Задание 14 ЕГЭ по физике · задача D624D6
|
|
На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре, образованном конденсатором и катушкой, индуктивность которой равна 0,3 Гн. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.
| 1) | Период электромагнитных колебаний в контуре равен 6 мс. | |
| 2) | Максимальное значение энергии электрического поля конденсатора равно 5,4 мкДж. | |
| 3) | В момент времени 4 мс заряд конденсатора равен нулю. | |
| 4) | В момент времени 2 мс энергия магнитного поля катушки достигает своего минимума. | |
| 5) | За первые 6 мс энергия магнитного поля катушки достигла своего максимума 3 раза. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 245 (верны: 2, 4, 5)
Разбор
Разберём по пунктам.
1) Период колебаний — это время одного полного цикла. По графику максимум тока повторяется каждые 4 мс (пик около 1 мс и следующий около 5 мс), значит $T = 4$ мс. Утверждение неверно.
2) Максимальная энергия электрического поля конденсатора равна максимальной энергии магнитного поля катушки: $W =$ ½ L Iₘ$^{2}$.
Iₘ $= 6$ мА $= 0,006$ А, $L = 0,3$ Гн.
$W =$ ½ $\times 0,3 \times (0,006)^{2} = 5,4 \times 10^{-6}$ Дж $= 5,4$ мкДж. Утверждение верно.
3) В момент $t = 4$ мс ток равен нулю. При $i = 0$ заряд на конденсаторе максимален $(q = q$ₘ), а не равен нулю. Утверждение неверно.
4) В момент $t = 2$ мс ток $i = 0$, поэтому энергия магнитного поля Wₘ $=$ ½ $L i^{2} = 0$ — это минимум. Утверждение верно.
5) Энергия магнитного поля максимальна, когда |i| максимален. За первые 6 мс такие моменты: $t \approx 1$ мс, $t \approx 3$ мс, $t \approx 5$ мс — ровно три раза. Утверждение верно.
Правильные утверждения: 2, 4, 5.
1) Период колебаний — это время одного полного цикла. По графику максимум тока повторяется каждые 4 мс (пик около 1 мс и следующий около 5 мс), значит $T = 4$ мс. Утверждение неверно.
2) Максимальная энергия электрического поля конденсатора равна максимальной энергии магнитного поля катушки: $W =$ ½ L Iₘ$^{2}$.
Iₘ $= 6$ мА $= 0,006$ А, $L = 0,3$ Гн.
$W =$ ½ $\times 0,3 \times (0,006)^{2} = 5,4 \times 10^{-6}$ Дж $= 5,4$ мкДж. Утверждение верно.
3) В момент $t = 4$ мс ток равен нулю. При $i = 0$ заряд на конденсаторе максимален $(q = q$ₘ), а не равен нулю. Утверждение неверно.
4) В момент $t = 2$ мс ток $i = 0$, поэтому энергия магнитного поля Wₘ $=$ ½ $L i^{2} = 0$ — это минимум. Утверждение верно.
5) Энергия магнитного поля максимальна, когда |i| максимален. За первые 6 мс такие моменты: $t \approx 1$ мс, $t \approx 3$ мс, $t \approx 5$ мс — ровно три раза. Утверждение верно.
Правильные утверждения: 2, 4, 5.