на q 1 q левой заряд q 1, на правой заряд q. Ключ замыкают. 1) Найти заряды на пластинах после установления равновесного состояния. ) Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа? ЭДС батареи равна. Считать, что до и после замыкания ключа заряды (по модулю) проводов, резистора и источника пренебрежимо малы. 1) q 1 = q 1+q + ε 0S, q d = q 1+q ε 0S ; ) Q = (ε 0S +d(q q1)) d 8ε0Sd 6

Читайте также:  Кирпич и бетон в интерьере

7 Задача 6. (МФТИ, 004 ) В схеме, представленной на рисунке, батарея с постоянной ЭДС подключена через резистор к двум q 1 одинаковым проводящим пластинам площадью S и малым расстоянием d между ними. Обе пластины положительно заряжены, причём на левой пластине находится заряд q 1, а на правой некоторый неизвестный заряд. Правую пластину быстро смещают на расстояние d вправо (заряды пластин за время перемещения не изменяются). 1) Найти заряды пластин после установления равновесия. ) Какое количество теплоты выделится в цепи после перемещения пластины к моменту установления равновесного состояния? Считать, что до и после смещения пластины заряды (по модулю) проводов, резистора и источника пренебрежимо малы. 1) q 1 = q 1 + ε 0S d, q = q 1 + 3ε 0S ; ) Q = ε 0S d 4d Задача 7. (МФТИ, 004 ) В электрической схеме, представленной на рисунке, две одинаковые проводящие пластины с площадью S расположены на малом растоянии d друг от друга. Обе q 1 пластины заряжены, причём на правой находится положительный заряд q 1. Ключ замыкают. 1) Найти начальный заряд левой пластины, если после замыкания ключа батарея совершила работу A. ) Какое количество теплоты выделилось в цепи после замыкания ключа? ЭДС батареи равна. Считать, что до и после замыкания ключа заряды (по модулю) проводов, резистора и источника пренебрежимо малы. 1) q = q1 A + ε 0S ; ) Q = A d d ε0s Задача 8. (МФТИ, 008 ) Электрическая цепь состоит из батарейки с ЭДС и внутренним сопротивлением r, конденсатора ёмкостью и резистора сопротивлением = 4r (см. рисунок). Ключ на некоторое время замыкают, а затем размыкают. После размыкания ключа в схеме выделилось количество теплоты Q. 1) Найдите ток, текущий через источник непосредственно перед размыканием ключа. ) Найдите ток, текущий через конденсатор в этот же момент., r 1) I = r 1 r Q ; ) I = r 5 4r Q 7

8 Задача 9. (МФТИ, 008 ) Электрическая цепь состоит из батарейки с ЭДС и внутренним сопротивлением r, конденсатора ёмкостью и резистора сопротивлением = 5r (см. рисунок). Ключ замыкают, а затем размыкают в момент, когда токи через конденсатор и резистор сравниваются по величине. 1) Какую мгновенную мощность развивает источник непосредственно перед размыканием ключа? ) Какое количество теплоты выделится в схеме после размыкания ключа?, r 1) P = 7r 5 ; ) Q = 98 Задача 30. («Физтех», 011 ) В схеме, показанной на рисунке, все элементы можно считать идеальными, параметры элементов указаны на рисунке. До замыкания ключа ток в цепи отсутствовал. Ключ замыкают на некоторое время, а затем размыкают. Оказалось, что величина тока через конденсатор непосредственно перед размыканием ключа в три раза больше, чем сразу после размыкания. 1) Найдите ток через конденсатор сразу после замыкания ключа. ) Найдите напряжение на конденсаторе сразу после размыкания ключа. 3) Какое количество теплоты выделилось в цепи после размыкания ключа? r 1) I0 = r ; ) U 0 = +4r ; 3) Q = ( +4r ) Задача 31. («Физтех», 013 ) В схеме, показанной на рисунке, все элементы можно считать идеальными, известные параметры элементов указаны на рисунке, неизвестная ЭДС больше. Ключ замыкают и дожидаются установления стационарного режима. Затем ключ размыкают, после чего в схеме выделяется количество теплоты, равное ) Какое количество теплоты выделилось в резисторе 4 после размыкания ключа? ) Найдите силу тока, протекавшего в схеме в стационарном режиме. 4 1) Q4 = 1 90 ; ) I = 6 8

