Тема . №15 Электродинамика (изменение физических величин в процессах и установление соответствия)

.05 Колебательный контур. Изменение физических величин в процессах

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №15 электродинамика (изменение физических величин в процессах и установление соответствия)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#16874

Заряженный конденсатор подключили к катушке, в результате чего в цепи возникли гармонические колебания. В момент, когда напряжение на конденсаторе обратилось в нуль, к нему с помощью ключа подсоединили еще один такой же конденсатор. Как изменились амплитуда колебаний тока и частота собственных колебаний в катушке после этого?

PIC

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится.

|А-мплитуда-колебаний-тока-|Ч-астота собственны-х
|                       |                  |
|-----------------------|колебаний в-катуш-ке|
--------------------------------------------
Показать ответ и решение

При замыкании ключа конденсаторы будут подключены параллельно, следовательно, ёмкость образовавшегося контура будет равна:

C1 = C + C =2C.

Согласно закону сохранения энергии в цепи:

LI2max   LI2  CU2
--2-- = -2-+ --2-,

где L  – индуктивность катушки, Imax  – максимальная сила тока в катушке, I  – сила тока в цепи, C  – ёмкость конденсатора, U  – напряжение на конденсаторе. Максимальная сила тока достигается при U = 0  , при этом она выполняется равенство

LI2max  LI2
  2  =  2

При U = 0  , напряжение на конденсаторе равно нулю, следовательно, энергия на конденсаторе C  при перебрасывании равна нулю. При замыкании ключа ёмкость конденсатора изменится, но закон сохранения энергии также будет выполняться:

  2       2      2
LImax= LI- + 2CU1-,
  2      2     2

где U1  – "новое"напряжение на конденсаторе. При максимальной силе тока U1 = 0  , следовательно

LI2max= LI2
  2     2

Как видим, амплитуда силы тока не изменится.
Период собственных колебаний находится по формуле:

     √ ---
T =2π  LC,

следовательно, при переключении ключа ёмкость увеличится в 2 раза и период увеличится в √ -
  2  раз. Так как частота равна

    1
ν = T,

то частота уменьшится в √2  раз

Ответ: 32

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!