Разберём, как конденсатор и катушка обмениваются энергией, и применим формулу Томсона к типовым задачам.
№1 · ИСТИНА / ЛОЖЬ
4 УТВЕРЖДЕНИЯ · 2 БАЛЛА
1. Свойства идеального колебательного контура
Определите истинность каждого утверждения с точки зрения физики идеального колебательного контура без сопротивления.
Энергия идеального колебательного контура периодически переходит из электрической энергии конденсатора в магнитную энергию катушки и обратно.ИстинаЛожь
В идеальном колебательном контуре полная энергия со временем уменьшается из-за сопротивления проводов.ИстинаЛожь
Свободные электромагнитные колебания возникают после того, как заряженный конденсатор подключают к катушке.ИстинаЛожь
При максимальном заряде конденсатора сила тока в контуре также максимальна.ИстинаЛожь
№2 · РАСЧЁТЫ
3 ВЫРАЖЕНИЯ · 3 БАЛЛА
2. Период и частота по формуле Томсона
Вычислите указанные величины для идеального колебательного контура. Ответы округлите до двух значащих цифр.
1)2π4⋅10−3Гн⋅1⋅10−6Ф
2)2π25⋅10−3Гн⋅4⋅10−6Ф1
3)2π9⋅10−3Гн⋅1⋅10−6Ф2π
№3 · ЗАДАЧА
1 ЗАДАЧА · 4 БАЛЛА
3. Параметр контура по периоду колебаний
Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью C=2,0мкФ и катушки индуктивностью L=0,50Гн. Определите период свободных электромагнитных колебаний и их частоту. Используйте формулу Томсона T=2πLC.
№4 · ИСТИНА / ЛОЖЬ
4 УТВЕРЖДЕНИЯ · 2 БАЛЛА
4. Заряд и ток при гармонических колебаниях
Определите истинность каждого утверждения, используя модель свободных гармонических колебаний заряда и тока в идеальном контуре.
Если заряд изменяется по закону q=qmcosωt, то его максимальное значение по модулю равно qm.ИстинаЛожь
Заряд конденсатора и сила тока в контуре достигают максимума одновременно.ИстинаЛожь
В момент, когда заряд конденсатора равен нулю, энергия электрического поля конденсатора равна нулю.ИстинаЛожь
Увеличение ёмкости конденсатора при неизменной индуктивности уменьшает период собственных колебаний.ИстинаЛожь
№5 · РАСЧЁТЫ
3 ВЫРАЖЕНИЯ · 3 БАЛЛА
5. Параметры контура и угловая частота
Выполните вычисления для идеального колебательного контура. Используйте формулы T=2πLC и ω=T2π.
1)2π1⋅10−2Гн⋅9⋅10−6Ф
2)2π1⋅10−2Гн⋅9⋅10−6Ф1
3)2π16⋅10−3Гн⋅25⋅10−6Ф2π
№1 · СООТВЕТСТВИЕ
4 ПАРЫ · 1 БАЛЛ
1. Величины и их физический смысл
Соедините каждую физическую величину с её обозначением или характеристикой.
Период колебаний
Индуктивность катушки
Электроёмкость конденсатора
Максимальный заряд конденсатора
C
qm
L
T
№2 · ЛИШНЕЕ
4 ЭЛЕМЕНТА · 1 БАЛЛ
2. Элементы колебательного контура
Найдите лишнюю запись. Три записи относятся к элементам идеального колебательного контура, одна — нет.
Источник постоянного напряжения
Конденсатор
Катушка индуктивности
Соединительные проводники
№3 · ИСТИНА И ЛОЖЬ
4 УТВЕРЖДЕНИЯ · 1 БАЛЛ
3. Основные свойства идеального контура
Определите истинность утверждений, опираясь только на свойства идеального колебательного контура без сопротивления.
В идеальном колебательном контуре энергия сохраняется.ИстинаЛожь
Формула Томсона связывает период с индуктивностью и электроёмкостью.ИстинаЛожь
В идеальном контуре энергия необратимо превращается во внутреннюю энергию проводников.ИстинаЛожь
Свободные электромагнитные колебания возникают только при наличии внешнего периодического источника.ИстинаЛожь
+8 заданий в этом листе
Зарегистрируйтесь — и соберите свой рабочий лист по этой теме за минуту: заданий столько, сколько нужно.
№4 · РАСЧЁТНАЯ ЗАДАЧА
1 ЗАДАЧА · 2 БАЛЛА
4. Период по формуле Томсона
Идеальный колебательный контур содержит катушку индуктивностью L=4мГн и конденсатор электроёмкостью C=25мкФ. Определите период свободных электромагнитных колебаний.
№5 · РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
2 КАТЕГОРИИ · 6 ЭЛЕМЕНТОВ · 3 БАЛЛА
5. Модель идеального колебательного контура
Распределите утверждения по двум категориям. Для каждого случая учитывайте, какие величины изменяются при обмене энергией между конденсатором и катушкой, и решите, согласуется ли описание с моделью идеального колебательного контура без сопротивления.
Слова для распределения: После разрядки конденсатора ток исчезает и дальнейший обмен энергией прекращается, Увеличение индуктивности катушки не влияет на период колебаний, При максимальном заряде конденсатора ток в катушке равен нулю, после чего начинается рост тока, Период свободных колебаний определяется ёмкостью конденсатора и индуктивностью катушки по формуле T=2πLC, В любой момент времени энергия электрического поля равна энергии магнитного поля, Сумма энергий электрического и магнитного полей остаётся постоянной
Согласуется с идеальным LC-контуром
Не согласуется с идеальным LC-контуром
№6 · МАТЕМАТИЧЕСКИЙ РИСУНОК
1 ПОСТРОЕНИЕ · 1 БАЛЛ
6. График заряда в контуре
Постройте качественный график зависимости заряда q(t) в идеальном LC-контуре, если в начальный момент заряд максимален, а ток равен нулю. Считайте, что сопротивления нет.
№7 · ЛИШНЕЕ
4 ЭЛЕМЕНТА · 3 БАЛЛА
7. Законы и модели колебательного контура
Найдите лишнюю запись. Три записи можно использовать при описании свободных электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре, одна относится к другой физической модели.
T=2πLC
T=2πgl
q=qmcosωt
WE+WB=const
№8 · ЭНЕРГИЯ
1 ЗАДАЧА · 2 БАЛЛА
8. Обмен энергией между конденсатором и катушкой
В момент времени t=0 конденсатор имеет максимальный заряд, а ток в контуре равен нулю. Как изменяются энергия электрического поля конденсатора и энергия магнитного поля катушки при дальнейшем движении системы к моменту, когда ток достигает максимума?
№9 · РАСЧЁТНАЯ ЗАДАЧА
1 ЗАДАЧА · 2 БАЛЛА
9. Заряд конденсатора в заданный момент
Заряд конденсатора изменяется по закону q=qmcosωt. В момент времени t=0 заряд равен qm. Какой заряд будет через время t=4T?
№10 · РАСЧЁТНАЯ ЗАДАЧА
1 ЗАДАЧА · 2 БАЛЛА
10. Изменение периода при изменении ёмкости
Индуктивность катушки в идеальном контуре постоянна, а электроёмкость конденсатора увеличили в 4 раза. Во сколько раз изменился период свободных колебаний?