Задание 15 ЕГЭ по физике · задача 9EA592
|
|
Конденсатор колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения
(см. рисунок). В момент переключатель К переводят из положения 1 в положение 2. На графиках А и Б представлены изменения физических величин, характеризующих свободные 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 столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ГРАФИКИ | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | |||||||||||||
|
|
Показать ответ и разбор
Ответ: 43
Разбор
В момент $t=0$ переключатель переводят в положение 2, и в контуре начинаются свободные электромагнитные колебания.
В начальный момент конденсатор полностью заряжен, поэтому:
• энергия электрического поля максимальна,
• заряд на обкладках максимален по модулю,
• ток равен нулю, энергия магнитного поля равна нулю.
Заряд правой обкладки меняется по закону $q =$ –$q_{0} cos($ω t) (знак «–» выбран согласно полярности на схеме). График Б точно соответствует этой зависимости: в $t=0$ значение отрицательно, затем проходит через нуль и достигает максимума противоположного знака.
Энергия электрического поля конденсатора $W_{E} = \dfrac{q^{2}}{2C} \propto \cos^{2}(\omega t)$. Она начинается с максимума, дважды за период достигает нуля и снова максимальна в моменты $t = T, 2T$, … График А соответствует именно этой зависимости.
Таким образом:
А — 4 (энергия электрического поля конденсатора)
Б — 3 (заряд правой обкладки конденсатора)
В начальный момент конденсатор полностью заряжен, поэтому:
• энергия электрического поля максимальна,
• заряд на обкладках максимален по модулю,
• ток равен нулю, энергия магнитного поля равна нулю.
Заряд правой обкладки меняется по закону $q =$ –$q_{0} cos($ω t) (знак «–» выбран согласно полярности на схеме). График Б точно соответствует этой зависимости: в $t=0$ значение отрицательно, затем проходит через нуль и достигает максимума противоположного знака.
Энергия электрического поля конденсатора $W_{E} = \dfrac{q^{2}}{2C} \propto \cos^{2}(\omega t)$. Она начинается с максимума, дважды за период достигает нуля и снова максимальна в моменты $t = T, 2T$, … График А соответствует именно этой зависимости.
Таким образом:
А — 4 (энергия электрического поля конденсатора)
Б — 3 (заряд правой обкладки конденсатора)