L/C контур — Задание 15 ЕГЭ по физике №00026016

Конденсатор идеального колебательного контура долго был подключён к источнику постоянного напряжения — значит перед переключением он полностью заряжен, а тока в цепи ещё нет: заряд на обкладках максимален, ток равен нулю. В момент t=0 переключатель K переводят в положение 2, конденсатор замыкают на катушку, и в контуре начинаются свободные электромагнитные колебания.

После переключения энергия начинает перетекать туда-обратно между конденсатором и катушкой с периодом, вдвое меньшим периода самих колебаний T — то есть каждая из энергий (электрического и магнитного поля) успевает вырасти от нуля до максимума и обратно дважды за время T.

В момент t=0 весь запас энергии сосредоточен в электрическом поле конденсатора (заряд максимален), а энергия магнитного поля катушки равна нулю (тока ещё нет). Поэтому график энергии магнитного поля катушки должен начинаться с нуля, доходить до максимума и снова падать до нуля — именно так выглядит график А: он стартует от нуля и даёт два одинаковых горба за время T.

График Б, наоборот, стартует с максимума (конденсатор ведь был полностью заряжен) и дважды опускается до нуля за то же время T — это график энергии электрического поля конденсатора.

Итог: график А — энергия магнитного поля катушки (4), график Б — энергия электрического поля конденсатора (2). И всё сходится: энергия просто перекачивается туда-обратно между катушкой и конденсатором, ни на миг не пропадая — их сумма всё время постоянна.