Задачи › Плоский конденсатор

Конденсаторы и вспышка лампы

  1. Конденсаторы и вспышка лампы

    ЕГЭ 2014, 11 кл.
    3/10

    Два плоских воздушных конденсатора подключены к одинаковым источникам постоянного напряжения и одинаковым лампам, как показано на рисунках а и б. Конденсаторы имеют одинаковую площадь пластин, но различаются расстоянием между пластинами. В некоторый момент времени ключи К в обеих схемах переводят из положения 1 в положение 2. Опираясь на законы электродинамики, объясните, в каком из приведённых опытов при переключении ключа лампа вспыхнет ярче. Сопротивлением соединяющих проводов пренебречь.

    Рисунок
    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    В схеме на рис. б лампа вспыхнет ярче.

    Решение

    1. Конденсатор, подключённый к источнику постоянного напряжения, заряжается и накапливает энергию \(W = \dfrac{CU^2}{2}\).

    2. Ёмкость плоского воздушного конденсатора \(C = \dfrac{\varepsilon_0 S}{d}\). У конденсатора на рис. а расстояние между пластинами \(d\) больше, чем у конденсатора на рис. б, следовательно, его ёмкость меньше: \(C_1 < C_2\), а значит, и накопленная энергия меньше: \(W_1 < W_2\).

    3. При переводе ключей в положение 2 конденсаторы отключают от источников и соединяют с лампами, через лампы кратковременно течёт ток. Энергия электрического поля конденсатора выделяется в лампе в виде световой энергии, что приводит к кратковременной вспышке. Так как энергия конденсатора \(C_2\) больше, при переключении ключа лампа в схеме на рис. б вспыхнет ярче.

    Ответ: лампа в схеме на рис. б вспыхнет ярче.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх