Задание 25 ЕГЭ по физике · 1B5C9A
Ёмкость конденсатора в контуре
В электрической цепи, показанной на рисунке, ключ К длительное время замкнут, ℰ=6 В, r = 2 Ом, L = 1 мГн. В момент t = 0 ключ К размыкают. В момент, когда в ходе возникших в контуре электромагнитных колебаний напряжение на конденсаторе равно ЭДС источника, сила тока в контуре
I = 2,4 А. Найдите ёмкость конденсатора С. Сопротивлением проводов и активным сопротивлением катушки индуктивности пренебречь.
I = 2,4 А. Найдите ёмкость конденсатора С. Сопротивлением проводов и активным сопротивлением катушки индуктивности пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
До размыкания ключ замкнут длительное время. В установившемся режиме катушка не оказывает сопротивления постоянному току, а конденсатор тока не проводит. Поэтому сила тока определяется внутренним сопротивлением источника:
I0=Er=62=3 А
После размыкания источник с внутренним сопротивлением отключён от колебательного контура. Потери энергии отсутствуют, поэтому полная энергия контура сохраняется.
LI022=LI22+CU22
В момент, указанный в условии, напряжение на конденсаторе равно ЭДС источника: U=E=6 В. Выразим ёмкость:
C=L(I02−I2)U2
Подставим значения L=1⋅10−3 Гн, I0=3 А, I=2,4 А и U=6 В:
C=1⋅10−3(32−2,42)62=1⋅10−3(9−5,76)36=9⋅10−5 Ф
I0=Er=62=3 А
После размыкания источник с внутренним сопротивлением отключён от колебательного контура. Потери энергии отсутствуют, поэтому полная энергия контура сохраняется.
LI022=LI22+CU22
В момент, указанный в условии, напряжение на конденсаторе равно ЭДС источника: U=E=6 В. Выразим ёмкость:
C=L(I02−I2)U2
Подставим значения L=1⋅10−3 Гн, I0=3 А, I=2,4 А и U=6 В:
C=1⋅10−3(32−2,42)62=1⋅10−3(9−5,76)36=9⋅10−5 Ф
Пример ответа
C=9·10−5 Ф=90 мкФ
Источник: Открытый банк ФИПИ 1B5C9A
Похожие задания
25Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3 ⋅ 10^( – 7) м используется для нагревания воды. Какую массу…Нагревание воды фотонами · 002D3A25Плоская монохроматическая световая волна с длиной волны 400 нм падает по нормали на дифракционную решётку.…Период дифракционной решётки · 01C99325Ион с зарядом q=3,2⋅10^(−19) Кл и массой m=1,5⋅10^(−25) кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ и…Радиус движения иона · 030E6825В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, R1=R, R2=2R, r=0,5R. Когда ключ К разомкнут, на…Мощность в разветвлённой цепи · 05618D25Сила тока в идеальном колебательном контуре меняется со временем так, как показано на рисунке. Определите…Заряд конденсатора в контуре · 07189425На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним…Теплота при разряде конденсатора · 0B939C
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.