Задание 14 ЕГЭ по физике · задача Fc855A

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

В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят свободные электромагнитные колебания. Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре с течением времени показано в таблице. Выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в контуре.

t , 10 –6 c 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
q , 10−9 Кл 1 0,71 0 – 0,71 – 1 – 0,71 0 0,71 1 0,71
 1) 

Период колебаний равен 8 × 10−6 с.

 2) 

Частота колебаний равна 250 кГц.

 3) 

В момент времени t = 2 × 10−6 с модуль силы тока в катушке индуктивности максимален.

 4) 

В момент времени t = 8 × 10−6 с энергия магнитного поля катушки индуктивности максимальна.

 5) 

В момент времени t = 4 × 10−6 с энергия электрического поля конденсатора минимальна.

Решить в тренажёре с автопроверкой →
Показать ответ и разбор
Ответ: 13 (верны: 1, 3)

Разбор

Посмотрим на таблицу. Заряд принимает максимальное значение +1 нКл в моменты $t=0$ и $t=8$ мкс, а потом снова повторяется. Значит, период колебаний $T = 8 \times 10^{-6}$ с — утверждение 1 верно.

Частота $f = 1/T = 1/(8 \times 10^{-6}) = 1,25 \times 10^{5}$ Гц $= 125$ кГц, а не 250 кГц, поэтому утверждение 2 неверно.

В момент $t = 2 \times 10^{-6}$ с заряд $q = 0$. В этот момент вся энергия сосредоточена в магнитном поле катушки, а сила тока максимальна $(I = −dq/dt)$. Утверждение 3 верно.

В момент $t = 8 \times 10^{-6}$ с заряд максимален по модулю, значит, максимальна энергия электрического поля конденсатора Wₑ $= q^{2}/(2C)$, а энергия магнитного поля равна нулю. Утверждение 4 неверно.

В момент $t = 4 \times 10^{-6}$ с |q| тоже максимален, поэтому Wₑ максимальна, а не минимальна. Утверждение 5 неверно.

Таким образом, правильные утверждения — 1 и 3.
← Предыдущая задачаВсе задачи №14 (78)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 14 →