Global EE

L/C контур — Задание 13 ЕГЭ по физике №00025947

Задание №13. Э/м Колебания и Оптика

L/C контур

№2. Задание 13

ID: 00025947

В таблице показано, как менялся ток в катушке идеального колебательного контура при свободных электромагнитных колебаниях в этом контуре.

$t$, мкс

$0$

$1$

$2$

$3$

$4$

$5$

$6$

$7$

$8$

$9$

$I$, мА

$4{,}0$

$2{,}83$

$0$

$-2{,}83$

$-4{,}0$

$-2{,}83$

$0$

$2{,}83$

$4{,}0$

$2{,}83$

Вычислите по этим данным энергию катушки в момент времени $5\cdot10^{-6}$ с, если ёмкость конденсатора равна 405 пФ. Ответ выразите в наноджоулях (нДж), округлив до целого.

Источник: ФИПИ

Решение

Сначала найдём период колебаний по таблице: значения тока повторяются каждые 8 мкс (сравни $I(0)=4{,}0$ мА и $I(8)=4{,}0$ мА). Значит $T=8\cdot10^{-6}$ с.

Индуктивность катушки найдём из формулы Томсона:

$$L=\dfrac{T^2}{4\pi^2C}=\dfrac{(8\cdot10^{-6})^2}{4\pi^2\cdot405\cdot10^{-12}}\approx4{,}0\cdot10^{-3}\ \text{Гн}.$$

В момент $t=5\cdot10^{-6}$ с по таблице сила тока $I=-2{,}83$ мА. Энергия магнитного поля катушки в этот момент:

$$W_L=\dfrac{LI^2}{2}=\dfrac{4{,}0\cdot10^{-3}\cdot(2{,}83\cdot10^{-3})^2}{2}\approx1{,}60\cdot10^{-8}\ \text{Дж}=16\ \text{нДж}.$$

Знак тока на энергию не влияет — в формуле он входит в квадрате.

Ответ

16

Разбор зашёл? Дальше — вживую

Эту задачу мы уже разобрали 🦾 На пробном найдём тему, где у тебя сейчас пробел, и закроем её вместе.

Попробовать →
Влад Перетрухин
Потренируй предмет в боюНа Арену →
Следующее задание темы →
Похожие задания по теме «L/C контур» (8)