Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 15112
2021-04-05 
Какое количество теплоты выделится в схеме (рис.) после размыкания ключа K? Все параметры элементов схемы считать известными.
Решение:
Перед размыканием ключа K в схеме имеет место установившееся стационарное состояние, в контуре аbеfа (рис.) течет постоянный ток. Величину этого тока найдем по закону Ома для контура:
$I = \frac{ \mathcal{E} }{R_{1} + R_{2} }$.
Ток через конденсатор равен нулю, а постоянное напряжение $U_{C}$ на конденсаторе, согласно закону Ома для контура bcdeb, равно
$U_{C} = IR_{2} = \frac{R_{2} \mathcal{E} }{R_{1} + R_{2} }$.
Сразу после размыкания ключа в части контура bcdeb сохранится найденный ранее ток $I$, а на конденсаторе по-прежнему будет напряжение $U_{C}$. Затем в этом контуре возникнут затухающие колебания тока, и со временем они прекратятся. Весь изначальный запас энергии, сосредоточенный в катушке и в конденсаторе, выделится в резисторе сопротивлением $R_{2}$ в виде тепла, поэтому искомое количество теплоты будет равно
$Q = \frac{LI^{2} }{2} + \frac{CU_{C}^{2}}{2} = \frac{(L+ CR_{2}^{2} ) \mathcal{E}^{2}}{2(R_{1} + R_{2} )^{2} }$.
Какое количество теплоты выделится в схеме (рис.) после размыкания ключа K? Все параметры элементов схемы считать известными.
Решение:
Перед размыканием ключа K в схеме имеет место установившееся стационарное состояние, в контуре аbеfа (рис.) течет постоянный ток. Величину этого тока найдем по закону Ома для контура:
$I = \frac{ \mathcal{E} }{R_{1} + R_{2} }$.
Ток через конденсатор равен нулю, а постоянное напряжение $U_{C}$ на конденсаторе, согласно закону Ома для контура bcdeb, равно
$U_{C} = IR_{2} = \frac{R_{2} \mathcal{E} }{R_{1} + R_{2} }$.
Сразу после размыкания ключа в части контура bcdeb сохранится найденный ранее ток $I$, а на конденсаторе по-прежнему будет напряжение $U_{C}$. Затем в этом контуре возникнут затухающие колебания тока, и со временем они прекратятся. Весь изначальный запас энергии, сосредоточенный в катушке и в конденсаторе, выделится в резисторе сопротивлением $R_{2}$ в виде тепла, поэтому искомое количество теплоты будет равно
$Q = \frac{LI^{2} }{2} + \frac{CU_{C}^{2}}{2} = \frac{(L+ CR_{2}^{2} ) \mathcal{E}^{2}}{2(R_{1} + R_{2} )^{2} }$.
