Global EE

Конденсаторы — Задание 15 ЕГЭ по физике №00017264

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

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.

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Конденсаторы

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

21

Видеоразбор

Другие задания по теме «Конденсаторы» (8)