[рис.] Незаряженный конденсатор с емкостью C = 0,1 мкФ подключают к источнику тока по схеме, показанной на рисунке. Сопротивление резистора R = 500 Ом, сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника можно пренебречь. После замыкания ключа К на резисторе выделяется тепло = е 7,2 мкДж. Чему = ЭДС источника?
💡 Пошаговый разбор и решение:
При замыкании цепи через резистор проходит ток зарядки до тех, пока конденсатор не зарядится до напряжения, = го ЭДС источника тока.
При этом через источник тока протечет заряд, равный $q=CU=C \mathcalE$ Тогда в источнике тока будет совершена работа $A=q \mathcalE =C \mathcalE ^2$
Энергия, которую приобретет при этом заряженный конденсатор, равна:
$W_р= $\frac{CU ^2}{2}$ = \frac{C \mathcalE ^2}{2}$
Поскольку сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь, то можно применить закон сохранения энергии:
$A_ист=Q + W_p$
$C \mathcalE ^2 =Q + \frac{C \mathcalE ^2}{2}$
откуда:
$\mathcalE = \sqrt{аргумента: $\frac{2Q}{C}$} аргумента = \sqrt{аргумента: \frac{2 \cdot 7,2 \cdot 10 в степени ( - 6} аргумента}{0,1 \cdot 10 в степени ( - 6 )} ) }=12В$
Ответ: 12 В.
При этом через источник тока протечет заряд, равный $q=CU=C \mathcalE$ Тогда в источнике тока будет совершена работа $A=q \mathcalE =C \mathcalE ^2$
Энергия, которую приобретет при этом заряженный конденсатор, равна:
$W_р= $\frac{CU ^2}{2}$ = \frac{C \mathcalE ^2}{2}$
Поскольку сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь, то можно применить закон сохранения энергии:
$A_ист=Q + W_p$
$C \mathcalE ^2 =Q + \frac{C \mathcalE ^2}{2}$
откуда:
$\mathcalE = \sqrt{аргумента: $\frac{2Q}{C}$} аргумента = \sqrt{аргумента: \frac{2 \cdot 7,2 \cdot 10 в степени ( - 6} аргумента}{0,1 \cdot 10 в степени ( - 6 )} ) }=12В$
Ответ: 12 В.
Правильный ответ:
12 В
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 102982 • Задание №3
Расстояние от спутника до центра Земли равно двум радиусам Земли. Во сколько раз изменится сила притяжения спу...
ID 105446 • Задание №11
Два последовательно соединенных резистора сопротивлениями 4 Ом и 8 Ом подключены к аккумулятору, напряжение на...
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;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, 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 имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной 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 данной 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;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, 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 имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной 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 данной 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...