Конденсатор и резистор
3/10В схеме, показанной на рисунке, ключ К долгое время находился в положении 1. В момент \(t_0 = 0\) ключ перевели в положение 2. К моменту \(t > 0\) на резисторе \(R\) выделилось количество теплоты \(Q = 25\) мкДж. Сила тока в цепи в этот момент равна \(I = 0{,}1\) мА. Чему равно сопротивление резистора \(R\)? ЭДС батареи \(\mathcal{E} = 15\) В, её внутреннее сопротивление \(r = 30\) Ом, ёмкость конденсатора \(C = 0{,}4\) мкФ. Потерями на электромагнитное излучение пренебречь.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПосле переключения ключа энергия, запасённая в конденсаторе, частично переходит в тепло на резисторе, а частично остаётся в конденсаторе.
Ответ\(R = 100\) кОм
Решение1. К моменту \(t_0 = 0\) конденсатор полностью заряжен, ток в левой части схемы равен нулю, поэтому напряжение между обкладками конденсатора равно ЭДС \(\mathcal{E}\), энергия конденсатора \(W_0 = \dfrac{C\mathcal{E}^2}{2}\) (см. рисунок в условии).
2. В момент \(t > 0\) напряжение на конденсаторе \(U\) равно напряжению \(IR\) на резисторе в правой части схемы. Энергия конденсатора в этот момент $$W = \frac{CU^2}{2} = \frac{C(IR)^2}{2}.$$
3. Пренебрегая потерями на излучение, получаем баланс энергии: \(W_0 = W + Q\), или $$\frac{C\mathcal{E}^2}{2} = \frac{C(IR)^2}{2} + Q,$$ откуда \(R = \dfrac{1}{I}\sqrt{\mathcal{E}^2 - \dfrac{2Q}{C}} = 100\) кОм.
Ответ: \(R = 100\) кОм.
Похожие задачи
- Конденсатор после замыкания ключа (B3) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Ток через резистор (A25) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Сила тока по данным конденсатора (А25) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Ток в цепи с конденсатором (A25) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Ток в цепи с конденсатором (A25) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Сила тока в цепи (A25) ЕГЭ 2010, 11 кл.