В колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят свободные электромагнитные колебания. В момент, когда конденсатор разряжен, параллельно к нему подключают второй такой же конденсатор. Как после этого изменятся следующие физические величины: запасенная в контуре энергия, частота свободных электромагнитных колебаний, амплитуда напряжения между пластинами первого конденсатора?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Запасенная в контуре энергия
Б) Частота свободных электромагнитных колебаний
В) Амплитуда напряжения между пластинами первого конденсатора
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
1. Увеличится
2. Уменьшится
3. Не изменится
A | Б | В
| |
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Запасенная в контуре энергия
Б) Частота свободных электромагнитных колебаний
В) Амплитуда напряжения между пластинами первого конденсатора
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
1. Увеличится
2. Уменьшится
3. Не изменится
A | Б | В
| |
💡 Пошаговый разбор и решение:
При параллельном подключении к конденсатору еще одного такого же конденсатора общая емкость колебательного контура удваивается (при параллельном соединении емкости складываются). Поскольку в момент подключения первый конденсатора разряжен, никаких мгновенных перераспределений заряда на конденсаторах не происходит. Просто, начиная с этого момента, они начинают вместе заряжаться/разряжаться. Поскольку они подключены параллельно, в любой момент времени напряжения на них совпадают. Обсудим, как изменяются необходимые нам физические величины в результате такого изменения контура.
Частота свободных колебаний связана с емкостью контура соотношением $\nu= \frac{1}{2 \pi $\sqrt{аргумента: LC}$ аргумента}$ Следовательно, увеличение емкости контура приводит к уменьшению частоты (Б — 2).
В момент подключения второго конденсатора вся энергия запасена в катушке индуктивности. Следовательно, как уже отмечалось в самом начале, подключение конденсатора не приводит к перезарядке конденсаторов, так как нечему перезаряжаться. А потому изменение емкости контура не приводит к изменению запасенной в контуре энергии (А — 3).
Напряжения на конденсаторах совпадает. Энергия электрического поля, запасенная в конденсаторе, связана с напряжением на нем соотношением $E= \frac{CU ^2}{2}$ Поскольку энергия колебаний не изменяется, максимальное значение энергии электрического поля в контуре сохраняется. Следовательно, увеличением емкости контура приводит к уменьшению напряжения на первом конденсаторе (В — 2): $\frac{CU_m1 ^2}{2} = $\frac{2CU_m2 ^2}{2}$ \Rightarrow U_m2 меньше U_m1$
Ответ: 322.
Частота свободных колебаний связана с емкостью контура соотношением $\nu= \frac{1}{2 \pi $\sqrt{аргумента: LC}$ аргумента}$ Следовательно, увеличение емкости контура приводит к уменьшению частоты (Б — 2).
В момент подключения второго конденсатора вся энергия запасена в катушке индуктивности. Следовательно, как уже отмечалось в самом начале, подключение конденсатора не приводит к перезарядке конденсаторов, так как нечему перезаряжаться. А потому изменение емкости контура не приводит к изменению запасенной в контуре энергии (А — 3).
Напряжения на конденсаторах совпадает. Энергия электрического поля, запасенная в конденсаторе, связана с напряжением на нем соотношением $E= \frac{CU ^2}{2}$ Поскольку энергия колебаний не изменяется, максимальное значение энергии электрического поля в контуре сохраняется. Следовательно, увеличением емкости контура приводит к уменьшению напряжения на первом конденсаторе (В — 2): $\frac{CU_m1 ^2}{2} = $\frac{2CU_m2 ^2}{2}$ \Rightarrow U_m2 меньше U_m1$
Ответ: 322.
Правильный ответ:
322
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 105988 • Задание №13
[рис.] Период собственных электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре (см. рисунок) составляе...
ID 166770 • Задание №4
Прочитайте текст и вставьте на место пропусков слова (словосочетания) из приведенного списка.
Для проведения о...
🔗 Другие задания линии №34 по предмету Физика:
ID 109397
[рис.] К источнику тока присоединены два одинаковых резистора, соединенных параллельно. Как изм...
ID 109398
[рис.] Как изменятся общее сопротивление цепи, сила тока в цепи и напряжение на клеммах источни...
ID 109399
Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружн...
ID 109400
Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружн...
ID 109401
Обкладки плоского воздушного конденсатора подсоединили к полюсам источника тока, а затем отсоед...