на каком резисторе выделится наибольшее количество теплоты

II) описаны все вводимые в решение буквенные обозначения физических величин (за исключением, возможно, обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);

III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.

При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка.

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.

Источник

На каком резисторе выделится наибольшее количество теплоты

В цепи, схема которой изображена на рисунке, ёмкости конденсаторов равны C₁ = 100 мкФ и C₂ = 50 мкФ, ключ К разомкнут. Вначале первый конденсатор заряжен до напряжения U₀ = 200 В, второй конденсатор не заряжен, а теплоёмкость резистора R, заключённого в лёгкую герметичную теплоизолированную капсулу, равна C_R = 10 Дж/К. Капсула заполнена одним молем идеального одноатомного газа, находящегося при температуре T и давлении p, соответствующих нормальным условиям. На сколько изменится давление газа в капсуле после замыкания ключа и установления равновесия в данной системе?

1. При установлении равновесия в системе напряжения на конденсаторах выровняются до значения U, полный заряд сохранится, и часть начальной энергии перейдёт в теплоту Q, которая пойдёт на нагревание газа и резистора в капсуле постоянного объёма до установившейся температуры

2. Запишем уравнения для описанных выше процессов: откуда и

где теплоёмкость одного моля идеального одноатомного газа при постоянном объеме а

3. Согласно уравнению Клапейрона-Менделеева, для одного моля газа при нормальных условиях и постоянном объёме изменение давления Здесь p = 10 5 Па, T = 273 К.

4. Подставляя численные значения, получаем: и откуда

Ответ:

К аккумулятору с ЭДС ϵ = 50 B и внутренним сопротивлением r = 4 Ом подключили лампу сопротивлением R_Л = 10 Ом и резистор сопротивлением R = 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью C = 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на резисторе?

Падение напряжения на участке с лампой и резистором будет равно падению напряжения на конденсаторе. С учётом закона Ома для полной цепи, получим:

Зная напряжение на конденсаторе, найдём энергию запасённую в нём:

Мощность, выделяемая на лампе, равна Мощность, выделяемая на резисторе, равна Следовательно, отношение мощностей, а значит, и отношение теплот выделяемых на них равно: откуда После размыкания ключа вся энергия, запасённая в конденсаторе выделится на участке с лампой и резистором. При этом сумма выделившихся теплот равна энергии, запасённой в конденсаторе:

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

Падение напряжения на участке с лампой и резистором будет равно падению напряжения на конденсаторе. С учётом закона Ома для полной цепи, получим:

Зная напряжение на конденсаторе, найдём энергию запасённую в нём:

Мощность, выделяемая на лампе, равна Мощность, выделяемая на резисторе, равна Следовательно, отношение мощностей, а значит, и отношение теплот выделяемых на них равно: откуда После размыкания ключа вся энергия, запасённая в конденсаторе выделится на участке с лампой и резистором. При этом сумма выделившихся теплот равна энергии, запасённой в конденсаторе:

На рисунке показана схема электрической цепи, содержащая источник постоянного напряжения с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, два резистора, имеющие сопротивления R₁ = R и R₂ = 2R, конденсатор, соединительные провода и ключ.

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.

1) Так как при замкнутом ключе ток через конденсатор не течёт, то напряжение на конденсаторе равно нулю.

2) При замкнутом ключе сумма напряжений на резисторах больше напряжения на конденсаторе.

3) Напряжение на конденсаторе равно ЭДС источника напряжения.

4) При замкнутом ключе напряжение на резисторе R₁ меньше напряжения на резисторе R₂.

5) После размыкания ключа количество теплоты, выделившееся в резисторе R₁, будет меньше, чем количество теплоты, выделившееся в резисторе R₂.

1) Напряжение на конденсаторе равно ЭДС источника напряжения (не равно нулю).

2) При замкнутом ключе сумма напряжений на резисторах равна напряжению на конденсаторе.

3) Напряжение на конденсаторе равно ЭДС источника напряжения.

4) При замкнутом ключе напряжение на резисторе R₁ в два раза меньше напряжения на резисторе R₂.

5) После размыкания ключа количество теплоты, выделившееся в резисторе R₁, будет в два раза меньше, чем количество теплоты, выделившееся в резисторе R₂.

На рисунке показана схема электрической цепи, содержащая источник постоянного напряжения с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, два резистора, имеющие сопротивления R₁ = R и R₂ = 2R, конденсатор, соединительные провода и ключ.

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.

