L/C контур

Задание №13. Э/м Колебания и Оптика

№2. Задание 13

ID: 00015629

На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре. Сколько раз в течение первых $$10$$ мкс энергия катушки достигает максимального значения?

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

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Энергия магнитного поля катушки $W_L=\dfrac{L I^2}{2}$ максимальна, когда модуль тока $$|I|$$ наибольший, то есть в каждой «вершине» графика (и вверху, и внизу). За один период таких моментов два, они идут через каждые полпериода.

Что на рисунке

График — синусоида ( $$I$$ , мА; $$t$$ , мкс): максимум $$+5$$ мА при $$t=1$$ мкс, ноль при $$t=2$$ мкс, минимум $$-5$$ мА при $$t=3$$ мкс, ноль при $$t=4$$ мкс, максимум $$+5$$ мА при $$t=5$$ мкс и т.д. Период $$T=4$$ мкс, значит вершины повторяются каждые $$T/2=2$$ мкс.

Решение

Моменты максимума $$|I|$$ внутри $$0$$ – $$10$$ мкс: $t=1,\ 3,\ 5,\ 7,\ 9$ мкс. При $$t=10$$ мкс ток снова обращается в ноль (это максимум энергии конденсатора, а не катушки). Итого пять моментов.

Ответ

Видеоразбор

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