Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4874
2017-11-07 
На рис. изображена электрическая цепь. Сколько тепла выделится на сопротивлении после замыкания ключа?
Решение:
При замыкании ключа в цепи потёчет постепенно уменьшающийся электрический ток, и через некоторое время напряжение на конденсаторе станет равным ЭДС батареи, а ток уменьшится до нуля. Через батарею пройдет заряд $Q$, равный заряду конденсатора:
$Q = CU = C \mathcal{E}$.
Батарея в этом процессе совершит работу
$A = \mathcal{E}Q = C \mathcal{E}^{2}$.
Часть этой работы пойдет на увеличение энергии конденсатора, а остальная должна выделиться в виде тепла на сопротивлении:
$A = W_{конд} + W_{тепл}$.
Энергия, запасенная в конденсаторе, равна
$W_{конд} = \frac{C \mathcal{E}^{2}}{2}$,
откуда
$W_{тепл} = C \mathcal{E}^{2} - \frac{C \mathcal{E}^{2}}{2} = \frac{C \mathcal{E}^{2}}{2}$.
Отметьте, что количество тепла, выделяющееся на резисторе, не зависит от величины сопротивления. Сопротивление влияет лишь на время зарядки конденсатора.
На рис. изображена электрическая цепь. Сколько тепла выделится на сопротивлении после замыкания ключа?
Решение:
При замыкании ключа в цепи потёчет постепенно уменьшающийся электрический ток, и через некоторое время напряжение на конденсаторе станет равным ЭДС батареи, а ток уменьшится до нуля. Через батарею пройдет заряд $Q$, равный заряду конденсатора:
$Q = CU = C \mathcal{E}$.
Батарея в этом процессе совершит работу
$A = \mathcal{E}Q = C \mathcal{E}^{2}$.
Часть этой работы пойдет на увеличение энергии конденсатора, а остальная должна выделиться в виде тепла на сопротивлении:
$A = W_{конд} + W_{тепл}$.
Энергия, запасенная в конденсаторе, равна
$W_{конд} = \frac{C \mathcal{E}^{2}}{2}$,
откуда
$W_{тепл} = C \mathcal{E}^{2} - \frac{C \mathcal{E}^{2}}{2} = \frac{C \mathcal{E}^{2}}{2}$.
Отметьте, что количество тепла, выделяющееся на резисторе, не зависит от величины сопротивления. Сопротивление влияет лишь на время зарядки конденсатора.