9 Задача 3. («Физтех», 015, 11 ) В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, все элементы идеальные, их параметры указаны. До замыкания ключа ток в цепи отсутствовал. Ключ на некоторое время замыкают, а затем размыкают. Сразу после замыкания ключа ток через конденсатор равен I 0. Сразу после размыкания ключа ток через конденсатор равен I 0 /5. 1) Найдите ЭДС источника. ) Найдите количество теплоты, которое выделится в цепи после размыканием ключа. 3) Найдите ток, текущий через источник непосредственно перед размыканием ключа. 1) = I0; ) Q = 9 50 I 0 ; 3) I = 5 I 0 Задача 33. («Физтех», 015, 11 ) В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, все элементы идеальные, их параметры указаны. До замыкания ключа ток в цепи отсутствовал. Ключ на некоторое время замыкают, а затем размыкают. За время, пока ключ был замкнут, через резистор протёк заряд q 0. После размыкания ключа через тот же резистор протёк заряд q 0 /. 1) Найдите ток через источник сразу после замыкания ключа. ) Найдите количество теплоты, которое выделилось в цепи после размыканием ключа. 3) Найдите количество теплоты, которое выделилось в цепи при замкнутом ключе. 1) I0 = 3 ; ) Q 1 = q 0 8 ; 3) Q = 3 q 0 q 0 8 Задача 34. (МФО, 015, 11 ) На рисунке изображена схема электрической цепи, составленной из четырёх первоначально незаряженных конденсаторов ёмкости. Сначала к точкам A 1 и A 3 подключили батарейку с ЭДС и внутренним сопротивлением r. Когда ток через батарейку стал пренебрежимо малым, батарейку отключили, а к точкам A 1 и A подключили резистор, который также отключили, когда ток через него стал пренебрежимо мал. Найдите электрические заряды на каждой из пластин конденсаторов: (а) после отключения батарейки; (б) после отключения резистора. (в) Каким был максимальный электрический ток через резистор в данном процессе? (г) Какое количество теплоты выделилось на резисторе? Получите ответы в виде общих формул и в частном случае = 6 В, r = 1 Ом, = 1 мф, = 1 ком. См. конец листка 9

10 Задача 35. (МФО, 014, 10 ) В цепи, схема которой изображена на рисунке, по очереди замыкают ключи 1 5, выжидая каждый раз достаточно длительное время до окончания процессов зарядки конденсаторов. Во сколько раз отличаются количества теплоты, выделившиеся в резисторе после замыкания ключа 1 и ключа 5? До его замыкания все остальные ключи уже были замкнуты. Сопротивления всех проводов и источника тока пренебрежимо малы. В 5 раз Задача 36. (Всеросс., 014, финал, 10 ) Стабилизированный источник тока способен выдавать постоянный ток I 0 независимо от подключённой к нему нагрузки. Источник включён в цепь, показанную на рисунке. Все элементы цепи можно считать идеальными, их параметры указаны на рисунке. До замыкания ключа конденсатор не был заряжен. В некоторый момент времени ключ замкнули. Какое количество теплоты Q выделилось на резисторе после замыкания ключа? Q = I 0 r (+r) 10

11 Ответ к задаче 34 (а) q = / = 3 мккл (см. рисунок). (б) q 1 = /3 = 4 мккл, q = /3 = мккл (см. рисунок). (в) I max = = 3 ма. (г) Q = 6 = 6 мдж. 11

    Галина Исленьева 4 лет назад Просмотров:

