Тема . №25 Геометрическая оптика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.08 Преобразование энергии в RC-цепях (Отсутствует в данном номере в ЕГЭ 2026)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#64975

К аккумулятору с ЭДС ℰ = 60  В и внутренним сопротивлением r = 5  Ом подключили лампу сопротивлением R л = 10  Ом и резистор сопротивлением R = 15  Ом, а также конденсатор ёмкостью C = 80  мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?

PIC

Показать ответ и решение

До замыкания силу тока в цепи можно найти по закону Ома для полной цепи:

      ℰ
I = R0+-r,

где ℰ     – ЭДС источника, R0 = Rл +R  – внешнее сопротивление.
Тогда

I =----ℰ----
   Rл + R+ r

Напряжение на конденсаторе равно напряжению на внешнем участке цепи и равно:

         ℰ (R л+ R)
U =IR0 = Rл-+R-+-r

Тогда энергия, запасённая на конденсаторе

        2             2
W  = CU--= C-(ℰ-(R-л+-R))2
      2    2(Rл+ R + r)

После размыкания конденсатор начнёт разряжаться, при этом по закону Джоуля-Ленца за промежуток Δt  количество теплоты, выделяемое на резисторе и лампе будет равно:

     2           2
QR = IR Δt Q л = I RлΔt

Тогда

QR    R
Qл-= R-л.

При этом

W  = QR+ Q л

Окончательно

                             2          2
Qл = -WR-л-= ---CRл(ℰ(Rл+-R-))--2 = CR-лℰ--(R-л+-R2)
     Rл+ R   2(Rл+ R )(Rл+ R + r)   2(Rл +R + r)

     CR лℰ2(Rл+ R)   80⋅10−6 Ф ⋅10 Ом ⋅(60 В)2(10 Ом +15 Ом)
Q л =-2(R-л+-R+-r)2 = -------2(10-Ом-+15-Ом-+5-Ом)2--------= 0,04 Дж
Ответ:

     CR-лℰ2(R-л+-R)
Q л = 2(Rл +R + r)2 =0,04 Д ж

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 Ома для участка и для полной цепи, законы последовательного и параллельного соединения, закон Джоуля-Ленца, формула энергии электрического поля конденсатора, );

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!