[рис.] В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. ЭДС батарейки $\mathcalE = 12В$ емкость конденсатора $C = 0,2мкФ$ Отношение внутреннего сопротивления батарейки к сопротивлению резистора $k= $\frac{r}{R}$ =0,2$ Найдите количество теплоты, которое выделится на резисторе после размыкания ключа К в результате разряда конденсатора.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Когда ключ замкнут, конденсатор заряжен, а через резистор течет ток, который можно найти, применив закон Ома для полной цепи:
$I= \frac{\mathcalE}{R + r}$
Поскольку резистор и конденсатор подключены параллельно, напряжения на них совпадают и равны:
$U = IR = \frac{R \mathcalE}{R + r}$
После размыкания ключа, конденсатор разряжается через сопротивление, и вся накопленная в нем энергия электрического поля переходит в тепло. Таким образом, искомое количество теплоты = :
$Q= $\frac{CU ^2}{2}$ = $\frac{C}{2}$ ( $\frac{\mathcalE}{1 + r/R}$ ) ^2 = $\frac{0,2 \cdot 10 в степени ( - 6 ) Ф}{2}$ \cdot ( $\frac{12В}{1 + 0,2}$ ) ^2 = 10 в степени ( - 5 ) Дж$
Ответ: $10 в степени ( - 5 ) Дж$
$I= \frac{\mathcalE}{R + r}$
Поскольку резистор и конденсатор подключены параллельно, напряжения на них совпадают и равны:
$U = IR = \frac{R \mathcalE}{R + r}$
После размыкания ключа, конденсатор разряжается через сопротивление, и вся накопленная в нем энергия электрического поля переходит в тепло. Таким образом, искомое количество теплоты = :
$Q= $\frac{CU ^2}{2}$ = $\frac{C}{2}$ ( $\frac{\mathcalE}{1 + r/R}$ ) ^2 = $\frac{0,2 \cdot 10 в степени ( - 6 ) Ф}{2}$ \cdot ( $\frac{12В}{1 + 0,2}$ ) ^2 = 10 в степени ( - 5 ) Дж$
Ответ: $10 в степени ( - 5 ) Дж$
Правильный ответ:
$10 в степени левая круглая скобка минус 5 правая круглая скобка Дж$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 103837 • Задание №6
Материальная точка движется по окружности радиусом R с постоянной линейной скоростью $v$
Установите соответств...
ID 167318 • Задание №11
Чему равно зарядовое число частицы X, которая выделяется в результат следующей ядерной реакции: $\ChemForm_7 в...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — закон Ома для замкнутой цепи, выражение для энергии конденсатора);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение«по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и тому подобное).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — закон Ома для замкнутой цепи, выражение для энергии конденсатора);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение«по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и тому подобное).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №25 по предмету Физика:
ID 108349
[рис.] Горизонтальный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном ма...
ID 108350
В однородном магнитном поле, индукция которого $1,67 умножить на 10 в степени левая круглая ско...
ID 108351
Ядро изотопа водорода $_1 в квадрате H$ — дейтерия — движется в однородном магнитном поле с ...
ID 108352
Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией $4 умножить на 10 в степени левая круг...
ID 108353
[рис.] В однородном магнитном поле с индукцией $\vecB$ направленной вертикально вниз, равномерн...