1 И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Количество теплоты. Конденсатор В данном листке рассматриваются задачи на расчёт количества теплоты, которое выделяется в цепях, состоящих из резисторов и конденсаторов. При решении задач необходимо помнить следующее. 1. Заряженный конденсатор ёмкостью обладает энергией W = U = q, где U напряжение на конденсаторе, q заряд конденсатора.. Если через источник тока с ЭДС проходит заряд q, то сторонние силы источника совершают работу A ист = q. Эта работа называется работой источника. 3. Работа источника идёт на изменение энергии конденсаторов, включённых в цепь, а также превращается в тепло, выделяющееся на резисторах цепи: A ист = W + Q. Обычно предполагается, что сопротивления резисторов достаточно велики, так что токи после замыкания ключа возрастают достаточно медленно и поэтому потерями на излучение можно пренебречь 1 (в противном случае см. задачу 1). Задача 1. Конденсатор ёмкостью, заряд которого равен q, соединён через разомкнутый ключ с таким же незаряженным конденсатором (см. рисунок). Ключ замыкают. Найдите суммарную энергию конденсаторов после установления равновесия. Куда «исчезла» половина начальной энергии? + W = q 4 Задача. («Физтех», 008 ) В цепи, показанной на рисунке, ёмкости конденсаторов равны и. Конденсатор ёмкостью заряжен до напряжения U 0, конденсатор ёмкостью не заряжен. Какое количество теплоты выделится в резисторе после замыкания ключа? Q = U 0 3 Задача 3. («Физтех», 008 ) В цепи, показанной на рисунке, ёмкость каждого конденсатора равна. Левый конденсатор заряжен до напряжения U 0, а правый до напряжения 3U 0. У обоих конденсаторов положительный заряд находится на верхней обкладке. Найдите U 0, если известно, что в резисторе после замыкания ключа выделилось количество теплоты Q. U0 = Q 1 Если заряженная частица движется с ускорением, то она излучает электромагнитные волны. Эти волны уносят тем больше энергии, чем больше ускорение частицы. 1

Читайте также:  Как сделать лаги в деревянном доме

2 Задача 4. Разности потенциалов на конденсаторах ёмкостями 1 и равны U 1 и U. Конденсаторы через резистор соединяют между собой. Найдите энергию, которая выделится при перезарядке конденсаторов в двух случаях: а) соединены одноимённо заряженные пластины; б) соединены разноимённо заряженные пластины. а) Q = 1(U1 U) (1+ ; б) Q = 1(U1+U) (1+ Задача 5. («Физтех», 009 ) В цепи, показанной на рисунке, конденсатор ёмкостью заряжен до напряжения U 0, а конденсатор ёмкостью до напряжения 3U 0. Одноимённо заряженные обкладки соединены резистором с сопротивлением. Ключ замыкают на некоторое время, а затем размыкают. 1) Найдите ток в цепи сразу после замыкания ключа. ) Какое количество теплоты выделилось в цепи, если в момент размыкания ключа ток в цепи был в два раза меньше начального? 1) I0 = U 0 ; ) Q = U 0 Задача 6. Плоский воздушный конденсатор заполнили жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε и зарядили, сообщив ему энергию W. Затем конденсатор отсоединили от источника, слили диэлектрик и разрядили. Какая энергия выделилась при разрядке? а) Q = εw Задача 7. Источник тока с ЭДС, резистор с большим сопротивлением и конденсатор ёмкостью подключены последовательно друг с другом через ключ (см. рисунок). Вначале ключ разомкнут и конденсатор не заряжен. Найдите количество теплоты, которое выделится в цепи после замыкания ключа в процессе зарядки конденсатора. Q = Задача 8. Конденсатор ёмкостью, заряженный до напряжения, подключается через резистор с большим сопротивлением к батарее с ЭДС 5 (см. рисунок). Определите количество теплоты, которое выделится в цепи при зарядке конденсатора до напряжения Q = 8, Задача 9. Конденсатор ёмкостью, заряженный до напряжения 4, разряжается через резистор с большим сопротивлением и батарею с ЭДС (см. рисунок). Найдите количество теплоты, выделившейся при разрядке конденсатора. + Q = 9, 4

3 Задача 10. Какое количество теплоты выделится в цепи при переключении ключа из положения 1 в положение (см. рисунок)? 1 Q = Задача 11. Какое количество теплоты выделится на резисторе после замыкания ключа (см. рисунок)? Внутренним сопротивлением батареи пренебречь. Q = 6 Задача 1. Какое количество теплоты выделится в цепи при переключении ключа из положения 1 в положение (см. рисунок)? 1 Q = 3 3

4 Задача 13. Какое количество теплоты выделится в цепи при переключении ключа из положения 1 в положение (см. рисунок)? 5 1 Q = 7 16 Задача 14. Между обкладками плоского конденсатора расположена диэлектрическая пластина (ε = 3), заполняющая весь объём конденсатора. Конденсатор через последовательно соединённый резистор подключён к батарее с ЭДС = 100 В. Пластину быстро удаляют так, что заряд на конденсаторе не успевает измениться. Какая энергия выделится после этого в цепи в виде теплоты? Ёмкость незаполненного конденсатора 0 = 100 мкф. Q = 1 (ε 1) 0 = Дж Задача 15. (МФТИ, 1995 ) Какое количество теплоты выделится в схеме (см. рисунок) после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением батареи пренебречь. 1 ( Q = 1 1+ ) Задача 16. (МФТИ, 1995 ) Какое количество теплоты выделится на резисторе в схеме, изображённой на рисунке, после перемещения ключа из положения 1 в положение? Внутренним сопротивлением батареи пренебречь. 1 1 Q = 1 ((1+) 3 4

5 Задача 17. (МФТИ, 1995 ) Батарея с ЭДС и внутренним сопротивлением r включена через ключ в схему, параметры которой указаны на рисунке. В начальный момент времени ключ разомкнут, конденсаторы не заряжены. Ключ замыкают. 1) Определить начальный ток через батарею. ) Какое количество теплоты выделится во всей схеме после замыкания ключа? r 1 3 r 1) I0 = r ; ) Q = 1 ( ), r Задача 18. (МФТИ, 1995 ) Две батареи с ЭДС каждая включены в схему, параметры которой указаны на рисунке. В начальный момент ключи 1 и разомкнуты, конденсаторы не заряжены. Ключи одновременно замыкают. 1) Найти начальный ток через батареи. ) Какое количество теплоты выделится во всей схеме после замыкания ключей? Внутренним сопротивлением батарей пренебречь. 1 1) I0 = ; ) Q = 1 3 Задача 19. (МФТИ, 1997 ) В электрической схеме (см. рисунок) в начальный момент ключ замкнут. 1) Какое количество тепла выделится в цепи после размыкания ключа? ) Какое количество тепла выделится на резисторах 1, и 3? Сопротивления 1,, 3, ёмкость конденсатора и ЭДС батареи считать заданными. Внутренним сопротивлением батареи пренебречь ) Q = (1+) (1++3) ; ) Q1 = 1(1+) (1++3), Q = (1+) (1++3), Q3 = 0 Задача 0. (МФТИ, 1997 ) В электрической схеме (см. рисунок) в начальный момент ключ замкнут. После размыкания ключа на резисторе 1 выделяется тепло Q 1. 1) Какое количество тепла выделится на резисторе? ) Чему равна ЭДС батареи? Сопротивления 1,, 3 и ёмкость конденсатора известны Q1 1) Q = Q1 1 ; ) =

6 Задача 1. (МФТИ, 1999 ) В схеме, изображённой на рисунке, при разомкнутых ключах 1 и конденсаторы с ёмкостями 1 и не заряжены. ЭДС батареи, внутреннее сопротивление r. Сначала замыкают ключ 1, а после установления стационарного состояния в схеме замыкают ключ. 1) Чему равен ток через батарею сразу после замыкания ключа 1? ) Какое количество теплоты выделится во всей схеме после замыкания ключа?, r 1 1 1) I0 = r ; ) Q = (1+) Задача. (МФТИ, 003 ) В электрической схеме, представленной на рисунке, ключ разомкнут. ЭДС батарей равны 1 и. Ёмкости конденсаторов 1 = =. 1) Найти заряд, протекший через батарею с ЭДС после замыкания ключа. ) Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа? 1) q = ( 1); ) Q = 1 4 ( 1) Задача 3. (МФТИ, 003 ) В электрической схеме, представленной на рисунке, ключ разомкнут. ЭДС батарей связаны условием 1. После замыкания ключа батарея с ЭДС 1 совершила работу A. 1) Найти ёмкости конденсаторов. ) Найти работу батареи с ЭДС после замыкания ключа. 6A 1( ) ; ) A = A 1 1) = 1 1 Задача 4. («Курчатов», 014, 10 ) Плоский конденсатор ёмкостью = пф, резистор с сопротивлением = 10 МОм и идеальный источник напряжения номиналом U = 100 В соединены последовательно. Расстояние между обкладками быстро уменьшают в n = раза. Найдите тепло Q, которое выделится после этого на резисторе. Q = (n 1) U = 55 ндж n Задача 5. (МФТИ, 004 ) В схеме, представленной на рисунке, две одинаковые проводящие пластины с площадью S расположены на малом растоянии d. Пластины положительно заряжены: на q 1 q левой заряд q 1, на правой заряд q. Ключ замыкают. 1) Найти заряды на пластинах после установления равновесного состояния. ) Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа? ЭДС батареи равна. Считать, что до и после замыкания ключа заряды (по модулю) проводов, резистора и источника пренебрежимо малы. 1) q 1 = q 1+q + ε 0S, q d = q 1+q ε 0S ; ) Q = (ε 0S +d(q q1)) d 8ε0Sd 6

Читайте также:  Какой нос у больной кошки

7 Задача 6. (МФТИ, 004 ) В схеме, представленной на рисунке, батарея с постоянной ЭДС подключена через резистор к двум q 1 одинаковым проводящим пластинам площадью S и малым расстоянием d между ними. Обе пластины положительно заряжены, причём на левой пластине находится заряд q 1, а на правой некоторый неизвестный заряд. Правую пластину быстро смещают на расстояние d вправо (заряды пластин за время перемещения не изменяются). 1) Найти заряды пластин после установления равновесия. ) Какое количество теплоты выделится в цепи после перемещения пластины к моменту установления равновесного состояния? Считать, что до и после смещения пластины заряды (по модулю) проводов, резистора и источника пренебрежимо малы. 1) q 1 = q 1 + ε 0S d, q = q 1 + 3ε 0S ; ) Q = ε 0S d 4d Задача 7. (МФТИ, 004 ) В электрической схеме, представленной на рисунке, две одинаковые проводящие пластины с площадью S расположены на малом растоянии d друг от друга. Обе q 1 пластины заряжены, причём на правой находится положительный заряд q 1. Ключ замыкают. 1) Найти начальный заряд левой пластины, если после замыкания ключа батарея совершила работу A. ) Какое количество теплоты выделилось в цепи после замыкания ключа? ЭДС батареи равна. Считать, что до и после замыкания ключа заряды (по модулю) проводов, резистора и источника пренебрежимо малы. 1) q = q1 A + ε 0S ; ) Q = A d d ε0s Задача 8. (МФТИ, 008 ) Электрическая цепь состоит из батарейки с ЭДС и внутренним сопротивлением r, конденсатора ёмкостью и резистора сопротивлением = 4r (см. рисунок). Ключ на некоторое время замыкают, а затем размыкают. После размыкания ключа в схеме выделилось количество теплоты Q. 1) Найдите ток, текущий через источник непосредственно перед размыканием ключа. ) Найдите ток, текущий через конденсатор в этот же момент., r 1) I = r 1 r Q ; ) I = r 5 4r Q 7

8 Задача 9. (МФТИ, 008 ) Электрическая цепь состоит из батарейки с ЭДС и внутренним сопротивлением r, конденсатора ёмкостью и резистора сопротивлением = 5r (см. рисунок). Ключ замыкают, а затем размыкают в момент, когда токи через конденсатор и резистор сравниваются по величине. 1) Какую мгновенную мощность развивает источник непосредственно перед размыканием ключа? ) Какое количество теплоты выделится в схеме после размыкания ключа?, r 1) P = 7r 5 ; ) Q = 98 Задача 30. («Физтех», 011 ) В схеме, показанной на рисунке, все элементы можно считать идеальными, параметры элементов указаны на рисунке. До замыкания ключа ток в цепи отсутствовал. Ключ замыкают на некоторое время, а затем размыкают. Оказалось, что величина тока через конденсатор непосредственно перед размыканием ключа в три раза больше, чем сразу после размыкания. 1) Найдите ток через конденсатор сразу после замыкания ключа. ) Найдите напряжение на конденсаторе сразу после размыкания ключа. 3) Какое количество теплоты выделилось в цепи после размыкания ключа? r 1) I0 = r ; ) U 0 = +4r ; 3) Q = ( +4r ) Задача 31. («Физтех», 013 ) В схеме, показанной на рисунке, все элементы можно считать идеальными, известные параметры элементов указаны на рисунке, неизвестная ЭДС больше. Ключ замыкают и дожидаются установления стационарного режима. Затем ключ размыкают, после чего в схеме выделяется количество теплоты, равное ) Какое количество теплоты выделилось в резисторе 4 после размыкания ключа? ) Найдите силу тока, протекавшего в схеме в стационарном режиме. 4 1) Q4 = 1 90 ; ) I = 6 8

