Конденсаторы — Задание 15 ЕГЭ по физике №00017264
Конденсаторы
№2. Задание 15
ID: 00017264
Электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения с малым внутренним сопротивлением, двух ключей, двух незаряженных конденсаторов одинаковой электроёмкостью $C_1=C_2$ и резистора с сопротивлением $R$. Ключ $K_1$ замкнули, а ключ $K_2$ оставили разомкнутым. Спустя достаточно большое время ключ $K_2$ также замкнули. Определите, как через некоторое время после замыкания ключа $K_2$ изменились напряжение на конденсаторе $C_1$ и энергия конденсатора $C_2$ (по сравнению с моментом до замыкания $K_2$).
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) напряжение на конденсаторе $C_1$
Б) энергия конденсатора $C_2$
ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Источник: ФИПИ
Решение
Идея
Разберём схему. При замкнутом $K_1$ источник подключён к двум конденсаторам, соединённым последовательно: $C_1$ и $C_2$. Резистор $R$ через ключ $K_2$ подключается параллельно конденсатору $C_1$.
До замыкания $K_2$
Через долгое время ток прекратился. Конденсаторы последовательны, заряды на них одинаковы, ёмкости равны — значит, напряжение источника делится поровну: $U_1=U_2=\dfrac{\mathcal{E}}{2}$.
После замыкания $K_2$
Резистор $R$ замыкает обкладки $C_1$, и конденсатор $C_1$ разряжается через него. Когда ток прекратится, напряжение на $R$, а значит и на $C_1$, станет равным нулю: напряжение на $C_1$ уменьшится (вариант 2).
Теперь всё напряжение источника приходится на $C_2$: $U_2=\mathcal{E}$ вместо $\dfrac{\mathcal{E}}{2}$. Энергия $W_2=\dfrac{C_2U_2^2}{2}$ выросла в $4$ раза — увеличится (вариант 1).
Ответ
Видеоразбор
Другие задания по теме «Конденсаторы» (8)
- Задание 15 №00026065 — Пространство между пластинами заряженного плоского воздушного конденсатора,…
- Задание 15 №00026041 — Плоский конденсатор, у которого зазор между обкладками заполнен диэлектриком,…
- Задание 15 №00026023 — Плоский конденсатор, у которого зазор между обкладками заполнен диэлектриком,…
- Задание 15 №00026014 — Плоский конденсатор с воздушным зазором между обкладками подключён к источнику…
- Задание 15 №00026010 — В воздушный зазор между пластинами плоского заряженного конденсатора,…
- Задание 15 №00018845 — Плоский конденсатор состоит из двух квадратных пластин со стороной a.…
- Задание 15 №00018840 — Плоский воздушный конденсатор зарядили до некоторого напряжения. Затем, не…
- Задание 15 №00018839 — Плоский воздушный конденсатор зарядили до некоторого напряжения и отключили от…