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


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 31 № 6071

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ К налево, в положение 1. Спустя некоторое время, достаточное для зарядки конденсатора ёмкостью от идеальной батареи с напряжением ключ К замыкают направо, в положение 2, подсоединяя при этом к первому, заряженному, конденсатору второй, незаряженный, конденсатор ёмкостью

Какое количество теплоты Q выделится в резисторе R в течение всех описанных процессов? Первый конденсатор сначала был незаряженным.

Решение.

В положении 1 ключа К конденсатор зарядится до напряжения от батареи, и его заряд, согласно формуле для связи заряда и напряжения на конденсаторе, станет равным При этом батарея совершит работу по перемещению этого заряда на конденсатор, равную энергия заряженного конденсатора станет равной и в резисторе выделится, согласно закону сохранения энергии, количество теплоты

 

 

После переключения ключа К в положение 2 произойдёт перераспределение заряда на оба параллельно соединённых конденсатора суммарной ёмкостью Поэтому напряжение на конденсаторах станет равным а энергия уменьшится от начальной, запасённой в первом конденсаторе и равной до энергии двух заряженных конденсаторов, равной При этом, согласно закону сохранения энергии, на втором этапе процесса, при перетекании заряда с первого конденсатора на второй, на резисторе выделится количество теплоты теплоты

Всего в течение обеих стадий процесса в резисторе выделится количество теплоты

 

 

Ответ:

Спрятать решение · · Видеокурс ·
Александр Козлов (Москва) 27.03.2015 11:19

Конденсаторы после переключения ключа К в положение 2 соединены последовательно (правая схема замкнута), что вы там говорите.

Сергей Никифоров

Здравствуйте! Здесь есть одна тонкость, которую нужно всегда помнить. По определению конденсаторы соединены последовательно, если сумма зарядов на их ближайших обкладках равна нулю. Конденсаторы соединены параллельно, если их соответствующие обкладки находятся под одинаковыми потенциалами.

В данной схеме после распределения зарядов равны именно потенциалы обкладок, поэтому нужно считать, что эти конденсаторы соединены параллельно.

Елизавета 06.05.2017 21:51

Но ведь в положении K2 через большой промежуток времени (уже после перераспределения заряда на конденсаторах) они оба разрядятся и выделившееся количество теплоты на резисторе будет равно CU^2, верно? Почему здесь это не учитывается, ответ при данном условии другой

Антон

Конденсаторы не разрядятся, произойдёт перераспределение зарядов.