ЕГЭ
КАРТОЧКИ
ТЕСТЫ
Главная
Курсы
Куратор
Подписка
25. Электродинамика: расчетная задача высокого уровня: #209210
В цепи, изображенной на рисунке, $ЭДС$ батареи равна $\mathcal{E} = 100 \space \text{В},$ сопротивления резисторов $R_1 = 10 \space \text{Ом}$ и $R_2 = 6 \space \text{Ом},$ а емкости конденсаторов $C_1 = 100 \space \text{мкФ} = 10^{-4} \space \text{Ф}$ и $C_2 = 60 \space \text{мкФ} = 6 \cdot 10^{-5} \space \text{Ф}.$ В начальном состоянии ключ $K$ разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какую работу совершат сторонние силы к моменту установления равновесия?
$1.$ После установления равновесия ток через резисторы прекратится. Конденсатор $C_1$ будет заряжен до напряжения $\mathcal{E}$, так как он подключен непосредственно к источнику. Конденсатор $C_2$ окажется разряженным, поскольку его обкладки соединены через резисторы с одинаковым потенциалом.
$2.$ Заряд, прошедший через источник тока: $$q = C_1 \mathcal{E}$$ $3.$ Работа сторонних сил источника тока: $$A = q \mathcal{E} = C_1 \mathcal{E}^2$$ $4.$ Подставляем числовые значения: $C_1 = 10^{-4} \space \text{Ф},$ $\mathcal{E} = 100 \space \text{В}{:}$ $$A = 10^{-4} \cdot (100)^2 = 10^{-4} \cdot 10^4 = 1 \space \text{Дж}$$ Ответ: работа сторонних сил равна $1 \space \text{Дж}.$
20
