В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, все конденсаторы имеют одинаковую электроёмкость C = 1 мкФ, а резистор имеет сопротивление R = 100 Ом. Вначале левый конденсатор заряжен до некоторого напряжения U, а все остальные конденсаторы не заряжены. Идеальный амперметр в первый момент после замыкания ключа К показал силу тока I = 2 А. Какое количество теплоты выделится в данной цепи ко времени, когда показания амперметра уменьшатся до нуля?
1. В начальном состоянии напряжение U на левом конденсаторе связано с зарядом q этого конденсатора: а напряжение и заряд на правой части цепи отсутствуют. После замыкания ключа К через амперметр, резистор и конденсаторы потечёт ток. В соответствии с законом Ома для замкнутой цепи сила этого тока в первый момент после замыкания ключа равна
откуда
Поэтому энергия заряженного конденсатора равна
2. При перезарядке конденсаторов часть заряда левого конденсатора перейдёт на правые конденсаторы общей ёмкостью которую можно определить по правилам для последовательного и параллельного соединения конденсаторов:
3. Ток в цепи прекратится, когда напряжения на конденсаторах слева и справа станут одинаковыми и заряд
будет находиться на системе конденсаторов общей ёмкостью
4. Конечное напряжение будет равно Конечная электрическая энергия в цепи будет при этом равна
5. Количество теплоты выделившейся в цепи, по закону сохранения энергии равно
Ответ:

