Задача ЕГЭ части 3 по физике. Эта комбинированная задача по электродинамике на закон сохранения и превращения энергии в электрической цепи, содержащей конденсатор и катушку индуктивности.

В электрической цепи, изображенной на рисунке ЭДС источника — 12 В, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 5 мГн, сопротивление лампы 5 Ом, сопротивление резистора 3 Ом. Какая энергия выделится на лампочке после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь, сопротивлением катушки и проводов пренебречь.

Перед решением задачи необходимо проанализировать процессы, происходящие в электрической цепи при замкнутом ключе.

Поскольку лампочка последовательно соединена с конденсатором, она гореть не будет. Но тем не менее, конденсатор будет заряжен, и можно найти энергию заряженного конденсатора.

Ток будет  идти только через резистор и катушку, вокруг катушки будет существовать магнитное поле, которое будет обладать энергией. И эту энергию можно вычислить по известным формулам.

Таким образом можно рассчитать полную энергию, которой обладает данная электрическая цепь до размыкания ключа. Она численно равна сумме энергий электрического и магнитного поля.

После размыкания ключа — лампочка загорается, поскольку энергия магнитного и электрического полей будет превращаться в световую и тепловую энергию, выделяющуюся на лампочке и резисторе. Причем резистор и лампочка оказываются соединенными последовательно и отношение количеств теплоты, выделяющихся на этих элементах, будет прямо пропорционально отношению их сопротивлений, так как сила тока через эти элементы будет одинаковая (по законам последовательного и параллельного соединения).

Определяя соотношение между энергиями, выделяющимися в резисторе и лампочке, определяем искомую величину.

Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.