Банк заданий
ЕГЭ по физике Задание №25 Электродинамика. Расчётная задача повышенного уровня сложности, Конденсаторы

Плоский воздушный конденсатор емкостью $10$ нФ подключили к источнику постоянного напряжения $10$ В и зарядили, а затем отключили от источника. После этого расстояние между обкладками конденсатора уменьшили на $40$%. Найдите изменение энергии электрического поля конденсатора.

Незаряженный конденсатор емкостью $C=1~\mathrm{мкФ}$ подключают к источнику тока по схеме, показанной на рисунке. Сопротивление резистора $R=200~\mathrm{Ом}$, сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника можно пренебречь. После замыкания ключа $K$ на резисторе выделяется количество теплоты, равное $12,5~\mathrm{мкДж}$. Чему равна ЭДС источника?

Между вертикально расположенными пластинами плоского воздушного конденсатора находится маленькое положительное заряженное шарообразное тело массой $5$ г, которое подвешено на невесомой непроводящей нити жесткостью $150$ Н/м. Разность потенциалов и расстояние между пластинами конденсатора $4,5$ кВ и $4$ см соответственно, удлинение нити $0,4$ мм. Определите заряд шарика.

На графике изображена зависимость энергии конденсатора от напряжения на конденсаторе в диапазоне напряжения конденсатора от нулевого до максимального значения. Активное сопротивление в колебательном контуре равно нулю. Период колебаний равен $50,24$ мкс. Чему равна максимальная сила тока?

23994

С плоским воздушным конденсатором, площадь пластин которого $780$ см$^2$,  проводится опыт. Суть опыта заключается в изменении расстояния между пластинами конденсатора. В начальном состоянии данное расстояние соответствует $d_1=0,8$ мм. Конденсатор подключают к источнику напряжения и при достижении разности потенциалов $U_1=16$ В между пластинами отключают от источника. Далее пластины раздвигают так, что расстояние между ними становится равным $d_2=4$ мм. Определите разность потенциалов $U_2$ в конечном состоянии.

Последовательная цепь состоит из заряженного конденсатора$C_1=3$$мкФ,$разомкнутого ключа К, незаряженного конденсатора$C_2=6$$мкФ$и резистора$R = 600$$Ом$(см. рисунок). Найдите количество теплоты, которое выделится в цепи после замыкания ключа$К.$Первоначальное напряжение на конденсаторе$C_1$равно$500$$В.$

На рисунке ниже изображена схема цепи, в которой по очереди через длительные промежутки времени, после того как конденсаторы успеют зарядиться, замыкают ключи$К_1$-$К_5$. Найдите количество теплоты, которое выделится в этой цепи после замыкания всех ключей. Цепь имеет следующие характеристики:$R = 150$$Ом,$$C = 3$$мкФ,$$U = 20$$В.$

Емкость плоского конденсатора, заполненного диэлектриком с диэлектрической проницаемостью$5$, равна$C = 1000$$пФ.$Он присоединен к источнику постоянного напряжения$U$. Совершая работу$A_{пл} = 1$$мкДж,$диэлектрическую пластину медленно извлекают из конденсатора таким образом, что он остается соединенным с источником. Найдите$U$. Считать, что трения при удалении пластины из конденсатора не происходит.

Плоские конденсаторы с одинаковыми геометрическими параметрами$C_1~и~C_2$были соединены параллельно и заряжены до напряжения$U.$ Конденсаторы отключили от источника, разомкнув ключ$К$(см. рисунок). Пространство между обкладками конденсаторов заполнено жидкими диэлектриками с диэлектрическими проницаемостями$\varepsilon$и$2\varepsilon$ соответственно. Найдите разность потенциалов между обкладками, если из правого конденсатора вытечет диэлектрик.

К конденсатору переменной емкости, расстояние между пластинами которого можно менять, через резистор подключают источник постоянного напряжения с ЭДС$200$$В$(см. рисунок). Пластины медленно раздвигают. Найдите работу, которая совершается против сил притяжения пластин, если за время движения пластин на резисторе выделяется количество теплоты$20$$мкДж,$а заряд конденсатора изменяется на$2$$мкКл.$

Резистор и два последовательно соединенных конденсатора емкостями$C_1=2$$мкФ$и$C_2=4$$мкФ$подключены к источнику напряжения, причем внутреннее сопротивление источника в$2$раза меньше сопротивления резистора. Определите ЭДС источника, если заряд на конденсаторе$C_1$составляет $q=200$$мкКл.$

23599

На рисунке приведена принципиальная схема электрической цепи, состоящей из идеального источника, напряжение на клеммах которого \(U=5\) В, четырех резисторов \(R_1=2\) Ом, \(R_2=3\) Ом, \(R_3=4\) Ом и \(R_4=8\) Ом и конденсатора \(C=15\) мкФ. Определите модуль заряда на обкладках конденсатора.

https://bank-ege.ru/ege/fizika/task/info10107

23И742

В электрической цепи, показанной на рисунке, ключ $К$ длительное время замкнут, $\varepsilon=6$ В, $r=2$ Ом, $L=1$ мГн. В момент $t=0$ ключ $К$ размыкают. Амплитуда напряжения на конденсаторе в ходе возникших в контуре электромагнитных колебаний равна ЭДС источника. В какой момент времени напряжение на конденсаторе в первый раз достигнет значения $\varepsilon$? Сопротивлением проводов и активным сопротивлением катушки индуктивности пренебречь.

На рисунке представлена схема электрической цепи. Перед ее исследованием ключ$К$длительное время находится в замкнутом положении. Батарея обладает ЭДС$\varepsilon=12$$В,$а отношение сопротивления лампы к внутреннему сопротивлению батареи соответствует величине$k=\dfrac{r}{R}=0,2.$Определите заряд на конденсаторе до размыкания ключа, если на резисторе в ходе полной разрядки конденсатора после размыкания ключа выделяется$Q=10\ мкДж.$

Последовательная цепь состоит из незаряженного конденсатора$C_1=2\ мкФ,$заряженного конденсатора$C_2=3\ мкФ,$разомкнутого ключа$К$и резистора$R=500\ Ом$(см. рисунок). При замыкании ключа$К$в цепи выделяется количество теплоты$Q=150\ мДж.$Найдите первоначальное напряжение на конденсаторе$C_2.$

К параллельно соединенным резисторам$R_1=20\ Ом$и$R_2=4\ Ом$и конденсатору емкости$C=10\ мкФ$подсоединили источник постоянного тока с внутренним сопротивлением$r$. Найдите$r\,$, если энергия электрического поля конденсатора$W=20\ мкДж,$а ЭДС источника$\varepsilon=5\ В.$

231028
На рисунке показана схема, в которой незаряженный конденсатор емкостью $C=0,1$ мкФ подключают к источнику тока. Чему равна ЭДС источника, если сопротивление резистора равно $R = 300$ Ом, а после замыкания ключа $К$ на нем выделяется теплота, равная $2$ мДж. Сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника можно пренебречь.

231045

Колебательный контур состоит из катушки индуктивности $L= 0,05$ Гн и конденсатора емкостью $C=2$ мкФ. На конденсатор какой емкости нужно заменить текущий конденсатор, чтобы циклическая частота колебаний электрической энергии в контуре увеличилась на $\Delta\omega=8\cdot 10^4$ с$^{-1}$?

