Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4444
2017-10-21 
Напряжения между обкладками одинаковых конденсаторов $C_{1}$ и $C_{2}$ с емкостью $C = 1 мкФ$ в схеме, показанной на рисунке, равны $U_{1} = 300 B$ и $U_{2} = 500В$, соответственно. В начале двойной ключ К из разомкнутого состояния переводят в положение ”1". Сколько тепла выделится на резисторе $R_{1}$ после переключения ключа К в положение "2", если $R_{1}/R_{2} = n = 3$?
Решение:
После перевода ключа К из разомкнутого положения в положение "1" через резисторы должен начать протекать электрический ток, т.к. напряжения между обкладками конденсаторов различны. Поскольку в условии задачи специально не оговаривается время нахождения ключа К в положении ”1", следует считать, что ток в цепи к моменту второго переключения полностью прекратится. При этом напряжения между обкладками конденсаторов станут равными. Равными будут и заряды обоих конденсаторов, т.к. по условию задачи их емкости равны. Однако полный заряд конденсаторов $q =C_{1}U_{1} + C_{2}U_{2} = (U_{1} + U_{2})C$ согласно закону сохранения заряда должен остаться неизменным.
После перевода ключа К в положение "2" суммарный заряд соединенных между собой обкладок согласно сказанному выше должен стать равным нулю. Поэтому по прошествии достаточно большого промежутка времени оба конденсатора должны полностью'разрядиться. Если, как это и делается в подобных задачах, считать разряд конденсаторов столь медленным, что можно пренебречь излучением, то по закону сохранения энергии при разряде конденсаторов на резисторах должно было выделиться количество теплоты, равное $\Delta Q = q^{2} /4C$. Согласно закону Джоуля-Ленца тепловая мощность, выделяющаяся на резисторе с сопротивлением $R$ при протекании по нему тока $I$, равна $N = I^{2}R$. Поскольку токи через резисторы $R_{1}$ и $R_{2}$ равны, то на резисторе $R_{1}$ выделится количество теплоты
$\Delta Q_{1} = \frac{q^{2}R_{1}}{4(R_{1} + R_{2})C} = \frac{(U_{1} + U_{1})^{2}nC}{4(n+1)} = 0,12 Дж$,
Напряжения между обкладками одинаковых конденсаторов $C_{1}$ и $C_{2}$ с емкостью $C = 1 мкФ$ в схеме, показанной на рисунке, равны $U_{1} = 300 B$ и $U_{2} = 500В$, соответственно. В начале двойной ключ К из разомкнутого состояния переводят в положение ”1". Сколько тепла выделится на резисторе $R_{1}$ после переключения ключа К в положение "2", если $R_{1}/R_{2} = n = 3$?
Решение:
После перевода ключа К из разомкнутого положения в положение "1" через резисторы должен начать протекать электрический ток, т.к. напряжения между обкладками конденсаторов различны. Поскольку в условии задачи специально не оговаривается время нахождения ключа К в положении ”1", следует считать, что ток в цепи к моменту второго переключения полностью прекратится. При этом напряжения между обкладками конденсаторов станут равными. Равными будут и заряды обоих конденсаторов, т.к. по условию задачи их емкости равны. Однако полный заряд конденсаторов $q =C_{1}U_{1} + C_{2}U_{2} = (U_{1} + U_{2})C$ согласно закону сохранения заряда должен остаться неизменным.
После перевода ключа К в положение "2" суммарный заряд соединенных между собой обкладок согласно сказанному выше должен стать равным нулю. Поэтому по прошествии достаточно большого промежутка времени оба конденсатора должны полностью'разрядиться. Если, как это и делается в подобных задачах, считать разряд конденсаторов столь медленным, что можно пренебречь излучением, то по закону сохранения энергии при разряде конденсаторов на резисторах должно было выделиться количество теплоты, равное $\Delta Q = q^{2} /4C$. Согласно закону Джоуля-Ленца тепловая мощность, выделяющаяся на резисторе с сопротивлением $R$ при протекании по нему тока $I$, равна $N = I^{2}R$. Поскольку токи через резисторы $R_{1}$ и $R_{2}$ равны, то на резисторе $R_{1}$ выделится количество теплоты
$\Delta Q_{1} = \frac{q^{2}R_{1}}{4(R_{1} + R_{2})C} = \frac{(U_{1} + U_{1})^{2}nC}{4(n+1)} = 0,12 Дж$,
