30. Конденсатор 1 C =1 мкФ заряжен до напряжения U = 300 В и включён в последовательную цепь из резистора 300 R = Ом, незаряженного конденсатора 2 C = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания к

30. Конденсатор 1 C =1 мкФ заряжен до напряжения U = 300 В и включён в последовательную цепь из резистора 300 R = Ом, незаряженного конденсатора 2 C = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не прекратится? Тонкая палочка АВ длиной l = 10 см расположена параллельно главной оптической оси тонкой собирающей линзы на расстоянии h = 15 см от неё (см. рисунок). Конец А палочки располагается на расстоянии а = 40 см от линзы. Постройте изображение палочки в линзе и определите его длину L. Фокусное расстояние линзы F = 20 cм.

Решение:

1. Первоначальный заряд конденсатора C1 равен 1 q CU = .

2.В результате перезарядки на конденсаторах устанавливаются одинаковые напряжения, так как ток в цепи прекращается и напряжение на резисторе

R

становится равным нулю. Поэтому конденсаторы можно считать соединёнными параллельно. Тогда их общая ёмкость 012 C CC = + .

3. По закону сохранения заряда суммарный заряд конденсаторов будет равен 1 C U.

4. По закону сохранения энергии выделившееся в цепи количество теплоты равно разности значений энергии конденсаторов в начальном и конечном состояниях: ( ) ( )

2 2 1 1 1 2 . 2 2

C U C U

Q C C = − +

Откуда получим:

( )

2 6 62 1 2 6 6 1 2

10 2 10 300 0,03 Дж. 2( ) 2 10 2 10 CCU

Q C C − − − − ⋅⋅ ⋅ == = + + ⋅

Ответ: Q = 30 мДж

Запись на занятие по физике - подготовка к ЕГЭ