Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.05 Преобразование энергии в RC-цепях

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#14271

Источник постоянного напряжения с ЭДС равный ξ = 100  В подключен через резистор к конденсатору переменной ёмкости, расстояние между пластинами которого можно изменять. Пластины медленно раздвинули. Какое при этом выделится количество теплоты, если за время движения пластин работа сил против притяжения пластин составила 140 мкДж и заряд конденсатора изменился на Δq = − 2 мкК л  .

Показать ответ и решение

Заряд для конденсатора находится по формуле:

q = CU,

где C  – ёмкость конденсатора, U  – напряжение на конденсаторе. По закону сохранения энергии:

W1 + A ист+ A = W2 +Q,

где W1  и W2  – энергии конденсатора в начала и в конце процесса соответственно, A ист  – работа источника тока, Q  – количество теплоты, выделившиеся в результате процесса. Напишем для каждого слагаемого формулы для их нахождения.      1
W1 = 2C1ξ2  ,      1
W2 = 2C2 ξ2  , A ист = Δq ξ = q2ξ − q1ξ = C2ξ2− C1ξ2 = ΔC ξ2,  где ΔC  – изменение ёмкости. Подставим в первоначальное уравнение, перенеся W1  вправо, и получим

ΔC ξ2+A = 1C2 ξ2 − 1C1ξ2+ Q
          2       2

Выразим из этого уравнения количество теплоты

Q = A − 1ΔC ξ2 +ΔC ξ2 ⇒ A= Q − 1ΔC ξ2
        2                     2

Так как ΔC ξ = Δq  , то

1ΔC ξ2 = Δq-ξ
2         2

Подставим данное выражение в уравнение для нахождения количества теплоты

        Δqξ-            2 м-кКл⋅100 В
Q = A +  2 = 140 мкДж −      2      = 40 мкДж
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: закон сохранения энергии; формулы для расчёта энергии заряженного конденсатора, работы поля при перемещении в нём заряда);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и

расчёты, приводящие к правильному числовому ответу

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,

направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),

но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися

формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с

имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!