Решение 2866. К аккумулятору с ЭДС E = 60 В и внутренним сопротивлением r = 5 Ом подключили лампу сопротивлением Rл = 10 Ом и резистор сопротивлением R = 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью С = 80 мкФ (см. рисунок).

Задание 31. К аккумулятору с ЭДС E = 60 В и внутренним сопротивлением r = 5 Ом подключили лампу сопротивлением Rл = 10 Ом и резистор сопротивлением R = 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью С = 80 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?

Решение.

1. До размыкания ключа электрический ток протекает через последовательно соединённые лампу и резистор. Общее сопротивление внешней цепи R0 = Rл + R = 10 + 15 = 25 Ом, где Rл – сопротивление лампы, R – сопротивление резистора.

2. Согласно закону Ома для полной цепи

При этом напряжение на конденсаторе В.

3. Таким образом, до размыкания ключа в конденсаторе была накоплена энергия

Дж

4. После размыкания ключа вся энергия, накопленная в конденсаторе, будет выделяться на последовательно включённых лампе и резисторе. Согласно закону Джоуля-Ленца количество теплоты, выделяющееся в промежуток времени Δt. прямо пропорционально сопротивлению, поскольку сила тока i, протекающего через лампу и резистор, в любой момент времени одна и та же:

Окончательно получим для количества теплоты, выделившегося на лампе:

Дж,

что составляет 40 мДж.

Ответ: 40 мДж.

Научись программировать на Python бесплатно!

Другие задания: