Задание 13 ЕГЭ по физике · задача 5F286F

Тема: 3.5 Электромагнитные колебания и волны · 1 балл · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

t, 10 – 6  c

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

I, 10 – 3  A

4 ,0

2,83

0

– 2,83

–  4,0

– 2,83

0

2,83

4 ,0

2,83

Вычислите по этим данным энергию катушки в момент времени 5·10 – 6 с, если ёмкость конденсатора равна 405 пФ. Ответ выразите в наноджоулях (нДж), округлив до целого.

В таблице показано, как менялся ток в катушке идеального колебательного контура при свободных электромагнитных колебаниях в этом контуре.

Решить в тренажёре с автопроверкой →
Показать ответ и разбор
Ответ: 16 нДж

Разбор

В контуре полная энергия сохраняется и равна максимальной энергии магнитного поля катушки: $W = \dfrac{LI_{\max}^{2}}{2}$.

Из таблицы период $T = 8\cdot10^{-6}$ с (ток повторяет максимум через 8 мкс), угловая частота $\omega = \dfrac{2\pi}{T}$.

Ёмкость $C = 405$ пФ $= 4{,}05\cdot10^{-10}$ Ф, тогда $L = \dfrac{1}{\omega^{2}C} \approx 4\cdot10^{-3}$ Гн.

В момент $t = 5\cdot10^{-6}$ с ток $I = -2{,}83\cdot10^{-3}$ А, энергия катушки $W_L = \dfrac{LI^{2}}{2} \approx 16$ нДж.

Это ровно половина полной энергии, потому что $|I| = \dfrac{I_{\max}}{\sqrt{2}}$.
← Предыдущая задачаВсе задачи №13 (80)Следующая задача →
Хочешь закрепить? В тренажёре — быстрые колоды по 5 задач этого номера с баллами по правилам ЕГЭ, подсказками ИИ и разбором ошибок. Тренировать задание 13 →