Разберемся в процессах, которые происходят в электрических цепях, и научимся читать графики переменного тока. Эти знания — ключ к пониманию работы всей современной техники.
№1 · КАТЕГОРИИ
6 ЭЛЕМЕНТА · 2 БАЛЛА
1. Сравнение процессов в колебательном контуре
Распределите физические величины и утверждения по типам процессов, происходящих в идеальном колебательном контуре при электромагнитных колебаниях.
Слова для распределения: Затухание при наличии активного сопротивления, Установившийся режим при постоянном притоке энергии, Энергия периодически переходит из катушки в конденсатор, Амплитуда тока резко возрастает при резонансе, Частота процесса равна частоте внешнего источника U(t), Период определяется как 2πLC
Свободные колебания
Вынужденные колебания
№2 · ГРАФИК
АНАЛИЗ · 1 БАЛЛ
2. Амплитуда колебаний
Определите по графику амплитудное значение силы тока Im. Ответ запишите в амперах.
График зависимости i(t)
№3 · ТАБЛИЦА
ЧАСТОТА И ПЕРИОД · 1 БАЛЛ
3. Характеристики тока
Заполните пустые ячейки таблицы, используя связь между периодом T и частотой ν.
Параметр
Значение 1
Значение 2
Период T, с
0,02
Частота ν, Гц
20
№4 · ПРОПУСКИ
ФОРМУЛА · 1 БАЛЛ
4. Закон Ома
Дополните формулу для мгновенного значения напряжения через силу тока и активное сопротивление.
u(t)=i(t)⋅
№5 · СООТВЕТСТВИЕ
ВЕЛИЧИНЫ · 1 БАЛЛ
5. Физические величины
Соотнесите название физической величины с её стандартным обозначением.
Циклическая частота
Электрический заряд
Индуктивность
Электроемкость
q
ω
L
C
№6 · ЛИШНЕЕ
ЦЕПЬ · 1 БАЛЛ
6. Элементы цепи
Найдите лишний элемент в списке компонентов, создающих реактивное сопротивление в цепи переменного тока.
Конденсатор
Катушка индуктивности
Резистор
Идеальный колебательный контур
№7 · КАТЕГОРИИ
КОЛЕБАНИЯ · 1 БАЛЛ
7. Виды колебаний
Распределите примеры по типам колебаний.
Слова для распределения: Ток в домашней розетке, Качание груза на нити после толчка, Колебания в контуре после зарядки конденсатора, Работа электромеханического вибратора
Свободные
Вынужденные
№8 · ГРАФИК
РАСЧЕТ · 2 БАЛЛА
8. Циклическая частота
По приведенному графику зависимости напряжения от времени определите циклическую частоту ω (в рад/с).
Зависимость u(t)
№9 · ТАБЛИЦА
ЗНАЧЕНИЯ ТОКА · 2 БАЛЛА
9. Действующие значения
Рассчитайте действующие значения напряжения U и силы тока I, зная их амплитудные значения.
Параметр
Амплитудное значение
Действующее значение
Напряжение, В
2202
Сила тока, А
№10 · ПРОПУСКИ
РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ · 2 БАЛЛА
10. Индуктивное сопротивление
Заполните пропуски в формулах сопротивлений для переменного тока.
XL=ω⋅ , XC=ω⋅abc1
№11 · СООТВЕТСТВИЕ
ИЗМЕНЕНИЯ · 2 БАЛЛА
11. Параметры контура
Как изменится период свободных колебаний T в контуре при изменении его параметров?
Индуктивность L увеличили в 4 раза
Емкость C уменьшили в 9 раз
Индуктивность L уменьшили в 4 раза
Емкость C увеличили в 16 раз
T уменьшится в 2 раза
T увеличится в 2 раза
T увеличится в 4 раза
T уменьшится в 3 раза
№12 · ЛИШНЕЕ
ЭНЕРГИЯ · 2 БАЛЛА
12. Формулы энергии
Выберите формулу, которая НЕ относится к электромагнитным колебаниям в контуре.
Wm=2Li2
We=2Cq2
W=2mv2
We=2CU2
№13 · КАТЕГОРИИ
ФАЗЫ · 2 БАЛЛА
13. Сдвиг фаз
Определите сдвиг фаз ϕ между током и напряжением для различных элементов цепи.
Слова для распределения: Конденсатор, Катушка индуктивности, Резистор
ϕ=0 (совпадают)
ϕ=π/2 (напряжение опережает)
ϕ=−π/2 (ток опережает)
+13 заданий в этом листе
Зарегистрируйтесь — и соберите свой рабочий лист по этой теме за минуту: заданий столько, сколько нужно.
№14 · ГРАФИК
ПОСТРОЕНИЕ · 2 БАЛЛА
14. Колебательный контур
Начертите схему идеального колебательного контура, состоящего из конденсатора и катушки индуктивности.
Постройте: Схема контура
№15 · ТАБЛИЦА
РЕЗОНАНС · 3 БАЛЛА
15. Резонансная частота
Рассчитайте резонансную циклическую частоту ω0 для различных параметров контура.
L, Гн
C, Ф
ω0, рад/с
0,1
10−5
0,4
10−6
1,0
25⋅10−6
№16 · ПРОПУСКИ
УРАВНЕНИЕ · 3 БАЛЛА
16. Закон изменения заряда
В контуре с L=0,1 Гн и C=10 мкФ заряд меняется по гармоническому закону. Запишите циклическую частоту в уравнение.
q(t)=qmcos(⋅t)
№17 · СООТВЕТСТВИЕ
ТРАНСФОРМАТОР · 3 БАЛЛА
17. Режимы трансформатора
Сопоставьте соотношение витков в обмотках трансформатора и его тип.
N1>N2
N1<N2
U1≈E1
P1≈P2
Повышающий (k<1)
Понижающий (k>1)
Идеальный трансформатор
Холостой ход
№18 · ЛИШНЕЕ
ЦЕПЬ RLC · 3 БАЛЛА
18. Полное сопротивление
Какое из утверждений о резонансе в последовательной RLC-цепи является ЛОЖНЫМ?
Полное сопротивление цепи минимально
Сила тока в цепи максимальна
Индуктивное сопротивление равно емкостному
Напряжение на катушке равно нулю
№19 · КАТЕГОРИИ
ЭНЕРГИЯ · 3 БАЛЛА
19. Превращения энергии
Распределите моменты времени по состоянию энергии в идеальном контуре (T — период).
Слова для распределения: t=T/4, t=3T/4, t=T/2, t=0
We максимальна
Wm максимальна
№20 · ГРАФИК
ВЕКТОРЫ · 3 БАЛЛА
20. Векторная диаграмма
На диаграмме изображены векторы напряжений. Определите по виду диаграммы характер нагрузки цепи.
Векторная диаграмма напряжений
№21 · АЛГОРИТМЫ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ · 2 БАЛЛА
21. Цепь переменного тока
Расположите этапы преобразования энергии в идеальном колебательном контуре в логическом порядке, начиная с момента, когда конденсатор полностью заряжен.
Вся энергия сосредоточена в электрическом поле конденсатора.
Ток в катушке начинает убывать, перезаряжая конденсатор в обратной полярности.
Энергия магнитного поля катушки становится максимальной, а заряд конденсатора равен нулю.
Конденсатор начинает разряжаться, в цепи появляется ток.
Конденсатор снова полностью заряжен, ток в цепи прекращается.
№22 · ДИНАМИКА ЦЕПИ
РАСЧЁТ · 2 БАЛЛА
22. Действующее значение напряжения
Напряжение на зажимах генератора меняется по закону u(t)=311cos(100πt) (В). Вычислите действующее значение напряжения. Ответ округлите до целого числа.
№23 · ТАБЛИЦА
Действующие значения · 2 БАЛЛА
23. Связь амплитудных и действующих значений
Заполните таблицу для синусоидального тока, рассчитав недостающие параметры. Помните, что для переменного тока I=2Im и U=2Um.
Параметр переменного тока
Вариант А
Вариант Б
Амплитуда силы тока Im, А
10
Действующая сила тока I, А
2
Амплитуда напряжения Um, В
311
Действующее напряжение U, В
120
№24 · ЛИШНЕЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ · 1 БАЛЛ
24. Величины переменного тока
Выберите физическую величину, которая не зависит от частоты переменного тока в цепи, содержащей все перечисленные элементы.
Индуктивное сопротивление
Действующее значение силы тока
Электрическая емкость конденсатора
Период колебаний
№25 · ВЫЧИСЛЕНИЯ
4 ВЫРАЖЕНИЯ · 2 БАЛЛА
25. Действующие значения величин
Найдите действующие значения силы тока I и напряжения U, если заданы их амплитудные значения Im и Um. Ответы запишите в амперах и вольтах соответственно, округлив до целых по правилам математики.