Задание 14

Электродинамика: анализ процессов (изменение величин) · 75 заданий

Задание №14
№14
Катушка № 1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка № 2 помещена внутрь катушки № 1 и замкнут…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают лёгкий тонкий проводник. Образовавшийся к…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
Две маленькие закреплённые бусинки, расположенные в точках А и В, несут на себе заряды + q > 0 и - 2 q соответственно (см. рисунок). Из приведённого н…
Взаимодействие зарядов
Задание №14
№14
На рисунке приведён график зависимости силы тока I от времени t в колебательном контуре, образованном конденсатором и катушкой, индуктивность которой…
Колебательный контур
Задание №14
№14
Проволочная рамка площадью 60 см² помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции B. Проекция B_n индук…
Закон электромагнитной индукции Фарадея
Задание №14
№14
От деревянного кольца №1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца №2 — северный полюс такого же магнита (см. рис.). Из приведённ…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
От деревянного кольца №1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца №2 — северный полюс такого же магнита (см. рис.). Из приведённ…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью E. Из приве…
Проводники в электростатическом поле
Задание №14
№14
Проволочная рамка площадью 60 см² помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции B. Проекция B_n индук…
Поток вектора магнитной индукции
Задание №14
№14
На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. Н…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью Е. Из приве…
Проводники в электростатическом поле
Задание №14
№14
На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. Н…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции

Задание №14 — Электромагнитные колебания. Колебательный контур

На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре, образованном конденсатором и катушкой, индуктивность которой равна 0,3 Гн.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

1) Максимальное значение энергии электрического поля конденсатора равно 5,4 мкДж.
2) В момент времени 4 мс заряд конденсатора равен нулю.
3) Период электромагнитных колебаний в контуре равен 6 мс.
4) За первые 6 мс энергия магнитного поля катушки достигла своего максимума 3 раза.
5) В момент времени 2 мс энергия магнитного поля катушки достигает своего минимума.

Правильный ответ

145

Пояснение

Решение:

Дано: $L = 0{,}3$ Гн. По графику амплитуда тока $I_{m} = 6$ мА $= 6 \cdot 10^{-3}$ А, период колебаний $T = 4$ мс (ток повторяется через $4$ мс).

1) По закону сохранения энергии в идеальном контуре максимальная энергия электрического поля конденсатора равна максимальной энергии магнитного поля катушки:

$W_{max} = \frac{L I_{m}^{2}}{2} = \frac{0{,}3 \cdot \left( 6 \cdot 10^{-3} \right)^{2}}{2} = 5{,}4 \cdot 10^{-6}\ \text{Дж} = 5{,}4\ \text{мкДж}.$

Верно.

2) В момент $t = 4$ мс ток равен нулю, значит вся энергия сосредоточена в конденсаторе и его заряд максимален по модулю, а не равен нулю. Неверно.

3) По графику $T = 4$ мс, а не $6$ мс. Неверно.

4) Энергия магнитного поля $W_{L} = \dfrac{L I^{2}}{2}$ максимальна при $\left| I \right| = I_{m}$ , то есть в моменты $1$ мс, $3$ мс и $5$ мс — три раза за первые $6$ мс. Верно.

5) В момент $t = 2$ мс ток равен нулю, поэтому $W_{L} = 0$ — это минимум. Верно.

Ответ: 145