Global EE

Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00047933

Задание №20. Эксперимент

Исследование Зависимости

№2. Задание 20

ID: 00047933

Школьник изучает свободные электромагнитные колебания. В его распоряжении имеется пять колебательных контуров с различными катушками индуктивности и конденсаторами, характеристики которых указаны в таблице.

№ контура

Максимальное напряжение на конденсаторе, В

Электроёмкость конденсатора $C$, мкФ

Индуктивность $L$, мГн

1

9

1

5

2

6

2

10

3

12

1,3

15

4

6

2

15

5

9

1,5

5

Какие два колебательных контура необходимо взять школьнику для того, чтобы на опыте исследовать зависимость частоты свободных колебаний заряда конденсатора в контуре от индуктивности катушки?

В ответе запишите номера выбранных контуров.

Источник: Основная волна ЕГЭ 2024

Решение

Что тут происходит: заряд конденсатора колеблется, перетекая через катушку с одной обкладки на другую. Нужно выбрать два контура, на которых видно, как частота этих колебаний зависит от катушки.

Частота свободных колебаний — по формуле Томсона:

$$\nu=\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$$

Шаг 1. Индуктивность $L$ у пары разная, а ёмкость $C$ — одинаковая, иначе частота изменится и из-за конденсатора. Напряжение на частоту не влияет, но в чистом опыте его тоже берут одинаковым.

Шаг 2. Контуры 1 и 5 с одной катушкой $5$ мГн — для этого опыта бесполезны: индуктивность у них не меняется.

Шаг 3. Ищем одинаковую ёмкость: $2$ мкФ — у контуров 2 и 4. Индуктивности у них разные ($10$ и $15$ мГн), напряжения одинаковые ($6$ В). Остальные ёмкости ($1$; $1{,}3$; $1{,}5$ мкФ) встречаются по одному разу.

Итог: контуры 2 и 4.

Проверим себя: у пары 2–4 одинаковы ёмкость ($2$ мкФ) и напряжение ($6$ В), различается только катушка.

Ответ

24
Другие задания по теме «Исследование Зависимости» (8)