Задание 14 ЕГЭ по физике: В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и…
№2. Задание 14
ID: 00025977
В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменяется заряд на одной из пластин конденсатора в колебательном контуре с течением времени.
t , 10^{–6} c 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 q , 10^{–9} Кл 2 1,42 0 –1,42 –2 –1,42 0 1,42 2 1,42 Выберите все верные утверждения о процессе, происходящем в контуре.
1) В момент времени t=6\cdot 10^{-6} с сила тока в контуре равна нулю.
2) В момент времени t=4\cdot 10^{-6} с энергия электрического поля конденсатора минимальна.
3) В момент времени t=2\cdot 10^{-6} с модуль силы тока в контуре максимален.
4) Период электромагнитных колебаний в контуре равен 8\cdot 10^{-6} с.
5) Частота электромагнитных колебаний в контуре равна 25^{} кГц.
Источник: ФИПИ
Решение
В идеальном контуре заряд конденсатора меняется по волне. Приведём таблицу списком:
- t=0, q=2\cdot10^{-9} Кл
- t=1\cdot10^{-6} с, q=1{,}42\cdot10^{-9} Кл
- t=2\cdot10^{-6} с, q=0
- t=3\cdot10^{-6} с, q=-1{,}42\cdot10^{-9} Кл
- t=4\cdot10^{-6} с, q=-2\cdot10^{-9} Кл
- t=5\cdot10^{-6} с, q=-1{,}42\cdot10^{-9} Кл
- t=6\cdot10^{-6} с, q=0
- t=7\cdot10^{-6} с, q=1{,}42\cdot10^{-9} Кл
- t=8\cdot10^{-6} с, q=2\cdot10^{-9} Кл
- t=9\cdot10^{-6} с, q=1{,}42\cdot10^{-9} Кл
В момент t=6\cdot10^{-6} с заряд равен нулю — значит сила тока в контуре в этот момент, наоборот, максимальна, а не равна нулю. Утверждение 1 неверно.
В момент t=4\cdot10^{-6} с заряд по модулю максимален (2\cdot10^{-9} Кл) — значит энергия электрического поля конденсатора максимальна, а не минимальна. Утверждение 2 неверно.
В момент t=2\cdot10^{-6} с заряд проходит через ноль — а сила тока максимальна именно там, где заряд равен нулю. Утверждение 3 верно.
Картина повторяется через 8\cdot10^{-6} с — период T=8\cdot10^{-6} с. Утверждение 4 верно.
Частота: \nu=\dfrac{1}{8\cdot10^{-6}}=125\,000 Гц=125 кГц, а не 25 кГц. Утверждение 5 неверно.
Ответ
34