Проводник массой $m = 40 \space \text{г} = 0.04 \space \text{кг}$ и длиной $l = 10 \space \text{см} = 0.1 \space \text{м}$ равномерно скользит вниз в однородном магнитном поле с индукцией $B = 0.4 \space \text{Тл},$ вектор которого направлен от наблюдателя. При этом на конденсаторе накапливается заряд $q = 8 \space \text{мкКл} = 8 \cdot 10^{-6} \space \text{Кл}.$ Найдите энергию, которая находится в конденсаторе, если сопротивление резистора $R = 5 \space \text{мОм} = 5 \cdot 10^{-3} \space \text{Ом}.$

Две гладкие параллельные проводящие рельсы, расстояние между которыми $l = 20\,\text{см}$, образуют наклонную плоскость с углом $\alpha = 30^{\circ}$ к горизонту. Верхние концы рельсов соединены резистором сопротивлением $R = 0{,}2\,\text{Ом}$, параллельно которому подключён конденсатор ёмкостью $C = 200\,\text{мкФ}$. Система находится в однородном магнитном поле с индукцией $B = 0{,}5\,\text{Тл}$, направленной перпендикулярно плоскости рельсов. По рельсам, оставаясь перпендикулярным им, равномерно соскальзывает проводящий стержень массой $m = 50\,\text{г}$. Сопротивлением стержня, рельсов и соединительных проводов пренебречь. Какая энергия запасена в конденсаторе? Ответ дайте в $\text{мкДж}$.

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ $K$ замкнут. Заряд конденсатора $q = 2 \space \text{мкКл} = 2 \cdot 10^{-6} \space \text{Кл},$ $ЭДС$ батарейки $\mathcal{E} = 24 \space \text{В},$ ее внутреннее сопротивление $r = 5 \space \text{Ом},$ сопротивление резистора $R = 25 \space \text{Ом}.$ Найдите количество теплоты, которое выделяется на резисторе после размыкания ключа $K$ в результате разряда конденсатора. Потерями на излучение пренебречь.

Источник постоянного напряжения с $ЭДС$ $\mathcal{E} = 100 \space \text{В}$ подключен через резистор к конденсатору, расстояние между пластинами которого можно изменять. Пластины раздвинули, совершив при этом работу $A = 90 \space \text{мкДж} = 9 \cdot 10^{-5} \space \text{Дж}$ против сил притяжения пластин. На какую величину изменилась емкость конденсатора, если за время движения пластин на резисторе выделилось количество теплоты $Q = 40 \space \text{мкДж} = 4 \cdot 10^{-5} \space \text{Дж}?$ Потерями на излучение пренебречь.

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ $K$ замкнут. $ЭДС$ батарейки $\mathcal{E} = 12 \space \text{В},$ емкость конденсатора $C = 0.2 \space \text{мкФ} = 2 \cdot 10^{-7} \space \text{Ф}.$ Отношение внутреннего сопротивления батарейки к сопротивлению резистора $k = \dfrac{r}{R} = 0.2.$ Найдите количество теплоты, которое выделится на резисторе после размыкания ключа $K$ в результате разряда конденсатора.

В цепи, изображенной на рисунке, $ЭДС$ батареи равна $\mathcal{E} = 100 \space \text{В},$ сопротивления резисторов $R_1 = 10 \space \text{Ом}$ и $R_2 = 6 \space \text{Ом},$ а емкости конденсаторов $C_1 = 100 \space \text{мкФ} = 10^{-4} \space \text{Ф}$ и $C_2 = 60 \space \text{мкФ} = 6 \cdot 10^{-5} \space \text{Ф}.$ В начальном состоянии ключ $K$ разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какую работу совершат сторонние силы к моменту установления равновесия?

В схеме, показанной на рисунке, ключ $K$ долгое время находился в положении $1.$ В момент $t_0 = 0$ ключ перевели в положение $2.$ К моменту $t > 0$ на резисторе $R$ выделилось количество теплоты $Q = 25 \space \text{мкДж} = 2.5 \cdot 10^{-5} \space \text{Дж}.$ Сила тока в цепи в этот момент равна $I = 0.1 \space \text{мА} = 10^{-4} \space \text{А}.$ Чему равно сопротивление резистора $R$? $ЭДС$ батареи $\mathcal{E} = 15 \space \text{В}$, ее внутреннее сопротивление $r = 30 \space \text{Ом},$ емкость конденсатора $C = 0.4 \space \text{мкФ} = 4 \cdot 10^{-7} \space \text{Ф}.$ Потерями на электромагнитное излучение пренебречь.