Задача по электродинамике №6

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.

PIC

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

1) Максимальное значение энергии электрического поля конденсатора равно 21,6 мкДж.

2) В момент времени 3 мс заряд конденсатора равен нулю.

3) Период электромагнитных колебаний в контуре равен 4 мс.

4) За первые 6 мс энергия магнитного поля катушки достигла своего максимума 2 раза.

5) В момент времени 2 мс энергия электрического поля конденсатора достигает своего минимума.

1) Н еверно

Энергия катушки магнитного поля:

    LI2 W = -2-,

где L  – индуктивность катушки, I  – сила тока в катушке. То есть максимальная энергия соответствует максимальному модулю тока. Согласно закону сохранения энергии в цепи:

CU2max= LI2 + CU2-,   2      2     2

где L  – индуктивность катушки, Umax  – максимальное напряжение на конденсаторе, I  – сила тока в цепи, C  – ёмкость конденсатора, U  – напряжение на конденсаторе.

То есть максимальная энергия конденсатора равна:

          2                 2 Wcmax = LImax = 0,3 Гн-⋅36 (мА)-= 5.4 мД ж          2           2

2) Верно

Согласно закону сохранения энергии в цепи:

  2       2    2 CUmax-= LI-+ -q-,   2      2   2C

где L  – индуктивность катушки, Umax  – максимальное напряжение на конденсаторе, I  – сила тока в цепи, C  – ёмкость конденсатора, q  – заряд на конденсаторе.

То есть заряд минимален, когда максимален модуль силы тока, то есть в 3 с заряд на пластинах конденсатора равен нулю.

3) Верно

Да, по рисунку это так.

4) Неверно

Энергия катушки магнитного поля:

    LI2 W =  2 ,

где L  – индуктивность катушки, I  – сила тока в катушке.

Сила тока максимальна, когда максимален модуль силы тока, то есть за первые 6 мс энергия катушки была максимальная 3 раза.

5) Неверно

Энергия конденсатора минимальна, когда максимален модуль силы тока, а в 2 мс модуль силы тока равен нулю и энергия поля конденсатора максимальна.

Оцените статью
Я решу все!