1) Так как при замкнутом ключе ток через конденсатор не течёт, то напряжение на конденсаторе равно нулю.

2) При замкнутом ключе сумма напряжений на резисторах равна напряжению на конденсаторе.

3) Напряжение на конденсаторе меньше ЭДС источника напряжения.

4) При замкнутом ключе напряжение на резисторе R₁ равно напряжению на резисторе R₂.

5) После размыкания ключа количество теплоты, выделившееся в резисторе R₁, будет меньше, чем количество теплоты, выделившееся в резисторе R₂.

1) Напряжение на конденсаторе равно ЭДС источника напряжения (не равно нулю).

2) При замкнутом ключе сумма напряжений на резисторах равна напряжению на конденсаторе.

3) Напряжение на конденсаторе равно ЭДС источника напряжения.

4) При замкнутом ключе напряжение на резисторе R₁ в два раза меньше напряжения на резисторе R₂.

5) После размыкания ключа количество теплоты, выделившееся в резисторе R₁, будет в два раза меньше, чем количество теплоты, выделившееся в резисторе R₂.

Аналоги к заданию № 12971: 13037 Все

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ К налево, в положение 1. Спустя некоторое время, достаточное для зарядки конденсатора ёмкостью от идеальной батареи с напряжением ключ К замыкают направо, в положение 2, подсоединяя при этом к первому, заряженному, конденсатору второй, незаряженный, конденсатор ёмкостью

Какое количество теплоты Q выделится в резисторе R в течение всех описанных процессов? Первый конденсатор сначала был незаряженным.

В положении 1 ключа К конденсатор зарядится до напряжения от батареи, и его заряд, согласно формуле для связи заряда и напряжения на конденсаторе, станет равным При этом батарея совершит работу по перемещению этого заряда на конденсатор, равную энергия заряженного конденсатора станет равной и в резисторе выделится, согласно закону сохранения энергии, количество теплоты

После переключения ключа К в положение 2 произойдёт перераспределение заряда на оба параллельно соединённых конденсатора суммарной ёмкостью Поэтому напряжение на конденсаторах станет равным а энергия уменьшится от начальной, запасённой в первом конденсаторе и равной до энергии двух заряженных конденсаторов, равной При этом, согласно закону сохранения энергии, на втором этапе процесса, при перетекании заряда с первого конденсатора на второй, на резисторе выделится количество теплоты

Всего в течение обеих стадий процесса в резисторе выделится количество теплоты

Ответ:

Конденсаторы после переключения ключа К в положение 2 соединены последовательно (правая схема замкнута), что вы там говорите.

Здравствуйте! Здесь есть одна тонкость, которую нужно всегда помнить. По определению конденсаторы соединены последовательно, если сумма зарядов на их ближайших обкладках равна нулю. Конденсаторы соединены параллельно, если их соответствующие обкладки находятся под одинаковыми потенциалами.

В данной схеме после распределения зарядов равны именно потенциалы обкладок, поэтому нужно считать, что эти конденсаторы соединены параллельно.

Но ведь в положении K2 через большой промежуток времени (уже после перераспределения заряда на конденсаторах) они оба разрядятся и выделившееся количество теплоты на резисторе будет равно CU^2, верно? Почему здесь это не учитывается, ответ при данном условии другой

Конденсаторы не разрядятся, произойдёт перераспределение зарядов.

Замкнутая электрическая цепь состоит из источника тока с ЭДС и внутренним сопротивлением r и резистора R (см. рисунок). Как изменятся напряжение на клеммах источника и количество теплоты, выделяющееся в источнике в единицу времени, если последовательно к резистору подключить ещё один такой же резистор?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Напряжение на клеммах иточника вычисляется по формуле: где — это сопротивление внешней цепи. До подключения дополнительного резистора это сопротивление равно R, при подключении второго резистора сопротивление станет равным 2R. Заметим, что следовательно, напряжение на клеммах источника увеличится.

Чем больше мощность, тем больше теплота выделяемая на источнике. Мощность, выделяющаяся на источнике вычисляется по формуле В первом случае: во втором случае: Заметим, что вторая дробь меньше первой, то есть Значит, количество теплоты, выделяемое на источнике в единицу времени уменьшится.

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ К налево, в положение 1. Спустя некоторое время, достаточное для зарядки конденсатора ёмкостью С = 5 мкФ от идеальной батареи с напряжением U = 600 В, ключ К замыкают направо, в положение 2, подсоединяя при этом к первому, заряженному, конденсатору второй такой же, незаряженный.

Какое количество теплоты Q выделится в резисторе R в течение всех описанных процессов? Первый конденсатор сначала был незаряженным.

В положении 1 ключа К конденсатор зарядится до напряжения U от батареи, и его заряд, согласно формуле для связи заряда и напряжения на конденсаторе, станет равным q = CU. При этом батарея совершит работу по перемещению этого заряда на конденсатор, равную энергия заряженного конденсатора станет равной и в резисторе выделится, согласно закону сохранения энергии, количество теплоты

После переключения ключа К в положение 2 произойдёт перераспределение заряда поровну, по на оба конденсатора. Поэтому напряжение на каждом из одинаковых конденсаторов станет равным а энергия уменьшится от начальной, запасённой в первом конденсаторе и равной до энергии двух заряженных конденсаторов, равной

Такое же количество энергии выделится в резисторе, согласно закону сохранения энергии, на втором этапе процесса, при перетекании заряда с первого конденсатора на второй:

Всего в течение обеих стадий процесса в резисторе выделится количество теплоты

Ответ:

Аналоги к заданию № 6071: 6106 Все

Из двух конденсаторов ёмкостями С = 6 мкФ и 2С, резистора, идеального источника с ЭДС E = 10 В и ключа собрали электрическую цепь, схема которой показана на рисунке. Изначально ключ был разомкнут, конденсатор ёмкостью 2С не заряжен, а конденсатор ёмкостью С заряжен до напряжения и подключён к цепи в полярности, показанной на рисунке. Ключ замыкают и дожидаются окончания перераспределения зарядов в цепи. Какое количество теплоты выделится в резисторе после замыкания ключа?

1) Найдём установившиеся на конденсаторах напряжения после перераспределения зарядов (см. рисунок).

При последовательном соединении сумма напряжений на конденсаторах и резисторе равна напряжению источника питания. Так как в установившемся режиме ток в цепи отсутствует, по закону Ома для участка цепи напряжение на резисторе равно нулю. Тогда для суммы напряжений на конденсаторах:

2) По закону сохранения электрического заряда суммарный заряд обведенных пунктиром обкладок конденсаторов сохраняется. Запишем условие равенства исходного заряда конечному, выразив заряды через соответствующие напряжения на конденсаторах:

Решая записанную систему уравнений, найдём установившиеся заряды на конденсаторах:

3) Найдём заряд, прошедший через источник, как разность конечного и начального заряда на конденсаторе ёмкостью С:

4) Запишем закон сохранения энергии для электрической цепи, связывая состояния системы до замыкания ключа и после установления окончательных напряжений на конденсаторах (с учётом работы источника, равной

Окончательно для выделившегося количества теплоты:

Ответ:

Конденсатор ёмкостью C = 400 мкФ, заряженный до напряжения U = 60 В, подключили к двум параллельно соединённым резисторам сопротивлением R₁ = 10 Ом и R₂ = 30 Ом. Какое количество теплоты выделится в резисторе R₁ при полной разрядке конденсатора? Ответ выразите в джоулях.

Так как резисторы соединены параллельно, то напряжения на них будут равны:

На обоих резисторах выделится количество теплоты:

где и — тепло, которое выделится на первом и втором резисторах соответственно.

Их отношение принимает значение:

Найдем отсюда теплоту, которая выделится на первом резисторе:

Если три резистора электрическими сопротивлениями 3 Ом, 6 Ом и 9 Ом включены параллельно в цепь постоянного тока, то количества теплоты, выделяющиеся на этих резисторах за одинаковое время, относятся как

Согласно закону Джоуля-Ленца, количество теплоты, выделяющееся на проводнике при прохождении тока связано с приложенным к проводнику напряжением, величиной сопротивления проводника и временем прохождения тока соотношением: Поскольку резисторы подключены параллельно, напряжением на них одинаковое, а значит количества теплоты, выделяющиеся на этих резисторах за одинаковое время, относятся как

А почему не по формуле Q=I(в квадр)Rt,

ведь тогда получается наоборот

Вот именно по тому, что получается наоборот (= неправильно), и нельзя «в лоб» использовать формулу .

Поскольку сопротивления подключены параллельно, через них текут разные токи, при этом токи распределяются таким образом, чтобы напряжения на всех резисторах совпадали: . Если учесть эти соотношение, формула даст такой же результат, как и формула . Точнее говоря, последняя формула и получится 🙂

я не понимаю как вы сделали 6:3:2

Запись вида показывает, как соотносятся величины , и . Если умножить все величины на одно и тоже число , то соотношения между ними не изменятся: . Умножим нашу строчку на :

.

