Задание 13

Электромагнитные колебания и волны. Оптика · 45 заданий

Задание №13
№13
На рисунке приведена зависимость силы тока I от времени t в колебательном контуре. Каким станет период свободных электромагнитных колебаний в этом кон…
Колебательный контур
Задание №13
№13
Какая из точек (1, 2, 3 или 4) является изображением точечного источника S, создаваемым тонкой собирающей линзой с фокусным расстоянием F (см. рису…
Формула тонкой линзы
Задание №13
№13
Перед плоским зеркалом, закреплённым на вертикальной стене, на расстоянии 80 см стоит девушка ростом 160 см. На сколько уменьшится расстояние между де…
Построение изображений в плоском зеркале
Задание №13
№13
Конденсатор, заряженный до разности потенциалов U₀, в первый раз подключили к катушке с индуктивностью L₁ = L, а во второй — к катушке с индуктивность…
Колебательный контур
Задание №13
№13
Какая из точек (1, 2, 3 или 4) является изображением точки S, создаваемым тонкой собирающей линзой с фокусным расстоянием F (см. рисунок)?
Формула тонкой линзы
Задание №13
№13
На рисунке приведён график зависимости силы тока I от времени t в колебательном контуре. Сколько раз в течение первых 10 мкс энергия катушки достигает…
Колебательный контур
Задание №13
№13
На рисунке приведён график зависимости силы тока I от времени t в колебательном контуре. Сколько раз в течение первых 6 мкс энергия конденсатора дости…
Колебательный контур
Задание №13
№13
Какая из точек (1, 2, 3 или 4) является изображением точки S, полученным в тонкой собирающей линзе с фокусным расстоянием F (см. рис.)?
Формула тонкой линзы
Задание №13
№13
Индуктивность катушки идеального колебательного контура L = 0,1 Гн. Какой должна быть индуктивность L_x катушки в контуре (см. рис.), чтобы при перево…
Колебательный контур
Задание №13
№13
Какая из точек (1, 2, 3 или 4) является изображением точки S, создаваемым тонкой собирающей линзой с фокусным расстоянием F (см. рисунок)?
Формула тонкой линзы
Задание №13
№13
Какому из предметов 1-4 соответствует изображение АВ в тонкой собирающей линзе с фокусным расстоянием F?
Формула тонкой линзы
Задание №13
№13
Какая из точек (1, 2, 3 или 4) является изображением точки S, полученным в тонкой собирающей линзе с фокусным расстоянием F (см. рис.)?
Формула тонкой линзы

Задание №13 — Электромагнитные колебания. Колебательный контур

Конденсатор, заряженный до разности потенциалов U₀, в первый раз подключили к катушке с индуктивностью L₁ = L, а во второй – к катушке с индуктивностью L₂ = 5L. В обоих случаях в получившемся контуре возникли незатухающие электромагнитные колебания. Каково отношение максимальных значений энергии магнитного поля катушки $\frac{W_{2 m a x}}{W_{1 m a x}}$ при этих колебаниях?

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

В идеальном колебательном контуре полная электромагнитная энергия сохраняется:

$W = \dfrac{C u^2}{2} + \dfrac{L i^2}{2} = \text{const}$ .

В начальный момент ток в контуре равен нулю, а конденсатор заряжен до напряжения $U_0$ , поэтому вся энергия — энергия электрического поля конденсатора:

$W = \dfrac{C U_0^2}{2}$ .

Энергия магнитного поля катушки максимальна в тот момент, когда конденсатор полностью разряжен $(u = 0)$ ; тогда вся энергия контура перешла в магнитную:

$W_{max} = \dfrac{C U_0^2}{2}$ .

В это выражение индуктивность не входит: конденсатор и начальное напряжение в обоих опытах одни и те же, поэтому

$\dfrac{W_{2max}}{W_{1max}} = \dfrac{C U_0^2 / 2}{C U_0^2 / 2} = 1$ .

(От индуктивности зависит не максимальная энергия, а период колебаний и максимальная сила тока.)

Ответ: 1