Задание 15 ЕГЭ по физике · задача e435F2
Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Напряжение между обкладками конденсатора изменяется во времени в соответствии с формулой U ( t ) = U m · cos ω t . Приведённые ниже графики А и Б представляют зависимость физических величин, характеризующих электромагнитные колебания в контуре, от времени t ( T – период колебаний). Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимость которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ГРАФИКИ | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | |||||||||||||
|
|
Показать ответ и разбор
Ответ: 12
Разбор
Напряжение на конденсаторе задано как $U(t) = Um cos \omega t$, значит в момент $t = 0$ оно максимально.
Заряд конденсатора $q = CU$, поэтому $q(t) = Qm cos \omega t$ — тоже косинусоида, максимум в начале периода.
Сила тока в катушке $I = dq/dt = −Qm\omega sin \omega t$ — синусоида, в $t = 0$ равна нулю и сначала убывает (отрицательна).
Энергия электрического поля Wэ $= q^{2}/2C$ ∝ $cos^{2} \omega t$ — всегда положительна, начинается с максимума и имеет период T/2.
Энергия магнитного поля Wм $= LI^{2}/2$ ∝ $sin^{2} \omega t$ — всегда положительна, начинается с нуля и тоже имеет период T/2.
График А — обычная синусоида, проходящая через ноль в начале и уходящая вниз: это ток (1).
График Б — всегда положительная кривая с двумя «горбами» за период, начинается с нуля: это Wм (2).
Заряд конденсатора $q = CU$, поэтому $q(t) = Qm cos \omega t$ — тоже косинусоида, максимум в начале периода.
Сила тока в катушке $I = dq/dt = −Qm\omega sin \omega t$ — синусоида, в $t = 0$ равна нулю и сначала убывает (отрицательна).
Энергия электрического поля Wэ $= q^{2}/2C$ ∝ $cos^{2} \omega t$ — всегда положительна, начинается с максимума и имеет период T/2.
Энергия магнитного поля Wм $= LI^{2}/2$ ∝ $sin^{2} \omega t$ — всегда положительна, начинается с нуля и тоже имеет период T/2.
График А — обычная синусоида, проходящая через ноль в начале и уходящая вниз: это ток (1).
График Б — всегда положительная кривая с двумя «горбами» за период, начинается с нуля: это Wм (2).