Ученик изучает свободные — Задание 13 ЕГЭ физика

Задание №13. Э/м Колебания и Оптика

L/C контур

№2. Задание 13

ID: 00025933

Ученик изучает свободные электромагнитные колебания. В его распоряжении имеется пять колебательных контуров с различными катушками индуктивности и конденсаторами, характеристики которых указаны в таблице. Какие два колебательных контура необходимо взять ученику для того, чтобы на опыте исследовать зависимость частоты свободных колебаний силы тока в контуре от электроёмкости конденсатора?

Контур	$$1$$	$$2$$	$$3$$	$$4$$	$$5$$
$U_{max}$ , В	$$9$$	$$6$$	$$12$$	$$6$$	$$9$$
$$C$$ , мкФ	$$1$$	$$2$$	$$2$$	$$1$$	$$1$$
$$L$$ , мГн	$$5$$	$$10$$	$$15$$	$$10$$	$$15$$

Запишите в ответе номера выбранных контуров.

Источник: ФИПИ

Решение

Проверяем, как частота колебаний зависит от ёмкости конденсатора. Значит в двух выбранных контурах ёмкость должна отличаться, а всё остальное — совпадать.

Частота связана с параметрами контура через формулу Томсона: $T=2\pi\sqrt{LC}$ , а частота — величина, обратная периоду. В неё входит и индуктивность, поэтому индуктивность у обоих контуров обязана быть одинаковой.

Пар с одинаковой индуктивностью и разной ёмкостью две: контуры 2 и 4 (индуктивность 10 мГн, ёмкость 2 и 1 мкФ) и контуры 3 и 5 (индуктивность 15 мГн, ёмкость 2 и 1 мкФ).

Различает их максимальное напряжение. У контуров 3 и 5 оно разное — 12 В и 9 В, а у контуров 2 и 4 одинаковое — по 6 В. Чистым будет только второй вариант.

Значит нужны контуры 2 и 4.