9 Задача 3. («Физтех», 015, 11 ) В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, все элементы идеальные, их параметры указаны. До замыкания ключа ток в цепи отсутствовал. Ключ на некоторое время замыкают, а затем размыкают. Сразу после замыкания ключа ток через конденсатор равен I 0. Сразу после размыкания ключа ток через конденсатор равен I 0 /5. 1) Найдите ЭДС источника. ) Найдите количество теплоты, которое выделится в цепи после размыканием ключа. 3) Найдите ток, текущий через источник непосредственно перед размыканием ключа. 1) = I0; ) Q = 9 50 I 0 ; 3) I = 5 I 0 Задача 33. («Физтех», 015, 11 ) В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, все элементы идеальные, их параметры указаны. До замыкания ключа ток в цепи отсутствовал. Ключ на некоторое время замыкают, а затем размыкают. За время, пока ключ был замкнут, через резистор протёк заряд q 0. После размыкания ключа через тот же резистор протёк заряд q 0 /. 1) Найдите ток через источник сразу после замыкания ключа. ) Найдите количество теплоты, которое выделилось в цепи после размыканием ключа. 3) Найдите количество теплоты, которое выделилось в цепи при замкнутом ключе. 1) I0 = 3 ; ) Q 1 = q 0 8 ; 3) Q = 3 q 0 q 0 8 Задача 34. (МФО, 015, 11 ) На рисунке изображена схема электрической цепи, составленной из четырёх первоначально незаряженных конденсаторов ёмкости. Сначала к точкам A 1 и A 3 подключили батарейку с ЭДС и внутренним сопротивлением r. Когда ток через батарейку стал пренебрежимо малым, батарейку отключили, а к точкам A 1 и A подключили резистор, который также отключили, когда ток через него стал пренебрежимо мал. Найдите электрические заряды на каждой из пластин конденсаторов: (а) после отключения батарейки; (б) после отключения резистора. (в) Каким был максимальный электрический ток через резистор в данном процессе? (г) Какое количество теплоты выделилось на резисторе? Получите ответы в виде общих формул и в частном случае = 6 В, r = 1 Ом, = 1 мф, = 1 ком. См. конец листка 9

10 Задача 35. (МФО, 014, 10 ) В цепи, схема которой изображена на рисунке, по очереди замыкают ключи 1 5, выжидая каждый раз достаточно длительное время до окончания процессов зарядки конденсаторов. Во сколько раз отличаются количества теплоты, выделившиеся в резисторе после замыкания ключа 1 и ключа 5? До его замыкания все остальные ключи уже были замкнуты. Сопротивления всех проводов и источника тока пренебрежимо малы. В 5 раз Задача 36. (Всеросс., 014, финал, 10 ) Стабилизированный источник тока способен выдавать постоянный ток I 0 независимо от подключённой к нему нагрузки. Источник включён в цепь, показанную на рисунке. Все элементы цепи можно считать идеальными, их параметры указаны на рисунке. До замыкания ключа конденсатор не был заряжен. В некоторый момент времени ключ замкнули. Какое количество теплоты Q выделилось на резисторе после замыкания ключа? Q = I 0 r (+r) 10

11 Ответ к задаче 34 (а) q = / = 3 мккл (см. рисунок). (б) q 1 = /3 = 4 мккл, q = /3 = мккл (см. рисунок). (в) I max = = 3 ма. (г) Q = 6 = 6 мдж. 11

Конденсатору ёмкостью C = 1 мкФ сообщили заряд q = 1 мКл и подключили к последовательно соединённым резисторам сопротивлением R1 = 10 Ом и R2 = 30 Ом. Какое количество теплоты выделится в резисторе R1 при полной разрядке конденсатора? Ответ выразите в Дж.

Так как резисторы соединены последовательно, то в каждый момент времени токи на них будут равны: За любой малый промежуток времени на резисторах выделяется количество теплоты и а значит, полные количества выделившегося тепла будут в пропорции

По закону сохранения энергии суммарно на двух резисторах выделится количество теплоты:

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector