Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Вначале переключатель был в положении 1, а конденсатор был полностью

Условие

Рисунок к задаче

На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из батареи с ЭДС \mathcalE=9В\mathcalE = 9В и внутренним сопротивлением r=1кОм,r = 1кОм, конденсатора емкостью С=4мкФ,С = 4мкФ, резистора с сопротивлением R=4кОмR = 4кОм и переключателя П полярности источника питания. Вначале переключатель был в положении 1, а конденсатор был полностью заряжен от батареи, и ток в цепи отсутствовал.Какое количество теплоты Q_r выделится в резисторе R за большое время после перевода переключателя в положение 2? Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: закон сохранения энергии для замкнутой электрической цепи, выражение для работы батереи, закон Джоуля — Ленца, выражение для энергии заряженного конденсатора, правило расчета сопротивления при последовательном соединении проводников, выражение для мощности тока); II) представлены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); III) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 2 | Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачеркнуты.И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины). | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла. | 0 | Максимальный балл | 2 |

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Из закона сохранения энергии для замкнутой электрической цепи имеем: \mathcalEΔq=ΔQДжЛ+ΔWэл+ΔAмех,\mathcalE \Delta q=\Delta Q_Дж - Л + \Delta W_эл + \Delta A_мех, то есть работа источника \mathcalEΔq\mathcalE \Delta q ( Δq\Delta q — заряд, протекший по цепи) расходуется на выделение в резисторах количества теплоты ΔQДжЛ\Delta Q_Дж - Л по закону Джоуля — Ленца, изменение электростатической энергии ΔWэл\Delta W_эл заряженного конденсатора и на механическую работу ΔAмех,\Delta A_мех, если части цепи перемещаются.2. Как видно из схемы цепи, изображенной на рисунке, после «переполюсовки» батареи переключателем П конденсатор зарядится до такого же по модулю заряда q=C\mathcalE,q=C \mathcalE, но противоположного знака, и его энергия Wэл=q22CW_эл= \frac{q^{2}}{2C} не изменится, так что ΔWэл=0\Delta W_эл=0 Механическая работа не совершается, поэтому ΔAмех=0\Delta A_мех=0

Осталось ещё 3 шага

  1. Шаг 2

  2. Шаг 3

  3. Шаг 4

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Электродинамика (расчетная задача высокого»

Вначале переключатель был в положении 1, а конденсатор был полностью — решение с объяснением | Lom Ai