Два плоских воздушных конденсатора подключены к одинаковым источникам постоянного напряжения и одинаковым резисторам, как показано на рисунках а и б.

Question

Вопрос:

Два плоских воздушных конденсатора подключены к одинаковым источникам постоянного напряжения и одинаковым резисторам, как показано на рисунках а и б.

Фотография

Ответ ассистента

Accepted Answer

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии и формулой теплоты, выделяющейся при разрядке конденсатора через резистор. 1. **Начальное состояние (ключ в положении 1):** Конденсатор подключен к источнику напряжения $U$. Он заряжается до этого напряжения. Энергия, запасенная в конденсаторе, равна: $W = \frac{CU^2}{2}$, где $C$ — электроемкость конденсатора. 2. **Переключение (ключ в положении 2):** Когда ключ переводят в положение 2, источник отключается, и конденсатор разряжается через резистор $R$. Вся запасенная в конденсаторе энергия при разрядке выделяется на резисторе в виде тепла (закон Джоуля-Ленца): $Q = W = \frac{CU^2}{2}$. 3. **Анализ условия:** Из рисунка видно, что $C_2$ (расстояние между пластинами больше) обладает меньшей емкостью, чем $C_1$, так как емкость плоского конденсатора $C = \frac{\varepsilon_0 S}{d}$, где $d$ — расстояние между пластинами. Следовательно, $C_1 > C_2$. 4. **Вывод:** Так как емкость $C_1$ больше, чем $C_2$ ($C_1 > C_2$), то при разрядке на конденсаторе $C_1$ выделится большее количество теплоты ($Q_1 > Q_2$). **Ответ:** Резистор нагреется сильнее в опыте с конденсатором $C_1$.

Два плоских воздушных конденсатора подключены к одинаковым источникам постоянного напряжения и одинаковым резисторам, как показано на рисунках а и б.

Ответ ассистента

Другие решения