На рисунке приведён экспериментально полученный график зависимости силы тока i от времени t при свободных гармонических колебаниях в колебательном контуре. Выберите все утверждения, которые верно отражают результаты этого опыта. Запишите цифры, под которыми они указаны. Ёмкость конденсатора колебательного контура равна C = 10 мкФ, сопротивление контура пренебрежимо мало.
[рис.]
1) Частота $\nu$ колебаний напряжения на конденсаторе равна 250 кГц.
2) В момент времени 5 мкс энергия электрического поля конденсатора максимальна.
3) Индуктивность катушки примерно равна 0,1 мкГн.
4) Максимальный заряд конденсатора примерно равен 3,2 нКл.
5) Период колебаний энергии магнитного поля катушки равен 2 мкс.
[рис.]
1) Частота $\nu$ колебаний напряжения на конденсаторе равна 250 кГц.
2) В момент времени 5 мкс энергия электрического поля конденсатора максимальна.
3) Индуктивность катушки примерно равна 0,1 мкГн.
4) Максимальный заряд конденсатора примерно равен 3,2 нКл.
5) Период колебаний энергии магнитного поля катушки равен 2 мкс.
💡 Пошаговый разбор и решение:
1) Верно. Из графика следует, что период колебаний равен 4 мкс, следовательно, частота колебаний равна $\nu= $\frac{1}{T}$ = $\frac{1}{4 \cdot 10 в степени ( - 6 )}$ =250кГц$
2) Неверно. В момент времени 5 мкс сила тока через катушку индуктивности максимальна, следовательно, энергия магнитного поля катушки с током максимальна, а энергия электрического поля конденсатора равна 0.
3) Неверно. Зная период колебаний и емкость конденсатора, из формулы $T=2 \pi $\sqrt{аргумента: LC}$ аргумента$ найдем индуктивность катушки:
$L= $\frac{T ^2}{4 \pi ^2 C}$ = $\frac{16 \cdot 10 в степени ( - 12 )}{4 \cdot 3,14 ^2 \cdot 10 в степени ( - 5 )}$ \approx 0,04мкГн$
4) Верно. Из закона сохранения энергии $\frac{q_max ^2}{2C} = \frac{LI_max ^2}{2}$ находим максимальный заряд конденсатора:
$q_max=I_max} $\sqrt{аргумента: LC}$ аргумента =5 \cdot 10 в степени ( - 3 ) \cdot $\sqrt{аргумента: 4 \cdot 10 в степени ( - 8}$ аргумента \cdot 10 \cdot 10 в степени ( - 6 ) ) \approx 3,2нКл$
5) Верно. Период колебаний энергии магнитного поля катушки с током в 2 раза меньше периода колебаний в колебательном контуре и равен 2 мкс.
Ответ: 145.
2) Неверно. В момент времени 5 мкс сила тока через катушку индуктивности максимальна, следовательно, энергия магнитного поля катушки с током максимальна, а энергия электрического поля конденсатора равна 0.
3) Неверно. Зная период колебаний и емкость конденсатора, из формулы $T=2 \pi $\sqrt{аргумента: LC}$ аргумента$ найдем индуктивность катушки:
$L= $\frac{T ^2}{4 \pi ^2 C}$ = $\frac{16 \cdot 10 в степени ( - 12 )}{4 \cdot 3,14 ^2 \cdot 10 в степени ( - 5 )}$ \approx 0,04мкГн$
4) Верно. Из закона сохранения энергии $\frac{q_max ^2}{2C} = \frac{LI_max ^2}{2}$ находим максимальный заряд конденсатора:
$q_max=I_max} $\sqrt{аргумента: LC}$ аргумента =5 \cdot 10 в степени ( - 3 ) \cdot $\sqrt{аргумента: 4 \cdot 10 в степени ( - 8}$ аргумента \cdot 10 \cdot 10 в степени ( - 6 ) ) \approx 3,2нКл$
5) Верно. Период колебаний энергии магнитного поля катушки с током в 2 раза меньше периода колебаний в колебательном контуре и равен 2 мкс.
Ответ: 145.
Правильный ответ:
145
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 108019 • Задание №23
К решетке вплотную поставили линзу, которая собирает лучи в одной точке на экране. Линза расположена между реш...
ID 109245 • Задание №29
[рис.] Шарик массой m = 400 г, подвешенный на невесомой нерастяжимой нити длиной l = 80 см, отвели в сторону...
🔗 Другие задания линии №14 по предмету Физика:
ID 106015
На рис. 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на ...
ID 106016
[рис.] Конденсатор подключен к источнику тока последовательно с резистором R = 20 кОм (см. ри...
ID 106017
Исследовалась зависимость напряжения на обкладках конденсатора от заряда этого конденсатора. Ре...
ID 106018
На рис. 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на ...
ID 106019
[рис.] Катушка индуктивности подключена к источнику тока с пренебрежимо малым внутренним сопрот...