Решение 2966. К аккумулятору с ЭДС E = 50 В и внутренним сопротивлением r = 4 Ом подключили лампу сопротивлением Rл = 10 Ом и резистор сопротивлением R = 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью С = 100 мкФ (см. рисунок).

Задание 31. К аккумулятору с ЭДС E = 50 В и внутренним сопротивлением r = 4 Ом подключили лампу сопротивлением Rл = 10 Ом и резистор сопротивлением R = 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью С = 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на резисторе?

Решение.

1. До размыкания ключа электрический ток протекает через последовательно соединённые лампу и резистор. Общее сопротивление внешней цепи 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 напряжение на лампе и резисторе, в любой момент времени одно и то же:

Окончательно получим для количества теплоты, выделившегося на резисторе:

Дж,

что составляет 18 мДж.

Ответ: 18 мДж.

Другие задания: