Конденсатор с емкостью 10 мкФ разряжается через цепь, состоящую из двух параллельно соединенных резисторов с сопротивлениями 10 Ом и 40 Ом. Какое количество теплоты будет выделено на первом резисторе, если конденсатор был заряжен до напряжения 100 В? Ответ дайте в миллиджоулях.

Физика 11 класс Электрические цепи конденсатор ёмкость разряд резисторы сопротивление теплота напряжение миллиджоули физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно воспользоваться формулами, связанными с разрядкой конденсатора и законом Ома. Давайте разберем все шаги подробно.

Шаг 1: Определение эквивалентного сопротивления

Поскольку резисторы соединены параллельно, мы можем найти эквивалентное сопротивление (R) по формуле:

• 1/R = 1/R1 + 1/R2

Где R1 = 10 Ом и R2 = 40 Ом. Подставим значения:

• 1/R = 1/10 + 1/40
• 1/R = 4/40 + 1/40 = 5/40
• R = 40/5 = 8 Ом

Шаг 2: Определение начальной энергии конденсатора

Энергия (E) в конденсаторе определяется по формуле:

• E = (1/2) * C * U^2

Где C = 10 мкФ = 10 * 10^(-6) Ф и U = 100 В. Подставим значения:

• E = (1/2) * (10 * 10^(-6)) * (100^2)
• E = (1/2) * (10 * 10^(-6)) * 10000
• E = (1/2) * (0.01) * 10000
• E = 50 * 10^(-3) Дж = 0.05 Дж

Шаг 3: Определение доли энергии, выделяющейся на первом резисторе

Теперь нам нужно определить, какая часть этой энергии выделится на первом резисторе. Для этого мы используем соотношение сопротивлений:

• R1 = 10 Ом
• R2 = 40 Ом

Общее сопротивление (R) = 8 Ом. Теперь мы можем найти, какую долю энергии получит первый резистор:

• Доля энергии на первом резисторе = R1 / (R1 + R2) = 10 / (10 + 40) = 10 / 50 = 0.2

Шаг 4: Расчет количества теплоты, выделяющегося на первом резисторе

Количество теплоты (Q1), выделяющееся на первом резисторе, можно найти, умножив общую энергию на долю энергии, выделяющуюся на первом резисторе:

• Q1 = E * (R1 / (R1 + R2))
• Q1 = 0.05 * 0.2 = 0.01 Дж

Шаг 5: Перевод в миллиджоули

1 Дж = 1000 миллиджоулей, значит:

• Q1 = 0.01 * 1000 = 10 миллиджоулей

Ответ: На первом резисторе будет выделено 10 миллиджоулей теплоты.