В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменялась сила тока в контуре с течением времени. t, 10 в степени минус 6 с 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 I, А 0,0 2,2 3,0 2,2 0,0 минус 2,2 минус 3,0 минус 2,2 0,0 2,2 Выберите два верных утверждения о процессе, происходящем в контуре. 1) В момент t равно 8 умножить на 10 в степени минус 6 с энергия магнитного поля катушки минимальна. 2) В момент t равно 2 умножить на 10 в степени минус 6 с напряжение на конденсаторе максимально. 3) Частота электромагнитных колебаний в контуре равна 25 кГц. 4) В момент t равно 4 умножить на 10 в степени минус 6 с энергия электрического поля конденсатора равна нулю. 5) В момент t равно 2 умножить на 10 в степени минус 6 с заряд конденсатора равен нулю.

L/C контур — Задание 14 ЕГЭ по физике №00025966

Задание №14. Электродинамика. Выбор Утверждений

L/C контур

№2. Задание 14

ID: 00025966

В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменялась сила тока в контуре с течением времени.

$$t$$ , $10^{-6}$ с	$$0$$	$$1$$	$$2$$	$$3$$	$$4$$	$$5$$	$$6$$	$$7$$	$$8$$	$$9$$
$$I$$ , А	$$0{,}0$$	$$2{,}2$$	$$3{,}0$$	$$2{,}2$$	$$0{,}0$$	$$-2{,}2$$	$$-3{,}0$$	$$-2{,}2$$	$$0{,}0$$	$$2{,}2$$

Выберите два верных утверждения о процессе, происходящем в контуре.

1) В момент $t=8\cdot 10^{-6} \text{с}$ энергия магнитного поля катушки минимальна.

2) В момент $t=2\cdot 10^{-6} \text{с}$ напряжение на конденсаторе максимально.

3) Частота электромагнитных колебаний в контуре равна 25 кГц.

4) В момент $t=4\cdot 10^{-6} \text{с}$ энергия электрического поля конденсатора равна нулю.

5) В момент $t=2\cdot 10^{-6} \text{с}$ заряд конденсатора равен нулю.

Источник: ФИПИ

Решение

В идеальном контуре сила тока меняется по волне. Приведём таблицу списком:

$$t=0$$ , $$I=0{,}0$$ А
$$t=1$$ мкс, $$I=2{,}2$$ А
$$t=2$$ мкс, $$I=3{,}0$$ А
$$t=3$$ мкс, $$I=2{,}2$$ А
$$t=4$$ мкс, $$I=0{,}0$$ А
$$t=5$$ мкс, $$I=-2{,}2$$ А
$$t=6$$ мкс, $$I=-3{,}0$$ А
$$t=7$$ мкс, $$I=-2{,}2$$ А
$$t=8$$ мкс, $$I=0{,}0$$ А
$$t=9$$ мкс, $$I=2{,}2$$ А

Картина повторяется через $$8$$ мкс (значение при $$t=8$$ совпадает со значением при $$t=0$$ , и дальше идёт тот же рост) — это период $T=8\cdot10^{-6}$ с.

В момент $t=8\cdot10^{-6}$ с ток равен нулю — значит вся энергия ушла в конденсатор, а энергия магнитного поля катушки минимальна (равна нулю). Утверждение 1 верно.

Напряжение на конденсаторе пропорционально его заряду, а заряд и ток сдвинуты по фазе: заряд (и напряжение) максимальны там, где ток равен нулю, а не там, где ток максимален. В $t=2\cdot10^{-6}$ с ток как раз на пике — значит напряжение там, наоборот, равно нулю. Утверждение 2 неверно.

Частота обратна периоду: $\nu=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{8\cdot10^{-6}}=125\,000$ Гц $$=125$$ кГц, а не $$25$$ кГц. Утверждение 3 неверно.

В момент $t=4\cdot10^{-6}$ с ток равен нулю — значит заряд конденсатора в этот момент на пике, и энергия электрического поля конденсатора максимальна, а не равна нулю. Утверждение 4 неверно.

В момент $t=2\cdot10^{-6}$ с ток достигает своего максимума — а ток максимален ровно там, где заряд конденсатора проходит через ноль. Утверждение 5 верно.

Ответ

Разбор зашёл? Дальше — вживую

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

Попробовать →

Потренируй предмет в боюНа Арену →

Следующее задание темы →

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