Задание 25 ЕГЭ по физике

Согласно закону сохранения энергии, работа источника$U\Delta q$при зарядке одного конденсатора емкостью$C$до напряжения источника$U$расходуется на создание в конденсаторе электростатического поля, обладающего энергией, равной $\dfrac{CU^2}{2}$и на теплоту$Q,$выделяющуюся по закону Джоуля-⁠Ленца в резисторе:

$U\Delta q = \dfrac{CU^2}{2} + Q$

При полной зарядке, согласно формуле для связи заряда и емкости конденсатора, его заряд $\Delta q=CU$, откуда получаем $Q=\dfrac{CU^2}{2}$

Это выражение годится для процесса зарядки любого конденсатора, которая происходит после замыкания очередного ключа, поскольку состояние уже заряженных конденсаторов при замыкании очередного ключа не изменяется.

Таким образом, полное количество теплоты, выделившейся в этой цепи после замыкания всех ключей, будет равно

$Q_\Sigma=5Q=5\dfrac{CU^2}{2}=3\ мДж$

Ответ: $Q_\Sigma=3\ мДж$