Задание ЕГЭ-Ф-ДВ2023-17
На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в катушке индуктивности идеального колебательного контура. Графики А и Б представляют изменения физических величин, характеризующих колебания в контуре. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимость которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
📜Теория для решения: Конденсатор, катушка и резонанс в цепи переменного тока
Посмотреть решение
Алгоритм решения:
Решение:
Индуктивность — физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока в нем на 1 Ампер за 1 секунду. Чем больше индуктивность и чем больше частота приложенного напряжения, тем меньше амплитуда силы переменного тока. Следовательно, между индуктивностью и силой переменного тока существует обратно пропорциональная связь. Однако на представленных графиках такой зависимости не наблюдаем. Следовательно, на них не отображается зависимость индуктивности катушки от времени.
Напряжение на обкладках конденсатора определяется формулой:
А сила тока изменяется по закону:
Следовательно, колебания напряжения опаздывают от колебаний силы тока на π/2. Поэтому, когда сила тока максимальна, напряжение равно нулю. Именно это мы наблюдаем на графике Б. Следовательно, цифре Б соответствует цифра 2.
Энергия электрического поля конденсатора определяется формулой:
Следовательно, энергия электрического поля от времени зависит так же, как от него зависит квадрат напряжения. Однако оставшийся график (А) не подходит под это описание.
Энергия магнитного поля катушки определяется формулой:
Следовательно, энергия магнитного поля от времени зависит так же, как от него зависит квадрат силы тока. Под это описание подходит график А. Следовательно, графику А соответствует цифра 4.
Правильная последовательность цифр в ответе — 42.
Ответ: 42