ВсОШ 2014, Заключителен етап, 9–11 клас — Задача 10.4. Источник стабильности (Александров Д.)
XLVIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Заключительный этап. Теоретический тур. Методическое пособие
Выходные данные
Комплект задач подготовлен методической комиссией по физике при центральном оргкомитете Всероссийских олимпиад школьников
Телефоны: (495) 408-80-77, 408-86-95.
E-mail: physolymp@gmail.com
Общая редакция — Ко́зел С., Слободянин В.
Оформление и вёрстка — Ерофеев И., Паринов Д., Цыбров Ф.
При подготовке оригинал-макета использовалась издательская система LaTeX 2ε.
© Авторский коллектив
141700, Московская область, г. Долгопрудный
Московский физико-технический институт
Условие
Стабилизированный источник тока способен выдавать постоянный ток независимо от подключённой к нему нагрузки. Источник включён в цепь, показанную на рисунке 5. Все элементы цепи можно считать идеальными, их параметры указаны на рисунке. До замыкания ключа конденсатор не был заряжен. В некоторый момент времени ключ замкнули. Какое количество теплоты выделилось на резисторе после замыкания ключа?

Отговори
Решение
Пусть — сила тока в резисторе , — сила тока в резисторе , — заряд, протекший через резистор после замыкания ключа (заряд конденсатора). За достаточно малое время, при котором изменением напряжения на резисторе можно пренебречь, выделившаяся на резисторе теплота равна произведению этого напряжения на протекший заряд:
Отсюда следует, что полная теплота численно равно умноженной на площади под графиком зависимости силы тока через резистор от протекшего через него заряда . Найдём эту зависимость. Из уравнений
получаем
Таким образом, график зависимости представляет собой прямую, пересекающую оси в точках и .Площадь под этим графиком
Отсюда находим ответ
Справочные данные (11 класс)
При решении задач Вам могут понадобиться следующие данные:
| Ускорение свободного падения | |
| Универсальная газовая постоянная | |
| Число Авогадро | |
| Молярная масса олова | |
| Плотность олова | |
| Электрическая постоянная |
Оригинал в Архива: finalT14.pdf