Электромагнитные колебания и волны (примеры решения задач
повышенной сложности) |
|
|
С1-1.К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с частотой
ν.
Индуктивность L катушки колебательного контура можно плавно менять от максимального значения
Lmax до минимального
Lmin, а ёмкость его конденсатора постоянна.
Ученик постепенно уменьшал индуктивность катушки от максимального значения до минимального и обнаружил, что амплитуда силы тока в контуре всё время возрастала. Опираясь на свои знания по электродинамике, объясните наблюдения ученика.
|
|
|
С1-2.К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с частотой
v. Электроёмкость С конденсатора колебательного контура можно плавно менять от минимального значения
Сmin до максимального
Сmax, а индуктивность его катушки постоянна.
Ученик постепенно увеличивал ёмкость конденсатора от минимального значения до максимального и обнаружил, что амплитуда силы тока в контуре всё время возрастала. Опираясь на свои знания по электродинамике, объясните наблюдения ученика.
|
|
|
С5-1.
Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора емкостью
20 мкФ и катушки индуктивностью 8 мГн. Амплитуда колебаний заряда конденсатора
8 нКл. Какова амплитуда колебаний силы тока в контуре?
|
|
|
С5-2.
В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности
Im = 10 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе
Um = 4,0 В. В момент времени
t напряжение на конденсаторе равно
3,2 В. Найдите силу тока в катушке в этот момент.
|
|
|
С5-3. В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности
Im = 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе
Um = 2,0 В. В момент времени
t напряжение на конденсаторе равно
1,2 В. Найдите силу тока в катушке в этот момент.
|
|
|
С5-4. В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора в колебательном контуре с течением времени.
t,
мкс
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
q, 10–9 Кл
|
2
|
1,42
|
0
|
-1,42
|
-2
|
-1,42
|
0
|
1,42
|
2
|
1,42
|
Вычислите по этим данным максимальное значение силы тока в катушке. Ответ выразите в мА, округлив его до десятых.
|
|
|
С5-5. В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, амплитуда силы тока
Im = 50 мА. В таблице приведены значения разности потенциалов на обкладках конденсатора, измеренные с точностью до
0,1 В в последовательные моменты времени.
t,
мкс
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
U,
В
|
0,0
|
2,8
|
4,0
|
2,8
|
0,0
|
–2,8
|
–4,0
|
–2,8
|
0,0
|
Найдите значение электроёмкости конденсатора.
|
|
|
С5-6. В идеальном колебательном контуре в некоторый момент
времени напряжение на конденсаторе равно
1,2 В, а сила тока в катушке индуктивности равна
4 мА. Амплитуда колебаний силы тока в катушке равна
5 мА. Найдите амплитуду колебаний напряжения на
конденсаторе. |
|
|
С5-7. В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна
12 В, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки
5 мГн, сопротивление лампы — 5 Ом и сопротивление резистора
3 Ом. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь. Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.
|
|
|
С5-8. Простой колебательный контур содержит конденсатор емкостью
С = 1 мкФ и катушку индуктивности L = 0,01 Гн. Какой должна быть емкость конденсатора, чтобы циклическая частота колебаний электрической энергии в контуре увеличилась на
Δw = 2×104 с-1? |
|
|