Решение 2966. 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. рисунок). Спустя длительный промежуток

Задание 31. 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. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?

Решение.

До размыкания ключа электрический ток протекает через параллельно соединённые лампу и резистор. Общее сопротивление внешней цепи равно

Ом,

где R1 — сопротивление лампы, R2— сопротивление резистора. Согласно закону Ома для полной цепи А, При этом напряжение на конденсаторе равно В. Таким образом, до размыкания ключа в конденсаторе была накоплена энергия

Дж,

что составляет 45 мДж. 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:

откуда

и . Окончательно получим для количества теплоты, выделившегося на лампе:

мДж.

Ответ: 27.

Курсы ЕГЭ и ОГЭ со СКИДКОЙ 25%

Другие задания: