Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Напряжение между обкладками конденсатора изменяется во времени в соответствии с формулой U(t) = Um·cos ωt.
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.
сила тока в катушке
энергия магнитного поля катушки
энергия электрического поля конденсатора
заряд одной из обкладок конденсатора
Задание проверяет зависимости тока и энергии от времени в идеальном колебательном контуре.
Заряд конденсатора q = CUₘ cos(ωt), поэтому сила тока i = dq/dt = −ωCUₘ sin(ωt).
А — 1: график начинается с нуля, сначала принимает отрицательные значения и имеет период T, что соответствует силе тока.
Энергия магнитного поля Wм = Li²/2 = CUₘ² sin²(ωt)/2 всегда неотрицательна и имеет период T/2.
Б — 2: график начинается с нуля и показывает два максимума за период T, поэтому соответствует энергии магнитного поля катушки.
Ответ: 12.