ID: 00028638
Конденсатор идеального колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения(см. рисунок). В момент t=0 переключатель К переводят из положения 1 в положение 2. Графики А и Б отображают изменения с течением времени физических величин, характеризующих электромагнитные колебания, возникшие в контуре после этого ( T – период колебаний).
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимость которых от времени эти графики могут отображать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ГРАФИКИ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) Б)
1) энергия магнитного поля катушки
2) сила тока в катушке
3) заряд левой обкладки конденсатора
4) энергия электрического поля конденсатора А Б 1 2 3 4 1 2 3 4
Источник: ФИПИ
Конденсатор идеального колебательного контура долго был подключён к источнику постоянного напряжения — значит перед переключением он полностью заряжен, а тока в контуре ещё нет. В момент t=0 переключатель K переводят в положение 2, конденсатор замыкают на катушку L, и начинаются свободные электромагнитные колебания.
Энергия электрического поля конденсатора в момент t=0 максимальна (конденсатор был полностью заряжен), а затем колеблется, дважды за период T опускаясь до нуля и снова поднимаясь до максимума, оставаясь всегда неотрицательной. Это график А — энергия электрического поля конденсатора (вариант 4).
Сила тока в момент t=0 равна нулю (тока ещё не было), а затем она меняет направление вместе с перезарядкой конденсатора — то есть становится то положительной, то отрицательной с периодом T. Это график Б — сила тока в катушке (вариант 2).
Итог: график А — энергия электрического поля конденсатора (4), график Б — сила тока в катушке (2). И всё сходится: энергия никогда не бывает отрицательной, а ток честно меняет направление вместе с перезарядкой конденсатора.