Актуальные проблемы преподавания физики в школе и вузе

C
и правой пластине конденсатора 
2
C
равна нулю. 
После замыкания ключа К на конденсатор 
2
C
тоже будет подано напряже-
ние 

. После перезарядки разность потенциалов между пластинами конденсато-
ра 
1
C
: 
а
б
 



и 
а
в
 



, 
0
б
в
 


– он будет не заряжен. Заряд на пра-
вой пластине заряженного конденсатора 
2
C
будет равен 
2
2
q
C


, он же будет 
равен суммарному заряду нижней пластины конденсатора 
1
C
и правой пласти-
ны конденсатора 
2
C
. Сравним это с тем, что было до замыкания ключа. Делаем 
вывод, что через гальванометр на правую пластину конденсатора 
2
C
должен 
прийти заряд 
2
2
q
C


. 
Рассмотрим еще четыре взаимосвязанные задачи. 
 
Задача 2
. В схеме на рис. 2 ключ К разомкнут, конденсатор 
С
не заряжен. 
Какое количество тепла выделится на резисторе 
R
после замыкания ключа? 
Решение.
После замыкания ключа К начнется процесс зарядки конденсатора, 
ток зарядки будет течь по часовой стрелке от «+» – вывода источника к «–» –
выводу, правая пластина конденсатора будет заряжаться положительно, левая – 
отрицательно. После окончания зарядки напряжение на конденсаторе станет рав-
но 

, заряд на конденсаторе 
q
C


, через источник тока пройдет этот заряд, ис-
точник совершит положительную работу, равную 
2
C
С
 

 
, на резисторе выде-
лится некоторое количество тепла 
Q
, энергия заряженного конденсатора будет 
равна 
2
2
C

. По закону изменения энергии 
2
2
2
С
С
Q


 
. Откуда 
2
2
С
Q


. 
Заметим, что количество тепла не зависит от сопротивления резистора 
R
. 
От величины 
R
будет зависеть только время зарядки конденсатора: величина 
RC имеет размерность времени и называется постоянной времени зарядки. 
 
Задача 3
. В схеме на рис. 2 ключ К разомкнут, конденсатор С заряжен за-
рядом 
0
q
(на левой пластине – отрицательный заряд 
0
q
, на правой пластине – 
положительный заряд 
0
q
). Какое количество тепла выделится на резисторе R 
после замыкания ключа? 
Решение.
В этом случае до замыкания ключа конденсатор 
С
был уже заря-
жен некоторым зарядом 
0
q
, между его пластинами была разность потенциалов 
0
q
U
C

, он обладал энергией 
0
2
2
2
2
q
СU
C

. Что будет происходить с конденсато-
ром после замыкания ключа? 
Если а) 
U


, то он дозарядится до напряжения 

, если б) 
U 


– то ча-
стично разрядится до напряжения 

. 
Рассмотрим случай а). Увеличение заряда конденсатора будет равно 
0
q
C