Задание EF22801

ЕГЭ▿высокий уровень сложности▿ФИПИ(22801)

Период свободных электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, равен 6,3 мкс. Амплитуда колебаний силы тока Im=5 мА. В момент времени t сила тока в катушке равна 3мА. Найдите заряд конденсатора в этот момент. Ответ  округлите до целых и запишите в нКл.


📜Теория для решения: Электромагнитные колебания

Решение

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ.
2.Записать закон сохранения энергии в колебательном контуре.
3.Записать формулу Томсона.
4.Выполнить решение задачи в общем виде.
5.Вычислить искомую величину, подставив известные данные.

Решение

Запишем исходные данные:

 Период колебаний в гармоническом контуре: T = 6,3 мкс.
 Амплитуда колебаний силы тока: Imax = 5 мА.
 Сила тока в катушке в момент времени t: i = 3 мА.

6,3 мкс = 6,3∙10–6 с

5 мА = 5∙10–3 А

3 мА = 3∙10–3 А

Закон сохранения энергии в колебательном контуре имеет вид:

W=Li22..+q22C..=LI2max2..

Запишем формулу Томсона:

T=2πLC

Выразим из закона сохранения энергии заряд конденсатора:

q2=2С(LI2max2..Li22..)=CL(I2maxi2)

q=CL(I2maxi2)

Выразим емкость конденсатора из формулы Томсона:

LC=T2π..

C=1L..(T2π..)2

q=.1L..(T2π..)2L(I2maxi2)=T2π..I2maxi2

4·109 (Кл)=4 (нКл)

Ответ: 4

Алиса Никитина | 📄 Скачать PDF | Просмотров: 12 | Оценить:

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *