Решение: Колебания в контуре
Конденсатор колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения. В момент $t=0$ переключатель $K$ переводят из положения 1 в положение 2. На графиках А и Б представлены изменения физических величин, характеризующих свободные электромагнитные колебания в контуре после этого. $T$ — период колебаний.
Решение по шагам
3 шагаДо переключения конденсатор заряжен, а ток в контуре отсутствует. Поэтому в момент $t=0$ энергия электрического поля конденсатора максимальна, а энергия магнитного поля катушки равна нулю.
$$W_\mathrm{э}=\frac{q^2}{2C}$$График А начинается с максимального положительного значения, затем дважды за период $T$ достигает нуля и снова достигает максимума. Это характерно для энергии электрического поля конденсатора.
$$W_\mathrm{э}\sim q^2$$Правая обкладка конденсатора после подключения к источнику имеет отрицательный заряд, поэтому график заряда начинается ниже оси времени и изменяется по гармоническому закону. Это соответствует графику Б.
$$q(t)=q_\mathrm{m}\cos\left(\frac{2\pi t}{T}\right)$$А — 4, Б — 3; ответ: 43
Где здесь ошибаются
Путать заряд конденсатора с энергией электрического поля: заряд может быть отрицательным, а энергия — нет.
Считать, что энергия поля изменяется с периодом $T$, хотя энергия пропорциональна квадрату гармонической величины и имеет период $T/2$.