30. Электродинамика (расчетная задача)

Демонстрационный вариант Единый государственный экзамен ЕГЭ 2017 г. – задание №30

Конденсатор C₁ =1 мкФ заряжен до напряжения U = 300 В и включён в последовательную цепь из резистора R = 300 Ом, незаряженного конденсатора C₂ = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не прекратится?

Решение:

Первоначальный заряд конденсатора C₁ равен q = C₁U.

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 C₀=C₁+C₂

По закону сохранения заряда суммарный заряд конденсаторов будет равен C₁U.

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

Откуда получим:

Дж

Ответ: Q = 30 мДж

Демонстрационный вариант Единый государственный экзамен ЕГЭ 2016 г. – задание №31

Источник тока, два резистора и ключ включены в цепь, как показано на рисунке. При разомкнутом ключе на резисторе R₁ выделяется мощность P₁ = 2 Вт, а на резисторе R₂ — мощность P₂ = 1 Вт. Какая мощность будет выделяться на резисторе R₂ после замыкания ключа К? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

Решение:

Tок в цепи до замыкания ключа К

где ε – ЭДС источника.
Мощность, выделяемая соответственно на резисторах R₁ и R₂,

Так как после замыкания ключа ток через резистор R₁ не течёт, искомая
мощность, выделяемая на резисторе R₂ после замыкания ключа К,

Объединяя (1)–(4), получаем:

Ответ: 9

Единый государственный экзамен ЕГЭ 20.06.2016 по физике. Основная волна. Вариант 1 (Часть С)

Протон влетает в плоский воздушный конденсатор, со скоростью параллельно пластинам конденсатора. Напряжение на конденсаторе расстояние между пластинами Какая максимальная длина может быть у пластин, чтобы протон смог вылететь из пространства конденсатора? Силой тяжести пренебречь.

Решение:

Под действием силы со стороны электрического поля в конденсаторе протон движется с направленным вверх ускорением:

В горизонтальном направлении протон пролетает длину пластин за время Чтобы протон смог вылететь из пространства конденсатора, смещение в вертикальном направлении должно быть меньше :

Ответ: 0,051 м