Задание №13 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 2,5
Условие
На рисунке приведен график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре с последовательно включенными конденсатором и катушкой, индуктивность которой равна 0,2 Гн.
Каково максимальное значение энергии электрического поля конденсатора? (Ответ дать в микроджоулях.)
Подсказки — как подойти к решению
- Найди по графику амплитуду тока и переведи миллиамперы в амперы, иначе энергия получится в миллион раз больше. Помни, что энергия электрического поля максимальна, когда конденсатор заряжен полностью.
- Учти, что в колебательном контуре максимум энергии электрического поля равен максимуму энергии магнитного поля катушки, поэтому считай W = Li²/2 по амплитудному току.
Решение
Из графика видно, что амплитуда колебания тока в колебательном контуре равна i₀ = 5 мА. Для колебательного контура выполняется закон сохранения энергии: сумма энергии электрического поля конденсатора и энергии магнитного поля катушки есть величина постоянная. Максимальная величина энергии электрического поля конденсатора совпадает с максимальной энергией магнитного поля катушки, а значит: E_max ^ (эл) = E_max ^ (магн) = (Li₀²)/(2) = (0,2 Гн · (5 мА)²)/(2) = 2,5·10⁻⁶ Дж = 2,5мкДж. E_max ^ (эл) = E_max ^ (магн) = (Li₀²)/(2) = (0,2 Гн · (5 мА)²)/(2) = 2,5·10⁻⁶ Дж = 2,5мкДж. Ответ: 2,5.
Типичные ошибки
- Ученик смотрит на момент максимального тока и объявляет энергию электрического поля нулевой: это верно для мгновенного значения, но вопрос о максимуме за период, когда вся энергия запасена в конденсаторе.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №13 по физике · Разбор темы №13 с нуля