ID: 00017746
В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, ключ K длительное время был замкнут. В момент времени t=0 ключ K размыкают. Приведённые ниже графики А) и Б) представляют изменения физических величин, характеризующих электромагнитные колебания, возникшие после этого в контуре (T — период указанных колебаний). Сопротивлением катушки можно пренебречь.
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.
На графике А величина всё время неотрицательна и совершает два колебания за время T (период графика T/2), в начальный момент равна нулю. На графике Б величина меняет знак, совершает одно колебание за период T и в момент t=0 находится в наибольшем (положительном) значении.
ГРАФИК: А), Б)
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
1) Сила тока в катушке
2) Энергия магнитного поля катушки
3) Энергия электрического поля конденсатора
4) Заряд на левой обкладке конденсатора
Источник: ФИПИ
Пока ключ был долго замкнут, через катушку шёл установившийся постоянный ток (катушка для постоянного тока — просто провод), а конденсатор был не заряжен. В момент размыкания ключа этот ток оказывается «запертым» в контуре LC и начинаются колебания. В t=0 ток в катушке максимален, а заряд (и энергия) конденсатора равны нулю. Признаки графика те же: энергия не бывает отрицательной и имеет период T/2.
Кривая неотрицательна, период T/2 — это энергия, и она стартует с нуля. В t=0 конденсатор не заряжен, поэтому с нуля начинается именно энергия электрического поля конденсатора W_C\sim q^2. Значит, А — вариант 3.
Кривая меняет знак, период T — это ток или заряд. В t=0 ток максимален (он «достался» контуру от источника), а заряд равен нулю. График Б стартует с максимума, значит это сила тока в катушке — вариант 1.
Ответ: 31