Задание 15 ЕГЭ по физике · задача 5BC26A
|
|
Конденсатор идеального колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения
(см. рисунок). В момент переключатель К переводят из положения 1 в положение 2. Графики А и Б отображают изменения с течением времени t физических величин, характеризующих возникшие после этого свободные электромагнитные колебания в контуре (T – период колебаний).
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимость которых от времени эти графики могут отображать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ГРАФИКИ | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | |||||||||||||
|
|
Показать ответ и разбор
Ответ: 41
Разбор
В момент $t = 0$ конденсатор заряжен полностью: энергия электрического поля максимальна, ток и энергия магнитного поля равны нулю. Энергетические величины меняются как квадрат синуса/косинуса — с периодом $T/2$ и всегда неотрицательны. График А: начинается с максимума, неотрицателен, период $T/2$ $\Rightarrow$ 4) энергия электрического поля конденсатора. График Б: начинается с нуля, неотрицателен, период $T/2$ $\Rightarrow$ 1) энергия магнитного поля катушки. Ответ: 41.
Типичные ошибки: период контура $T = 2\pi\sqrt{LC}$, резонанс при $\omega = 1/\sqrt{LC}$; закон сохранения энергии $\tfrac{LI^2}{2} + \tfrac{CU^2}{2} = \text{const}$; при $t = 0$ (конденсатор заряжен) ток и энергия катушки равны нулю, а заряд и энергия конденсатора максимальны; $q_{\max} = I_{\max}/\omega$; энергии поля осциллируют с периодом $T/2$.
Типичные ошибки: период контура $T = 2\pi\sqrt{LC}$, резонанс при $\omega = 1/\sqrt{LC}$; закон сохранения энергии $\tfrac{LI^2}{2} + \tfrac{CU^2}{2} = \text{const}$; при $t = 0$ (конденсатор заряжен) ток и энергия катушки равны нулю, а заряд и энергия конденсатора максимальны; $q_{\max} = I_{\max}/\omega$; энергии поля осциллируют с периодом $T/2$.