Задание 25 ЕГЭ по физике · 9FF053
Колебания в контуре после размыкания
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. Амплитуда напряжения на конденсаторе в ходе возникших в контуре электромагнитных колебаний равна ЭДС источника. В какой момент времени напряжение на конденсаторе в первый раз достигнет значения ℰ ? Сопротивлением проводов и активным сопротивлением катушки индуктивности пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
До размыкания ключа ток в установившемся режиме определяется только сопротивлением резистора, так как катушка постоянному току сопротивления не оказывает:
I0=Er=62=3 А
После размыкания источник и резистор отключены от колебательного контура. В начальный момент конденсатор не заряжен, а ток через катушку равен I0. Амплитуда напряжения на конденсаторе равна:
UC max=I0
По условию амплитуда равна ЭДС источника. Поэтому ёмкость конденсатора равна:
E=I0,C=I02LE2=32⋅10−362=2.5⋅10−4 Ф
Циклическая частота собственных колебаний контура:
ω=1=1=2000 с−1
Так как конденсатор в начальный момент не заряжен, напряжение возрастает по закону UC=UC maxsin(ωt). В первый раз оно достигает амплитудного значения при ωt=π2:
t=π2ω=π4000 с≈7.85⋅10−4 с
I0=Er=62=3 А
После размыкания источник и резистор отключены от колебательного контура. В начальный момент конденсатор не заряжен, а ток через катушку равен I0. Амплитуда напряжения на конденсаторе равна:
UC max=I0
По условию амплитуда равна ЭДС источника. Поэтому ёмкость конденсатора равна:
E=I0,C=I02LE2=32⋅10−362=2.5⋅10−4 Ф
Циклическая частота собственных колебаний контура:
ω=1=1=2000 с−1
Так как конденсатор в начальный момент не заряжен, напряжение возрастает по закону UC=UC maxsin(ωt). В первый раз оно достигает амплитудного значения при ωt=π2:
t=π2ω=π4000 с≈7.85⋅10−4 с
Пример ответа
t≈7.85·10−4 с, или t≈0.785 мс.
Источник: Открытый банк ФИПИ 9FF053
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.