L/C контур

Задание №13. Э/м Колебания и Оптика

№2. Задание 13

ID: 00015624

На рисунке приведён график зависимости силы тока $$I$$ в идеальном электрическом колебательном контуре от времени $$t$$ . Сколько раз в интервале времени от $$0$$ мкс до $$4$$ мкс энергия магнитного поля в катушке достигает максимального значения? (см. рисунок)

Рисунок к заданию 13 ЕГЭ по физике — L/C контур

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

В контуре энергия магнитного поля катушки $W_L=\dfrac{L I^2}{2}$ максимальна тогда, когда модуль тока $$|I|$$ наибольший, то есть в каждой «вершине» графика тока — и сверху, и снизу.

Что на рисунке

График — синусоида ( $$I$$ , мА): максимум $$+5$$ мА при $$t=1$$ мкс, ноль при $$t=2$$ мкс, минимум $$-5$$ мА при $$t=3$$ мкс, ноль при $$t=4$$ мкс и снова максимум при $$t=5$$ мкс. Период $$T=4$$ мкс (от пика на $$1$$ мкс до пика на $$5$$ мкс).

Решение

На участке $0\le t\le 4$ мкс модуль тока достигает наибольшего значения дважды: в точке $$t=1$$ мкс (ток $$+5$$ мА) и в точке $$t=3$$ мкс (ток $$-5$$ мА). На границах $$t=0$$ и $$t=4$$ мкс ток равен нулю — там энергия катушки минимальна, а не максимальна.

Ответ

Другие задания по теме «L/C контур» (8)