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 изменялась сила тока в контуре с течением времени.

t, 10^-6 с	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
I, А	0,0	2,2	3,0	2,2	0,0	-2,2	-3,0	-2,2	0,0	2,2

Выберите все верные утверждения о процессе, происходящем в контуре.

1) В момент $t = 8 \cdot 10^{- 6 } с$ энергия магнитного поля катушки минимальна.
2) В момент $t = 2 \cdot 10^{- 6} с$ напряжение на конденсаторе максимально.
3) Частота электромагнитных колебаний в контуре равна 25 кГц.
4) В момент $t = 4 \cdot 10^{- 6} с$ энергия электрического поля конденсатора равна нулю.
5) В момент $t = 2 \cdot 10^{- 6} с$ заряд конденсатора равен нулю.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

По таблице сила тока принимает то же значение с тем же характером изменения через $8 \cdot 10^{-6}$ с (значения при $t = 0$ и $t = 8 \cdot 10^{-6}$ с, при $t = 1 \cdot 10^{-6}$ с и $t = 9 \cdot 10^{-6}$ с совпадают). Значит, период колебаний $T = 8 \cdot 10^{-6}\ \text{с}$ , а частота

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

В идеальном контуре $W_{B} + W_{E} = \text{const}$ , где $W_{B} = \dfrac{L i^{2}}{2}$ , $W_{E} = \dfrac{q^{2}}{2C} = \dfrac{C U^{2}}{2}$ : когда ток максимален по модулю, заряд и напряжение на конденсаторе равны нулю, и наоборот.

1) При $t = 8 \cdot 10^{-6}$ с ток равен нулю, поэтому $W_{B} = 0$ — энергия магнитного поля минимальна. Верно.

2) При $t = 2 \cdot 10^{-6}$ с модуль тока максимален (3,0 А), поэтому напряжение на конденсаторе равно нулю, то есть минимально. Неверно.

3) Частота равна 125 кГц, а не 25 кГц. Неверно.

4) При $t = 4 \cdot 10^{-6}$ с ток равен нулю, вся энергия сосредоточена в конденсаторе, поэтому $W_{E}$ максимальна, а не равна нулю. Неверно.

5) При $t = 2 \cdot 10^{-6}$ с ток максимален по модулю, значит заряд конденсатора равен нулю. Верно.

Ответ: 15