.05 Преобразование энергии в RC-цепях
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В цепь включили источник тока, лампу, резистор и конденсатор, как показано на рисунке. ЭДС источника 40 В, его внутреннее сопротивление 2 Ом, сопротивление лампы 10 Ом, сопротивление резистора 15 Ом, емкость конденсатора 200 мкФ. Какое количество теплоты выделится на резисторе при размыкании ключа? Ключ до размыкания долгое время замкнут.
Найдем по закону Ома для полной цепи силу тока
где – ЭДС источника,
– внутреннее сопротивление источника,
– общее сопротивление цепи.
Так как соединение параллельное, то общее сопротивление внешней цепи можно найти как:
где – сопротивление лампы,
– сопротивление резистора.
Значит, сила тока в цепи равна
Значит напряжение на конденсаторе равно напряжению на участке с сопротивлением
, так как соединены параллельно,
то есть
А энергия на конденсаторе равна
Вся запасенная энергия будет расходоваться на резистор и лампу, при чем
где – напряжения участка из лампы и резистора,
и
– выделяемая энергия на резисторе и лампе за время
соответственно.
При этом
Отсюда энергия на резисторе
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 Ома для замкнутой цепи, формула для расчета сопротивления при параллельном соединении проводников, закон Ома для участка цепи, на основании свойств параллельного соединения элементов сделан вывод о равенстве напряжений на конденсаторе, резисторе и лампочке, записана формула энергии зараженного конденсатора, закон сохранения и превращения энергии, закон Джоуля – Ленца для нахождения отношения теплоты, выделяющейся на параллельно соединенных элементах, найдено количество теплоты, выделяющееся на резисторе); | |
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

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!