Якщо заряд конденсатора зменшити вдвічі, то енергія електричного поля конденсатора

Є чотири різні конденсатори, на яких зазначено їхню електроємність та робочу напругу: 1 – «$1000 \mathrm{~мкФ}$, $10 \mathrm{~В}$», 2 – «$200 \mathrm{~мкФ}$, $50 \mathrm{~В}$», 3 – «$100 \mathrm{~мкФ}$, $100 \mathrm{~В}$», 4 – «$50 \mathrm{~мкФ}$, $100 \mathrm{~В}$». Конденсатори почергово заряджають до робочої напруги, а потім, приєднавши до того самого резистора, розряджають. Резистор найбільше нагрівся внаслідок приєднання до нього конденсатора

У контурі відбуваються вільні електромагнітні коливання. Коливання напруги на конденсаторі досліджують за допомогою осцилографа, на екрані якого видно зображення залежності напруги від часу. Визначте, яка із зображених точок осцилограми (див. рисунок) відповідає моменту, коли енергія магнітного поля котушки найбільша.

В ідеальному коливальному контурі відбуваються вільні електромагнітні коливання з періодом $T$. Який із графіків може правильно описувати залежність енергії $W$ електричного поля в конденсаторі від часу $t$ ?

Електричне коло складається з джерела струму, електрорушійна сила якого дорівнює $10,01 \mathrm{~В}$, ключа $E$, конденсатора ємністю $0,1 \mathrm{~мкФ}$, котушки індуктивністю $0,2 \mathrm{~Гн}$ і резистора опором $1 \mathrm{~кОм}$ (див. рисунок). Яка кількість теплоти виділиться на резисторі після розмикання ключа, якщо внутрішній опір джерела дорівнює $1 \mathrm{~Ом}$? Котушку вважайте ідеальною, а електромагнітним випромінюванням знехтуйте.

Під час вільних незгасаючих електромагнітних коливань у коливальному контурі максимальна сила струму дорівнює $5 \mathrm{~мА}$, а максимальна напруга на конденсаторі – $10 \mathrm{~В}$. Визначте модуль напруги на конденсаторі в момент, коли сила струму в котушці дорівнює $3 \mathrm{~мА}$.

Два однакових конденсатори заряджені до напруги $200 \mathrm{~В}$. Один із них розрядили за допомогою резистора. У результаті протікання розрядного струму резистор нагрівся на $5^{\circ} \mathrm{C}$. Інший конденсатор розряджають через два такі самі резистори, з'єднані паралельно. На скільки градусів нагріються резистори у другому випадку? Уважайте, що вся енергія електричного поля конденсатора перетворюється на внутрішню енергію резисторів.

Конденсатор, заряджений до напруги $100 \mathrm{~В}$, розрядили, закоротивши його виводи залізною дротиною. У результаті протікання розрядного струму дротина нагрілася на $1^{\circ} \mathrm{C}$. Визначте, на скільки градусів нагріється дротина, якщо нею закоротити цей самий конденсатор, заряджений до напруги $200 \mathrm{~В}$. Уважайте, що вся енергія електричного поля конденсатора перетворюється на внутрішню енергію дротини.

Індуктивність котушки коливального контура дорівнює $20 \mathrm{~мГн}$. Визначте ємність конденсатора, якщо максимальна напруга на ньому становить $80 \mathrm{~В}$, а максимальна сила струму в котушці дорівнює $2 \mathrm{~А}$. Коливання в контурі вважайте незатухаючими.

Установіть відповідність між математичним виразом (1-4) і величиною, яку він описує (А – Д).

Позначення: $L$ – індуктивність, $I$ – сила струму, $R$ – опір, $t$ – час, $q$ – питома теплота згоряння палива, $C$ – електроємність, $U$ – напруга, $m$ – маса.

Установіть відповідність між фізичною величиною (1-4), що характеризує електричне поле, і її математичним виразом (А-Д), де $F$ – сила, $E$ – напруженість електричного поля, $\varepsilon$ – діелектрична проникність, $\varepsilon_{0}$ – електрична стала, $C$ – електрична ємність, $U$ – напруга, $\mathrm{W}_{\text{п}}$ – потенціальна енергія, $q$ – електричний заряд.

Лампа фотоспалаху живиться від зарядженого до напруги $300 \mathrm{~В}$ конденсатора ємністю $1000 \mathrm{~мкФ}$. Уважайте, що конденсатор під час фотоспалаху розряджається повністю.

Визначте середню потужність спалаху, який триває $1,5 \mathrm{~мс}$.
Відповідь запишіть у кіловатах ($\mathrm{кВт}$).

Лампа фотоспалаху живиться від зарядженого до напруги $300 \mathrm{~В}$ конденсатора ємністю $1000 \mathrm{~мкФ}$. Уважайте, що конденсатор під час фотоспалаху розряджається повністю.

Визначте енергію електричного поля зарядженого конденсатора.
Відповідь запишіть у джоулях ($\mathrm{Дж}$).

Пластини плоского конденсатора, кожна з яких має площу $100 \mathrm{~см}^{2}$, розташовані на відстані $2 \mathrm{~мм}$ одна від одної. Напруга на конденсаторі становить $40 \mathrm{~В}$. Уважайте, що електрична стала дорівнює $9 \cdot 10^{-12} \mathrm{~Ф} / \mathrm{м}$, а діелектрична проникність повітря становить 1.

Визначте енергію, що виділиться під час розряджання цього конденсатора.
Відповідь запишіть у наноджоулях ($\mathrm{нДж}$)

Три конденсатори ємностями $C_{1}=4$ мкФ, $C_{2}=C_{3}=6$ мкФ з'єднані в батарею, як показано на схемі (див. рисунок). Визначте енергію електричного поля цієї батареї конденсаторів, якщо напруга на ній $U=120 \mathrm{~B}$.

Визначте енергію конденсатора ємністю $C=0,5$ мкФ, увімкненого за схемою, зображеною на рисунку. Електрорушійна сила джерела дорівнює $10 \mathrm{~В}$, внутрішній опір джерела $r=2 \mathrm{~Ом}$, $R=8 \mathrm{~Ом}$.
Відповідь запишіть у мікроджоулях.

За час, протягом якого амплітуда вільних електромагнітних коливань у коливальному контурі зменшилася втричі, у контурі виділилася кількість теплоти, що дорівнює $64 \mathrm{мДж}$. Визначте кількість теплоти, яка виділиться під час зменшення амплітуди коливань ще удвічі. Відповідь запишіть у міліджоулях.