Задание 15 ЕГЭ по физике · задача 7133D6
|
|
Конденсатор 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 представляют изменения физических величин, характеризующих электромагнитные колебания в контуре после этого (T период колебаний).
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ГРАФИКИ | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | |||||||||||||
|
|
Показать ответ и разбор
Ответ: 21
Разбор
При $t = 0$ конденсатор заряжен: ток равен нулю, энергия магнитного поля катушки равна нулю. Далее: ток $i(t) = -I_0\sin\omega t$ (начинается с нуля, синусоида, период $T$), энергия магнитного поля $W_\text{м} = \dfrac{L i^2}{2} \propto \sin^2\omega t$ (начинается с нуля, неотрицательна, период $T/2$). График А — синусоида, начинается с нуля, период $T$ $\Rightarrow$ 2) сила тока в контуре. График Б начинается с нуля, неотрицателен, период $T/2$ $\Rightarrow$ 1) энергия магнитного поля катушки. Ответ: 21.
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 $T/2$.