Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 15 № 4248
i

Иде­аль­ный ко­ле­ба­тель­ный кон­тур со­сто­ит из за­ря­жен­но­го кон­ден­са­то­ра ем­ко­стью 0,02 мкФ, ка­туш­ки ин­дук­тив­но­стью 0,2 мГн и разо­мкну­то­го ключа. После за­мы­ка­ния ключа, ко­то­рое про­изо­шло в мо­мент вре­ме­ни t = 0, в кон­ту­ре воз­ник­ли соб­ствен­ные элек­тро­маг­нит­ные ко­ле­ба­ния. При этом мак­си­маль­ная сила тока, те­ку­ще­го через ка­туш­ку, была равна 0,01 А. Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между за­ви­си­мо­стя­ми, по­лу­чен­ны­ми при ис­сле­до­ва­нии этих ко­ле­ба­ний (см. левый стол­бец), и фор­му­ла­ми, вы­ра­жа­ю­щи­ми эти за­ви­си­мо­сти (см. пра­вый стол­бец; ко­эф­фи­ци­ен­ты в фор­му­лах вы­ра­же­ны в со­от­вет­ству­ю­щих еди­ни­цах СИ без крат­ных и доль­ных мно­жи­те­лей).

 

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

 

ЗА­ВИ­СИ­МО­СТИ

А)  За­ви­си­мость на­пря­же­ния на кон­ден­са­то­ре от вре­ме­ни

Б)  За­ви­си­мость силы тока, те­ку­ще­го через ка­туш­ку, от вре­ме­ни

ФОР­МУ­ЛЫ

1)  f(t)=0,01 синус левая круг­лая скоб­ка 5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 5 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на t пра­вая круг­лая скоб­ка

2)  f(t)=0,01 ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 5 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на t пра­вая круг­лая скоб­ка

3)  f(t)=1 синус левая круг­лая скоб­ка 5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 5 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на t пра­вая круг­лая скоб­ка

4)  f(t)=1 ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 5 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на t пра­вая круг­лая скоб­ка

AБ
Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рас­счи­та­ем спер­ва цик­ли­че­скую ча­сто­ту соб­ствен­ных ко­ле­ба­ний в кон­ту­ре:

\omega= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: LC конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 0,2мГн умно­жить на 0,02 мкФ конец ар­гу­мен­та конец дроби =5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 5 Гц.

По­сколь­ку из­на­чаль­но кон­ден­са­то­ра за­ря­жен, для за­ви­си­мо­сти ве­ли­чи­ны за­ря­да на об­клад­ке кон­ден­са­то­ра можем на­пи­сать: q левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =q_m ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка \omega t пра­вая круг­лая скоб­ка . За­ви­си­мость силы тока в кон­ту­ре от вре­ме­ни да­ет­ся вы­ра­же­ни­ем:

I левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: dq левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: dt конец дроби = минус \omega q_m синус левая круг­лая скоб­ка \omega t пра­вая круг­лая скоб­ка = минус I_m синус левая круг­лая скоб­ка \omega t пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 0,01 синус левая круг­лая скоб­ка 5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 5 умно­жить на t пра­вая круг­лая скоб­ка .

По­сколь­ку не ука­за­но, какое на­прав­ле­ние тока счи­та­ет­ся по­ло­жи­тель­ным, то за­ви­си­мость силы тока от вре­ме­ни так же может быть вы­ра­же­на I левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =0,01 синус левая круг­лая скоб­ка 5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 5 умно­жить на t пра­вая круг­лая скоб­ка , то есть фор­му­лой 1.

Опре­де­лим те­перь ам­пли­ту­ду на­пря­же­ния на кон­ден­са­то­ре. Она свя­за­на с ам­пли­ту­дой за­ря­да со­от­но­ше­ни­ем: q_m=CU_m. С дру­гой сто­ро­ны, ам­пли­ту­да за­ря­да равна: q_m= дробь: чис­ли­тель: I_m, зна­ме­на­тель: \omega конец дроби . Сле­до­ва­тель­но, ам­пли­ту­да на­пря­же­ния равна:

U_m= дробь: чис­ли­тель: I_m, зна­ме­на­тель: \omega C конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 0,01А, зна­ме­на­тель: 5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 5 Гц умно­жить на 0,02мкФ конец дроби =1В.

За­ви­си­мость на­пря­же­ния на кон­ден­са­то­ре от вре­ме­ни: U=U_m ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка \omega t пра­вая круг­лая скоб­ка =1 ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 5 умно­жить на t пра­вая круг­лая скоб­ка , то есть ис­ко­мый закон да­ет­ся фор­му­лой 4.

 

Ответ: 41.

 

При­ме­ча­ние.

Общий знак всех ве­ли­чин не имеет осо­бо­го зна­че­ния, так как под за­ря­дом кон­ден­са­то­ра мы можем по­ни­мать заряд любой из об­кла­док, а они про­ти­во­по­лож­ны. Ана­ло­гич­но с на­пря­же­ни­ем, раз­ность по­тен­ци­а­лов можно ме­рить между пер­вой и вто­рой, а можно на­о­бо­рот. Важно уло­вить общий вид за­ви­си­мо­сти (ам­пли­ту­ду и фазу).


Аналоги к заданию № 4213: 4248 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:
Елена Шейко 10.03.2016 16:57

Доб­рый день. По­че­му в на­пря­же­нии ме­ня­ет­ся функ­ция с си­ну­са на ко­си­нус?

Антон

U левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: q левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: C конец дроби .