Решение: Электромагнитные колебания в контуре
В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице приведены значения разности потенциалов на обкладках конденсатора в последовательные моменты времени.
| $t$, мкс | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 | 32 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| $U$, В | 0,0 | 5,6 | 8,0 | 5,6 | 0,0 | −5,6 | −8,0 | −5,6 | 0,0 |
Решение по шагам
5 шаговПо таблице напряжение повторяет значение $U = 0$ и характер изменения через $32$ мкс, поэтому период колебаний равен
$$T = 32 \times 10^{-6}\ \text{с}$$Частота колебаний равна
$$\nu = \frac{1}{T} = \frac{1}{32 \times 10^{-6}} = 31{,}25\ \text{кГц}$$В момент $t = 32 \times 10^{-6}$ с напряжение на конденсаторе равно нулю. В этот момент энергия электрического поля минимальна, а энергия магнитного поля и сила тока максимальны. Утверждение 3 верно.
В момент $t = 16 \times 10^{-6}$ с напряжение также равно нулю, поэтому энергия электрического поля минимальна, а энергия магнитного поля максимальна. Утверждение 4 неверно.
В момент $t = 8 \times 10^{-6}$ с модуль напряжения максимален и равен $8{,}0$ В. Следовательно, энергия электрического поля конденсатора максимальна. Утверждение 5 верно.
Где здесь ошибаются
Путают период с промежутком между соседними значениями времени в таблице.
Считают, что при нулевом напряжении энергия электрического поля максимальна.
Путают максимумы энергии электрического и магнитного полей.