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 — Закон сохранения энергии в колебательном контуре

В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора в колебательном контуре с течением времени.

t, 10^-6 с	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
q, 10^-9 Кл	2	1,42	0	-1,42	-2	-1,42	0	1,42	2	1,42

Выберите все верные утверждения о процессе, происходящем в контуре.

1) В момент $t = 8 \cdot 10^{- 6} с$ энергия магнитного поля катушки максимальна.
2) В момент $t = 1 \cdot 10^{- 6} с$ напряжение на конденсаторе минимально.
3) Частота электромагнитных колебаний в контуре равна 125 кГц.
4) В момент $t = 4 \cdot 10^{- 6} с$ энергия электрического поля конденсатора максимальна.
5) В момент $t = 2 \cdot 10^{- 6} с$ сила тока в контуре равна нулю.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Из таблицы видно, что значения заряда повторяются: $q(0) = q(8 \cdot 10^{-6}\ \text{с}) = 2 \cdot 10^{-9}$ Кл, $q(1 \cdot 10^{-6}\ \text{с}) = q(9 \cdot 10^{-6}\ \text{с})$ . Значит период колебаний $T = 8 \cdot 10^{-6}$ с.

1) Энергия магнитного поля катушки $W_{L} = \dfrac{L I^{2}}{2}$ максимальна, когда максимален ток, то есть когда заряд конденсатора равен нулю. При $t = 8 \cdot 10^{-6}$ с заряд максимален $(2 \cdot 10^{-9}$ Кл $)$ , значит ток и $W_{L}$ равны нулю — это минимум. Неверно.

2) Напряжение на конденсаторе $U = \dfrac{q}{C}$ . При $t = 1 \cdot 10^{-6}$ с $q = 1{,}42 \cdot 10^{-9}$ Кл $\neq 0$ ; нуль напряжения достигается при $t = 2 \cdot 10^{-6}$ с и $t = 6 \cdot 10^{-6}$ с. Неверно.

3) $\nu = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{8 \cdot 10^{-6}\ \text{с}} = 1{,}25 \cdot 10^{5}$ Гц $= 125$ кГц. Верно.

4) Энергия электрического поля $W_{C} = \dfrac{q^{2}}{2C}$ максимальна при максимальном модуле заряда. При $t = 4 \cdot 10^{-6}$ с $\left| q \right| = 2 \cdot 10^{-9}$ Кл — это максимум. Верно.

5) При $t = 2 \cdot 10^{-6}$ с заряд равен нулю, вся энергия сосредоточена в катушке, поэтому сила тока в контуре максимальна по модулю, а не равна нулю. Неверно.

Ответ: 34