СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
Физика
Сайты, меню, вход, новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 14 № 3530

К идеальному источнику тока с ЭДС 3 В подключили конденсатор ёмкостью 1 мкФ один раз через резистор а второй раз — через резистор Во сколько раз во втором случае тепло, выделившееся на резисторе, больше по сравнению с первым? Излучением пренебречь.

Решение.

По закону сохранения энергии, работа источника идёт на энергию электрического поля в конденсаторе и на тепло, выделяющееся на сопротивлении во время зарядки: Поскольку ёмкость конденсатора не изменяется, запасаемая в нём энергия в обоих случаях совпадает: Работа источника также не изменяется, так как заряд конденсатора в обоих случаях одинаков: Следовательно, тепло, выделяющееся на резисторе также не изменяется.

 

Ответ: 1.

Спрятать решение · · Курс 80 баллов ·
Данияр Кульниязов (Соль Илецк) 21.05.2012 16:14

Здравствуйте!

А почему не используется закон Джоуля-Ленца, ведь по нему мы видим зависимость тепла от сопротивления и чем больше сопротивление, тем больше тепла выделится, или я что то не понимаю...

Спасибо

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Закон Джоуля-Ленца использовать в этой задаче нельзя, поскольку сила тока в цепи не постоянна: по мере зарядки конденсатора сила тока уменьшается. А значит, мощность тепловыделения изменяется со временем, и формулу "в лоб" использовать нельзя. Если все аккуратно посчитать, то получается, что тепло действительно не зависит от величины сопротивления (оно будет выделяться, даже если формально положить (это не противоречие, это просто означает, что в задаче о зарядке конденсатора пренебрегать сопротивлением соединительных проводов нельзя)).

При желании можете ознакомиться с комментарием к задаче 2992, правда там, чтобы во всем разобраться, нужны некоторые знания из математики.

Юрий Шойтов (Курск) 05.11.2012 09:12

Здравствуйте, Алексей!

По условию задачи время релаксации R,C цепи составит 1мкс, что сравнимо с частотой радиоволн. Это обозначает, что работа источника будет израсходована большей частью на излучение радиоволн, и практически провода нагреваться не будут.

Вывод о том, что тепло, пошедшее на нагревание проводов , не зависит от их сопротивления получен в предположении, что мы пренебрегли, излучением радиоволн, что возможно только при медленном изменении тока в контуре, то есть при больших значениях времени релаксации.

Если до сих пор Вам нравятся эти задачи , то как говорят в народе: "Любовь зла..."

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Вот это очень правильный комментарий, Спасибо большое. Условие задачи поправил. Сопротивления через которые идет зарядка значительно увеличил. Спасибо.