L/C контур — Задание 13 ЕГЭ по физике №00051511
L/C контур
№2. Задание 13
ID: 00051511
На рисунке приведена зависимость силы тока $I$ от времени $t$ в идеальном колебательном контуре в процессе свободных электромагнитных колебаний. Каким станет период свободных электромагнитных колебаний в этом контуре, если катушку индуктивности в нём заменить на другую, индуктивность которой в 2,25 раза больше?

Ответ дайте в мкс.
Источник: Сборник Демидовой 2027
Решение
Что тут происходит: по графику тока нужно узнать период колебаний, а затем понять, как он изменится, если поставить катушку с большей индуктивностью.
Снимаем период. Ток начинается с нуля и сначала убывает, проходит через минимум $-3$ мА и в момент 3 мкс возвращается в ноль, но уже растёт. Дальше ток проходит максимум 3 мА и в момент 6 мкс равен нулю и при этом убывает, как на старте — ток повторяет своё начальное поведение. Значит, одно полное колебание длится
$$T=6\ \text{мкс}.$$
Как период зависит от катушки, говорит формула Томсона:
$$T=2\pi\sqrt{LC}.$$
Конденсатор остаётся тем же, индуктивность становится $2{,}25L$. Индуктивность стоит под корнем, поэтому период увеличится в $\sqrt{2{,}25}=1{,}5$ раза (проверка: $1{,}5^2=2{,}25$):
$$T_{\text{нов}}=2\pi\sqrt{2{,}25L\cdot C}=1{,}5\cdot2\pi\sqrt{LC}=1{,}5\cdot6=9\ \text{мкс}.$$
Проверим себя: катушка с большей индуктивностью сильнее мешает току меняться, колебания идут медленнее — период вырос. При этом он вырос меньше, чем индуктивность: в 1,5 раза, а не в 2,25. Так и должно быть из-за корня.
Ответ
Другие задания по теме «L/C контур» (8)
- Задание 13 №00051512 — При переводе ключа K из положения 1 в положение 2 (см. рисунок) период…
- Задание 13 №00051510 — На рисунке приведена зависимость силы тока I от времени t в идеальном…
- Задание 13 №00051246 — Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью C и катушки…
- Задание 13 №00048553 — Конденсатор, заряженный до разности потенциалов U, в первый раз подключили к…
- Задание 13 №00048355 — Конденсатор, заряженный до разности потенциалов 20 В, в первый раз подключили к…
- Задание 13 №00048043 — При переключении ключа К из положения 1 в положение 2 период собственных…
- Задание 13 №00048042 — В идеальном колебательном контуре (см. рисунок) напряжение между обкладками…
- Задание 13 №00048041 — В идеальном колебательном контуре (см. рисунок) напряжение между обкладками…