Задание №15 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 12
Условие
Конденсатор колебательного контура подключен к источнику постоянного напряжения. Графики А и Б представляют зависимость от времени t физических величин, характеризующих колебания в контуре после переведения переключателя К в положение 2 в момент t = 0.
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости 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.
ГРАФИКИ
А)
Б)
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
1. Заряд левой обкладки конденсатора
2. Энергия электрического поля конденсатора
3. Сила тока в катушке
4. Энергия магнитного поля катушки
| A | Б |
|---|
Подсказки — как подойти к решению
- Начни с t = 0: конденсатор полностью заряжен, а тока в катушке нет. Поэтому график с максимумом в начальный момент — это заряд левой обкладки, а не сила тока в катушке.
- Энергия электрического поля W = q²/(2C) пропорциональна квадрату заряда, поэтому она неотрицательна и колеблется с удвоенной частотой. Ловушка — поместить её нули туда, где заряд максимален.
Решение
С учетом того, что в момент начала колебаний весь заряд сосредоточен на конденсаторе колебательного контура, для зависимости заряда левой обкладки конденсатора от времени имеем:
q (t) = q_mcos (t)/(√(LC)).
График А отображает именно такую зависимость от времени. Таким образом, график А соответствует заряду левой обкладки конденсатора (А — 1). Легко видеть, что график Б представляет энергию электрического поля конденсатора (Б — 2). Действительно:
E_эл (t) = (q² (t))/(2C) = (q_m²)/(4C) (1 + cos (2t)/(√(LC))).
Максимумы соответствуют полностью заряженному конденсатору, минимумы — моментам времени, когда конденсатор полностью разряжен.
Ответ: 12.
Типичные ошибки
- Силу тока поставили на график с максимумом при t = 0, хотя в этот момент конденсатор заряжен полностью и ток через катушку ещё не пошёл.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №15 по физике · Разбор темы №15 с нуля