Задание 14 ЕГЭ по физике · задача E51107
|
|
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 два правильных утверждения о процессах, происходящих в контуре.
| 1) | Период электромагнитных колебаний в контуре равен 2 мс. | |
| 2) | Максимальное значение энергии электрического поля конденсатора равно 5,4 мкДж. | |
| 3) | В момент времени 5 мс заряд конденсатора равен нулю. | |
| 4) | В момент времени 3 мс энергия магнитного поля катушки достигает своего минимума. | |
| 5) | За первые 6 мс энергия магнитного поля катушки достигла своего максимума 2 раза. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 23 (верны: 2, 3)
Разбор
График показывает, что ток меняется от +6 мА до −6 мА. Один полный период колебаний занимает 4 мс (от максимума до следующего максимума той же полярности), поэтому утверждение 1 неверно.
Максимальная энергия в контуре равна энергии магнитного поля при максимальном токе:
$W =$ ½ L Iₘ$^{2} =$ ½ $\times 0,3 \times (0,006)^{2} = 5,4 \times 10^{-6}$ Дж $= 5,4$ мкДж.
Эта же величина — максимальная энергия электрического поля конденсатора, поэтому утверждение 2 верно.
В момент $t = 5$ мс ток максимален, значит заряд конденсатора равен нулю — утверждение 3 верно.
В момент $t = 3$ мс ток тоже максимален, поэтому энергия магнитного поля максимальна, а не минимальна — утверждение 4 неверно.
За первые 6 мс максимум магнитной энергии достигается три раза $(t = 1, 3$ и 5 мс), поэтому утверждение 5 неверно.
Правильные ответы: 2 и 3.
Максимальная энергия в контуре равна энергии магнитного поля при максимальном токе:
$W =$ ½ L Iₘ$^{2} =$ ½ $\times 0,3 \times (0,006)^{2} = 5,4 \times 10^{-6}$ Дж $= 5,4$ мкДж.
Эта же величина — максимальная энергия электрического поля конденсатора, поэтому утверждение 2 верно.
В момент $t = 5$ мс ток максимален, значит заряд конденсатора равен нулю — утверждение 3 верно.
В момент $t = 3$ мс ток тоже максимален, поэтому энергия магнитного поля максимальна, а не минимальна — утверждение 4 неверно.
За первые 6 мс максимум магнитной энергии достигается три раза $(t = 1, 3$ и 5 мс), поэтому утверждение 5 неверно.
Правильные ответы: 2 и 3.