НПСФ 2003, 9. клас — Задача 4

Част 1.

Към източник на постоянен ток с ЕДН $\varepsilon = 12\ \mathrm{V}$ е свързан консуматор. За време $t = 10\ \mathrm{s}$ електродвижещите (странични) сили извършват работа $A_{\text{стр}} = 60\ \mathrm{J}$, а за същото време в консуматора се отделя количество топлина $Q = 55\ \mathrm{J}$. Определете:

а) тока $I$ във веригата;

б) съпротивлението $R$ на консуматора;

в) вътрешното съпротивление $r$ на източника.

Част 2.

В началния момент ключът K от електрическата верига, показана на фиг.3, е отворен, а кондензаторът не е зареден. Капацитетът на кондензатора е $C = 5\ \mu\mathrm{F}$, ЕДН на източника е $\varepsilon = 6\ \mathrm{V}$, съпротивлението на резистора е $R = 8r$, където $r$ е вътрешното съпротивление на източника.

Определете:

г) максималния заряд $q$, до който ще се зареди кондензаторът след затварянето на ключа K;

д) енергията $W$ на заредения кондензатор;

е) количеството топлина $Q_R$, което се отделя в резистора в процеса на зареждане на кондензатора.

Указание. Енергията на зареден кондензатор се изразява с формулата $W = \frac{CU^2}{2}$, където $U$ е напрежението на кондензатора, а $C$ е капацитетът му.