по-вашему получается, что в цепи с сопротивлением 3 Ом выделяется больше теплоты?

Нет, такого утверждения в решении нет. Если отдельно включать сопротивления 3, 6 и 9 Ом в цепь, то где будет выделяться максимальное тепло зависит от того, это цепь постоянного напряжения или тока. Если Мы будем через все сопротивления пропускать один и тот же ток, то максимальное тепло будет выделяться на максимальном сопротивлении (). Но если подключать все резисторы к одинаковому напряжению, то ситуация обратная: ().

В данном случае все резисторы параллельны, значит токи у них разные, а вот напряжения равны, поэтому второй случай. Если бы их включили последовательно, то ток был бы один, а напряжения на них приходились бы разные, следовательно получился бы первый случай.

В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, измерительные приборы идеальные, вольтметр показывает значение напряжения 8 В, а амперметр — значение силы тока 2 А. Какое количество теплоты выделится в резисторе за 1 секунду? (Ответ дайте в джоулях.)

То, что приборы идеальные, означает, что они своим присутствием не вносят никаких изменений в схему, и их показания отражают реальные значения силы тока и напряжения в цепи. Количество теплоты, выделяющейся на резисторе за время t связано с напряжением на резисторе и текущим через него током соотношением:

Таким образом, за 1 с на резисторе выделится тепло:

А как же закон Джоуля-Ленца? I (квадрат)Rt

Для резистора этот закон Джоуля-Ленца в силу закона Ома эквивалентен выражению, написанному в решении.

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут.

Заряд конденсатора ЭДС батарейки её внутреннее сопротивление сопротивление резистора Найдите количество теплоты, которое выделяется на резисторе после размыкания ключа К в результате разряда конденсатора. Потерями на излучение пренебречь.

Количество теплоты, выделяющееся на резисторе после размыкания ключа:

Напряжение на конденсаторе равно падению напряжения на резисторе. С учетом закона Ома для полной цепи:

Комбинируя эти формулы, находим:

Ответ:

полностью одобряю ваш метод, но нельзя ли решить более «простым» способом? Не сочтите меня за глупца.

Смеяться не буду 🙂 Все в порядке.

А теперь о Вашем решении. Что тут могу сказать. Так решать, конечно, нельзя, и получившийся у Вас ответ, отличный от приведенного в решении, — одно из тому подтверждений. Не буду комментировать все, скажу только, что формулу здесь использовать «в лоб» нельзя, так как через конденсатор будет течь не постоянный ток, а уменьшающийся по величине: чем больше заряд на конденсаторе, тем быстрее он стремится разрядиться. Так что закон сохранения энергии — наиболее простой и верный способ решения.

Ежели Вы настаиваете на на применении своей формулы, то тут потребуется большие знания из математического анализа: производные, интегралы, дифференциальные уравнения. Если интересно, приведу такое решение (но особого смысла в нем разбираться — нет, так как такие знания за рамками того, что проверяется на ЕГЭ). Кроме того, все равно получится, что нужно просто посчитать начальную энергию конденсатора.

Сложное решение этой задачи 🙂

Определим зависимость тока, текущего через резистор от времени. Так как конденсатор подключен к резистору параллельно, напряжения на них совпадают в любой момент времени: . По закону Ома, напряжение на резисторе пропорционально величине текущего через него тока: . Напряжение на конденсаторе связано с зарядом на нем соотношением: . Пусть за небольшой интервал времени заряд на конденсаторе изменился на (так как конденсатор разряжается ). Тогда через резистор за это время протек заряд . Следовательно, сила тока равна . Скомбинировав все равенства и переходя к бесконечно малому интервалу времени, получаем дифференциальное уравнение на величину заряда конденсатора:

Решая это уравнение и используя, что в начальный момент времени заряд на конденсаторе равен , имеем: . То есть, математически конденсатор разряжается бесконечно долго. Значит, ток через конденсатор равен

.

Определим теперь тепловую мощность, выделяющуюся на резисторе: Мощность уменьшается со временем. Для того, чтобы найти полное тепло необходимо просуммировать по всему времени разрядки, то есть взять интеграл:

Вот и она — начальная энергия конденсатора 🙂

Источник

• ← на каком редми есть нфс
• на каком рейтинге больше всего игроков в доте →