- Банк заданий
- Физика
- Задание 7270
Задание №7270 ЕГЭ по Физике
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. рис.). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?
Дано: R1 = 10 Ом, R2 = 15 Ом, ε = 50 В, r = 4 Ом, C = 100 мкФ.
Найти: Q1.
Решение:
До размыкания ключа электрический ток протекает через параллельно соединённые лампу и резистор (см. рис.).
Общее сопротивление внешней цепи:
где R1 — сопротивление лампы, R2 — сопротивление резистора.
Согласно закону Ома для полной цепи через источник протекает ток
При этом напряжение на конденсаторе равно напряжению на лампе и резисторе 
Таким образом, до размыкания ключа в конденсаторе была накоплена энергия:
После размыкания ключа вся энергия, накопленная в конденсаторе, будет выделяться на параллельно включённых лампе и резисторе. Согласно закону Джоуля—Ленца количество теплоты, выделяющееся в промежуток времени ∆t, обратно пропорционально сопротивлению, поскольку напряжение U на лампе и резисторе в любой момент времени одно и то же:
то есть 
.
Полная выделившаяся энергия распределяется между лампой и резистором: 
Таким образом, количество теплоты, выделившееся в лампе:
Ответ: Q1 = 0,027 Дж
Источник: Сборник Монастырский Л.М. (Легион)