Задачи › Плоский конденсатор

Два конденсатора и лампа

  1. Два конденсатора и лампа

    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. Пластины конденсаторов имеют разную площадь, но расстояние между пластинами в конденсаторах одинаковое (см. рисунок). 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
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сравните ёмкости конденсаторов и запасённую в них энергию \(W=CU^2/2\).

    Ответ

    Лампа в схеме на рис. а вспыхнет ярче.

    Решение

    1. Конденсатор, подключённый к источнику постоянного напряжения, будет заряжаться. В результате этого он накапливает энергию \(W=\dfrac{CU^2}{2}\).

    2. Электроёмкость плоского воздушного конденсатора определяется формулой \(C=\dfrac{\varepsilon_0 S}{d}\). У конденсатора на рис. а площадь пластин \(S\) больше, чем у конденсатора на рис. б, следовательно, его электроёмкость больше: \(C_1>C_2\), а значит, и энергия, накопленная в нём, будет больше: \(W_1>W_2\).

    3. При переводе ключей из положения 1 в положение 2 конденсаторы отключают от источников и соединяют с лампами, в результате чего через лампы кратковременно будет протекать электрический ток. Энергия электрического поля, накопленная конденсатором, выделится в лампе в виде световой энергии, что приведёт к кратковременной вспышке лампы. Энергия, накопленная конденсатором \(C_1\), больше, следовательно, при переключении ключа лампа в схеме на рис. а вспыхнет ярче.

    4. Лампа в схеме на рис. а вспыхнет ярче.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи