Задание 15 ЕГЭ по физике · задача D71C20

Тема: 3.5 Электромагнитные колебания и волны · 2 балла · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивностью L. Напряжение на пластинах конденсатора изменяется
во времени в соответствии с формулой u(t)=U0sinωt. 

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их зависимость от времени . К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФОРМУЛЫ
А)  сила тока i( t )  в колебательном контуре
Б)  энергия W L ( t )  магнитного поля катушки
   
1)  U 0 2 2L ω 2 cos 2 ωt
2)  U 0 ωL cosωt
3)  U 0 2 2L ω 2 ⋅ sin 2 ωt
4)  ωL U 0 sinωt
Решить в тренажёре с автопроверкой →
Показать ответ и разбор
Ответ: 21

Разбор

Напряжение на конденсаторе задано как $u(t) = U_0\sin\omega t$.

Заряд конденсатора: $q = Cu = CU_0\sin\omega t$.
Сила тока — производная заряда: $i(t) = \dfrac{dq}{dt} = CU_0\,\omega\cos\omega t$.
В контуре $\omega = \dfrac{1}{\sqrt{LC}}$, поэтому $C = \dfrac{1}{\omega^{2}L}$.
Подставляя: $i(t) = \dfrac{U_0}{\omega L}\cos\omega t$ — это формула 2.

Энергия магнитного поля катушки: $W_L = \dfrac{1}{2}Li^{2}$. Возводя ток в квадрат, $i^{2} = \left(\dfrac{U_0}{\omega L}\right)^{2}\cos^{2}\omega t$, получаем $W_L = \dfrac{U_0^{2}}{2L\omega^{2}}\cos^{2}\omega t$ — это формула 1.

Таким образом, А — 2, Б — 1.
← Предыдущая задачаВсе задачи №15 (117)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 15 →